成都紡織高等?？茖W(xué)校電氣工程學(xué)院　孫　鑫

物聯(lián)網(wǎng)及其在智能家居的應(yīng)用

成都紡織高等?？茖W(xué)校電氣工程學(xué)院孫鑫

近年來，物聯(lián)網(wǎng)受到了世界各國政府和研究人員的高度關(guān)注，已在物流、軍事、智能家居、環(huán)境監(jiān)測、安全生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居是為了滿足用戶需求，為他們提供更好的家居生活體驗。

物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；計算機(jī)應(yīng)用

1.引言

智能家居（Smart Home）的概念較“物聯(lián)網(wǎng)”概念出現(xiàn)較早，通常定義為以住宅為主要平臺，兼具網(wǎng)絡(luò)通訊、信息化家電、自動化設(shè)備與智能化建筑，集服務(wù)、管理為一體的安全、舒適、高校、便利及環(huán)境友好的居住環(huán)境［1］。目前，智能家居已經(jīng)發(fā)展到以全I(xiàn)P技術(shù)、Zigbee技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、“云”技術(shù)為基礎(chǔ)的定制化、個性化智能家居體系?！拔锫?lián)網(wǎng)”（Internet of Things，IOT）概念自上個世紀(jì)九十年代末提出以來，由于其研究和應(yīng)用有著深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義和巨大的經(jīng)濟(jì)價值，受到了世界各國政府和科研工作者的高度重視［2，3］。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用是中國發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢、推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和實現(xiàn)我國跨越式發(fā)展的重大機(jī)遇，我國的科研人員對物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)做了較為深入的研究，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣起到了積極作用。我國政府在2010年將“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”納入重點產(chǎn)業(yè)，中國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用研究由此進(jìn)入了快速發(fā)展時期，智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第三大應(yīng)用領(lǐng)域，在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的浪潮推動下，智能家居行業(yè)蘊(yùn)含著巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的發(fā)展前景。

2.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展簡介

“物聯(lián)網(wǎng)”（IOT）這一概念由1999年麻省理工學(xué)院（ICT）的研究人員首次提出以來，在世界范圍內(nèi)掀起了研究與建設(shè)的熱潮，物聯(lián)網(wǎng)的研究被視為21世紀(jì)信息技術(shù)領(lǐng)域中難得的重大發(fā)展機(jī)遇，有著重大的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)價值。近十年，分析谷歌（google）搜索引擎的三大關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things）、無線傳感網(wǎng)（Wireless Sensor Networks）以及普適計算（Ubiquitous Computing）的檢索結(jié)果變化趨勢圖，如圖1所示。從圖中可以看出，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的搜索量的逐漸增加，同時無線傳感網(wǎng)和普適計算的搜索量卻持續(xù)下降。據(jù)谷歌公司預(yù)測，這種趨勢持續(xù)將持續(xù)下去并且在融合其他關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上形成真正的實現(xiàn)人與人（Human to Human，H2H），人與物（ Human to Thing，H2T）以及物與物（Thing to Thing，T2T）的互通互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)［2］。

近年來，世界主要發(fā)達(dá)國家和地區(qū)如美國、日本、韓國、新加坡、歐盟，以及中國、巴西等發(fā)展中國家在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方面各自出臺雄心勃勃的發(fā)展計劃，進(jìn)行相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略布局，以在新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中搶占有利地位。經(jīng)過近幾年的飛速發(fā)展，我國在物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研制、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)培育及應(yīng)用等諸多方面具備了一定的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事、物流、工礦商貿(mào)、節(jié)能環(huán)保、安全生產(chǎn)、智能家居等眾多領(lǐng)域得到了廣泛研究和應(yīng)用，創(chuàng)造了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益［2-4］。

3.物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用

3.1智能家居定義

智能家居（Smart Home），同時也被稱為智能化建筑，自動化家庭，集成家居系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（如無線傳感技術(shù)、無線射頻識別技術(shù)、智能技術(shù)等），自動控制技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)等將將與家居生活相關(guān)的各種設(shè)備有機(jī)地連接、結(jié)合在一起，并且通過網(wǎng)絡(luò)化的智能管理，提供智能化家居服務(wù)的系統(tǒng)，如圖2所示。自1984年美國建成全球第一幢智能建筑以來，美國、歐盟、日本、韓國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)先后提出了多種智能家居方案，并推動了智能家居產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［1］。毫無疑問，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能家居的結(jié)合有著廣闊的發(fā)展前景，國內(nèi)外對物聯(lián)網(wǎng)智能家居的應(yīng)用研究必將深刻改變?nèi)祟惖纳睢?/p>

圖1　谷歌搜索關(guān)于無線傳感器絡(luò)、普適計算及物聯(lián)網(wǎng)的搜索結(jié)果變化趨勢圖（自2004年以來）

圖2　物聯(lián)網(wǎng)智能家居示意圖

智能家居技術(shù)使用許多相同的設(shè)備，具有多種功能自動設(shè)備可以彼此通信，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)條件下的智能家居系統(tǒng)

