时间：2022-09-29 02:00:27
关键词：物联网；智能家居；课程建设；项目式教学
中图分类号：g712文献标识码：a文章编号：1672-5727（2014）07-0107-03
“智能家居”的概念自20世纪80年代被提出后，进入21世纪才引起社会的广泛关注。随着智能家居技术的不断成熟、产品不断完善、市场不断发展，人们对它由陌生变熟悉，逐渐地由“远观”到真正应用于家庭生活。正是因此，以往对智能家居的定义已经不够准确而详尽，现在非常有必要重新审视智能家居的定义，以适应智能家居行业的新发展。特别是“物联网”概念提出以后，学术界开始大量探讨与物联网智能家居相关的概念、技术及标准，产业界也开始在多个领域加强对智能家居技术的应用，数百所高等院校相关专业都开设了“智能家居”课程。
目前物联网的现状与当初的互联网非常相似，今天的互联网已经形成了巨大的产业规模并衍生出很多行业。作为物联网最主要、最重要的组成部分，物联网智能家居也将经历这样一次升级。家用电器的数量远远超过电脑、手机的总和，如果再加上各种诸如智能眼镜和智能手表之类的无线传感器、控制器，数量上就会是传统电脑及手机的几十倍甚至上百倍，可以说，单单一个物联网智能家居的市场可能就是传统互联网及移动互联网总和的几十倍以上。从某种程度上来讲，离开了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基础，可以说智能家居将成为物联网最主流的应用市场。
课程开发
为了体现工学结合的办学特色，我院在开设“物联网应用技术专业”之初，就坚持以职业岗位能力为核心的人才培养模式，开发了体现工学结合的课程体系，并根据技术领域和职业岗位的人才需求，突出专业技能的培养，形成了“理论与实践相融合，以职业岗位作业流程为导向”的模块化课程体系。通过开设一体化的专业实践技能课程，将理论与实践相结合，加强学生的综合技能训练；推进课程与企业岗位技能需求相互融合，与就业岗位相互衔接，突出培养学生的实际操作经验；将职业资格、职业技能教育与院校日常教学相结合，大力推进实务专题、顶岗实习，培养学生专业岗位的实践能力。
物联网的行业应用包括智能交通、智能大棚、智能电网、智能家居、智能医疗等等，对于具有交通行业背景的院校而言，一般要开设“智能交通”课程；对于农业类院校而言，一般应开设“智能农业大棚”课程；对于电力行业院校而言，可能就要开设“智能电网”课程。而我院是信息类院校，没有专门的行业背景，所以根据福建省产业发展特点及我院的实际情况，并征求企业专家和专业教师的意见，制定了专业培养方案和课程体系，其中包括“智能家居”课程。
课程建设
物联网智能家居的内涵究竟是什么？哪些技术是核心技术？哪些产业或产值才真正属于“智能家居”？这些问题看似简单，但又难以回答。当前，从技术发展、产业规模、行业标准等方面还不能明确回答上述疑问。也正是因此，市场上关于“智能家居”的技术及应用各不相同，能够作为高职院校教学材料的资料、书籍及实验设备就更加少之又少。只有从务实的角度考虑，将智能家居引向以“实际应用”为目标的发展思路上，夯实智能家居的核心技术，抛开概念，注重应用，智能家居才能成为独立的学科专业，具有明确的科研方向，为物联网新兴产业服务。
因此，我院成立了“智能家居”课程建设小组，明确责任，分工合作，从案例资料收集、企业调研、教材编写、实验室建设等多方面推进课程的建设。截至目前，已完成课程标准（教学大纲）的制定、校本教材的编写及实验室的建设，圆满完成了课程建设任务。
课程设计
本课程依据企业对物联网智能家居系统工程实施过程中的技能要求，以项目为单位组织教学，将智能家居各子系统的相关知识点和技能要素直接融入项目教学和实验实训的各个环节中，让学生在技能训练过程中加深对专业知识和技能的理解与应用，培养学生的关键能力，满足学生职业生涯发展的需要。
学习情境设计根据智能家居系统的实际工作岗位需求，以培养学生职业能力为重点，引入具有一定代表性的行业应用项目案例，从中分解知识点作为子项目，从简单到复杂，将该学习领域课程划分为5个学习情境，各学习情境的教学过程以行动为导向，以学生为主体，基于工作过程加以完成，如表1所示。
教学设计以智能家居的相应子系统为项目，采用一体化教学模式，边学边做。以实际工程建设过程为切入点，选取典型工作情境，分组实施。按照情境导入、项目分析、方案制定、项目实施、小结评价5个教学环节进行教学设计。以视频监控项目为例进行的教学过程设计，如图1所示。当然，项目的选取要根据各院校的实际情况（包括实验实训设备、专业教师能力以及合作企业等）而定。
教学方法与手段“智能家居”课程是一门理论性与实践性相结合的课程，有些学生在此之前可能对“智能家居”知之甚少，因此授课过程中应以实际应用为主，以理论讲授为辅，灵活运用多种教学模式，充分发挥传统教学与现代教学的优势。（1）课堂讲授。要将原理和概念深入浅出地讲清、讲透，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，让学生掌握基本概念、基本理论和基本技术，但不能讲得太深，够用即可。（2）实际工程项目参观。在课程讲授过程中，可安排并带领学生参观相关企业的建设项目和样板演示，目的是使学生对智能家居有感性认识。（3）实际练习。充分利用本校实验环境，在任务驱动课程设计理念的指导下，根据实际案例，按照工作过程步骤连贯进行，使理论与实践的结合更紧密。（4）相互评估。在学生完成相关任务后，采用小组成员间和小组间相互检查、测试、评分的方法，让学生了解自己的不足，相互学习，取长补短，共同进步。（5）课外阅读指导。目前物联网智能家居技术及应用多样化，但标准不统一，所以要鼓励学生查阅相关的网络资源和辅助文献，以进一步拓展学生的知识面。
教学成效
从理论到实践，变被动为主动培养高技能应用型人才，需要加强学生实践操作、团队合作等关键能力的培养，特别是对于一些课程的学习，许多学生只有在理解课程与未来工作的相关性之后，才能够有目的、有意识地积极学习。因此，针对“智能家居”课程，应采取以实践教学为主、以理论教学为辅的教学方式，体现“做中学、学中做”的思想，激发学生的学习热情，使学生从传统的“要我学”转变为“我要学”，从而变被动教为主动学。
形式多样、思想开放结合每节课学习的实践和理论知识，课后组织讨论，师生座谈，积极阅读物联网和智能家居方面的资料书刊，结合学生的兴趣，在课程组教师的带领下或自发地成立智能家居相关子系统的项目小组，如“视频监控小组”、“门禁系统小组”、“环境监测小组”、“智能窗帘小组”等，对智能家居进行多角度的深入探讨。
校企合作、提高能力在“智能家居”课程教学过程中要加强对学生实践能力的培养，通过到企业参观、到工程现场实践、请企业管理人员介绍系统建设经验及存在问题与原因分析等方式，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，其效果主要体现在两个方面：其一，使学生明确自己的兴趣取向及理论知识的掌握情况，为学生选择毕业论文题目及就业方向打下良好的基础；其二，通过参加课外参观实践活动，增加学生关于智能家居工程项目建设的经验。
存在问题
第一，本课程采用分组项目教学，学生需要通过团队协作完成相关任务，因此出现一些学生依赖小组其他成员完成任务的情况，需要在教学过程中加强引导。
第二，项目式教学需要更好的场地和设备，因此要完善实训教学条件，加强互动教学模式建设，不断改进校企合作模式。
第三，项目式教学需要更多的现场指导和手把手的示范，教师的工作量增加，由一个任课教师讲授、指导，难免顾此失彼，因此可组织课程教学团队，由几个教师共同完成同一教学任务，同时引入企业人员参与部分教学，教学效果更佳。
第四，本课程涉及的知识面广、技能复杂，如何协调好有限的教学课时与多而广的教学内容之间的矛盾，进行适当的内容增减，是今后教学中需要不断探讨的
问题。
第五，目前关于智能家居的相关教材资料很少，能够适合项目式教学需要的教材更是少之又少。因此编写高职院校学生适用的“智能家居”教材非常必要，任务紧迫，与智能家居相关的技术及国家标准也在不断改进和完善过程中，所以教材及课程内容要实时跟踪、不断改进。
“十二五”期间，由于物联网起步伊始，智能家居行业方兴未艾，而我国真正从事该行业的人才极其匮乏，智能家居行业不仅是我国物联网产业的重要组成部分，也是未来社会发展的必然趋势。可以断定，物联网技术必将不断升级，发展成为“国家战略性新兴产业”，国家对物联网行业的推动及智能家居行业本身巨大的市场需求和广阔的发展空间，必将产生对该行业人才的巨大需求。
参考文献：
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当前，随着信息化时代的到来与群众生活水平的不断提高，实现智能化的家居生活将是今后的必然趋势。物联网不仅涵盖了互联网整体功能，而且其物理实体与物理实体间能良好通信；并把物理实体和虚拟网络相连，让用户不受空间限制的对物理实体进行控制。笔者根据自身工作经验，首先对物联网智能家居安防系统及其特点进行了分析，其次分析研究了物联网智能家居安防系统的系统构建和工作原理。
【关键词】物联网 智能家居 安防系统 系统构建 设计
家居安防系统即利用计算机、无线通信和电子等先进的通信和控制技术，通过网络化的综合管理，实现对家居生活以及家庭安防的紧密结合的系统，它使得家庭工作和生活更轻松和安全。智能家居主要将住宅作为平台，通过自动控制技术、网络通信技术、 音视频技术、综合布线技术将家居生活有关的设施集成，构建智能化的住宅设施管理系统，以保证家居生活的安全性、舒适性、艺术性，达到环保节能的目的。物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。通常情况下，物联网为无线网，由于每个人周围的设备可以达到一千至五千个，因此物联网中大概包含500兆至1000兆个物体，通过物联网，所有人都能够应用电子标签将真实的物体上网联结，在物联网上获取它们的具置。
1 物联网智能家居安防系统及其特点
