智能家居控制系统的研究与分析

智能家居控制系统的研究与分析

摘要：智能家居可以定义为某个目标或系统。利用先进的计算机，网络通信，

自动控制等技术，与家庭生活相关的各种应用子系统有机地结合在一起，通过综

合管理使家庭生活更加舒适，安全，有效，节能。智能家居相较于普通家庭，除

了具备传统的生活要求功能，同时还提供舒适，安全，节能，高度人性化的生活

空间，将一套被动和静态的家用设备转变为具有“智慧”的工具。提供全方位的信

息交流功能，帮助家庭和外界保持信息交流，优化人们的生活方式，帮助人们有

效安排时间，提高家庭生活安全性，并为家庭节省能源费用等。

关键词：智能家居；综合管理；舒适

前言

由于智能家居的智能化系统需要保证 24 小时运行，因此，必须足够重视智能家居系统的安全性，稳定性和可靠性，以确保各子系统在信息交互程度上的稳定

和实用性不受到控制影响。各子系统自身也需要建立保护机制，如：系统链路的

双冗余备份等。并且在复杂系统环境下有应变机制，能够快速应对变化的能力。

智能家居的概念始于 20 世纪 80 年代初的美国，被称为“Smart Home”。第一

代通过同轴电缆和双芯电缆实现家庭联网，实现照明，窗帘和少量安全防护控制；第二代通过网络和 IP 技术组网实现视频对讲和安全防护功能；第三代是由中央控

制单元完成的集中式智能控制系统，由中控单元完成计量、安防等方面的功能；

第四代是基于互联网技术，根据用户的需求进行个性化的综合性系统。

安全技术是智能家居系统的最基本、核心的技术。它广泛运用于社区和室内

视频呼叫设备，家庭监控，家庭防盗警报和家庭相关的智慧小区。自动控制技术

是智能家居系统必不可少的技术，它广泛用于智能家居控制中心和家用电器的自

动控制模块。它在家庭能源的科学管理和家庭设备的日常管理中发挥着重要作用。

1 国内外研究动态

国外智能家居已经有几十年的历史了，在20世纪八九十年代，智能建筑出现在美国。在此阶段比尔·盖茨也是非常感兴趣的，耗资数千万美元打造了位于美国

西雅图的华盛顿湖畔，名叫“世外桃源2.0”的智能家居豪宅。随着比尔盖茨智能家居的建立，未来智能家居的理念得到了所有人的认可。在智能家居系统研究和开

发方面，美国和欧洲的几个国家一直处于领先地位，新加坡、日本和韩国的研发

地位紧随其后，各个国家都希望在智能家居市场上能够立足。例如，在早期，有

一个由微软开发的“梦想之家”智能家居系统、Nespot 的家庭安全系统。还有三星

还开始为智能家居平台构建原型，主要推广其产品。在 CES 上，三星于2014年

推出了智能家居平台 SmartHome。利用此平台，可以通过网络连接家庭中的各种

设备，并通过智能手机，平板电脑，智能手表，智能电视等控制家庭中的智能家居。由于智能家居具有非常吸引人的前景和巨大的市场，海外市场也需要时间来

进行实施，但这并不妨碍各国公司对智能家居市场的占领欲望。

2013 年 1 月，住宅城市发展部联合开发发展改革委员会宣布了“绿色建筑行

动计划”，要求严格执行城市新建筑的节能标准，完成绿色建筑 10 亿平方米的建设。智能家居无疑是实现绿色建筑的重要武器，对于节能减排具有重要作用。2013年 2 月，工业和信息化部宣布了“十二五”物联网发展规划，并将智能家居纳

入九大应用示范项目领域。4 月 1 日，国家政策引入了每个新社区必须具备访问

光纤接入和多个运营商的能力，在 9 月初 15 个部委（包括工信部以及国家发改委在内）联合发布了“物联网发展特别行动计划”，将“推动智能家居应用”作为重要执行任务，20 个重点地区、1 万多个家庭智能家居的试点得到了应用和推广。

2 智能家居系统的优势

2.1 操作随意性

操作随意、操作方法多样化，消费者可以直接使用智能触摸屏进行控制，同时也可以通过智能手机和平板电脑进行智能遥控。此外，智能家居可以不限制时间、不限制地点和任意情况下及时地进行全面地了解和控制所有受控设备。

2.2 智能设备相互联动

家居智能系统可以通过连接到家庭网络，来控制家庭使用的各种设备，以满足消费者的需求。此外，合理的管理系统可以利用通信系统发现信息和应急服务的共享，例如，Zig Bee 通信，基于家庭的能源管理系统可以为家用电器提供能源指标并测量数据的能耗估算，以及周期等通过信息反馈回到主控制器。例如：接到窗磁报警后，会将对应的报警信息反馈至用户手机端，或者是发现有煤气泄漏后会联动燃气阀门关闭的功能。

2.3 扩展功能多

智能家居系统可以满足不同类型家庭用户的不同需求。家庭控制系统可以进一步提升为更加智能化的系统，对于实现的内容进行更新，不断扩展更多领域的内容，因而应用更加广泛，控制功能也进行不断的改进和完善。譬如在现有的家居控制系统中，不仅包括智能灯光控制、家居安全防护、电动窗帘控制、智能门锁控制，智能家电控制和视频共享以及远程控制这些日常的生活功能可以实现，儿童和老人防护、帮助紧急电话呼叫以及自动灌溉和宠物喂食等，这些我们生活中同样必不可少的功能它也可以实现。

2.4 稳定性强

智能家居系统使用不同的通信技术，例如 RF、Zig Bee 技术、Wi Fi 技术以及总线技术，发送命令以控制来自不同家庭设备的命令以进行统一管理。同时，即使在网络速度不稳定的地方也可以支持使用，智能中心控制主机双网络设计也显著提高了系统的可靠性。这四个优势使智能家居系统走进更多家庭，让更多的人通过智能家居来有机会体验他们生活中的智能化改变，生活更加方便，因此智能系统也受到广大人民群众的欢迎。

3 发展趋势

随着智能家居系统的快速发展，智能系统和设备将被逐步引入越来越多的家庭，原本单一的内容功能已无法满足人们对智能生活的需求，因此智能系统的内容也从一种方法演变为多种方法的混合。与欧美发达国家相比，中国的智能家居系统起步较晚，就目前市场上的主流产品比较，功能的完善性和稳定性还无法做到根本性的保障。部分智能家居产品还是在走自我封闭式的协议发展路线。无法扩展和兼容市场上多种产品的控制方式。从而使国内智能家居市场进入到一个发展的瓶颈期。

根据市场调查，智能家居互动平台是解决目前困境最好的方式之一。智能系统交互平台具有一定的交互能力，并且不同类型的系统、协议以及信息和内容通过平台控制，实现在不同的子系统中进行交互、交换。智能家居交互平台在未来将实现：

3.1 每个子系统可与交互平台脱离独立运行

通过智能家居互动平台，每个子系统可以独立于交互式平台运行，例如楼宇