物联网技术在智能家居中的应用分析

江苏省盐城技师学院 黄丽丽

随着信息技术的不断发展，万物互联的物联网技术被广泛提及，通过将各种智能软件与硬件设施相结合让人们动一动手指或者动一动嘴唇就可以控制各种设备，这一特点也使物联网技术被广泛应用于智能家居中来提升居住者的舒适感与生活品质。本文通过介绍物联网技术与智能家居的产生及发展过程，探讨了现阶段物联网技术在智能家居中的具体应用，最后对物联网技术在智能家居中应用的缺点及未来发展趋势进行了探讨。以期为我国物联网技术在智能家居当中的发展做出微薄的理论贡献。

随着第三次科学技术改革的兴起，信息化技术有了突飞猛进的发展并广泛应用于各个行业，物联网技术就是依托于信息化技术的应用而生的。物联网技术使人们生活当中的普通物品借助网络技术变得更加智能化，通过信息技术促进了物理世界的相互交融，重新构建了人们与物体之间交互的方式。目前在物联网技术的应用过程中，其应用于智能家居是最常见的、最贴近人类生活的一种方式，互联网技术将室内家居与居住者通过一部智能终端设备紧密的联系起来，使智能家居能够通过内部算法及主人的设计变得更加人性化，使居住者通过简单的手动或语音就能达成娱乐、家电使用等目的，极大的提升了人们日常生活的便捷程度和智慧化程度。

1 物联网技术及其发展过程

互联网技术并不是一个创新型的技术，而是对现有的先进技术的整合，从嵌入式微处理节点到通过对单数据、智能算法、信息技术、通信技术、自动控制、遥感技术等一系列技术进行融合改进来运用到各种需要操纵的物体中。物联网包含三个层次：感知层、传送层和应用层。感知层主要用于识别物体的各种基础信息，如同我们的皮肤一样；传送层则是物联网的中枢神经系统，将感知层采集到的信息传递到处理器当中进行分析处理；应用层像是一名执行者，在对信息进行分析之后按照设定运行。

作为包含各类高科技技术的跨学科综合应用，物联网初次被提出是在1999年，方式的麻省理工学院成立Auto-ID研究中心，在进行RFID技术的研发过程中，将RFID与互联网结合了起来，提出了产品电子代码（EPC）解决的方案，这时互联网技术是“泛在计算”这一个大框架下的一个小分支，产生了这一技术的雏形，而RFID也一直作为物联网技术最重要的发展部分[1]。随着研究的不断进行，这项技术被应用的越来越广泛，美国《技术评论》也在2003年提到互联网技术将会成为改变人们生活的十大技术之一。直到2005年，“物联网”这一概念在突尼斯举行的世界电联报告中被正式确立，并在之后几年的金融危机复苏时期迅速风行于世界各国。在我国，物联网技术的研究也在《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年）》当中与新一代宽带移动无线通信技术等一起列入国家重点研究领域当中[2]。

2 智能家居及其发展过程

智能家居这一概念最早源自于20世纪80年代，当时电子信息技术刚刚兴起，与家电开始初步结合起来，住宅开始实现电子化。到了20世纪80年代中期，信息技术应用于各类家电，智能通信设备、智能电器、电子化住宅安全防范等被广泛应用，住宅自动化概念开始出现。到了20世纪80年代末期，通信技术与信息化技术结合，通过各地区的主线技术对住宅当中的通信设备、家电以及安防系统进行监控与管理，在国外这种模式被称作“Smart Hloe”，是现代智能家居的原型[3]。在智能家居的发展过程中，逐渐形成以住宅为平台，兼容建筑、网络通信系统、信息化家电、家电设备的自动化，并且能够在住宅当中实现家电安装设计结构、家电服务、家电管理为一体的人性化、便捷高效且安全舒适的居住环境。

进入21世纪以来，智能家居的发展更是千变万化，各种各样的高科技技术在家电当中的应用形式也更加丰富，在设计方面更加注重拟人化与自动化。此外，智能家居在技术手段上经历了四个发展阶段，第一个阶段是基于家具家电设备同主线、两芯线进行家庭组网，以此来实现对屋内灯光、窗帘开合、物体增强、安防等功能的控制。第二个阶段主要是基于RS-485线、 部分基于IP技术进行组网，并搭载视频通讯技术，实现对讲、遥控。第三个阶段通过家居的智能化集中控制，通过一个主机来控制安防工作、计量工作等。第四阶段发展成为全IP技术，住宅当中的每个设备基于ZigBee等技术，搭载了云计算，能够基于住宅主人的日常习惯、需求等实现个性化定制。目前市面上流行的智能家居普遍是第3代产品，第4代产品由于还处在研发初期，价格较贵并且性能不稳定还未得到广泛应用。

