试论大数据背景下的物联网智能家居

王璟

【摘要】    大数据时代信息量非常庞大，数据信息的处理越难度越来越高，人们生活中接触的信息越来越多。物联网的应用，提高了人们生活的智能化水平，在家居领域应用物联网技术可以提高家居的智能化和个性化水平，为人们提供更加舒适、便捷的生活环境。基于此本文对大数据背景下物联网智能家居进行了探讨。

【关键词】    大数据    物联网    智能家居

物联网是一种物与物相连的物联网，是互联网的延伸和扩展，物联网技术包括智能感知、定位、识别和监控以及远程管理、实时处理和智能化等多样化的技术，在信息化时代具有重要应用。智能家居是指通过人工智能技术，对照明、水电以及家用电器的自动化控制和远程控制，通过智能家居可以为人们提供更加舒适的家庭生活。物联网智能家居结合了物联网和智能家居技术，实现了家庭智能设备的智能互联，通过智能家居管理系统来对家居设备进行控制，从而更好地实现智能家居的控制。大数据技术能够实现海量数据的处理，通过应用大数据技术，能够使事物间、区域间的联系更加通畅，通过在物联网智能家居中应用大数据技术，能够提高数据处理效率，提高物联网智能家居的应用水平。

一、物联网智能家居的发展

智能家居的發展可以分为三个阶段：

1.互联网时代的智能家居。随着互联网的普及，微软等科技公司开始推广智能家居设备，此阶段的智能设备是基于互联网来独立工作的，如网络电视。

2.移动互联网时代的智能阶段。随着智能手机的发展，社会进入移动互联网设代，在这一阶段出现了“智能城市”的概念，智能家居设备可以和手机进行连接，通过手机APP来控制设备。

3.物联网时代智能家居。随着技术的发展，物联网技术被应用到智能家居中，通过应用物联网技术使智能家居管理系统得到了进一步发展，能够实现各设备之间的互联互通和设备贡献。通过智能路由器，能够实现各设备之间的无线连接，设备之间的联系更加方便。随着智能家居的发展，阿里、小米等企业推出一系列配套的智能家居产品，构建智能家居生态圈。

随着物联网技术的不断应用和智能手机的普及，人们开始认识到智能家居的好处，智能家居越来越普遍，各种先进的智能设备被研发出来，未来智能家居的功能会越来越完善，给人们提供更加舒适、安全的家居环境。

二、智能家居的系统架构

随着大数据技术、人工智能技术和物联技术的发展，智能家居设备不断发展，出现了大量性能优异的产品，基于同种控制目的出现了多种解决方案。在系统架构方面，出现有线和无线两种家居系统网络，无线家居系统网络还有WLAN（WiFi）、ZigBee、蓝牙、LaRa、Z—Wave多种数据传输模式，当前各种传输模式综合来看，并没有明显的优劣，因此短期内各种传输方式还将同时存在。在早期的应用过程中，智能家居应用的是KNX（EIB）总线模块组网解决方案，这种应用方案在大规模建筑中应用时有一定的优势，如酒店和办公楼等，而在家庭中应用的效果一般，应用的不多。当前，智能家居的架构形式有很多，按照功能和要求的高低对其进行分类，可以将其分成两类，分别是单点和整体解决方案，有线和无线结合是主要的信息传输方式。

2.1单点解决方案

单点解决方案是一种基于单一功能的智能家居解决方案，产品具有单一的功能，具体的产品有智能的插座、智能摄像机和智能电视等。这种解决方案的优点在于，容易安装和操作，不需要布线，成本也比较低，这种方案可以实现多方式的智能家居控制，既可以采用本地操作的控制方式，也可以应用远程手机APP和云服务操作，除了控制方式外，其还具有定时开关机、语音交互等多方面的功能;这种方案的缺点是整体性不足，不能够完美的满足智能家居系统的要求。

举例来说，该系统下智能灯泡的智能性不足;该方案中应用的无线设备，对于网络有较高的要求，在网络不佳或者是路由设备出现问题，会导致摄像机连接失败，不能够观看录像的情况。对于已经装修好的住宅，或者是不想改变原线路，而又想进行智能化改造的住宅，应用单点解决方案可以解决这一问题，举例来说，通过在原油开关面板上设置带有机械臂的开关面板，可以简单的实现本地、远程、定时、光感、场景等控制，不过这种方法也具有局限性，即需要对机械臂开关面板进行定期的充电。

2.2 整体解决方案

当前，整体解决方案也还不能够完全实现智能家居系统的全部功能，在社会公共信息、网络购物、娱乐节目等结合方面还较为薄弱，这些功能还需要通过手动或者个人计算机进行搜索来实现。在传统模式下，整体解决方案的构架采用有线传输的方式，随着无线通信技术的快速发展，当前有线和无线相结合的方式已经成为主要的方式，家居设备的控制方式不断多样化，从最初的面板控制，发展到远程控制、场景控制，到如今可以通过语音交互、手势感应、表情动作等进行控制，控制方式越来越简单便捷，为人们提供更加方便的应用体验。家居智能化系统集成为硬件设备包括网络交换机、无线路由器、红外发射装置、蓝牙、个人计算机PC（笔记本电脑）、综合布线设备、操作执行终端设备等;软件部分主要由集成系统平台软件组成，是各子系统进行信息交互的平台，可以根据实际需求进行持续开发，并且拓展功能，不仅可以开发构架成熟的软件，还可以基于智能家居的实际需求进行软件的定制，软件的种类包括功能软件、防病毒软件和网络安全软件等。为了降低网络和通信等模块对于系统的影响，提高系统在网络不畅或者是通信系统故障情况下运行的可靠性，系统应能够实现无外部网络条件下的离网运行，通过在系统中内置小型处理器，来运行本地程序和处理音频数据，从而实现系统在无网络状态下的正常运行。当前，智能家具设备还在不断的发展过程中，产品更新速度快，架构中需要加入新的设备，因此为了满足实际应用的需求，架构应具备良好的扩展性，能够实现设备的即插即用，数据传输协议要具有良好的兼容性，同时，为了方便功能的升级，系统软件应具备容易升级的特点。在整体解决方案中包括若干子系统，由这些子系统来实现系统的功能，具体如下：