3.2物聯(lián)網(wǎng)條件下智能家居的應(yīng)用實例

（1）智能記憶（Smart memories）

大氣傳輸系統(tǒng)具有的能力，以記錄自己的生活模式以及記憶居民首選燈光、聲音、圖像和氣味等。

（2）智能筆（Smart pen）

智能筆提供尋找定義為任何一種方式未知的詞匯，當(dāng)人們遇到問題閱讀書籍或文件，甚至可以保存重要短語。這是為書面文件尤其有用在一門外語。所有讀者需要做的是下劃線或?qū)懴挛粗膯卧~，按鍵翻譯然后筆自動伸出的翻譯到文檔，例如，英語翻譯成漢語，反之亦然。

（3）智能衣柜（Smart wardrobe）

智能衣柜可通過互聯(lián)網(wǎng)適時查詢天氣情況，并對于用戶的著裝提出良好建議，以便使人們可以舒適地和充分地協(xié)調(diào)他們與外部穿衣環(huán)境中。一旦用戶回到家里，他們已經(jīng)穿過衣服經(jīng)過簡單的洗衣功能進(jìn)行自動洗滌。

（4）智能冰箱（Smart refrigerator）

隨著其明顯的堿性食物存儲功能，智能冰箱配備有購物和存儲的應(yīng)用程序，允許用戶保持跟蹤個別食品項目的到期日，以及管理購物清單。它也有一個可移動的顯示面板作為一個整體廚房產(chǎn)品，并且可以被用來作為電子留言板，家政書等上，提供更舒適的和用戶友好的廚房環(huán)境。此外，智能家居在智能梳妝臺（Smart dressing table）、智能床（Smart bed）、智能書桌（Smart table）、智能相框（Smart picture frame）、智能溫室（Smart greenhouse）、智能沙發(fā)（Smart sofa）、智能萬能遙控器（Smart universal remote control）、智能投影機(jī)（Smart projector）以及智能墻面（Smart Wall）等方面等到應(yīng)用研究也已接近商業(yè)化水平［1］。

4.我國物聯(lián)網(wǎng)智能家居發(fā)展現(xiàn)狀及特點

我國作為物聯(lián)網(wǎng)智能家居的后起之秀，從一開始就摒棄了美國的高耗能的發(fā)展模式，從一開始就十分注重低碳環(huán)保的綠色發(fā)展理念，利用后發(fā)優(yōu)勢，大量采用新材料，充分利用飛速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在某些方面已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前，中國物聯(lián)網(wǎng)智能家居的發(fā)展主要具有以下幾個特點：（1）對智能家居的需求旺盛。當(dāng)下中國經(jīng)濟(jì)面臨轉(zhuǎn)型，某些行業(yè)面臨較為嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩，但是，另一方面，伴隨著中國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對智能家居方面的需求日益增強(qiáng)，智能家居行業(yè)在國家推進(jìn)供給側(cè)改革的大背景下的有著廣闊的發(fā)展前景。（2）產(chǎn)業(yè)鏈長。智能家居系統(tǒng)涉及建筑、裝修、通訊網(wǎng)絡(luò)、自動控制、家電、醫(yī)療等眾多行業(yè)。（3）滲透性、帶動性強(qiáng)。由于智能家居涉及的產(chǎn)業(yè)鏈較長，因為著力發(fā)展智能家居行業(yè)能夠帶動制造業(yè)、建筑業(yè)、信息化、自動化等行業(yè)的發(fā)展。

5.結(jié)語

在國家大力推動新型工業(yè)化和信息化的時代大背景下，物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新研究與發(fā)展，使得跨產(chǎn)業(yè)、跨領(lǐng)域技術(shù)和業(yè)務(wù)的交互、融合逐漸成為現(xiàn)實，同時充當(dāng)著智能家居行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化加速器。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和社會信息化程度的提高，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居具有廣闊的發(fā)展前景。智能家居的發(fā)展，不僅將深刻改變?nèi)祟惿鐣纳詈蜕a(chǎn)方式，同時對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到引領(lǐng)和推動作用。智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個重要方向，必將在未來的十年得到快速的發(fā)展。

［1］Brdiczka O， Crowley J L，Reignier P.Learning situation models in a smart home［J］.IEEE Transactions on Cybernetics，2009，39（1）：56-63.

［2］Atzori L，Iera A，Morabito G.The internet of things：A survey［J］. Computer networks，2010，54（15）：2787-2805.

［3］Miorandi D，Sicari S，De Pellegrini F，et al. Internet of things： Vision，applications and research challenges［J］.Ad Hoc Networks，2012， 10（7）：1497-1516.

［4］Ma H D.Internet of things：Objectives and scientific challenges［J］. Journal of Computer science and Technology，2011，26（6）：919-924.

Internet of Things and its Applications in Smart Home

SUN Xin
（School of Electrical Engineering， Chengdu Textile College， Chengdu 611731， China）

In the past few years， Internet of Things （IOT） has drawn high degree of attention by the governments and scientists around the world and has been applied in a wide range of fields， such as military， logistics， environment monitoring， production safety， smart home， etc. And these applications have achieved good social and economic benefits. The purpose of the Smart Home based on IOT technology is to devise a set of intelligent home appliances that can provide an awareness of the users’ needs， providing them with a better home life experience.

Internet of Things， Smart Home， Computer Applications

孫鑫（1980－），女，碩士，助教，主要研究方向：電子信息工程。