随着物联网概念的涌现，使得用户的认知程度得到提高，技术越来越完善成熟，有效促进了智能家居系统的应用。智能家居系统将提高家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境作为主要目标，遵循智能化、人性化、高性价比的原则，利用先进的物联网进行远程控制；通过WIFI网络及3G网络控制。
1.1 系统
智能家居属于物联网的一部分，物联网智能家居系统主要是利用不同的信息传感设备，对信息进行准确的识别、判断、传递、接收、控制，通过互联网技术把系统综合连接家庭内使用的诸多家用电器、安全设备，以构建一个涵盖家庭通信、安全防护、设备控制等优势作用在内的一体化控制系统。
1.2 特点
物联网智能家居系统工具有四方面的特点：第一，实时性特点；能对家庭中所有设备的运行情况进行实时有效控制。第二，及时性特点；对于潜在的事件问题，物联网智能家居系统能及时有效的发现并予以处理，防止损失的不断蔓延。第三，无地域性特点；只要拥有物联网智能家居系统的管理者权限，任何时间任何地点中都能够利用互联网进入系统实施有效管理。第四，灵敏性特点；在所处环境或者身体的变化下使得人的视觉、听觉、触觉一定程度上发生着改变，进而影响人的灵敏性，由于传感器主要是极为精密、集成的电路而制成的，对其灵敏性会实施严格的检测，不会有人类这般的生命形态，所以可以获取准确、灵敏的检测结果。
2 物联网智能家居系统的安防系统构建和工作原理
2.1 四层体系结构的构建
家庭网关是嵌入式智能家居系统中的唯一接口，主要在家庭网关中处理、存储、转发家庭内所有设备信息，所以各家庭中均存在一个家庭网关，同时把整体全部集中于家庭网关中，如果需新添系统功能，那么就要为所有家庭实施相应的更改，对系统的扩展造成了一定的影响。所以围绕嵌入式智能家居系统，本文所论述的系统通过科学合理的方式有机综合了无线传感网、物联网技术、中间件技术、WIFI、3G网络，以确保智能家居系统具有较高的控制功能，优化整合信息，促进系统有效扩展，防止出现信息孤岛现象，全面融合各功能信息，从而实现智能化小区。在系统功能基础上而言，智能家居系统共涵盖了四层体系结构，见图1（智能家居的系统体系架构）。
感知层；实际会利用光敏传感器、气敏传感器、声敏传感器、化学传感器、摄像头等诸多的传感设备与监控设备对外界的信号、物理条件如光、热、湿度进行系统探测与获取，同时加强外部环境的监控，并把探取到的信息输送到中心控制平台中，以做好设备的管控工作。
中心控制平台；中心控制平台的作用是系统功能实现的关键环节，对设备进行严格有效的管控，涵盖中央控制器与模拟启动器，并且所有用户均存在一个独特的中心控制平台，这样能够及时的屏蔽所有器件的异构性，有助于应用程序功能的实现。首先，通过中央控制器对由感知层传递的信息予以接收，再结合实际情况利用中央控制器发出控制信息命令某模拟启动器的执行方式，最后通过和此模拟器相连的物体实现相应的动作，并且针对紧急事件还制定了自动报警功能。当传感器利用3G或者WIFI技术将信息传输至中央控制器后，以对模块的准确细致判断来判断突发事件的严重程度，对于比较严重的应立即发出警报、将此情况告知给用户，并利用模拟启动器启动应急方案，对于不太严重的，由模拟启动器自行进行处理。此外，中央控制器把所有信息均放到用户的数据库中予以储存，以为用户日后查阅提供便捷性。用户还可利用应用程序给所有家电输送命令，在中心控制平台上实际执行。
中间件层；中间件层对于智能化小区的实现起到了关键性作用，具体涵盖了服务器、大型数据库等各项设备。通过大型的服务器与数据库对所有家庭的信息进行汇总，各家庭均有着自己的存储空间，采用用户登录的方式来管理。其中，数据库内包含了用户与属于该用户的完整信息，同时两个用户间的电器设备彼此间不会出现干扰情况，实施动态添加，从而促进个性化享受。
应用层；应用层属于和用户间直接进行交互的图形用户界面接口（应用程序），主要提供便捷、个性化的服务，用户可采用软件或者Web方式进行登录，对所有设备进行操作并增添或删除服务，确保良好的人机交互，同时屏蔽下层通信。应用程序中包括防盗安全管理模块、自动报警模块、家居物品管理模块等各类基础构件，促进所有功能的实现，并预留相应的接口为今后中功能模块的添加、更新、删除提供服务，同时和服务器、数据库相连，为所有用户提供特有的空间，进行个性化选择与个性化设置，这样不仅促进了用户的独立性，而且还使得系统呈现出了整体性。
2.2 设置环境安全级别
设置危险与安全两个级别的安全控制信息；把用户认为是危险级别范畴中的事件置于中央控制器中进行存储，并通过二进制数1进行表示，属于安全级别范畴的用0进行表示，利用中央控制器的安全级别对模块进行判断，以获悉有没有必要报警。例如：当房屋中发生烟雾情况时判断其出现了火灾，属于危险级别，对于传感器传送房中的温度，中央控制器利用对功能模块的判断来获悉是否需要将报警装置启动和告知用户，同时由模拟启动器开启水龙头以作为应急方案。
3 智能家居安防系统的工作原理
如果设计好了应用程序和完成了所有物理设施单位构建与连接，那么享有权利的用户可利用应用程序或者Web登录智能家居系统，在图形化界面上发出具体执行的命令，由中央控制器发出控制指令，模拟启动器对家庭内各设备运行情况进行控制。如果用户未给出操作命令，那么传感器在感应外界环境情况时，就会利用3G、WIFI、无线传感网将信息送至中央控制器中，然后中央控制器对环境的安全级别进行准确的判断，如果在危险级别范畴，应及时的发出控制信息、报警和将此情况告知给用户，如果在安全级别范畴中，只要高于设定范围，中央控制器就会发出控制指令，模拟启动器对各项指令予以执行。
4 结论
随着现代社会的快速发展，人们的生活节奏越来越快，对生活质量有了越来越高的要求，特别对于发展进程快的大城市，人们开始注重时间的合理有效利用。为了实现人们在生活工作环境方面提出的要求，利用设计四层结构模型构建系统综合生活享受与安全监控的有着较高人机交互功能、家居控制功能完善及能够有效扩展的智能家居系统。物联网智能家居系统不仅为人们提供了舒适的生活环境，还很好的保障了人们的生命财产安全，使得人们拥有了更加完美的生活空间，所以今后中的智能家居系统不会只局限于家庭中，其将广泛的应用到城市各区域，在人们生活工作中发挥至关重要的功能作用。
参考文献
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[4侯立功.基于物联网技术的智能家居系统构想[J].数字通信，2011（06）.
作者简介
张磊（1979-），男，山西省太原市人。现为山西通威感知消防科技有限公司工程师。系太原理工大学机械工程学院2012年级硕士研究生在读。
关键字：物联网；智能家居；信息技术；发展方向
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2012）11-0071-03
0 引 言
随着国民经济和科学技术的发展，仅仅舒适安全的普通家居已经不能满足人们的期望。在当今这个电气技术、自动化技术、网络通讯技术被广泛应用的世纪，人们期望的是一个具有能动智慧的家庭环境，于是，智能家居（Smart home）应运而生。1984年，美国联合科技首次将智能家居的概念应用于美国康乃狄克州哈特佛市的一座建筑，从此，全世界争相建造智能家居的序幕便被拉开。目前，发达国家的智能家居已经获得长足发展，如美国的x-10、CEBus和Lonwork，日本的HBS，欧洲的EIB和EHS，都在国际上比较有影响。国内的智能家居借助国外的智能家居技术也相继出现了北京博泰克的ehouse智能家居系统、上海奥卓电子的“智居时代”、天津瑞朗的专业X-10智能家居系统。虽然我国的智能家居经过了多年的发展，但是依然没有普及，这主要有以下几个原因：
第一，尽管目前国内以电信为首的中国通信标准化协会[1]（CCSA）、以联想为首的国内闪联信息设备资源共享协同服务（IGRS）和以海尔为首的e家佳等组织都各自提出了符合中国国情的智能家居协议标准，但是，行业内一直都没有很好的遵循过。由于产品通讯协议不统一，各厂商都按照不同的接口标准和协议进行生产，所以产品之间还不能实现互联、互通和互操作，各子系统之间的信息也不能交换，这些都使得很多家庭服务成为海市蜃楼。
第二，智能家居产业在国内已经发展了10个年头，智能家居产品[2]市场还主要集中在两个方面：安防报警和智能控制，产品种类有限。智能家居系统相关产品的研发多采用高新科技，更新换代快，风险较大，很多企业不愿意也没有足够的资金投入研发。
第三是市场接受程度低[3]。目前，大多数的普通居民还认识不到智能家居的便利，在对智能家居关注的人群中，比较关注的也只是一些与自己日常生活切身相关的安防、物业、家居服务等功能，而对一些超前的控制功能，如信息家电等感觉太遥远。此外，新技术的不成熟，问题多以及成本较高，也让一般客户望而却步。
第四，智能家居系统在未来是一个多行业合作的平台，而目前我国的社会化合作体系还不够健全，各行业之间基于传统的经营理念和巨大的市场竞争压力，都想在自己的行业甚至别的相关行业抢占先机，扩大自己的市场份额而不愿公开自己的产品接口技术和相关的协议。除此之外，和智能家居相关的产业发展缓慢，产业链不完善，也是跨行业合作困难的一个原因。
1 智能家居系统
智能家居是以住宅为平台，利用先进的计算机技术、网络通讯技术和综合布线技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，并将与家庭生活有关的设备进行集成，以构建高效、舒适、安全的生活环境。除了提供舒适、安全、高品位的家庭生活空间外，智能家居还可将家居生活由原来被动静止的结构转变为具有能动智慧的工具，从而提供全方位的信息交换功能。事实上，智能家居系统是用于实现家居智能功能的设施，图1所示是一个智能家居系统功能示意图。
图1所示的智能家居系统主要包括8个子系统[4]。其中，智能照明控制系统可以实现灯光照明的多样控制、远程控制以及联动控制。其优越性：一是具有良好的节能效果，二是可延长光源寿命，三是可改善生活环境，四是可实现多种照明效果以及场景灯光控制。
智能安防系统可以实时监控非法闯入、火灾、煤气泄漏、紧急呼救的发生。一旦发生警情，系统可以向预设的电话或者110报警，同时启动本地的声光报警，并使相关电器进入应急联动状态；如果是非法入侵，还可以通过视频保留证据，最大程度地保护住户的生命财产安全。