3 物联网技术在智能家居中的具体应用

物联网的发展为智能家居引入了新的发展模式与发展空间，且物联网应用到智能家居当中，能够通过射频识别（RFID）、定位系统、激光扫描、遥感技术等将住宅里的家具与居住者的手机设备连接起来进行远程控制，实现设备之间的信息耦合、交换与通讯，从而达到对整个居住空间进行监控和管理的目的。目前物联网技术在智能家居中的应用主要有以下几个方面。

3.1 物联网技术在控制室内光线方面的应用

居住区域的光线与生活的舒适性紧密相关，传统的建筑物主要依靠建筑设计过程当中窗户的朝向来进行采光，再配合灯光设计满足夜晚灯光需求，在有了物联网技术之后，无论是白天还是夜晚的室内照明与光线都能得到智能化的控制，使整个建筑内部的光线始终满足居住者需求。物联网技术应用到灯光控制过程当中主要是结合窗帘、灯具，通过设计智能程序来实现智能化目的，通过在窗户周围放置自然光线感应设备，在调整参数之后实现窗帘每天在固定的时间打开或者关闭，使灯具能够根据自然界的光线以及室内的明暗程度实现自动开关以及亮度调节。例如在对灯具进行控制时，光线感应设备与灯光的开关以及调节器线路相连，光线感应设备成为了灯具的感知器与控制器，在物联网这一接入层进入之后使光线传感器与灯具在时间与光线节点上进行通讯，再通过内部搭载的智能系统传达服务指定，最终由建筑主人通过电脑、平板、手机等这些智能终端进行应用。用户只要通过智能终端设备根据自己的喜好设置相关的参数就可以实现全屋无论是在白天还是在晚上都保持舒适的灯光亮度或者不用起身就能自动开关窗帘、调节灯具亮度。

3.2 物联网技术在控制室内温湿度方面的应用

除了光线之外，建筑内部适宜人体的温度、湿度同样是影响居住舒适性的重要因素之一。而在传统的建筑空间内部，温度与湿度的控制大多依赖于天气或者自己利用加湿器、空调进行调节。而在物联网技术应用于智能家居当中时，对温度湿度的控制可以将温湿度传感器与空调结合起来，在温湿度传感器对室内温度和湿度进行测量之后，一旦数值超过或者低于设置的参数就会自动启用空调设备进行调节，让整个建筑物内部的温湿度始终保持在一个宜人的状态。物联网技术还可以将加湿器与智能终端设备联系起来，将手机作为一个智能无线遥控器，实现对加湿器的一键遥控，例如在夜间休息时可以通过手机设定定时关闭加时器，并在第2天早晨某一时间开启，或者结合手机内部的健康检测App与加湿器进行智能联动，在健康检测App检测到皮肤状态干燥时自动打开加湿器[4]。

3.3 物联网技术在家庭安防方面的应用

将物联网技术应用于智能家居当中，家庭当中智能设备产生的一系列数据，例如游戏资料、音影视频资料、办公资料等都可以通过互联网存储到云服务器之中，在搬家或者设备损坏、设备更换之后都可以随时进行查看。此外，家庭设备当中的一些数据还可以在同一网络状态下实现各个电子设备之间的传输，这些设备彼此之间形成互相联通的工具，使家庭成员之间能对这些资料充分利用共享，使资料的交互价值进一步增强，也有利于家庭数据资料的整合与存储。通过物联网技术还可以使建筑物内部的各种家庭、智能设备更加稳定可靠的运行，物联网当中的大数据算法能够通过对家庭内部各种设备的数据进行分析和研究向主人客观的分析和展示各类设备的损耗情况与隐含风险，并通过数据分析，设定每个设备最佳的运营方案。对于最重要的门禁安保系统来说，互联网技术在搭载了监控设备之后不仅能够24h全天候的展示门口及屋内情况，还能进行闯入报警、空间巡逻、火灾、水灾、地震报警等，居住者只需要通过一部手机就能随时查看家中安全情况，还可以通过不断优化互联网系统使建筑物安全保障系统更加稳定灵敏。这既能保证主人外出时家中的安全，还能在家中有老人或者小孩时起到一定的监护作用。

3.4 物联网技术在家庭娱乐与控制方面的应用

物联网技术应用到智能家居中，在终端设备上诸如天气预报、运动信息、浏览偏好也可以被家中的各种智能设备了解到。例如，在家庭影视、音乐、游戏、通讯中，物联网技术充当着与外部的服务器进行沟通与交流的媒介，互联网技术通过其他平台建筑物主人的浏览与观看记录能够智能化地做出娱乐推荐，推荐观看者可能喜欢的电影、可能喜欢听的音乐，真正实现了服务与设备之间的互动。并且物联网技术还可以联合灯光、电视、音响等相互组合，智能化或者通过主人操作设置各种各样的场景[5]。例如在“观影模式”下，通过手机操作或者设置参数，房间灯光亮度自动减弱，窗帘自动关闭，影响效果转换，温度湿度达到适宜状态。在“运动状态”下自动打开运动健身视频或者播放动感音乐，或者居住者自行设置在某一时间段自动打开电视、音响、家中的健身器材等。

