物联网在智能家居的应用和发展

摘要：物联网是指通过各种信息传感设备与技术，实时采用需要监控、连接、互动的物体或过程，其在北上广深得到快速的发展。文章介绍了智能家居的发展环境、行业现状和发展趋势，提出了智能家居面临的机遇、挑战以及存在的一些问题。

关键词：物联网；RFID；Zigbee；智能家居；互联网 文献标识码：A

中图分类号：TP274 文章编号：1009-2374（2015）14-0050-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.024

1 概述

智能家居产业链长、渗透性广、带动性强，是物联网背景下的最佳应用载体，是未来家居的发展趋势。从广义上讲，智能家居是以住宅为平台且安装有智能家居系统的居住环境，即运用计算机技术、网络通信技术、综合布线技术，将建筑空间、网络通信、智能家电、设备自动化等产品、系统、服务、管理结合为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的宜居环境。

2 物联网及智能家居概述

2.1 物联网的概念

物联网（The Internet of Things），是指通过各种信息传感设备与技术，实时采用需要监控、连接、互动的物体或过程，与互联网这个载体形成的一个巨大网络。地球村的概念便由此而来，实现物与物、物与人之间连接，以便彼此的识别、管理和控制。

2014年11月份，在乌镇峰会举行的“互联互通·共享共治”的世界互联网大会圆满结束，物联网的主要传输媒体仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。物联网有一个显著的特征：规模性，只有具备了规模，才能让“物”的智能起到作用。例如，一个小区有50栋楼，250多户人家，只有一家安装了智能家居设备，没有与外界连接的网络，就不可能真正形成智能小区综合系统。

2.2 智能家居的概念

智能家居（smart home，home automation）是以住宅为平台，运用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将人们生活有关的设施集成，构建高效的宜居系统，提升家居安全、便利、舒适、个性、艺术性和节能环保。它包含了智能家电、智能照明、家居控制、家庭安防、采暖节能、背景音乐、家庭影院等子系统。

智能家居是在互联网的基础上物联化的应用。在国外，除了苹果公司很早就在智能家居市场运作外，谷歌同样也投入到智能家居市场。在国内，海尔于几年前就推出“海尔Uhome”；格力将以能源和环境为中心着力发展智能家居。小米、海康威视已经可以提供智能摄像头、智能网络路由器、智能遥控器等智能配件。

3 发展环境

3.1 政策环境

国家推进物联网建设带动了市场对智能家居的关注，一系列与智能家居相关的政策的陆续出台，让智能家居产业发展切实、有效落到实处。行业内的相关机构已根据智能家居的发展现状，中电开展技术融合标准、设计安装标准、现场施工标准的制定工作，并已经形成了《智能家居技术导则》《智能家居施工图集》等标准规范。

3.2 市场环境

智能家居概念在中国市场上已经传播了近十年的时间，但国内消费者对于智能家居产品的接受程度并不高。首先，由于智能家居产品的高技术性与高价格，其目标消费人群主要集中在富裕阶层和高知阶层，目标受众群体较小。其次，由于中国家庭生活消费习惯、家庭人员构成的特殊性，使得一些在国外市场上反映良好的产品在中国市场显得水土不服。最后，智能家居不是单纯地购买产品，是一种定制型的系统集成服务，它不同于其他产品即拿即用。它需要根据家居环境和业主的要求进行整体个性化设计，运用先进技术和极高的艺术性，将各种产品集成为一套整体的智能家居系统。

近年来，随着无线技术及物联网技术的突破，智能家居产品技术更新换代速度得到改善，传统的家电业、IT业、安防业巨头也纷纷试水智能家居市场。伴随着新进入者带来的新产品、新模式以及物联网技术发展带来的新机遇，智能家居应用市场也被注入了新的活力。

3.3 技术环境

智能家居运用计算机技术、通信网络技术、综合布线技术、自动控制技术和生活环境搭配工艺，将各家居生活相关的设施系统集成。智能家居既能够实现家庭内部信息共享和通信，又可以利用家庭智能网关通过外部网络进行信息交换和控制。随着物联网与无线技术的发展，智能家居设备借助无线传感器设备，通过蓝牙、WIFI、WIMAX、家庭网关等家庭局域网的无线宽带接入手段融入4G网络。目前，在家庭应用领域，无线解决方案已经成为智能家居的主流。这其中以ZigBee为代表的先进无线方案发展最为迅猛。

3.3.1 ZigBee协议概述。ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，依据IEEE 802.15.4标准，802.15.4的物理层采用直接序列展频技术。在MAC层主要沿用标准的CSMA/CA方式，以提高系统兼容性，可使用的频段有2.4GHz（全球ISM）、欧洲的868MHz频段以及美国的915MHz频段，不同频段可使用的信道分别是16、1、10个。

3.3.2 ZigBee协议结构。ZigBee是一组基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的、有关组网、安全和应用软件方面的技术。IEEE 802.15.4仅处理MAC层和物理层协议，ZigBee联盟对网络层协议和API进行了标准化。

图1

4 行业现状

4.1 行业构成

中国智能家居已初具规模，从产业链环节来说，有上游零部件供应商、中游设备生产厂商和下游渠道商、集成商、服务运营商。行业发展主要集中在产业链的中下游。

4.2 发展现状

随着人们生活水平和行业认可度的提高，智能家居技术应用进一步普及，消费者对智能家居品牌日益了解和接受，虽然现在没有形成好的商业模式，传统消费观念和新技术结合得比较慢，但是智能家居的前景是不可估量的。在智能家居市场进一步落实推广，培育起广大群众的使用好感，同时在技术方面有更大规模厂商介入，产品类、系统类将百花齐放，性价比更高，智能家居市场潜力将是巨大的。根据《中国智能家居设备行业发展环境与市场需求预测分析报告前瞻》分析，市场已经出现高、中、低不同产品档次的供应商和系统商，行业进入快速成长期。面对中国庞大的需求市场，预计该行业将以年均19.8%的速率增长，在2015年产值达1240亿元。

4.3 发展特点

（1）智能家居社区居多，家庭应用较少；（2）行业标准尚未统一，捆绑式销售被推广；（3）规模效应尚未形成，高低端市场齐头并进；（4）智能家电整体升级，实用功能有待提高。

5 发展趋势

5.1 行业趋势

（1）家庭云备受关注；（2）实用化、模块化；（3）市场细分更加专业。

5.2 技术趋势

随着科技的发展和人民生活水平的提高，中国的智能家居行业取得了迅猛发展。经过几年铺垫，智能家居已经不再是高高在上的天价商品，而是逐渐从高端日益开始亲民。业内预计未来3年国内智能家居行业将处于市场爆发期，特别是4G应用的出现更是加快了产业亲民化的步伐。智能家居作为物联网发展的一部分，从技术层面来看，智能家居技术主要分为两大类，即无线技术与有线技术，随着WIFI、4G等技术的不断普及，4G无线智能家居未来将逐渐取代有线产品。通过无线通讯技术，用户可以随时了解掌控家庭一切。

参考文献

[1] 中国电子信息产业发展研究所，赛迪顾问股份有限公司.中国物联网产业发展及应用实践[M].北京：电子工业出版社，2013.

[2] 李兴国，王春元.信息网络安全管理基础教程[M].合肥：安徽人民出版社，2008.

[3] 中研普华智能家居行业分析专家.2014～2018年中国智能家居行业全景调研与发展战略研究咨询报告[R].

作者简介：周华兵（1981-），男，中国电子科技集团公司第八研究所工程师，研究方向：物联网。

（责任编辑：陈 倩）