家庭环境控制子系统可以集中控制家里的空调、采暖、热水供应以及水处理，实现环境的自动控制，提供一个舒适的生活环境。
背景音乐子系统就是在任何一间房子里，包括客厅、卧室、厨房以及卫生间，均可布上音乐线，通过1个或多个音源，使每个房间都可以听到美妙的背景音乐。
家庭娱乐子系统可以集游戏、家庭影院、家庭KTV为一体，让用户足不出户就可以在家里体验全方位的家庭娱乐。
家庭能量管理子系统主要就是实现电表、水表、燃气表的三表抄送，免去工作人员上门抄表的麻烦，同时，用户也可以实时监测家中水电燃气的使用情况。
家庭信息处理子系统主要提供家庭信息服务，如接受小区信息、管理家庭信息以及和物业管理公司的联系。
家庭网络子系统可将个人电脑、家用电器、三表、照明等安全防范系统与广域网相连接，从而实现智能家居的远程控制，让用户随时随地都可以通过网络智能控制家中的智能化设备。
2 物联网技术
1999年，美国麻省理工学院首次提出了物联网[5]的概念，国际电信联盟（ITU）在2005年的年度报告中对物联网的概念进行了扩展，认为物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。这样，在物联网时代，只要通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，世界上的所有物体都可以通过Internet进行信息交换。从智能家居的角度，可以通过一个例子形象地描述物联网。周末的早晨，当你还在熟睡的时候，你预定的闹铃响了，如果你按掉了闹铃，这个时候，闹钟会送出一个信息给咖啡机说：“先等一会，这个家伙又赖床了，15分钟后再煮咖啡。”咖啡机接到信息的同时又会发送一个信息给烤面包机等15分钟再烤面包，通过这样的物与物的交流，我们的居家生活将变得智能和有趣。
物联网是通过许多技术实现的，从应用末端感知的核心技术[6]角度，物联网技术可以分为以下三大类：
第一，基于RFID的应用。在想要监控和管理的对象上嵌入RFID智能标签，这样，借助已有的网络技术、数据库技术、中间件技术，就可以构建一个由大量的读写器和无数移动的电子标签组成的物联网，也就是基于RFID的物联网。
第二，基于传感器[7]的应用。在想要控制和管理的对象周围布置大量的传感器节点，通过节点采集监控对象的信息，并将这些采集到的信息传送到信息处理中心，从而根据采集到的信息构建一个对“物”进行监控和管理的物联网。
第三，基于M2M的应用。这里的 M既可以是人（Man），也可以是机器（Machine），M2M泛指人、机器之间建立连接的所有手段和技术，涵盖了增强机器设备通信和网络能力的技术，其技术目标是促进设备的智能化。通过M2M技术，可以构建人对机器（Man to Machine）、机器对人（Machine to Man）、机器对机器（Machine to Machine）的物联网。
3 物联网在智能家居中的应用[8]
传统的智能家居[9]大部分是通过有线的方式组成智能家居系统，这种方式不仅需要专业人员的参与、专门公司维护，而且施工周期长，系统灵活性差。而物联网智能家居则是将无线物联网技术和智能家居有机地融合在一起，从而构建一个安装简单、使用方便、维护容易、扩展随心所欲的智能家居系统。
依据业内普遍认为的物联网体系架构[10]，家居物联网可以分为感知层、网络层和应用层。图2所示是一个智能家居物联网的体系架构。
3.1 感知层
全面感知是物联网技术的一个特征，即利用射频识别（RFID）、二维码、GPS、摄像头、传感器等感知、捕获、测量技术手段，随时随地地对感知对象进行信息采集和获取。在智能家居中，感知对象分为人们所生活的家庭环境和人本身，传统智能家居中的8大子系统可作为感知层的执行设备。除此之外，物联网智能家居系统还应用了许多典型的感知技术，比如无线温湿度传感器，无线门磁、窗磁，无线燃气泄漏传感器[11]等。
3.2 网络层
物联网中的网络层[12]包括各种通信网络与互联网形成的融合网络，除此之外，还包括家居物联网管理中心、信息中心、云计算平台、专家系统等对海量信息进行智能处理的部分。在智能家居中，网络层不但要具备网络运营的能力，还要提升信息运营的能力，如对数据库的应用等。在网络层中，尤其要处理好可靠传送和智能处理这两个问题。
3.3 应用层
应用层[13]是将物联网技术和智能家居专业技术相结合来实现家居智能化应用的解决方案集。物联网通过应用层最终实现信息技术和传统家居的深度融合，这主要体现在智能电网应用、家庭医疗应用、多媒体娱乐应用、家庭安防应用和家庭控制应用等。除此之外，应用层还为家庭服务商提供有第三方借口，以提供便于人们生活的各种服务。
4 结 语
目前，严格地说，物联网在智能家居中的应用还主要集中在感知层的应用方面，只能说应用了物联网当中的某项技术，离一个真正意义上、无处不在的物联网智能家居还有一段距离，尤其是在应用层的融合方面，还需要多行业深度合作，才能提供一个全方位的智能家居。此外，标准不统一也是制约物联网智能家居发展的一大瓶颈。而在未来，物联网智能家居离开云是不可想象的，每一个家庭其实就是一个“云家”，不管你身在何地，家里的风吹草动对你都是透明的，所以，除了制定标准，推动多行业的深度合作外，云技术[15]的研究和应用也是发展物联网智能家居的一个关键所在。
参考文献
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【关键词】智能家居物联网家庭网关
近年来物联网的兴起与发展为智能家居引入了新的概念及发展空间，越来越多的消费者喜欢从物联网的角度对智能家居提出要求，希望智能家居是无线的、安全的、并且能够用手机感知、控制的。另外，基于Android操作系统日益流行，本文将其与智能家居联系起来，研究并实现了一种基于Android系统的智能家居系统。
一、物联网简介
物联网的英文名称为“The Internet of Things”，其较为普遍认同的定义是：物联网通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网线连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
二、智能家居系统的定义
智能家居系统是集远程控制，能耗管理，智能用电于一身的综合管理系统。基于物联网的智能家居，表现为利用信息传感设备将家居生活有关的各种子系统有机的结合在一起，并与互联网连接，进行监控、管理信息交换和通讯、实现家居智能化。
三、智能家庭网关系统的定义与功能需求
家庭智能网关是整个智能家庭网络的核心，通过家庭网关才能实现家庭内部多种智能设备之间的联网，以及从家庭内部到外部网络的互联，因此设计性价比高的家庭网关是实现智能家居系统的关键。
一个智能家庭网关可以看成是一个信息处理系统。其软件部分为家庭网关应用平台，辅助不具备信息化条件的设备实现信息化，即提供信息处理的能力；硬件部分即家庭网关，为与其相连的各家庭设备提供统一的信息交换接口及控制规则。总体而言，网关要起到三个功能：（1）Internet接入功能，包括路由、NAT（地址转换）等等；（2）家庭网络中各种不同通信协议之间的转换，以及家庭网络系统与TCP/IP协议之间的转换；（3）运行家电管理软件，将使用不同通信协议的家用电器接入到家庭网络中，并统一管理起来。
四、系统体系结构流程
整个智能家居系统需要解决的技术难题主要包括以下几个方面。（1）数据采集：需要有统一的数据采集方法。统一数据采集方法来有效管理和利用各家庭设备。（2）数据传送：形成有效的公共数据传送基础传输网络，让应用提供者以可控、安全、高效的方式获取数据并发送反馈。（3）应用扩展：需要有多个层面的应用提供与扩展能力，即随着家庭传感网络的扩展，实现在家庭内部、运营商公共服务和第三方等方面进行应用功能的有效、方便灵活、低成本的扩充。
因此，物联网智能家居系统可以由以下三个层次组成：（1）第一层是传感网络，包括智能家电、生活用品、家居设备、家用健康设备、RF读写器等，这些设备或带有RF读写器，或带有RFID、传感器，可实现对家庭用品、家居设备的状态监控以及家庭成员的健康数据采集等；（2）第二层是传输网络，由家庭网关的物联网传送功能、宽带网络和家庭网关应用平台的传送功能组成，实现数据的传输与计算；（3）第三层是应用网络，主要包括家庭网关的物联网应用功能、家庭网关应用平台的应用功能和由媒体内容提供商、应用提供商和用户终端组成的第三方应用功能。
系统工作流程：
用户在手机终端中输入控制命令，通过无线网络传输到应用平台系统。家庭网关应用平台的中央控制器接收到信息后，进行必要的处理和分析。而后通过家庭网关接口控制与其相连的相应家庭设备，从而达到对智能家居的控制与操作。完成相应操作后，设备返回一条完成指令，由中央控制器反馈给使用者。用户不操作的情况下，中央控制器会自动接受、监控各类传感器，实时监控各类环境数据。一旦变化超出设定范围，自动产生指令，发送告警信息给终端用户，并调节相应的智能设备，从而营造安全舒适的家居条件。
五、结束语
物联网已经提升为国家发展战略的重要组成部分，进入家庭应用是其成熟与成功的标志。随着技术的成熟与规模应用，核心器件的成本会极大地下降，建立起物联网的智能家居系统将是物联网发展战略的一个重要组成部分。
参考文献
[1]王永初.最佳控制系统设计基础[M].北京：科学出版社，2000
[2]韩江洪，张建军.智能家居系统与技术[M].合肥：合肥工业大学出[1]版社，2005
关键词：物联网技术；智能家居；系统设计
随着科学技术的迅速发展，世界也开始进入了信息化时代，而如今科学家将计算机技术和信息技术融入了人们的日常生活和工作中，也就是智能化的应用。智能化的应用虽然从起源到现在只有二十多年的时间，但是其发展速度已经在各大发达国家中得到广泛应用，特别是在建筑行业以及家居行业中已经使用在人们的生活和工作当中，这不仅仅是世界科学上的一大突破，更是让人们的生活和工作迎来了一个全新的、高科技和安全舒适的环境。
