物联网及其在智能家居的应用

成都纺织高等专科学校电气工程学院　孙　鑫

物联网及其在智能家居的应用

成都纺织高等专科学校电气工程学院孙鑫

近年来，物联网受到了世界各国政府和研究人员的高度关注，已在物流、军事、智能家居、环境监测、安全生产等众多领域得到了广泛的应用，取得了良好的社会效益和经济效益。基于物联网技术的智能家居是为了满足用户需求，为他们提供更好的家居生活体验。

物联网；智能家居；计算机应用

1.引言

智能家居（Smart Home）的概念较“物联网”概念出现较早，通常定义为以住宅为主要平台，兼具网络通讯、信息化家电、自动化设备与智能化建筑，集服务、管理为一体的安全、舒适、高校、便利及环境友好的居住环境［1］。目前，智能家居已经发展到以全IP技术、Zigbee技术、物联网技术、“云”技术为基础的定制化、个性化智能家居体系。“物联网”（Internet of Things，IOT）概念自上个世纪九十年代末提出以来，由于其研究和应用有着深远的战略意义和巨大的经济价值，受到了世界各国政府和科研工作者的高度重视［2，3］。物联网技术的研究与应用是中国发挥后发优势、推动产业结构调整和实现我国跨越式发展的重大机遇，我国的科研人员对物联网关键技术做了较为深入的研究，为物联网技术的推广起到了积极作用。我国政府在2010年将“加快物联网的研发应用”纳入重点产业，中国物联网技术及应用研究由此进入了快速发展时期，智能家居作为物联网技术的第三大应用领域，在物联网快速发展的浪潮推动下，智能家居行业蕴含着巨大的发展潜力和广阔的发展前景。

2.物联网发展简介

“物联网”（IOT）这一概念由1999年麻省理工学院（ICT）的研究人员首次提出以来，在世界范围内掀起了研究与建设的热潮，物联网的研究被视为21世纪信息技术领域中难得的重大发展机遇，有着重大的科学意义和经济价值。近十年，分析谷歌（google）搜索引擎的三大关键词：物联网（Internet of things）、无线传感网（Wireless Sensor Networks）以及普适计算（Ubiquitous Computing）的检索结果变化趋势图，如图1所示。从图中可以看出，关于物联网的搜索量的逐渐增加，同时无线传感网和普适计算的搜索量却持续下降。据谷歌公司预测，这种趋势持续将持续下去并且在融合其他关键技术的基础上形成真正的实现人与人（Human to Human，H2H），人与物（ Human to Thing，H2T）以及物与物（Thing to Thing，T2T）的互通互联的网络［2］。

近年来，世界主要发达国家和地区如美国、日本、韩国、新加坡、欧盟，以及中国、巴西等发展中国家在物联网发展方面各自出台雄心勃勃的发展计划，进行相关技术和产业的战略布局，以在新经济的发展中抢占有利地位。经过近几年的飞速发展，我国在物联网标准研制、技术研发、产业培育及应用等诸多方面具备了一定的基础，物联网技术在军事、物流、工矿商贸、节能环保、安全生产、智能家居等众多领域得到了广泛研究和应用，创造了良好的社会经济效益［2-4］。

3.物联网在智能家居中的应用

3.1智能家居定义

智能家居（Smart Home），同时也被称为智能化建筑，自动化家庭，集成家居系统，通过物联网技术（如无线传感技术、无线射频识别技术、智能技术等），自动控制技术及计算机技术等将将与家居生活相关的各种设备有机地连接、结合在一起，并且通过网络化的智能管理，提供智能化家居服务的系统，如图2所示。自1984年美国建成全球第一幢智能建筑以来，美国、欧盟、日本、韩国等发达国家和地区先后提出了多种智能家居方案，并推动了智能家居产业标准的制定和相关产业的发展［1］。毫无疑问，物联网技术与智能家居的结合有着广阔的发展前景，国内外对物联网智能家居的应用研究必将深刻改变人类的生活。

图1　谷歌搜索关于无线传感器络、普适计算及物联网的搜索结果变化趋势图（自2004年以来）

图2　物联网智能家居示意图

智能家居技术使用许多相同的设备，具有多种功能自动设备可以彼此通信，物联网技术条件下的智能家居系统

3.2物联网条件下智能家居的应用实例

（1）智能记忆（Smart memories）

大气传输系统具有的能力，以记录自己的生活模式以及记忆居民首选灯光、声音、图像和气味等。

（2）智能笔（Smart pen）

智能笔提供寻找定义为任何一种方式未知的词汇，当人们遇到问题阅读书籍或文件，甚至可以保存重要短语。这是为书面文件尤其有用在一门外语。所有读者需要做的是下划线或写下未知的单词，按键翻译然后笔自动伸出的翻译到文档，例如，英语翻译成汉语，反之亦然。

（3）智能衣柜（Smart wardrobe）

智能衣柜可通过互联网适时查询天气情况，并对于用户的着装提出良好建议，以便使人们可以舒适地和充分地协调他们与外部穿衣环境中。一旦用户回到家里，他们已经穿过衣服经过简单的洗衣功能进行自动洗涤。

（4）智能冰箱（Smart refrigerator）

随着其明显的碱性食物存储功能，智能冰箱配备有购物和存储的应用程序，允许用户保持跟踪个别食品项目的到期日，以及管理购物清单。它也有一个可移动的显示面板作为一个整体厨房产品，并且可以被用来作为电子留言板，家政书等上，提供更舒适的和用户友好的厨房环境。此外，智能家居在智能梳妆台（Smart dressing table）、智能床（Smart bed）、智能书桌（Smart table）、智能相框（Smart picture frame）、智能温室（Smart greenhouse）、智能沙发（Smart sofa）、智能万能遥控器（Smart universal remote control）、智能投影机（Smart projector）以及智能墙面（Smart Wall）等方面等到应用研究也已接近商业化水平［1］。

4.我国物联网智能家居发展现状及特点

我国作为物联网智能家居的后起之秀，从一开始就摒弃了美国的高耗能的发展模式，从一开始就十分注重低碳环保的绿色发展理念，利用后发优势，大量采用新材料，充分利用飞速发展的物联网技术，在某些方面已经达到国际先进水平。目前，中国物联网智能家居的发展主要具有以下几个特点：（1）对智能家居的需求旺盛。当下中国经济面临转型，某些行业面临较为严重的产能过剩，但是，另一方面，伴随着中国经济社会的发展，人们生活水平的不断提高，对智能家居方面的需求日益增强，智能家居行业在国家推进供给侧改革的大背景下的有着广阔的发展前景。（2）产业链长。智能家居系统涉及建筑、装修、通讯网络、自动控制、家电、医疗等众多行业。（3）渗透性、带动性强。由于智能家居涉及的产业链较长，因为着力发展智能家居行业能够带动制造业、建筑业、信息化、自动化等行业的发展。

5.结语

在国家大力推动新型工业化和信息化的时代大背景下，物联网的创新研究与发展，使得跨产业、跨领域技术和业务的交互、融合逐渐成为现实，同时充当着智能家居行业的产业化加速器。随着经济社会的发展和社会信息化程度的提高，基于物联网技术的智能家居具有广阔的发展前景。智能家居的发展，不仅将深刻改变人类社会的生活和生产方式，同时对相关产业的发展起到引领和推动作用。智能家居作为物联网发展的一个重要方向，必将在未来的十年得到快速的发展。

［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

孙鑫（1980－），女，硕士，助教，主要研究方向：电子信息工程。