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智能家居及其发展趋势

作者：余杰日期：2015-02-03 09:52 来源：《电子制作》

四川长虹电器股份有限公司四川绵阳 621000

【文章摘要】
在社会经济和科学技术高速发展的现代化社会中，传统家电产业已经不能适应社会的发展需求，将家电同控制技术、网络技术及计算机技术进行融合已成为家电产业未来的主要发展趋势。本文基于我国当前智能家居的发展现状，阐述了智能家居的概念及分类，并对智能家居系统的有关技术进行分析，说明嵌入式技术在智能家居中的运用，最后论述了智能家居的发展趋势，以期体现智能家居在多个领域发挥的重要作用，加快多个学科的发展变革。
【关键词】
智能家居；嵌入式技术；发展趋势性
在高科技快速发展的同时，人们逐渐迈入一个数字化、智能化和网络化的社会，人们的生活水平日益提高，对工作条件及居住环境的要求也相继提高，智能化是当前社会主要发展方向。智能家居是社会发展形成的产物，早在1990 年末智能家居的理念就引入我国，在多年的发展过程中已经取得了非常可观的成绩，研究智能家居及其发展趋势具有非常重要的意义，在促进该行业发展的同时，也为相关研究提供参考意见。
1 智能家居的概述
美国是最早提出智能家居概念的国家，主要指的是建立在住宅平台基础上的一种现代化的居住环境，不仅实现了信息家电、网络通信、建筑设备和信息设备的自动化，还拥有管理、服务、机构和系统等多项功能，为居住者提供一个舒适、安全的环境，方便居住者的生活，减少环境污染[1]。家居生活是一个相对复杂的系统，涉及多个子系统，在综合布线、音视频、网络通信、安全防范及计算机等多种先进的技术支持下，把多个子系统连接为一个统一的整体，从全局角度出发，全面管理居民的生活状况，在提高居民居住安全性和居民时间利用效率、优化生活方式的同时，还能达到减少资源消耗、降低费用的效果。
根据小区、用户的不同需求，可以将智能家居划分为两大类，即要求在室内进行联网的系统和要求将控制、连网进行集中统一连接的系统。其中前者包括一些具有私密性特点的家电控制、灯光控制、自来水控制等系统，该类系统具有单独性，无法同公共管理部门进行数据交换，而后者则涵盖抄表控制、对话等系统，这部分系统可以同外部单位相连接，能够进行统一的控制。
2 智能家居系统的有关技术
家庭网络、互联网、家电设备、家庭控制器及家庭网关是组成智能家居的主要部分，其中家庭网络是建立智能家居系统的基础，而系统的核心就是家庭网关。只有具备家庭网关、家庭网络，才能发挥智能家居系统的功能，但必须要根据特定的协议标准对家庭网关、家庭网络进行设置，并需要借助相应的通讯技术，满足相关规则要求[2]。
通讯媒体技术和底层技术是智能家居系统主要涉及到的两项技术，在通讯多媒体技术中，无线介质、有线介质是家庭网络传输介质的主要类型，其中光纤电缆在当前还未应用在智能家电领域中，仍需进行进一步的研究；电力线传输系统住宅房间中端口和电线的要求并不高，可以满足用户的在线访问需求，非常方便；电话线拥有类似家庭以太网系统的功能，无需进行电缆的安装操作。而底层技术包括CEBus 标准、X-10 协议，其功能是将数据传输给底层，并进行底层通讯管理。家庭消费总线支持总线型、混合型或星型多种网络结构，利用冲突的手段来解决网络节点竞争资源问题[3]。X-10 协议利用的是电力线这种介质，从而远程控制电子设备，在家用电器、安全监控等领域发挥着重要作用。此外，通用串行总线、家庭射频、现场总线技术和蓝牙技术等也属于底层技术的范畴。
3 智能家居中嵌入式技术的运用
智能家居系统中嵌入式技术的应用，极大完善了系统的功能，在数字信号处理（Digital Signal Process）的作用下，系统图像、语音处理效果得到明显的提升，有效提高了资源利用率，杜绝浪费的现象，同时也使硬件投入的作用得到充分的发挥。分层设计是智能家居主要采用的设计方式，嵌入技术突出了其架构的简便性，高效的利用了代码，在一定程度上还可以使开发周期更短。互联网是嵌入式技术发展的前提，所以智能家居在应用嵌入式技术的情况下，网络性能可以达到更优化，使网络应用比之前更多，对体现家居个性控制、智能控制和自动控制意义重大。
嵌入式智能家居控制系统能够控制的家居功能主要包括：室内环境，利用互联网或电话对家居设备进行远程控制，或统一控制数字多功能光盘、视频、灯光及音响等装置；三表抄送，将家中的水表、电表和煤气表这三项数据在电子采集器的作用下，将数据传输至管理终端，简化了电表的抄录工作；报警，家中一旦发生火灾、盗窃等现象，可以立即启动报警系统；远程监控，防盗报警功能启动的同时，能够对室内发生的情况进行远程监控[4]。
4 智能家居的未来发展趋势
经过不断的发展和研究，我国智能家居行业获得了较快的发展，但仍未达到普遍推广的程度，同先进国家相比，在智能化方面仍存在很大的不足。智能家居的未来发展前景主要体现为：
1）人性化和智能化
随着科学技术的发展，人们创造了类似机器人的大量人工智能产品，智能控制逐渐向着智能化的方向发展。在此大背景下，智能化是智能家居发展的必然要求，尤其是综合布线、网络通信、安全防范及计算机等先进技术会逐渐融入到该行业中。智能家居在实现智能化的基础上，也要兼顾服务性质，使其更具人性化、全面化的特点。
2）网络化和一体化
家居系统中不同的家电设备对应相应的网络地址，为智能化控制奠定基础，网络化是多项技术发展的主要方向，构成了智能家居的一部分[5]。安全管理、呼叫、报警、自动化管理和设备监控是智能家居功能的体现，这些功能都以一体化为根本，将多项功能整合起来，也是智能家居的发展内容之一。
3）标准化、规范化
高科技的发展不断推出新产品，技术也在不断更新，从而容易导致智能家居发展出现不规范的问题，需要构建一套规范的标准，推动智能家居的规范化发展，也是实现国际化发展的必然途径。
4）节能环保，成本低廉
智能家居应用的效果就是减少资源的浪费，节约成本，这就必须严格对节能、绿色指标进行限制，促进人与环境和谐发展，应将其纳入智能家居发展的重要目标。
综上所述，智能家居作为一个新型产业，在社会智能化发展进程中也得到了逐步完善，具有非常广阔的发展空间，对人们的生活方式和居住习惯有极大的影响，市场潜力较大，能够充分的带动经济增长和其他产业的进一步发展。智能家居在房地产行业中发展势头迅猛，将更加艺术、安全、便捷的生活提供给用户，相信在不久的将来，一定会得到普遍的推广使用，为人们居住生活水平的提高做出更大的贡献。
【参考文献】
[1] 杨文飞. 智能家居在中国的发展足迹[J]. 智能建筑. 2004(01)
[2] 魏江滨, 王双红. 智能家居建筑的技术分析[J]. 山西建筑. 2005(23)
[3] 陈鹏. 智能家居行业研究系列专题( 五) 行业发展的阶段性分析[J]. 数字社区& 智能家居. 2007(12)
[4] 向忠宏. 打造个性化智能家居[J]. 电脑知识与技术. 2006(03)
[5] 高小平. 中国智能家居的现状及发展趋势[J]. 低压电器. 2005(04)
【作者简历】
余杰男本科研究方向: 电子信息工程师