1物联网技术的智能家居与传统智能家居的比较及发展趋势
物联网技术的智能家居是通过无线连接方式将家庭中的各种使用电器科学合理的组织、联系起来，形成一个完整的控制系统，而传统的智能家居是每个家居带有智能化的独立工作，它们是单一化的、无联系性的个体，因此在两者比较中，可以发现物联网技术的智能家居在控制和管理方面会比传统的智能家居更加的节省时间以及管理成本，在使用处理方面会更加的简单方便，可以说物联网技术的智能家居给人们的生活和工作带来更简便、更统一以及更加实用的体验。但是由于物联网技术的智能家居还未能广泛的使用，所以在购买成本使用上会比传统的智能家居更高，在维护和维修方面则需要全面整体的排查，所需的费用也就更加的昂贵。因此物联网技术的智能家居比传统智能家居存在着巨大的优势，但是也存在着时间发展的限制。随着社会经济的发展以及家庭人口结构的复杂化，人们对于家居环境的需求也就越来越高，特别是在环境的舒适程度以及安全方面，与此同时大多数经济条件较好的家庭对家居产品的功能要求不仅仅是使用上的安全舒适，更多的是要求整个系统能在功能之上有更多的扩展和更多的服务需求，能做到全面、简单又有舒适、有效率，所以物联网技术的智能家居不仅会受经济和科学的发展而逐渐取代传统的智能家居，更是人们对未来生活和工作的需求慢慢普及到每个家庭中。
2物联网技术的概括说明及智能家居的系统技术构造分析
2.1物联网技术的概括说明物联网的应用是与所连接的物体，可以进行远程感知并控制，物联网主要由感知层、传输层以及应用层所组成物。联网由传感器的传感技术为基础用于采集信息和连接电器产品，再通过输出层进行数据上的传输和计算，最后通过应用层来实现所接收信息的应用和服务。
2.2智能家居系统的构造分析智能家居主要由简易信息家电、信息处理模块、通信模块、功能驱动模块以及外界信息的接口模块所构成。信息家电就是通过带上PC，利用计算机和信息技术与普通家电连接而成的主要功能的家电产品，属于家庭中的新型家用电器；信息的处理模块是系统的处理器，可以将比较分散和独立的信息进行信息的共享和协同工作，主要现实功能就是对家电工作所处的状态和发出的需求进行收集并处理，再将结果传输到功能驱动模块当中；通信模块是系统模块之间连接的“线路”，根据不同的家庭和所处的生活环境，通信模块也不尽相同，所需求的功能状态不就不一样；功能驱动模块是系统的信息指令中心，是信息的流入和流出与家电的接口，根据不同生产商的电器，首先需要经过驱动模块来将指令翻译成家电器所能够执行的电子信号，还将各种复杂状态的信息转化为简单易懂的二进制信息；外界信息的接口模块是外界与家庭连接的“关卡”，使得家庭的内部中的各种信息在共享的基础上，进一步的实现了基于因特网的资源共享，通常被指定为今后发展智能家居关键所在。
2.3智能家居系统的主要技术智能家居系统的主要技术有：网络通信技术、网络移动终端技术以及网络控制技术。网络通信技术可以分为有线网络通信和无线网络通信技术，现在主要流行的是无线网络技术，其比较有线的网络技术更具有低耗能、低成本以及广范围的覆盖的优势，是未来智能家居发展的主要通信技术；网络移动终端技术通常以智能手机为主要代表，也有的使用智能电视机或是平板电脑。网络移动终端技术现在主要嵌入的系统是比较被广泛的安卓系统，用于移动互联网上。网络控制技术通常由家庭网关互联、外部扩展的模块与家电互联以及直接嵌入系统应用：智能家居的主要核心就是家庭网关，用于完成家庭的内部网络中的各种通信的连接转换和共享，并同外界通信网络的数据进行交换和对家庭智能家居的管理和控制；通过外部扩展的模块与家电互联进行远程控制，按照规定的通信协议对家电进行控制；直接嵌入系统应用实现了网络功能与家居中的单片机相互协调控制的功能，使仅有单片机控制的家电升级到单片机与网络相连接的多功能控制。
3物联网技术的智能家居系统设计的研究方向
3.1由移动智能终端，随时随地控制管理家居通过比较传统的智能家居，会发现一个问题是传统家居没有统一的管理性，往往一个家电器发生什么意外事故或者是软硬件的损坏，用户都难于察觉或者在外无法对意外事件提前警觉，因此在使用物联网技术的智能家居设计中，需要设计一款由移动智能终端来随时随地可以控制管理家居的系统，在移动智能终端上设置功能需要有家电用器的开启与关闭的功能和设置家电器工作状态的功能，主要由于家电器摆放或是设置的开关之间有一定的距离，为了方便用户通过移动智能终端可以节省生活中不必要浪费的时间，另一方面更为了防止人的惰性而能随时随地的关闭不必要的家电器使用，节省电能源。
3.2实现一键控制家居模式对于传统的智能家电来说，用户在使用时都需要对每个家电进行繁琐的操作，实现一键控制家居模式是物联网技术的智能家居系统设计的主要研究方向，设想下一个刚从繁忙工作回来的工作者，一回到家里打开电灯、开空调、插电煮水来准备洗澡、洗后还要用洗衣机洗衣服、开电脑或看电视，似乎又回到家工作一般，如果实现一键控制家居模式，根据用户日常习惯设定后，一切通过一键实现运作，不仅仅是生活中的享受，更是大大节约了大部分繁琐操作的时间。关于物联网技术的智能家居系统设计需要能对日常安排的家电使用能够有灵活变动的功能，也必须能在远程进行操作，提前设定好功能
。3.3安全系统的监控与设定物联网技术的智能家居系统设计必不可少的是安全系统的设定，安全系统主要要注意的方面有：家电器具的安全管理，对家电器具的开关使用情况都有安全模式通过移动智能终端设置警报提醒；另外是网络安全的设置，对于黑客或是有意进入的网络扰乱的侵入者，可以设置移动智能端进行监控和清除的功能；最后需要安全系统设置的是为防止房屋的盗窃，设置防盗系统，用于检测外来人员进入房屋的扫描功能和自动报警功能，在这两个功能设置之外还可以设置移动智能终端进行视频监控的功能，从多个角度和多个功能方式来安全防护，让用户减少不必要的财产损失。
4总结
总而言之，物联网技术的智能家居系统的发展是随着经济的提升以及科学技术进步的，比较传统智能家居是为了更好的吸取其中的优势，去除繁琐的操作，为了人们今后拥有更加安全、舒适而又简便的生活，物联网技术的智能家居系统还需要更多的完善和改进。
参考文献：
[1]梁爽.基于物联网技术的智能家居系统设计[D].西南交通大学，2013.
[2]邓桢文，程洪亮，蔡艺韵，等.基于物联网技术的智能家居系统设计[J].福建电脑，2016，32（2）：21~22.
[关键词]物联网；智能家居市场；发展前景；营销策略
1 什么是“智能家居”
智能家居是以住宅为平台，为人们提供一个安全、舒适、方便、快捷的生活居住环境是现代智能家居的基本功能与宗旨。随着社会经济的不断发展、人们生活节奏也日益加快。因此人们在此居住环境下，为形成一个高效快捷的生活模式，对家居的便捷性提出了更高的要求，如：人们可以通过在家里内部建立一个通信网络，通过软件、遥控器等执行中枢，对该内部通信网络控制下的家具设备进行防范、监测，掌握其动态。通过以上措施，从而构建一个高级便利的设施系统。
2 广州市智能家居市场的整体分析
2.1 广州市智能家居市场的宏观环境分析
对于智能家居行业，国家为了促使物联网技术迅速发展，相关部门频繁出台了政策扶持。首先是国家发改委、工信部等14个相关单位联合了《国家物联网发展专项行动计划》、《关于加快发展物联网建设广东的实施方案（2011―2015）》，明确强调重点推进智慧广州的试点建设，加快在社会领域的广泛应用。国家政策大力扶持物联网智能家居行业发展的倾向十分明显，同时研发智能家居所耗费成本也与和谐绿色健康生活的人文理念相匹配。
近几年广州智能家居行业发展迅速，陆续举办了广州智能家居展、中国（广州）国际智慧城市发展论坛，物联网与云计算应用大会等也为智能家居行业的发展营造了良好的经济氛围。
2.2 广州市智能家居市场的SWOT分析
2.2.1 优势分析
（1）智能家居行业结合房地产行业，市场需求大，发展前景好。广州作为广东省会城市，拥有较好的工作环境、基础设备等吸引着无数人群涌入。而涌入广州工作的人们大多希望能在广州定居。因此即使广州房价虽高，但销量依旧火爆，市场需求依旧很大。而较高的房价和“限购令”政策的出台也间接筛选那些中低水平的普通消费者，从而保留消费能力较强、追求更高生活理念的高消费者。许多的IT企业与房地产企业强强合作，不断提高技术研发水平，共同建立智能家居系统、开办产品展示店、智能家居体验馆等。随着智能家居处于起步阶段，大部分用户还仅有初次体验，暂时无品牌忠诚度，有利于企业品牌竞争力的形成与发展。
（2）广州智能家居企业起步较早，拥有较多经验。广州作为“智慧广东”试点示范城市，特别是在交通智能卡系列，如地铁APM系统、羊城通等实施了物联网技术应用项目，同时也积累了物联网技术应用经验。一大批实力较强、在智能家居行业内拥有最先进的产品技术、完善产品线、物联网技术研究方面有较高水平的优质企业进驻广州，如：广州市聚晖电子科技有限公司、广州市河东电子有限公司（HDL）等都是支撑智慧城市建设的重要技术力量。
2.2.2 劣势分析
（1）产品设计水平整体不高。因我国智能家居起步晚于国外，因此国内智能家居产品项目设计总体水平不高，具体表现为：功能不够强大，有些产品看似功能强大但在使用过程中不够人性化设计、部分产品操作性较低，缺乏实用性等无法激起消费者的消费欲望。
（2）价格较高、不接地气、不亲民。由于技术研发前期投入大量的人力物力财力搞研究开发、申请专利，同时需要开发市场、宣传产品等导致智能家居市场价格总体偏高。比如装修一套三室二厅的房子，假设需要安装智能家居系统，若只是普通的灯光控制最便宜的2万元左右，国内具有常规功能的产品至少需要5万～9万元，国外进口高档的一般是10万～20万元。别墅区另外计算。此等价格自然让不少中低消费者有心无力，望而却步。而厂家主要侧重智能家居产品的生产和销售环节，却忽略了售后服务、售后跟踪环节，因此在发展过程中受到比较大的限制。
（3）机会分析：广州市委、市政府积极推出政策支持智能家居行业发展，为建设智慧城市和信息广州，广州市政府将推进物联网应用和发展作为重要工作。此外，广州市政府计划每年从高新技术产业发展资金中拿出1亿元，用于建设物联网发展体系，建设物联网的重大科技专项，加大力度致力于物联网共性技术研发、应用推广和产业应用。
