摘 要：智能家居，又稱智慧家居/智能住宅，是近年來日益被重視的全新理念。它以住宅為平臺(tái)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)將與家居生活有關(guān)的各種各樣的子系統(tǒng)結(jié)合在一起，構(gòu)建出高效的住宅設(shè)施和家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)。本文將分析近年來國內(nèi)外智能家居的發(fā)展?fàn)顩r，并將介紹嵌入式技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、Zigbee無線通訊技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能家居 嵌入式技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng) Zigbee

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（c）-0214-02

智能家居的概念形成甚早，而世界上首個(gè)成形的智能建筑案例要追溯到1984年由美國聯(lián)合科技公司應(yīng)用于美國康乃迪克州哈特佛市的CityPlaceBuilding。我國的智能家居業(yè)起步較晚，但近年到來發(fā)展勢(shì)頭迅猛。隨著國家物聯(lián)網(wǎng)十二五規(guī)劃的出臺(tái)，智能家居被明確作為幾大重點(diǎn)示范應(yīng)用之一。在信息化社會(huì)里，人們的生活方式與工作習(xí)慣有了很大的變化，使得家居系統(tǒng)的智能化成為一種消費(fèi)需求。因此在未來幾年內(nèi)，智能家居業(yè)將會(huì)有非常廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景，成為中國最具發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)之一。而智能家居的發(fā)展又得益于嵌入式技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、Zigbee無線通訊技術(shù)等的日益成熟。

1 嵌入式技術(shù)的應(yīng)用

國內(nèi)普遍接受的嵌入式系統(tǒng)的定義為：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因此，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。

嵌入式微處理器對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)具有有很強(qiáng)的支持能力，因此，對(duì)于穩(wěn)定性要求甚高的智能家居系統(tǒng)，嵌入式技術(shù)便成了不二的選擇。通過嵌入式微處理器即可完成智能家居系統(tǒng)中的大部分功能，如可視對(duì)講、安防主機(jī)、信息處理終端、信息家電控制器、自動(dòng)抄表、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。這些功能實(shí)現(xiàn)的背后，處處都離不開嵌入式技術(shù)的身影。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）在2005年的年度報(bào)告，物聯(lián)網(wǎng)被定義為通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)擁有三大核心技術(shù)，分別是基于RFID的應(yīng)用、基于傳感器的應(yīng)用、基于M2M的應(yīng)用。嵌入式技術(shù)可實(shí)現(xiàn)智能家居中的單個(gè)功能，而要把每項(xiàng)功能結(jié)合到一起組成一個(gè)智能系統(tǒng)，將家庭中的所有物品納入至一個(gè)龐大的智能網(wǎng)絡(luò)中，這就需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持。

物聯(lián)網(wǎng)智能家居采用的是無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從而避免了傳統(tǒng)有線方式需要專業(yè)人員的參與、專門公司維護(hù)，而且施工周期長，系統(tǒng)靈活性差的缺點(diǎn)。智能家居物聯(lián)網(wǎng)可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。而目前的物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用還主要集中在感知層的應(yīng)用方面，比如無線溫濕度傳感器，無線門磁、窗磁，無線燃?xì)庑孤﹤鞲衅鳌?/p>

3 ZigBee無線技術(shù)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的目的是要將各種信息傳感傳動(dòng)單元與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來從而形成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)，而這需要有傳輸技術(shù)的支持。近年來，紅外、藍(lán)牙、ZigBee、WiFi等一系列無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展大大促進(jìn)家居設(shè)備無線化、智能化的進(jìn)程。而在這當(dāng)中使用最多的，最為人們所看好的即為ZigBee無線通訊技術(shù)。Zigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個(gè)域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。

在無線通訊領(lǐng)域，ZigBee有其得天獨(dú)厚的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，包括了省電、可靠、成本低、時(shí)延短、節(jié)點(diǎn)通信設(shè)置易于配置、網(wǎng)絡(luò)容量大、安全、全球通用性和完好的開放性。得助于物聯(lián)網(wǎng)的興起， ZigBee被廣泛地應(yīng)用于了智能家居中。因此，可認(rèn)為Zigbee無線技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代最尖端、目前綜合性能最佳的智能家居無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

4 智能家居發(fā)展趨勢(shì)

智能家居作為與大眾生活息息相關(guān)的智能應(yīng)用，在未來必然有廣闊的發(fā)展空間。智慧城市運(yùn)營商貝爾信指出，在未來，智能家居將會(huì)更加簡(jiǎn)單實(shí)用，更加人性化操作，而不是單單追求技術(shù)的先進(jìn)。智能家居的實(shí)用性將不斷增加，其中將包括定時(shí)控制、遠(yuǎn)程控制、安防報(bào)警、智能模式、情景模式等人性化的功能。

