物联网技术在智能家居中的应用

（报告正文）
[摘要]  本报告主要介绍了物联网技术在智能家居领域的应用。报告首先回顾了物联网的概念和技术架构。在此基础上对智能家居系统进行了概述，详细介绍了智能家居系统的技术架构，阐述了物联网技术在智能家居中的应用，最后针对物联网智能家居领域提出了其存在的问题及发展前景。
关键字：物联网；智能家居；信息技术；发展方向
1.物联网的概念与发展
1.1 物联网技术的发展
自从温家宝总理2009年8月在无锡考察提出“感知中国”中心之后，全国掀起了一股物联网热，
现在，物联网已经在我国交通、物流、医疗、食品安全、安全防范、城市管理、安全监管、环境保护等方面得到了广泛的应用。本文着重介绍关于物联网在智能家居上的重要应用，分析目前智能家居的发展状况,给予一些发展建议。
从字面上解释，物联网就是“物与物相连的网络”（Things of Internet），它的核心和基础是互联网，在互联网基础上的延伸，实现任何物品通过互联网进行信息交互和通讯。它是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
我国早在1999年就提出了类似概念，当时称作“传感网”。中科院在1999年就开始了传感网的研究，我国的科研发展水平在全世界处于前列。2009年IBM首席执行官彭明盛首次提出智慧地球的概念，也称为智能地球，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。2009年8月7日，温家宝总理视察无锡，提出“在激烈的国际竞争中，在无锡加快建立中国的感知中国中心”。此后，全国掀起了一股物联网热。
1.2 物联网技术的应用
物联网是通过许多技术实现的，从应用末端感知的核心技术角度，物联网技术可以分为以下三大类：第一，基于RFID的应用。在想要监控和管理的对象上嵌入RFID智能标签，这样，借助已有的网络技术、数据库技术、中间件技术，就可以构建一个由大量的读写器和无数移动的电子标签组成的物联网，也就是基于RFID的物联网。
第二，基于传感器的应用。在想要控制和管理的对象周围布置大量的传感器节点，通过节点采集监控对象的信息，并将这些采集到的信息传送到信息处理中心，从而根据采集到的信息构建一个对“物”进行监控和管理的物联网。
第三，基于M2M的应用。这里的M既可以是人(Man)，也可以是机器(Machine)，M2M泛指人、机器之间建立连接的所有手段和技术，涵盖了增强机器设备通信和网络能力的技术，其技术目标是促进设备的智能化。通过M2M技术，可以构建人对机器(Man to Machine)、机器对人(Mac hine toMan)、机器对机器(Machine to Machine)的物联网。
2.物联网的技术架构 
物联网要实现物与物之间的感知、通讯、识别等功能，需要解决许多关键技术，包括：传感器感知技术、联系物与物的互联和组网技术、各种应用的开发技术。从技术架构上看，物联网分为三个层面：感知层、网络层和应用层。
图2-1 物联网技术架构示意图
感知层相当于人体的五官、皮肤等神经末梢，用于识别物体、采集信息，包括各种物理量、化学量、音频、视频、标识等，并将感测到的信息传送给其他设备。其支撑的物联网技术包括：温湿度传感器技术、浓度传感器技术、RFID射频技术、二维码技术、GPS技术等。
网络层相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息，是实现物联网功能的纽带，需要将物联网上数以万计的各个传感器节点连成互相协助，高效运行的网络。其支撑的物联网技术包括：无线传感网络技术、移动通信技术、互联网技术等。
应用层是物联网和各行业用户的接口，根据各行业的需求，定制开发实现各种行业智能管理功能，包括应用支撑平台和应用服务平台。目前，物联网已经在我国交通、物流、医疗、食品安全、安全防范、城市管理、安全监管、环境保护等方面得到了广泛的应用。
表2-1展示的是在三个技术层级上再次细化分解的六个层级。
表2-1 物联网技术机构的细化层级
序号
关键环节
主要内容
6
管（监管）
监管法规、信息安全、技术标准、隐私保护
5
运（运营）
物联网服务、商业模式创新、IDC、Call center、计费、管理、电子商务、运维服务
4
用（应用）
行业应用平台、中间件、行业特殊需求的技术实现、用户体验、行业应用模型标准化
3
智（智能）
数据库、数据挖掘、信息资源管理、人工智能、云计算
2
传（传输）
异构网格统一通信技术、传输设备、模块、芯片、标准
1
感（感知）
传感器件、传感网、模块、芯片
3.智能家居系统概述 
3.1 智能家居技术的需求
智能家居是以住宅为平台，利用先进的计算机技术、网络通讯技术和综合布线技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，并将与家庭生活有关的设备进行集成，以构建高效、舒适、安全的生活环境。除了提供舒适、安全、高品位的家庭生活空间外，智能家居还可将家居生活由原来被动静止的结构转变为具有能动智慧的工具，从而提供全方位的信息交换功能。事实上，智能家居系统是用于实现家居智能功能的设施。
随着经济的飞速发展，国民收入日趋增长，一些富裕的人们已经不再单方面追求财产的数量，而是越来越注重生活的质量，如何生活的更轻松、更快乐、更放心则是他们的首要目标。而众所周之，住宅的建筑面积大，人们在享受住宅带来的宽敞的居住条件的同时，也不得不面对随之而来的一些问题。最明显的无疑是打扫、安全方面，由于居住面积很大，普通住宅里一个人就能完成的工作，在住宅中就显得捉襟见肘，工作量大大提升，即使外聘保姆，特别是安全方面，效果也甚微。可见如何在住宅中实现轻松管理，在享受宽大的住宅面积的同时也不会为其他事情感到烦恼，这是家庭用户亟待解决的问题。
并且，随着时代的发展，人们已经不拘泥与传统的家居享受方式。假山流水早已是高档住宅的必需之物，主人可以根据自己的喜好，或者情况的不同，随心所欲的调整假山上的流水方式；家中的灯光模式，即灯光数量、灯光颜色、灯光效果等，也可以随着场合的不同随意的更改；将3D影院搬入家居也已经是现在的潮流，足不出户，就可以在家里带上3D眼镜体验3D效果带来的视觉冲击；在外面可以通过手机远程遥控自己家中的各类电器，比如回家前可以远程遥控自己的空调，令其先制冷，遥控自家的热水器，将热水先烧开；回家的路上车子的信息被阅读器识别，在快到家中的时候，大门自动打开，并显示欢迎回家之类的标语等。传统的观念已经很难满足诸如此类的需求，引入新的概念，改变传统方式，才会在这个问题上取得突破性进展。

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