（4）威胁分析：较高的市场价格导致智能家居行业的市场定位局限于中高端消费者导致市场份额不多，加之国内其他城市和国外产品给广州市场带来一定的冲击。此外，广州智能家居市场多种技术五花八门层出不穷，各个技术对产品的兼容性和系统整合性的标准不一，差别颇大。市场本身缺少行业统一标准与规范，产品质量需要不断提高营销模式需要不断创新等。
从广州智能家居的宏观环境分析可以看得出，广州智能家居市场总体的外部环境较为良好，我们相信，经济的发展给广州智能家居产业带来广阔的发展前景，使其能顺利、蓬勃发展。
3 广州市智能家居市场的营销对策
（1）采取与房地产商合作的方式。可以与广州较大型的房地产商如万科、恒大、碧桂园等房地产商合作，重点着手开发新型智能小区，也是多数智能家居企业采用的营销模式之一。短期看来会增加房地产开发商的开发成本，但是长远看来，智能家居有着良好的市场发展前景。
（2）采取实体店营销模式。可以采用在相关商区开设实体店。实体店营销模式在某种程度上更加接近消费者的消费心理，因为实体店里的产品展示区、体验区使消费者看得见、摸得着，用着心里也踏实，因此也是让广州百姓了解和体验智能生活的较好方式。
（3）采取大型超市销售模式。广州拥有较多的大型连锁超市，如广百百货、百佳百货、永旺百货等，是消费者经常出入的购物场所，在大型连锁超市销售智能家居产品可以增加产品的曝光率，提高消费者的认知能力，刺激消费者消费。
（4）采取互联网销售模式。广州大部分市民几乎天天接触互联网，因此可以借助互联网手段进行销售。例如微信，现阶段几乎没有人不用微信通信，因此可以在微信朋友圈开展新一轮FEED流广告，针对不同的客户群投入不同的智能家居产品广告，提供更多维度的效果分析，带来良好的用户体验和价值。
智能家居行业是一种新兴行业，也是高新技术产业，而家居智能化则代表了社会发展的一种趋势，一条主流，智能家居行业一定能成为下一轮经济增长新增长点。目前我国家电物联网技术发展尚处初级阶段，但是其发展趋势有目共睹，智能家居将会集体发力。GKB数码屋新推出单户型智能家居，长城(Greatwall)了自主研发的智能家居产品，知名电工品牌TCL-罗格朗名为“奥特”的智能家居即将面市。家电企业、计算机技术、家居制造业纷纷加入这场智能市场的大战，不止于此，国内外的各大通信商也将物联网提上了日程，智能家居市场迎来了新一轮爆发，市场竞争更为激烈。
目前跨产业的合作困难是我们不得不提及的一个问题。智能家居行业的发展，不仅仅只是安防行业的发展，它的发展同时离不开家电、IT和系统集成商的密切合作，只有这样才可以整合各自特有的优势，尽快打出一片新天地，这在某种程度上阻碍了智能家居发展的步伐。面对无限可能的智能家居市场，企业之间应当实现跨产业合作，从真正意义上整合彼此间的优势，尽快做大做强，可以说，谁能从根本上实现跨产业合作，谁就盘踞了市场。
物联网大潮下的智能家居行业在中国乃至全世界都有广阔的前景，是一个朝阳的行业，就目前的发展趋势分析，预计在今后的几年内全世界将有近亿的家庭构建智能、舒适、高效的家居生活。建设部计划2011年60%以上的新房都具有一定的“智能型家居”功能，因此智能家居正在成为一个大的产业，它蕴含着巨大的市场潜力。
目前有代表的智能家居产品及应用
1.电力行业智能节电通
国家电网公司在北京城区范围内推出电力“智能家庭计划”的试点。市民只要通过一个小小的终端机，就能搞好自家的节电计划，省去不少的电费支出国家电网公司通过在电缆上铺设信息传送的光缆，再在试点家庭安装一个可双向互动的终端机，即可让这些家庭达到节电，最终节省电费支出的目的。
2.家庭使用的U-home智能通家居产品
U-home智能家居携其在物联网时代为客户打造的多网融合智能化解决方案其特点实现通过有线和无线网络相结合的方式，实现了电信网、广电网、互联网、电力网的“多网融合”，将“家庭小网”联向“社区中网”，并最终与“世界大网”网网互联、互联互通。消费者生活中的楼宇对讲、安防功能、视频监控功能，以及家庭内的灯光、窗帘控制和家电控制等，乃至家庭能源管理、社区信息查询和社区服务等等，都最终融合汇总到一起，形成一个有机的整体解决方案。家中的电视屏、电脑屏、智能终端屏以及3G手机等任何一块屏都是家庭的信息中心和管理中心。U-home的智能终端作为家庭的管理中心，不仅可以管理家中各类家电，还可以打电话、可视对讲、视频监控、进行外出布防、看天气预报、查询各类社区资讯等，真正实现了电视、手机、电脑以及小区对讲屏等多个终端的“N屏合一”，让消费者在生活中切实享受到“多网融合”的便利与舒适。
3.数模通智能产品
随着物联网时代的到来，目前很多新建小区都在推行智能化，一个大型或者超大型小区往往设有不同档次的楼盘组团以满足不同层次消费群体的需求，这些不同档次的楼盘在智能化需求上也有着明显差异，可能既需要模拟系统，又需要数字系统。但是市场上真正兼容模拟系统和数字系统的混合组网解决方案可谓少之又少。针对这一市场需求，海尔推出了“模数混合组网的大型智能社区解决方案”。这套系统的主要特点是采用TCP/IP协议联网，实时音频、视频、控制信号的数字化传输，使图像更逼真，声音更清晰，功能更强大；系统联网稳定性高，抗干扰能力强，且具有强大的模数混合组网能力；此外，系统产品的环境适应性强，独特的防低温设计可在零下40°的环境中使用。系统除了具有传统的可视对讲功能外，还可以实现安全防范及对家电的远程控制，同时还可以将灯光、窗帘、家电、地暖、煤气阀等设备关联起来，进行多种个性化“场景设置”，实现一键控制。
4.智慧屋产品
智慧屋产品的特点，用户可以通过iphone手机、电脑等对家中的灯光、窗帘、电气设备进行远程控制与管理；在家中，可以随意通过智能遥控器、移动终端等设备实现家电的控制与管理以及回家、外出、就餐、会客、睡眠等各种个性化场景模式的一键切换，非常方便实用。
这个产品的特点就是安全、无线通讯。不用布线，安装简单、使用方便，即使是对于已经装修好家庭，在安装上也不需要大动干戈，对于希望享受智能化生活的单户家庭来说是不错的选择。
5.视神通产品
其特点是利用神经网络视频分析技术，其是全球领先的视觉仿生技术，以其独有的自组织、自学习、推广能力成为未来智能物体识别的主要发展方向。年龄、性别神经网络识别技术通过对视频摄像机捕捉到所有的行人进行智能分析，实现人物计数及年龄、性别等基本属性特征的识别与统计分析。例如海尔整合推出的神经网络智能识别解决方案，可以应用于商业场所，帮助业主准确统计客户数量、年龄、性别比例、来访时间段等数据，为店面宣传、进货安排及库存处理提供科学依据；同时还可以应用于电子媒体广告宣传，通过实时统计电子广告牌前的受众人数、年龄、性别比例等，帮助广告公司有针对性地推广，提高广告宣传效应；也可以用于其他需要识别年龄、性别的安检场所等。该系统也成为安防行业客户关注的热点。
目前智能家居产品的推广应用方式，以应用的三大运营商为例
1.中国电信以数字化信息社区建设为契机，推动智能家居建设
A.数字安防建设
数字化信息小区中使用的数字安防系统，是一套基于IP技术、3G移动网络和宽带网络技术的远程视频安防系统，用户可以随时随地，通过电脑终端或手机等各类手持移动设备实时、远程监控防区情况，通过彩信、短信、本地声光、电话、视频段、实时视频等方式实现本地或远程报警，从而最大限度地满足人们安防监控方面的需求。此外，业主还可以通过定时视频设置，系统将按照设置时间段，定时向用户发送定时监控的图像信息。
B.宽带互联网视听
宽带互联网视听系统是通过电话线传输、配以专用的e家宽带盒、具备互动点播功能的一种数字电视形式。是以电信宽带网络为传输渠道，以视频显示设备为终端，集互联网、多媒体、通讯等多种技术为一体，向家庭提供点播、直播等多种交互式服务的崭新产品，是数字电视的一种先进形式。只要拥有ADSL宽带，接上e家宽带盒，社区住户家中的普通电视机就立刻变身为拥有多种强大功能的互动型电视，让社区住户体验到前所未有的观看感受。宽带互联网视听系统提供的点播、回看、时移功能使得看电视成为一种享受，不用等、不用守时，已经播出的节目也不会就此错过，并且还可以快进快退，就和看影碟一样，再也不怕错过任何镜头，精彩画面还能多看几次，想看什么就点什么。这为推广智能家居解决方案提供了扩展应用渠道。
C.数字互动社区系统
数字互动社区系统由物业公司负责运营，为广大住户提供便利、全面的社区信息服务，内容涵盖：社区公告：由物业公司通过网络直接各类公告信息，包括停电、停水等信息。社区服务：由物业公司各类服务指南信息。社区商圈：是最重要的栏目，由物业公司经营，向小区内或周边的商铺、服务机构提供一个广告平台，为广大住户提供衣、食、住、行、娱乐、健身等各类综合生活服务信息，提供在线预订，送货上门服务。数字互动社区将会给用户带来全新的生活体验，具体实施案例例如：中国电信携手光大集团斥资近亿联合打造的中国首个数字化信息社区正式落户“景湖时代城”。景湖时代城数字化小区所提供的内容囊括了家居安防、高速上网、视频娱乐、数字社区等多方面数字信息化服务，通过服务的整合，让用户足不出户享受到一站服务的便利与轻松。这为智能家居的物联网服务赋予了新的内容。
2.中国联通开发智能家居应用模式
A.中国联通利用与厂商签署战略协议开发智能家居控制系统
中国联通与家电巨头美的电器正式签署战略合作协议，双方将在合作开发、联合营销、通信服务等领域全面深化战略合作，共同促进双方的业务发展和产品延伸。美的电器与中国联通的战略合作，是家电产业与通信产业联姻的重要举措，拓宽了两大行业间合作的深度与广度，既带动了信息技术在家电领域的应用和发展，又将为两大企业创造出新的合作模式和业务增长点。
B.中国联通智能家居推动规模使用机器人
中国联通已形成了完备的智能家居业务规划体系，甚至还设计了名为WO宝贝的机器人作为智能家居的操控中心。目前，这一业务在无锡、南京等地试点，并即将推向全国。中国联通的智能家居解决方案将不仅仅限于家庭需求，而是将社区、楼宇等的相关需求也纳入到了整体方案之中。其中，家庭安防内容包括：门厅非法进入报警、紧急手动报警、可燃气体泄漏报警、对讲门禁等应用。
家用设备的互连和控制内容包括：灯光控制、电动窗帘控制、空气清新系统、消防火灾监测和喷淋系统、空调系统控制等应用。