據(jù)專業(yè)人士預(yù)測(cè)，在不久的將來，云計(jì)算將在智能家居中得到廣泛的應(yīng)用。云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式。云計(jì)算擁有高速的計(jì)算分析功能和較大的存儲(chǔ)空間，將云計(jì)算作為巨量的信息處理平臺(tái)，使智能家居的智能功能明顯增多，設(shè)備響應(yīng)速度快捷， 這是傳統(tǒng)智能家居難以比擬的。而且很多智能家居系統(tǒng)本身沒有數(shù)據(jù)處理能力，但擁有了云端以后，用戶即可利用云端將信息存儲(chǔ)起來，通過連接到云端的手機(jī)或者嵌在墻上的終端，可以非常有效安全快捷地掌控家居的風(fēng)吹草動(dòng)。

同時(shí)，全方位的人性化也是未來智能家居發(fā)展的目標(biāo)之一。而這一點(diǎn)可依靠智能家居軟件實(shí)現(xiàn)，一鍵式控制，簡(jiǎn)單易懂。智能家居軟件場(chǎng)景控制中還設(shè)有聯(lián)動(dòng)、定時(shí)、自動(dòng)等功能，而這無疑會(huì)大大提升用戶的體驗(yàn)感。

5 智能家居的存在意義

隨著消費(fèi)水平的提高，人們不僅僅滿足于擁有一所房子， 而更致力于自身居住環(huán)境的改善及生活的享受。而智能家居的出現(xiàn)和發(fā)展，恰恰滿足了人們?cè)谶@一方面的需求。智能家居能夠幫助人們解決許多問題，給生活帶來很大的便利，其中包括了安全保護(hù)、環(huán)境調(diào)節(jié)、照明管理、健康監(jiān)測(cè)、家電控制、應(yīng)急服務(wù)等。例如在安全保護(hù)方面，當(dāng)智能家居系統(tǒng)中的無線紅外探測(cè)器檢測(cè)到有人非法闖入時(shí)，連接至網(wǎng)絡(luò)中的報(bào)警器就會(huì)及時(shí)把信息發(fā)送至主人的智能手機(jī)端，令主人及時(shí)了解情況，采取措施，保證財(cái)產(chǎn)不受損失。而智能家居能實(shí)現(xiàn)的功能遠(yuǎn)不至此，由此可以預(yù)見其未來的市場(chǎng)前景將十分廣闊。

6 結(jié)語

從以上的分析可以看出，各種新技術(shù)的飛速發(fā)展不斷地加快了智能家居的進(jìn)程。然而在智能家居系統(tǒng)的發(fā)展過程中，同樣存在了以下幾方面的問題。

（1）目前各類智能家居產(chǎn)品在造價(jià)方面往往價(jià)格不菲，這對(duì)于智能家居能否最終在普通老百姓家庭中得到普及十分關(guān)鍵。因此，對(duì)廠商而言，進(jìn)一步降低產(chǎn)品的成本是關(guān)鍵所在。

（2）就現(xiàn)階段而言，智能家居系統(tǒng)還存在著操作復(fù)雜操作，缺乏人性化，產(chǎn)品穩(wěn)定性低等問題，這需要廠商加大研發(fā)力度，提高產(chǎn)品技術(shù)水平，用可靠的產(chǎn)品贏得市場(chǎng)。

（3）在標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議方面，各廠商和系統(tǒng)之間還沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的通訊協(xié)議，這給不同廠商產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通帶來了很大障礙。今年《家用及建筑物用電子系統(tǒng)通用技術(shù)要求》的頒布，將有希望推動(dòng)整個(gè)智能家居行業(yè)朝著標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的方向發(fā)展。

（4）作為一項(xiàng)出門產(chǎn)品來說，售后服務(wù)是影響消費(fèi)需求的重要因素。受限于規(guī)模，目前智能家居系統(tǒng)的維護(hù)體系尚未形成。這制約了智能家居市場(chǎng)的發(fā)展。

但作為國內(nèi)的一項(xiàng)新興產(chǎn)業(yè)，我們有理由相信，隨著技術(shù)的進(jìn)步和行業(yè)內(nèi)各大廠商的溝通協(xié)作，智能家居在未來將擁有非常廣闊的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)

[1]向忠宏.智能家居[M].北京：人民郵電出版社，2002.

[2]周洪，胡文山，張立明.智能家居控制系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2006.

①作者簡(jiǎn)介：譚健勝（1992，3—），男，漢族，廣東省開平市，就讀于中南大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)；研究方向：測(cè)控技術(shù)與儀器.