洪嘉汉
广东松下环境系统有限公司 528303
摘要：住宅空间是中国最受关注的新兴产业之一 、促进中国家庭智能化的发展。中国政府列举了促进住空间消费提高的重点行业、不断颁布相关政策支持行业发展、中国经济的快速发展以及智能产品的普及、促进住空间产业界发展。业界核心技术逐渐成熟、但还没有建立共同的产品技术标准及应用规范。本文围绕基于物联网技术的智能家居系统进行探究，以供参考。
关键词：物联网技术；智能化；家居系统；IoT
前言
智能手机的普及及居住空间产品为远程控制提供操作平台。主要智能家电产品的智能化渗透率达到50%以上。2015年，谷歌收购了Nest，引爆了全球居住空间产品市场 。关于那个，中国网络 、家电等企业相继发表了居住空间战略，配置了居住空间产品平台，2018年，中国居住空间行业提出AIoT概念，AI技术的导入，住空间产品概念由“物物连接”到“人机交互 ”发展，2017年下半年，受到AmazonEcho智能音箱成功的影响 ，中国的空间企业纷纷推出自己公司的智能音箱产品，夺取了居住空间的入口。
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现阶段流行的物联网模式主要有3种：
1. 生态圈模式
以智能硬件为基础，以本公司平台为中心的智能生态圈构筑 。主导者主要是发起智能硬件事业的人，在业界处于相对较高的市场地位，并拥有自己的居住空间平台 ，在能够自己引导生态圈的基础上 ，也可以向其他参与者提供平台服务。典型例子：小米IoT开发者平台、海尔U-home、美的M-smart
2. 管理平台模型
以软件平台及通信协议为基础，面向第三者的智能硬件业者，提供技术平台。第三方平台业者为信道服务、在软件开发等方面有着独特的优势，住空间平台开发注力 ，并向硬件厂商提供智能技术并签订通信协议 ，方便连接那个居住空间平台 。典型例子：阿里智能生活开放平台、京东微联
3. 智能主机模式
以智能主机为核心，提供居住空间整体解决方案。 第三方平台业者为信道服务、在软件开发等方面有着独特的优势，住空间平台开发注力 ，并向硬件厂商提供智能技术并签订通信协议 ，方便连接那个居住空间平台 。典型例子：阿里智能生活开放平台、京东微联
智能家居架构
智能家居的基本架构主要包括5部分，分别是信息家电模块、功能驱动模块、信息处理模块、通信模块和外界信息接口模块。
1.1信息家电模块
信息家电模块是指带有PC主要功能的家电产品，其具有实用性强、操作简便和价格低廉的特点，是一种电脑技术、信息和电子技术与传统家电相结合的新兴产品。在目前传统家电的基础上，加入信息技术，使其更加智能，方便人们操作，也极大地改善了人们的家庭生活环境。
1.2信息处理模块
智能家居中信息处理模块的作用是将独立的信息家电连接起来，实现协同工作与信息共享。信息处理模块的主要功能是收集信息、处理数据和传递数据。收集的信息包括家电的工作状态和服务请求；处理数据是指将收集到的数据进行集中处理，了解工作状态，处理服务请求；传递数据主要是将数据处理的结果传递给功能驱动模块。
1.3通信模块
信息处理模块相当于人体的大脑，通信模块则相当于人类神经。通信模块一般利用家庭中已有的布线或无线传输，因为不同的家电其工作原理和工作方式不完全相同，通信要求也不同，因此通信模块中包含了很多种通信方式。
目前主流的智能家居通信方式有：总线、无线和电力载波。
1.3.1基于总线通信的智能家居系统
节点之间采用RS485/CAN/FT等等总线通信技术，避开系统架构等因素，这类智能家居系统是抗干扰能力最强、最稳定的系统。但其缺点也很明显，节点通信需要专用的通信线路，安装调试成本最高。
1.3.2基于无线通信的智能家居系统
节点之间采用无线通信技术进行通信的通信方式又可分为两大类：
a. 以315M/433M为代表的RF无线通信技术，这是技术最简单、成本最低的无线通信技术，点对点的通讯，稳定可靠。
b. 以ZIGBEE/ZWAVE为代表的无线通信技术，有自组网能力，采用多通道通信，抗干扰能力和中继能力都有加强，和RF技术相比，功耗加大，只可做零火开关，同样存在穿墙能力差，通信距离受限的缺点。。
1.3.3基于电力通信的智能家居系统
节点之间采用原来的电力线进行通信，利用原有的电线作为通信介质，不需要像总线那样使用专用的通信总线。
1.3.4以太网通信的智能家居系统：
这种通信技术通过WIFI直接和智能手机通信，较大的缺点是节点的生产成本高，容易出现像ZIGBEE一样掉线的现象，在智能家居系统应用范围较小，较适合使用在智能家居单品中。
1.4功能驱动模块
功能驱动模块是信息家电与信息处理模块的连接口。功能驱动模块将信息家电的各种状态信息转换成二进制信息，方便信息处理模块的理解，然后将信息处理模块的指令翻译转换成电平信号来驱动信息家电。
1.5外界信息接口模块
外界信息接口模块的功能是家庭通往外界的网关，让家电信息能够与外部网络相连，从而在互联网上也可以了解家中的家电信息情况。
1.6感知系统
感知系统是智能家居系统的终端设备，通过感知系统实时收集智能家居系统中各设备的信息，主要包括以下几个方面：
1.6.1警报系统
对于警报系统来说，感知终端又分为以下几个类别：
（1)感知终端可以通过人脸识别对人员的身份进行确定，从而判断是否发出警报，辅助传感器则需要选择红外传感器和压力传感器对未知人员的行为进行判断；
（2)感知终端需通过空气中煤气的浓度进行确定，以判断是否发出报警，辅助传感器的选择为CO传感器和O2传感器判断空气中的C0和O2浓度；
1.6.2声控系统
通过声纹采集系统采集用户声纹，并设置相应的声控命令，以实现部分或全部声音控制，方便用户使用。这部分的控制主要靠声音传感器完成。
1.7信息处理系统
智能家居的信息处理系统应选用数据处理能力较强且稳定、安全的系统，因为智能家居系统首先考虑的是用户的安全性，这对系统的稳定和安全要求较高，否则将极易被不法分子攻破，导致用户经济损失；另外需要大量的存储空间，以保证用户不在家时能够提供强大的数据记录功能，从而为用户提供信息支持。
5.总结语
物联网智能家居需要结合我国城市建设的实际智能家居综合组网的情况和家居信息服务的一些实际性需求来对网关设备和传感器的阶段进行建立，并面向家庭服务。今后家居系统朝着人性化 、智能化、节能化发展 。随着人工智能、图像识别、声音识别、物联网等技术应用进一步成熟完善，2020年有望成为智能家居市场破局之年。未来数字生活场景中的智能家居终端设备将具备高度集成、互联互通、智能调节的特点。而连接+人工智能+智能服务无疑成为生活场景中三个重要的元素，这需要全球智能家居巨头打通各设备，跨平台、跨平台的互联互通，为用户提供的智慧生活体验。
参考文献：
[1]臧大进，刘增良，高干，等.基于物联网的智能家居系统设计与实现[J].襄樊学院学报， 2010，30（11）：37-39.
[2]沈苏彬，范曲立，宗平，等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报， 2009，29（6）：1-11.