公共安防内容包括：视频监控、周界防范、电子巡更、保安无线对讲、对讲门禁等应用。
物业服务与社区管理内容包括：背景音乐系统、公共照明、交费系统自动抄表、机电设备控制、车库和车场管理、电子公告等应用。
家庭网络信息化内容包括：综合布线、宽带网络、家庭电子屏、多媒体系统、VoD点播系统、家庭网关、音响系统、远程医疗系统等应用。
规模商用的中国联通智能家居系统包括：智能家居(中央)控制管理系统、终端(家居传感器终端、控制器)、家庭网络、外联网络、信息中心等。
3.中国移动开发智能家居应用模式
中国移动的M2M发展策略总的来说分三步走。
第一阶段，在承载网方面中国移动将针对目前行业用户已有自建的专用无线传感器网络，接入到目前现有的移动蜂窝网络中，传感器网络建设以系统集成商为主题。在业务网建设方面，中国移动将提供单一用户的单一应用，运营商以运营传感器网络接入，提供远程通信能力的业务为重点。
第二阶段，在承载网两网的部分基础设施基本融合，传感器网络逐渐由转网逐渐向公众网络过度，从而层次化的组网模式逐渐清晰，运营商开始逐步建设传感网。在业务网方面将基于两网融合的业务网设计、部署、建设、维护、运营、支撑逐渐标准化，运营商开始提供跨行业多用户的公众应用。
第三阶段，在承载网方面，移动通信系统与无线传感器网络的融合更加深入，成为无线泛在网络、综合基站、超算中心等新设备逐渐成为公共的网络基础设施。在业务网方面，运营商自建或共建传感器网络，提供面向泛在网络的增值业务。
对于智能家居的策略在M2M发展策略的基础上以先进的网络设施为基础，搭建包括环境监测体系、数字化城管体系、智能化的水电气热市政等基础设施管理体系，建设智能社区，令生态城的居民享受到高速宽带网络、高清数字电视、水
由此我们看到各运营商从智能家居推广模式看，以物联网为基础的智能家居将会成为各运营商业务竞争的焦点。
目前智能家居市场发展的瓶颈
曾有专家预测，至少需要8年的时间，“智能家居”才能普及到国内的中产阶级身上。而早在2000年，智能家居的控制产品就已在美国的超市里出售。而我国智能家居的现状的是2010年以后，随着房价的上涨，以及精装住宅比例不断上升，智能家居呈现向中高端市场普及的趋势发展。2010年10月18日国务院常务会议审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》。《决定》指出,加快培育和发展以重大技术突破、重大发展需求为基础的战略性新兴产业,必须坚持发挥市场基础性作用与政府引导推动相结合,科技创新与实现产业化相结合,深化体制改革,以企业为主体,推进产学研结合,把战略性新兴产业培育成为国民经济的先导产业和支柱产业。
可以说，《决定》对新兴产业的扶持政策，对于智能家居业来说是一个大好的机会。
智能家居市场目前呈现高速发展出的态势，无论是房地产项目还是个人用户，市场的需求越来越多，但发展需要突破瓶颈。
1.智能家居客户认知成瓶颈，高端用户占主力
智能家居难以被广大终端用户所认知和接受，成为了市场大规模发展的瓶颈所在，但在客户认知度参差不齐的情况下，装饰装修公司和地产商均认为智能家居有卖点，因此开发针对装修公司和地产商的智能家居是机遇之一。
2.传统消费习惯的改变仍需时间
在快节奏的生活状态下，传统的消费习惯依旧影响着大家的思维。消费者可能会考虑花几千元买一个水笼头，也不考虑“怎么样用上智能家居？”因为，大家都明白花几千元买一个水笼头体现的是一种生活品味，而装上智能家居更多的人可能会认为你是一个数码爱好者，这就需要智能家居的建设者给予更多的信息推广服务，手机智能家居报等形式就是很好的服务方式。
3.中国随着国际化的大都市发展，突破智能住宅化发展模式这将会带动智能家居巨大发展
随着科学技术的飞速发展，全球经济国际化和社会信息化的浪潮汹涌澎湃。住宅功能也日益增强，智能住宅与智能小区应运而生，“智能化住宅”目前业界尚无确切定义。英国去年推向市场的“聪明星”和注入现代网络技术的“网络房屋”，以及丹麦今年刚刚推向市场的“网络厨房”应该算是智能化住宅的代表作。智能化住宅和智能小区建设目标是向人们提供：“方便快捷的信息通信、安全舒适的居住环境、高效便利的物业管理”。
尽管不同地区、不同档次的智能化住宅对智能化子系统的要求会有些区别，但是由于它是一种商品，就有共性，有一种市场标准。建设部已在《全国住宅小区智能化技术示范工程建设大纲》中对智能园区“普及型”、“先进型”、“领先型”作出明确规定。
关键词：“互联网+”；智能家居；信息技术；通信平台；物联网 文献标识码：A
中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2016）16-0064-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.16.031在移动互联网全面普及的今天，生活与互联网密切相关的前景是社会发展需要面临的必然趋势。智能家居是将普通老百姓家庭住宅作为平台，整合网络技术、计算机技术及音频技术等取得对家居的智能一体化控制的一项全新理念。伴随科学技术的飞速进步，为智能家居发展创造了良好契机，4G网络的普及，家庭网络的建设，再加上电子行业领军者的加入，促使家庭互联网转变成互联网发展的必经之路。
1 智能家居
智能家居是指将普通住宅作为平台，借助网络通信技术、综合布线技术、自动控制技术、安全防范技术等，将家居生活关联的一系列设备进行有效集成，建设能够开展统一管理、智能控制的住宅设施管理系统，进一步强化家居的舒适性、便捷性及安全性等，且实现节能环保的居住环境。换而言之，智能家居并非仅是一个单一产品，其是经由技术方法将家庭中每一项产品链接为一个有机系统，且用户能对这一系统进行控制不受任意时间任意地点限制。现阶段人们对智能家居的理解，显然存在一定的误区，就好比一些人认为全自动冰箱、遥控插座、视频对讲、互联网电视等即为智能家居范畴，要知道这些只不过是智能家居庞大系统中的一部分硬件产品。
2 智能家居的网络技术
2.1 家庭有线网络技术
家庭有线网络技术既有优点也有缺点，优点是有线网络技术数据传输速率快、可靠性佳，缺点则是网络体积过于庞大、布线繁琐复杂、灵活性不足，多应用于早期点对点网络及呈型网络拓扑结构中。以铜介质双绞线为例，其即是人们俗称的电话线，该项连接技术借助大部分家庭中现成的电话线来达成家庭网络连接属于一个较为经济的方案。在一定的前提下，三类电缆的传输速率能够实现1Mbps，而现如今它的传输速率也变得越来越快。选取频分多用技术，能够使用户在毫无察觉的情况下，完成Internet服务、语音服务及数据传输服务等同时工作。“家庭电话网络联盟”推出了各式各样的标准、规范，旨在借助电话线对家庭网络设备互联、互操作性等方面问题进行解决。即便该项对现有资源进行了全面利用，然而其线路在带宽、灵活性等方面受到一定程度的束缚，使得其难以得到有效推广。一般情况下，普通家庭未有充足的RJ-11接口，要想于每一房间、计算机、电话或者其他设备可触及位置装上插座势必会为技术及成本上带来一定的难题。此外，受电话线路并不是利用高速数据传输技术设计影响，使得其阻抗、衰减特性难以有效地控制。
2.2 家庭无线网络技术
伴随信息技术的快速发展，人们对家居生活的要求变得越来越高。近些年来，诸多大型企业通力合作，打造以“无线智能家居”为命名的新型家居理念。“无线智能家居”作为家居的发展趋势，不仅能够为人们生活带来更进一步的舒适、便利，还将开启一个全新的信息家居时代。在有线方式中，每一控制器、传感器都必须要经由总线取得连接，其优点在于能够使每一功能单元设计得到简化，不足则是结构过于繁杂、布线太多，此外还有总线协议设计选取问题；和有线技术比较，无线技术不但未有布线方面的不足，还存在着扩展容易、使用维护便捷等优点。在智能家居系统中，无线网络技术应用于家庭网络已是大势所趋，这一方面是由于无线网络能够获取进一步的灵活性、便捷性，避免了耗费在系统布线方面的财力、精力；另一方面是其能够与家庭网络通讯特征有效契合，且伴随无线网络技术的不断发展，势必使得家居不断朝网络化、智能化方向发展。现阶段，市场上无线技术类型多种多样，每种无线技术技术性各不相同，应用范围及应用领域也存在一定的差异，其中应用相对广泛的无线技术包括有红外技术（IrDA）、蓝牙技术（Bluetooth）、家庭无线电射频技术（Home RF）以及数字增强无绳电话技术（DECT）等。
3 基于““互联网+””智能家居的技术应用与发展趋势
3.1 基于““互联网+””智能家居的相关技术
智能家居作为一项智能应用，与人们日常生活有着密不可分的联系。智能家居必定会朝着进一步简单实用，进一步操作人性化发展。基于“互联网+”智能家居的相关技术，具体如下：
3.1.1 智能灯光控制技术。由智能开关使传统开关退出历史舞台，达成对灯光进行感应控制的目的，基于此，还能够结合生活环境灯光开关布局展开先前制作。该种技术就各式各样场景提供对应的灯光设计，就好比晚饭后书房看书灯光、亲朋好友聚会场景灯光以及温馨团圆晚宴灯光等。与此同时，只要使用者外出时，灯光便会自主调节为对应的模式，同时室内灯光系统会结合外界环境光线进行24小时、各个时段的调整。
3.1.2 智能家电控制技术。使用者经由移动电话、IE等先进设备，对家中家电设施展开智能控制。使用者可借助自身实际需求，对家电节点展开任意配置，同时智能家居可结合用户举止做出开机或者关机等行为，达到对智能家居进行全方位、任意时间任意地点的控制。
3.1.3 以物联网为基础的智能家居新型技术。家电远程控制技术，经由移动手机、IE等对家庭电器进行调节控制；远程监控技术，以电信宽带平台为前提，经由移动手机、IE等对室内摄像头进行远程调节控制，达到远程探视的目的；网络教育技术，以互联网相关教育工具为前提，使学校和学生家长建立起课堂与家庭相互的学习桥梁；家庭医疗保健技术，借助互联网，达到远程医疗、监护的目的。
3.2 基于“互联网+”智能家居的发展趋势