1.智能照明、窗帘、家庭影音子系统。该系统需要安装与装饰效果和实际使用要求相匹配的灯具和光源，从而实现各项功能。在实际应用中，在不同场景下其可以对灯具、窗帘等进行智能的控制，满足人们的使用需求。通过照度传感器来探测室内光照情况，然后智能的调节照明环境，为人们提供舒适的光照环境。

2.家用空调系统。家用空调系统可以通过智能面板和远程控制的方式进行控制，同时还能够实现智能控制。系统通过传感器探测室内的温湿度和空气质量等信息，并根据结果自动对室内环境进行调节，改善室内环境。

3.家庭用电设备。能够实现电饮水机、新风换气家庭电力设备等的远程控制，定时控制，满足人们的使用需求。

4.安全系统。安全系统的主要功能是保护家庭安全，其包括自动报警、入侵报警和视频安防等监控系统等子系统。安全系统能够和访客对讲系统进行连接，从而给人们提供更加便捷的服务。智能安全报警系统还可以和各安全传感器相连，包括各种安防传感器、智能烟雾传感器、紧急报警按钮、视频摄像机等，和各类安防装置协同，共同构建家庭安防体系，保护家庭安全。通过网络控制设备对报警系统进行控制，在出现警报之后，控制系统能够自动上报，通知值班人员，从而对问题进行快速的处理。视频安防系统具备记录事件发生全过程的能力，通过其的记录，在发生问题后可以对导致问题的原因进行分析，为建立有效地应对措施提供基础。

5.燃气泄漏报警系统。该系统的主要功能是探测是否存在燃气泄露，当发现存在泄露以后能够自动报警并且切断阀门，从而将事故控制在较小范围。

6.漏水报警系统。这一装置主要设置在厨房、卫生间等位置，这些位置容易出现漏水问题，当出现漏水的情况之后，该系统可以实现自动报警、自动关闭水阀等功能。

7.能耗系统。该系统能够实现用水量、用电量的计算，并且应用大数据跟能耗专家等对水电的应用情况进行分析，并进行优化，提供降低建筑能耗的方案。

各系统以及控制主机都和主人的手机终端进行连接，并将各种信息自动发送到手机终端，提醒主人进行处理。当前，智能家居系统还存在一些问题，如通信不兼容的问题，不同品牌的产品，虽然應用的都是ZigBee系统，或者是Z—Wave系统，但是也会存在不兼容的问题，导致无法互相通信，因此优化通信协议，提高产品的兼容性非常重要。

三、智能家居系统安全

随着智能家居的推广和普及，人们越来越关注智能家居的安全性问题，下面对提高智能家居系统安全的措施进行探讨。

3.1  智能家居系统的质量安全

智能家居的特点是会全天候运行，因此若出现质量不稳定、故障等问题，会给人们的生活造成不利影响。举例来说，若照明系统出现故障，导致灯具不能够正常点亮，会给人们的生活带来非常大的不便。因此，确保产品的质量对于智能家居来说非常重要，在保证产品生产质量的同时，还要有良好的售后服务，最好能够实现远程检修调试，排除故障，从而保证智能家居系统正常运行。此外，为了避免系统奔溃后无法使用，智能家居系统应保留手动控制功能。

3.2  智能家居系统网络信息安全

对于智能家居系统而言，为了实现智能化的控制，通常需要和互联网、物联网进行连接，并且在云端进行信息的交互，这种工作方式提高了数据交互的效率，提高了系统的功能，同时也增加了安全隐患。通过网络攻击，能够入侵网络安防摄像机、数字录像机等设备，可能导致隐私泄露了;入侵还可能造成通信阻塞、控制模块无法正常运行等问题，不法分子还能通过设备漏洞对网络进行攻击，导致网络瘫痪。由于家庭网络的防御能力薄弱，通常只能够采用杀毒软件来防范病毒和黑客的攻击，缺乏网络分段隔离和防火墙等措施，导致其容易受到攻击，在这种情况下，采用提高智能家居设备的防护能力，在家庭网络设置防火墙等手段来提高家居系统的防御能力，保护智能家居信息的信息安全具有重要意义。

四、结束语

随着物联网、大数据、人工智能等技术的发展，智能家居朝着多样化方向发展，出现了各种架构和信息通信协议，各种新技术和新产品不断涌现，提高了智能家居的功能，可以为人们提供更加良好的服务。随着技术的发展，希望智能家居产品朝着技术更加先进、操作更加简单、经济性更强的方向发展，为人们提供更加舒适便捷的家居环境。

参  考  文  献

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