张英舟
天津市科睿思奇智控技术有限公司 天津市 300384
摘要：随着计算机技术的发展，嵌入式技术得到了广泛的应用。工业控制、家用电器、医疗检测、网络设备、智能开关、汽车制造、航空航天，尤其是嵌入式系统的应用，都融入到了人类的生活和生活中。逐步形成了集网络通信、信息家电和设备自动化、高效、舒适、安全、方便、环保为一体的居住环境体系、结构，服务和管理将对人类的生活效率和生活质量产生深远的影响。
关键词：嵌入式；技术；家居；智能化；
随着现代科技的发展，人类的生活和工作方式也随之改变，家居生活也逐渐变得自动与智能。基于此，阐述嵌入式技术的概念及特点，并对家居智能化存在的问题进行深入分析，探讨嵌入式技术如何推动家居智能化的发展。
一、嵌入式系统的特点
嵌入式系统是一种将嵌入了软件的计算机硬件作为其最重要的一部分的系统。它是一种专用于某个应用或者产品的基于计算机的系统。它可以是一个独立的系统，也可以是更大系统的一部分。由于其软件通常嵌入在ROM中，因此并不像计算机一样需要辅助存储器。通常把嵌入式系统定义为一种以应用为中心，以计算机为基础软硬件，可以剪裁适用于系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。因此在嵌入式系统中，操作系统和应用软件被集成于计算机硬件系统之中，使系统的应用软件与硬件一体化。这样，嵌入式系统的硬件与软件需要高效率地协同设计以做到量体裁衣、去除冗余，在同样的系统配置上实现更高的性能。
二、智能家居存在的问题
1.智能家居市场存在的问题。智能家居在国内市场有十多年的时间，市场发展潜力十分巨大；产品众多，但还没形成规模化的生产，缺乏规范、统一的行业标准，导致碎片化现象严重，跨行业合作困难重重，这就导致部分中小智能家居企业使用自主标准各自进行生产，没有形成统一的家庭网络标准，产品的兼容性比较差，不容易集成。产业核心技术还有待突破，市场的推广力度不够大，影响了智能化家居的普及与应用。智能家居的应用模式有待创新，智能化产品的稳定性与可靠性有待提高，不能满足人类对智能化家居的要求。最后，没有形成一个完整的产业链，社会合作体系缺乏，这就限制了智能化家居的普及。
2.智能家居的网络安全问题。随着网络用户的普及，智能家居系统中难免会存在网络漏洞，这也是威胁网络安全的主要因素之一。在智能家居中，防火墙对来自网络内部的攻击与误操作行为所能起到的作用不大，当智能家居系统受到僵尸型网络黑客的入侵后，会使用户的主机受病毒程序感染，将不友善或者过失的信息上传和发布到网络，容易造成智能家居用户的个人信息被泄露，进而影响用户的人身财产安全。
3.价格问题。智能家居尽管能够为用户提供舒适、安全、轻松、方便、高效、有序的现代化生活环境，但是一般用户比较关心的是一套完整智能家居所需的费用是多少，但是目前市场上，智能门锁折合人民币1200元左右，而完整的一套智能家居系统造价在七十万元人民币左右，智能家居装修的费用在30-100万元人民币左右，由此可见，智能家居的费用并不便宜，不是一般的用户所能够负担。
4.智能家居操作麻烦。智能家居融合了许多的系统，整体功能比较强大，但是操作起来比较复杂，有些系统，为了达到更好的功能效果，突出智能家居的科技含量，设计还是比较繁琐，缺乏人性化，操作的难度比较大，除了一些比较新潮的年轻人之外，许多家庭的老人根本用不好或者干脆不愿意用这个智能家居系统。
三、如何利用嵌入式技术推动智能家居的发展
1.嵌入式技术整体性能条件优越。嵌入式系统是根据用户的需求特定设计的，提高了嵌入式系统的低功耗和高集成度的特点，可裁剪性、弱交互性也是嵌入式系统比较突出的特点，其实时性和稳定性、网络功能也比较强，适用于智能家居应用系统。传统的设备需通过线路进行数据传输或交换，而嵌入式技术是伴随着互联网发展的，网络性能应用比较广泛；具备有统一标准的驱动接口，能解决标准不统一的问题，还使各个设备通过无线方式进行连接，比较方便快捷，解决了设备方面的问题。