经过近些年的不断发展，基于“互联网+”的智能家居技术变得越来越成熟，市场定位亦愈加清晰，同时还有着十分巨大的市场需求，并且络绎不绝的人力、物力同样为智能家居发展创造了有利契机。近些年，全球诸多大型企业相继发力智能家居产品，三星公司打造了新型Smart Home智能家居平台，LG公司打造出了一款能够实现对家电进行远程控制的应用软件――Home Chat，谷歌等公司的智能家居产品也相继推出。
康佳打造线上子品牌KKTV，与乐视采取一致的销售模式；TCL与爱奇艺达成共识，利用爱奇艺、PPS视频资源打造出智能电视产品――TCL爱奇艺电视TV+；创维则与阿里巴巴展开合作，打造出配备有阿里云系统、天赐系统的酷开电视；长虹为了在智能家居市场中分得一杯羹，扭转智能电视市场原本被动局面，则与中国电信、IBM、未来电视等联手建设智能产业开放平台，强化软件、服务，达到向“终端+大数据”转型的目的。相关数据显示，从2013年KPP对海尔进行了入股，到2014年谷歌完成了对Nest Labs的收购，仅仅过去4个月时间，便产生了超过200亿元人民币资本从传统家电制造企业转向智能家居市场，这无不意味着智能家居的快速发展。在“互联网+”的带动下，家电互联网化和互联网实体化，家电企业与互联网企业跨界合作已经成为趋势。
4 基于“互联网+”智能家居的技术挑战
智能家居之所以能够为社会大众所青睐，一方面是其有多种多言便捷的功能；另一方面是其给人们带来了全新的生活服务方式，而这所有的种种都以互联网、数据平台作为技术支撑。即便智能家居的发展大体上不面临硬件技术的束缚，然而结合相关专业人事的研究，可得出基于“互联网+”的智能家居发展依旧面临下述三方面问题：
4.1 统一的网络通讯标准
近些年来，电器生产商坚持不懈的做着各式各样的尝试以打开智能家居的敲门砖，然而时至今日，智能家居依旧处在圈内沸腾、圈外平静的难堪格局之中，无法获取成效显著的行业进展。其中很主要的一点原因在于，每一品牌企业未有全面统一的联网通讯标准，造成各个品牌智能家电产品无法展开有效的协作组合，难以构筑和谐的智能家居环境。
4.2 延伸的智能功能
现阶段，人们在应用市场上能够买到的智能家电，即便理论上而言能够将它们与无线网络进行连接，达成远程控制的目的，然而就实际上而言，智能家电通常要求消费者结合说明书经过极为繁琐、复杂的流程开展设置、权限认证，普通用户往往无法使用，智能效果如同摆设一般。倘若智能家电产品的一系列主要功能难以有效地对用户体验、健康、节能等方面的消费需求予以满足，其难以被称作真正意义上的智能家电产品。
4.3 产业链难以互通
受每一细分行业瓶颈依旧未被有效的打破，上下游相互利益依旧未有统一的方向影响，使得短时间里国内智能家居产业鲜有获取重大突破的。以智能电视来说，其所面临的行业瓶颈即为软件生态难以建设，未全面充分地开放思维。此方面因素在一定程度上对智能家居有效发展构成了不利影响。此外，相关专业人士指出，对硬件系统、智能软件以及云端展开相互结合时，往往要经历相应的研发期及磨合期。为了促进硬件、软件及联网相互的有机融合，切实实现对智能家居的有效应用，还需要经历一个相对长的过程。
5 结语
总而言之，人类社会正逐步被网络经济所改变，伴随家居智能化的发展，人们对生活质量提出严格要求的同时，为生活的便利性亦变得更加关注，智能家居与互联网的有机融合，为智能家居全面发展创造了有利契机。“互联网+”行动计划是由我国国务院总理在十二届全国人大三次会议上提出的，这意味着互联网未来发展前景得到了国家政府莫大的肯定。互联网的进步势必能够为智能家居发展构筑一个满意的平台，基于此，一系列创新技术、应用将令人刮目相看。能够预见在不远的日子里，人们的生活将与互联网密切联系在一起，在日常生活中，每一个物品均以数据化的科通讯方式存在其中，构筑出进一步高级的通信网络。相关人员务必要不断钻研研究、总结经验，清楚认识“互联网+”是智能家居发展道路上的必然选择，全面分析基于“互联网+”的智能家居发展所面临的挑战，积极促进在智能家居的有序健康发展。
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关键词：智能家居；物联网技术；应用
中图分类号：O434 文献标识码： A
一、智能家居的概述
美国是最早提出智能家居概念的国家，主要指的是建立在住宅平台基础上的一种现代化的居住环境，不仅实现了信息家电、网络通信、建筑设备和信息设备的自动化，还拥有管理、服务、机构和系统等多项功能，为居住者提供一个舒适、安全的环境，方便居住者的生活，减少环境污染。家居生活是一个相对复杂的系统，涉及多个子系统，在综合布线、音视频、网络通信、安全防范及计算机等多种先进的技术支持下，把多个子系统连接为一个统一的整体，从全局角度出发，全面管理居民的生活状况，在提高居民居住安全性和居民时间利用效率、优化生活方式的同时，还能达到减少资源消耗、降低费用的效果。
根据小区、用户的不同需求，可以将智能家居划分为两大类，即要求在室内进行联网的系统和要求将控制、连网进行集中统一连接的系统。其中前者包括一些具有私密性特点的家电控制、灯光控制、自来水控制等系统，该类系统具有单独性，无法同公共管理部门进行数据交换，而后者则涵盖抄表控制、对话等系统，这部分系统可以同外部单位相连接，能够进行统一的控制。
二、物联网概述
物联网的英文描述为“TheInternetofthings”，即“物――物相连的互联网”。在传统互联网人与物互通的基础上，实现物与物互通，是互联网发展的应用和业务层面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知是指利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取和采集物体信息；可靠传递是指通过无线网络和互联网的融合将物体信息准确传递；智能处理是指利用云计算、数据挖掘及智能识别等人工智能技术对海量数据信息进行分析处理，完成对物体的智能化控制。
物联网是一种全新的动态网络，能够随时随地实现人与人、人与物、物与物之间的交互。从系统角度上来看，物联网可划分为三层体
系，如下：感知层：从人类世界或者物理世界获取相关的数据，包括各类标识、音频视频和各种物理量。位于最底层，是发展和应用的基础，有全面感知的核心能。
网络层：先将感知层感知到的数据汇聚到传输网络中，在汇聚到应用层，即传递感知层感知到的数据。
应用层：把感知和传递的信息进行分析处理，做出正确控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。为物联网的发展提供驱动力。
此外。基于物联网的智能家电必将为人们提供未来生活方式的全新解决方案。将物联网技术应用到家用电器中，可以使家电具有智能感知及信息网络功能，能使家庭中的家电设备之间信息交互、家电设备与产品和用户之间也可以进行信息交互，方便人们的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒适、健康、环保。
三、物联网技术在智能家居领域的应用
物联网技术主要包含三个层面，即感知层面、网络层面和应用层面。物联网常见的感知技术包括RFID技术、二维码技术、传感器技术、摄像头、GPS等；进行网络传输的技术主要包括3G、Wi-Fi、蓝牙、接入网等；计算技术主要是指进行海量数据处理的技术包括数据挖掘和数据推送。网络层面包含电信运营（移动、有线、卫星通信网络等）、物联网运营（信息中心、管理中心等）、平台、软件、系统设备、系统集成及终端设备。应用层面包含环境监测、智能交通、智能建筑、智能家居、远程医疗、城市管理、公共安全、工业监控、绿色农业、资源管理等。
物联网技术在智能家居的应用包含了家居环境控制、家庭安防、智能家电等多个领域，一个完全的智能家居系统按照前文所述包含了20个子系统。在物联网技术支撑下，用户可以将家用电器之间组成一个物物相连的网络，然后在互联网的基础上，对家庭中的设备、产品进行监控；在家电或者产品发生故障时能够通过网络自动进行短信、电话等智能报警；家用电器能够智能地记录用户的生活习惯和生活方式，利用数据挖掘、情境感知等技术为用户进行合理的信息推送，实现人与家电、环境、产品的自然交互。物联网技术贯穿智能家居从终端设备的研发、系统集成及运行到用户使用的全过程。从技术角度来看，物联网智能家居技术的核心技术是通讯或控制协议，涉及硬件接口和软件协议两部分，可以简单的划分为无线与有线技术。
安全等问题市场局面一直难于打开。PLC-BUS提高了一定的通讯稳定性，但是难以保证持续稳定的质量，对电网环境的依赖性仍旧很强，使用成本和信息安全的问题无法根本性解决。尽管电力线载波技术已经有40多年的技术积淀，但是由于成本和技术瓶颈，智能家居产品在有线技术开发方面不断地进行新的尝试，各种技术的优缺点暂时不能满足客户的需求，也许这也是今天多种有线技术并存的原因。 无线技术包含了RFID智能识别技术、蓝牙（Bluetooth）、WiFi、Zigbee、Z-Wave、Enocean等。RFID是一种通过无线电波进行数据传输的非接触式的自动识别计技术，它通过无线电信号进行数据读写并识别特定目标，具有无接触、识别速度快、自动化程度高、抗干扰、识别多个物体等优点。RFID是20世纪90年代兴起的，发展至今被认为是自动识别领域中应用最广泛的、识别效果最好、最重要的一项技术。WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案被广为应用。ZigBeeZigBee技术的特点包括：低功耗、成本低、低速率、时延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署。应用规范和ZigBee的堆栈相连，让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制（RF4CE，或称消费电子射频）、建筑自动化和零售服务。Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制，广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。
