计算机技术如何推动家居智能化发展

刘思齐

1 智能家居

智能家居是目前家居发展的新趋势，是通过计算机技术、网络技术、通讯技术、计算机自动控制技术等先进技术结合起来使得家居变得更加网络化、智能化，便于用户远程观察、操作、监管，在一定程度上实现家居产品的可视、可管、可控。

目前市场上家居智能化的方向大致可以分为以下几种。

①家庭娱乐。主要是用于日常的娱乐活动等。包括智能电视、智能路由器等，区别于传统的有限电缆，只可以直播观看各频道节目，智能电视借助于网络云可以实现回看、查找在线片源、云储存等。

②家庭安全。主要包括家庭监控、门禁、可视对讲等，即通过手机或PC端可以连接家里的监控设备，实现随时随地监控查看家里的情况。

③家电智能控制。这一方向是目前应用最广泛也是最为人熟知的一个功能。比如通过手机来远程控制家中的电器等家用设备的使用，监测冰箱空调等是否正常运行。

④家庭健康。主要用于家庭中环境监测或人体健康监测，如可以监测家庭空气质量的空气盒子，监测我们健康程度的血压仪、智能秤、智能手环等。

完整的智能家居系统主要由以下几个系统模块来构成：主控模块、电器控制模块、照明控制模块以及主要负责家庭安全的控制模块，这几个模块都有自己独立控制的范围。在技术层面，家居智能化需要通过计算机编程技术、计算机网络控制技术、通讯技术、无线电技术多种技术结合来实现，包含的内容也比较多。

2 智能家居的特点

①节省费用。智能家居可以实现远距离实时操控，因此，在不需要使用家具电器的时候可以及时的关闭能耗装置，从而可以降低能耗，节省日常产生的水电费等其他费用。

②方便快捷。通过网络浏览器或PC端借助自动化系统远程操作控制，省去了传统家电控制需要的时间和经历，使我们的生活变得更加的便利。

③安全性高。家居自动化系统在给人们带来便利的同时，也可以极大程度的保障家庭环境的安全，在出现紧急情况的时候可以启动自动防御报警系统。

3 计算机科学技术的推动作用

利用计算机的核心技术传感器技术与互联网相互结合构建的新型网络技术物联网技术是推动家居智能化发展的主要推动力。互联网的受众以及传输是虚拟的，而物联网则通过对计算机科学技术的应用将其受众逐渐扩大到物质层面，从而可以进行信号的传输与转换。所以说家居智能化的发展从其本质来说都离不开计算机技术的支持。无论是从基础的计算机编程、自动化、计算机网络的应用，还是在这些基础功能上所延伸出来的传感技术、标签技术以及反馈处理结果等，都离不开计算机的处理与控制作用。

在实际应用中，通过计算机技术对数字之间的逻辑以及一些数值进行处理分析作为基础，然后对所用程序进行编码，使得信息通过传感器转化成数字信号，借助互联网以及通讯平台进行传输，通过处理器对传输过来的信号进行过滤筛选，将真正需要的信号信息传送到核心处理器或内嵌的固件中进行计算，再次借助互联网反馈信息处理结果。在这一过程中，离不开互联网络作为传播媒介进行信号输送，更重要的是离不开计算机技术中的核心编程、模拟电子等一些传统基础技术。

4 如何推动

（1）构建感知层。通过计算机传感技术以及互联网构建的物联网技术来构架，具体操作是通过应用射频技术来识别GPS、摄像头、二维码、传感器等技术手段，使得系统可以快速对家庭的实时状况或其他感知的目标进行简单的信息处理与采集，并通过计算机后台编程对所需指令进行下达并完成相应的操作指令。传感技术以及性能感知等功能的应用，使得智能家居各个子模块的功能得到有效融合并发挥。

（2）构建网络层。利用计算机网络技术、通信技术并融合其他云处理、云计算等相关平台来构建家居智能所需要的网络层。通过采用计算机Nginx服务器、PHP编程语言、SQlite数据库等，来对智能家居系统Web站点进行远程监控，并实时传送智能化过程所需要的一些相关数据、处理后的相关信息等。构建的网络层不但要具备高效强大的网络运行能力，更应该具备对数据信息进行高速有效分析处理的能力，确保信息传送的可靠性以及数据处理的智能化。通过网络层的构建，使得智能家居可以运用一系列编程语言及服务器来保障其在使用过程中可以用速度快、安全性能高的网络，来快速高效的实现对家居的远程操作及监控。

（3）构建应用层。应用层主要就是要将计算机的一些基础技术、网络技术与专业的智能家居所必须要用到的技术深度融合，从而增强智能家居的实用性，通过分析目前应用在智能家居系统模块上的各个技术的缺陷和不足，来针对性的提出改进的措施及方案，真正做到技术之间的完美融合，将家庭安全报警系统、监控系统以及通过APP或浏览器远程操作变得方便可行，实现家居朝着高智能化方向迈进。应用层的有效构建，确保了各个设备安全、合理有效的运行，并且实现了人与家居物体之间的数字信息交流。例如，无线传感器网络在智能家居安全防盗系统中的应用，使得监控和维护的难度大大降低，并且传感器节点的信息处理功能可以在发生异常情况的时候系统自动将危险报警信息及时发送给用户，在可视范围内控制险情，真正实现用户随时随地的对家居各个情况进行监控查看。

（4）计算机Linux系统服务器在智能家居中的具体应用。智能家居具备的最核心的一个特点就是实时性，因此在计算机的浏览器和服务器端之间需要实现实时性较高的双向通信，以及时显示智能家居系统的相关状态。目前我们可以通过Socket通信、WebSocket通信以及HTTP轮询这3种主要方式来实现。

①HTTP是指浏览器可以对服务器发出单向请求，然后服务器根据相关信息来作出相关反应，但是服务器不可以对浏览器主动发送请求。这种单向的系统设置可以减少浏览器和服务器的相互数据交换，从而减少频繁操作给服务器访问造成的压力。服务器可以通过反复查询核验的方式来访问浏览器并进行数据信息处理。因为家居智能是以家庭来使用的，因此客户端的人数相对来说会比较少一些，所以在智能家居中使用这种信息处理方式是可取的。

②基于浏览器插件的Socket通信，上述方式的使用是单向的，因此可能无法顾及到双向通信，而Socket通信是借助浏览器插件并且可以在Web端实现的，并且受客户端限制较少。

（5）网络家电技术的应用。通过利用计算机网络技术、数字技术以及智能控制技术，通过互联网实现家庭内部网络之间的相互连接，该技术既包括不同家电之间的连接，即家用电器之间可以互相识别对方，共同协作发挥作用，同时也可以实现家庭网络和外部网络之间的相互作用联系。

目前计算机技术已经发展到第五代普适计算，可以实现不同终端以及网络之间的相互联系、相互协作。通过以人为中心的Oxygen实现人机交换任务、跟踪存档、寻找信息等功能，这些功能为实现家居智能化打下了坚实的基础。并且通过计算机软件与硬件服务器的应用，加之相应的通信技术、物联网技术的交互应用真正实现了基于远程操作、实时监控的智能家居系统，用户可以在任何时间任何地方通过手机、平板等智能设备的浏览器及相关APP访问操作系统界面实现对家用电器及一些设备的控制与监控，计算机技术作为家居智能化中最基础的一环，为智能家居的发展起到了巨大的推动作用。