3.5 物联网技术在家居智能控制方面的应用

（1）利用网络对智能家居进行远程控制是目前最为流行的应用方式，在物联网技术搭载全球定位系统、遥感技术之后，能够实现对家中的各种家具进行远程控制和远程监控的目的。即便人们在外出工作或者旅行的时候，也可以通过智能设备操纵家中的家电。例如通过监控来确认外出时是否关闭水龙头、在冬天马上回家时提前打开空调、在家中语音控制各种家电、在疲惫的工作结束之后提前远程遥控打开淋浴系统、在外出时控制家中的智能扫地机器人进行房间清洁等。这些远程遥控技术一方面能够高效率的满足人们的生活需求，还能合理利用和节约时间。（2）互联网技术在对家具进行控制时，也保留了住宅内部灯光、水电等系统的手动开关，运用物联网技术无需对传统的开关进行改造，这能够满足不同年龄、不同生活习惯的家庭成员的需求。并且保留手动开关与互联网技术相互配合既能够避免局部智能设备由于临时故障或者客人找不到控制器而产生的尴尬，也能够根据不同生活情境实现对居住空间的最优管理。

4 物联网技术在智能家居中应用的缺点及未来发展趋势

物联网技术自产生和发展以来，在技术方面不断改革，在智能家居的应用中也取得了重大的突破。但物联网技术应用到智能家具当中仍然有许多不稳定因素与问题[6]。

（1）行业中缺乏统一的物联网技术标准：物联网接触在智能家具当中的应用离不开各种各样的高科技手段的支持，其中通信技术尤为重要，然而目前我国通信行业仍在不断完善与整合过程当中，虽然5G技术已在世界范围内遥遥领先，但在应用过程中缺乏统一的技术标准和安全标准，且尚没有实现全覆盖。因此在未来，通讯技术仍然是物联网技术在智能家居中应用最主要的发展趋势，而一个行业技术标准的制定是意向长期而又艰巨的，需要科研人员根据生产环节当中的关键技术进行技术标准认定，也需要政府监管部门对产品的质量与安全进行严格把控。

（2）国内智能家居普及不广泛：尽管将物联网技术应用到智能家居当中能够极大的提升居住环境质量，提升家居的操作便捷性，但由于物联网技术与智能家居的融合尚不够成熟，人们普遍不太愿意接受，这一现象归根结底还是由于技术发展的不稳定性以及缺乏推广。因此未来搭载物联网技术的智能家居的全面推广是大势所趋，生产商与销售商应该积极地开拓市场，整个行业也应该建立健全生产标准，使购买者没有技术问题方面的后顾之忧，使越来越多的消费者愿意信赖、愿意尝试智能家居。

（3）缺乏自主研发能力：国内互联网技术应用到智能家居当中虽然势头正猛但羽翼未丰。在未来，我国应该积极吸取别国发展过程当中的经验，广泛吸纳互联网技术方面的优质人才，建立自己的自主科研团队，并根据中国消费者居家习惯和消费需求对智能家居进行技术与服务方面的创新。此外，国家也应该大力支持物联网技术研发团队与研发企业，加大投资力度，使物联网技术在智能家居当中的应用更加深入、更加高效，让这项技术真正为人们的居家生活提供更优质的服务。

5 结语

综上所述，在物联网技术崛起的过程中，一系列相关的应用与服务也相应产生，而智能家居作为物联网整个产业当中举足轻重的一环，具有巨大的市场潜力。在物联网技术应用于智能家居受到越来越多关注的过程中，产品本身价格较高、是否科技性与实用性并存等问题也困扰着广大消费者使他们望而却步。因此，物联网技术应用到智能家居当中要着重突破技术难关，使智能家居更加人性化、更具智能性，让消费者真正感受到它的便利性，让智能家居变得“物超所值”。

引用

[1] 顾天威,王玮,李晶,等.基于物联网技术的智能家居发展趋势探究[J].包装与设计,2021(4):116-117.

[2] 任道玉,杨宁.初探物联网在人工智能生活中的实际应用[J].网络安全技术与应用,2021(10):122-124.

[3] 关健荣.基于物联网技术的智能安防领域的运用[J].信息与电脑(理论版),2022,34(1):189-191.

[4] 罗振宇.物联网技术的智能家居系统设计与应用[J].电子世界, 2021(19):5-6.

[5] 王瑞红.浅析物联网技术在智能建筑中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2022(1):46-48.

[6] 邹志君.物联网背景下建筑智能化技术的应用分析及发展趋势[J].无线互联科技,2021,18(21):77-78.