2.嵌入式智能家居设置和控制方便。嵌入式技术能够实现对系统的优化控制，一是提供的接口功能更加丰富，更有针对性，整体的体积功耗比较小；二是增强了智能家居系统的处理能力，使语音、图像更加真实；三是嵌入式技术是根据系统定制进行实时操作的，能够将硬件资源最大限度利用；四是嵌入式技术软件采用的是分层对智能家居进行维护、升级，有效提高代码的利用效率。家庭网关是智能家居系统的中央控制器，稳定可靠的家庭网关设计，一直都是智能家居系统设计中的关键，也是难点所在。家庭网关连接网络，功能复杂，类型多，因此必须要一个可长时间进行持续工作、稳定性较好、整体功耗较低、自动化程度高的家庭网关。将高性能嵌入式处理器和网络操作系统作为家庭网关，能为智能家居用户解决这些难点问题。在新形势条件下，智能家居网关远程控制主要有以太网技术接入与嵌入式技术两种方式。网关系统采用比较多的是OpenWrt，并将嵌入式Web服务器与数据库移植安装进去，将智能家居系统中的各个区域的控制器连接起来，实现信息交互，OpenWrt主要是负责对外部用户网络进行接入。目前，OpenWrt是智能家居系统中的嵌入式操作系统，也是一个高度可拓展的模块化的嵌入式Linux/GNU系统，网络功能非常的强大，是一个完整的高性能低成本嵌入式产品，非常适用于应用到只能家居控制系统网关上。
3.嵌入式技术能为家居提供更多的方式。近年来，短距离无线通讯技术快速发展，并在智能家居领域得到了广泛的应用，如红外、ZigBee、射频技术等。嵌入式接入方式能够连接各种类型的家庭终端，并将这些家庭终端嵌入internet中，在这过程中，家庭网关主要是起到转换的功能。操作系统接入方式可以在智能家居中实现语音、远程控制；智能手机控制技术和移动控制技术以及RF无线遥控技术是解决家庭与外部联网的接入方式，短距离通信可以采用基于TinyOS无线传感网络技术，智能家居用户可以利用电脑或者是移动智能终端通过网络连接到网管，使用浏览器实现家庭设备的控制、环境查询或者是区域视频监控，也可以对家居设备进行增加或者删减管理操作。如今的智能家居，在物联网技术与ZigBee无线通讯技术相互配合的基础之上，实现智能家居的许多功能。
4.嵌入式技术在智能家居控制系统中的具体表现。嵌入式技术在智能家居控制系统中具体表现为综合监控家居电器、采集室内环境的相关信息、自动报警、远程控制、本地控制、安全防盗等六个方面。一是综合监督与控制家居电器主要是设置家居电器的相关工作参数，并对家居电器的工作状态进行相关的检测，达到控制家居电器开关等目的；二是通嵌入式技术智能家居对家庭环境的温度、煤气、烟气等指标进行采集检测，及时发现家居环境的异常情况，并进行自动报警处理；三是智能家居可以检测到陌生人进行室内，或者是检测到陌生人强行开启居室的门窗进行室内，这时候自动报警系统会进行报警并及时告知用户；四是居室主人可以通过手机短信或者互联网控制家居电器的工作状况，就算在外地不在本地的情况下，也可以对家具的环境实施远程的控制；五是智能家居系统可以通过计算器或者家居电器自身的控能对家居电器进行监控与操作，在一天劳碌之后，可以在下班途中计算好时间，通过相关的智能操作，可以事先调整好家居的湿度、温度，并进行煮饭或者放热水等操作指令，满足用户的需求。
总之，智能家居作为一个新型的行业，是充满人类智慧的控制系统，能够为人类提供全方位的信息交互功能，以进一步优化人类的生活方式与环境，而嵌入式技术能够提高智能家居的安全性，节约各项能源资源，减少智能家居的成本，推动智能家居亲民化的发展。
参考文献：
[1]杨灿.基于嵌入式技术推动家居智能化发展.2019.
[2]张明航.智能家居中嵌入式系统的应用.2020.