物联网智能家居系统从技术和应用的角度来说稳定性、可拓展性（灵活性）、安全性及经济性都是重要衡量指标。目前为止，无论是有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准。有线技术基于专用通讯线缆，某种程度上来说其稳定性较好，但是可拓展性较差（系统扩展、改良需要重新布线）、成本高也是其难以跨越的门槛。与之相比无线技术的高速发展在可拓展性（灵活性）及经济性方面都具有优势。稳定性和安全性方面两者各有千秋，都在不断发展完善。
关键词：
智慧小区；物联网；应用设计
中图分类号：TP903.4文献标识码：A文章编号：10053824（2013）06005704
0引言
全球经济国际化和社会信息化的浪潮汹涌澎湃，通信和IT产业的发展正在极大地改变人们工作、居住和生活的方方面面。IT技术向传统的建筑行业快速渗透，建筑行业的智能化水平得到快速发展，从早期的楼宇智能化逐步发展到住宅小区智能化，住宅小区智慧化是IT产业向传统建筑产业和人们生活渗透的必然结果，是社会信息化发展的必然趋势。
所谓住宅小区智能化，是指通过综合配置住宅区内的各功能子系统，以综合布线为基础，通过计算机网络实现区内各种设备管理自动化的新型住宅小区。普遍认为智能化住宅小区也是“三A”系统，即安全自动化（safe automation system，SAS）、通信自动化（communication automation system，CAS）和管理自动化（management automation system，MAS）。SAS包括室内防盗报警系统、消防报警系统、紧急求助系统、出入口控制系统、可视对讲系统、煤气泄露报警系统、室外闭路电视摄像监控系统和室外的巡更签到系统等；CAS包括数字信息网络、语音与传真功能、有线电视和公用天线系统等；MAS包括水、电、煤气的远程抄表系统、停车场管理系统、供水、供电设备管理系统和公共信息显示系统。
随着光网络、3G移动网络和物联网等新技术的不断应用，电信运营商正发挥自身的固话网络、宽带、3G移动网络、IT和物联网技术等优势，在社区信息化方面提供了丰富的产品和服务，形成了智慧小区的整体解决方案。智慧小区是当代科学技术在住宅产业中的综合应用，旨在改善住宅功能，优化居住环境，提高居住生活质量，使业主畅想信息社会新生活。
智慧小区的智慧来源于智慧城市。IBM自提出智慧地球以来，就提出了包括智慧交通和智慧医疗等在内的智慧城市。智慧城市包含全面感知，充分整合，激励创新，协同运作的意思，其更多是站在技术应用层面来讲怎么利用先进的信息技术使城市资源更加优化，让城市更加充满活力，使城市运作更加高效。本文研究的智慧小区就是如何利用先进的信息技术和物联网技术，使小区的资源和环境更加优化，使业主更为便利地享受高品质的家居生活，使住宅小区的管理和运营更加高效和安全，真正做到以人为本。
1物联网技术
物联网（internet of things，IoT）的概念最早出现在比尔・盖茨1995年所著的《未来之路》[1]中。1998年，美国麻省理工学院创造性地提出了被称为EPC系统的“物联网”构想，该构想主要建立在物品编码、射频识别RFID（radio frequency identification）技术和互联网的基础上[2]。
在我国，物联网以前被称为传感网，中科院早在1999年就启动了对传感网的研究。2005年国际电信联盟了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式论述了“物联网”概念。报告指出世界上所有物体，从轮胎到牙刷，从房屋到纸巾，都可以通过物联网主动进行信息交换。RFID技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。物联网时代，在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间、任何地点的人与人之间的沟通扩展到人与物之间的沟通。物联网实际上就是实现物物相连的互联网络，物联网的用户端延伸和扩展到任何物体和物体之间，使其进行信息交换和通信[34]，如图1所示。
不同的视角对物联网概念的看法不同，所涉及的关键技术也不相同。可以确定的是，物联网技术涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程，需要在材料、器件、软件、网络、系统等各个方面都有所创新才能促进其产业链的全面发展。国际电信联盟报告提出，物联网主要需要4项关键性应用技术：标签物品的RFID技术、感知事物的传感网络技术（sensor technology）、思考事物的智能技术（smart technology）和微缩事物的纳米技术（Nano technology）。物联网作为传统技术的继承和延伸，其并不是一门新兴技术，而是一种将现有的、遍布世界的传感设备和网络设施连为一体的应用模式。我们需要做的是充分利用现有的信息设备，把人类社会与物理世界更好地连接起来，提高整个社会的信息化水平与智能化水平[2]。
2智慧小区的组成和功能
目前大多数住宅小区已经陆续具备了基本的智能化系统，如小区安防系统、视频监控系统和物业服务管理系统，也有一些高档小区实现了更高层次的智能化系统。但这些系统只是局部满足了业主和物业的需求，在系统的扩展性、稳定性、信息技术应用的全面性、业主生活的便捷性等方面还存在瓶颈和制约因素[5]。随着通信、IT、物联网技术的逐步应用，业主对小区智能化、信息化的需求也逐步提高，因而更高层次的数字小区、智慧小区也就应运而生。
本文提出的智慧小区物联网应用解决方案思路如下：一，从认识到体验、一切以用户为中心的人性化思路；二，从线上到线下，构筑全方位信息化体系的融合思路，最终实现将小区现有的、未来可能建设的设施、系统、功能等各种资源集中、统一、安全、人性化地融合，实现快捷、高效的超值服务和管理，为业主提供安全、舒适、绿色、宜居的人性化家居环境。按照智慧小区包含的产品功能、应用区域将智慧小区的功能组成分为3个大类：基础网络、智慧社区和智慧家庭，每个类别包括多项产品，既有已经普遍采用的智能化方案，也有全新的物联网应用解决方案，主要产品和功能说明见表1。
3智慧小区的物联网应用设计
在智慧小区涵盖的产品和功能中，已经普及的智能化产品在其它资料中多有论述，不是本文研究的重点，将不再详述，下面重点论述每个大类中物联网应用的相关解决方案。
3.1基础网络
基础网络包括光纤到户、小区无线网、数字家装布线和物联网平台+互联网平台。目前新建小区的网络建设主流采用FTTH全光网，有条件的小区在积极推动建设小区内的WiFi网络。数字家装布线通过数字、语音和视频综合布线，为业主精心设计家庭网络布线方案，可有效解决家庭语音通信、数据通信、网络互动影视等网络连接问题，为家庭信息化提供网络基础。下面重点研究物联网平台+互联网平台的解决方案。
传统的互联网平台着眼点在于信息服务与智能化、物业管理与安防智能化和住宅智能化等方面，通过计算机、通信网络、控制中心、IC卡等为小区管理提供技术手段。而新的智慧小区是要能实现信息、设备、人三位一体的信息化、智能化平台，让小区内现有的和未来可能应用的设施、系统、功能等各种资源实现集中、统一、安全和人性化的管理。物联网平台+互联网平台是小区建设中基本的一步，需要在物管中心设立智能监控中心，在小区内部每隔一定距离设置RFID卡读写器和定位器，形成覆盖小区范围的物联网无线骨干网络，承载所有小区智能系统的通信和定位功能的实现[67]。物联网与智能控制中心的计算机相连，实现物理网平台+互联网平台的建设，网络结构如图2。
3.2智慧社区
智慧社区涵盖的产品非常丰富，智能物业管理系统、视频监控系统、周界防范系统、智能可视对讲已经是小区的成熟解决方案，下面重点研究业主身份识别、手机一卡通、社区环境监控和社区路灯管理等物联网应用。
业主身份识别系统是为每一位业主配置基于RFID技术的身份识别卡，通过计算机系统可以将业主信息导入卡中，信息通过物联网平台进行交互，实现进入小区大门、楼栋单元门和家庭入户门时自动读取身份卡信息。当保安巡逻时携带手持读卡设备，能自动识别一定范围内所有携带身份卡的业主信息，可以识别没卡的外来闲杂人员，业主身份识别示意图如图3所示。
手机一卡通系统利用带一卡通功能的智能手机，将停车场管理、门禁管理、人行道管理、报案巡更、访客管理以及社区会所、商圈消费支付等归入系统统一管理，并与社区物业信息管理系统进行信息交互，实现一个智能手机号完成小区日常管理到消费购物等所有涉及需要刷卡行为的功能。
社区环境监控系统通过安装在业主家中的智能探头，可以实时了解室内温度、天然气浓度等信息，在异常情况时自动报警，降低安全事故发生几率。通过安装在小区各处的监控探头，实时了解小区的温度、噪声等环境信息，传送至物管中心，显示在小区的电子信息公布栏中，为广大业主进行提醒和服务，实现社区环境监控的功能。
社区路灯管理系统通过设置光线强度感知开关，红外线感知自动亮度调节器，实现损坏或非正常工作路灯自动报警功能，通过监控中心自动实现路灯节能管理。
3.3智慧家庭
随着业主需求的提升，智慧家庭的产品会越来越丰富，下面主要研究智慧家庭中的智能家居、弱势群体保障系统产品与功能。
家居系统中存在的主要问题是家居设施能耗过高、家庭安防手段落后、家用电器使用不便等[4]。人们对家居的追求从面积、位置、户型逐步提升到对整个家居安全、智能、健康、舒适等更高层次、更人性化的追求。智能家居是物联网应用的一个典型领域，它是利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、智能控制技术、物联网技术将与家居生活有关的所有设备有机地结合在一起，具体来说是利用信息传感设备与家居生活有关的家电、安防和水电气设置集成，通过互联网进行监控和信息交换，构成高效的家居管理系统，提供安全、舒适、环保的居住环境。在智能家居方案中，每个家庭配备1台智能终端，通过该终端可以直接控制家中的家电、窗帘和灯光等各种设备，智能家居的无线组网示意图如图4所示。
弱势群体保障系统是通过物联网技术为家中的老年人和儿童提供远程医疗和安全定位服务，被保护人只需携带一块时尚的“手表”，就可以自动监控心跳、血压、血糖等健康指标，这些信息通过物联网传送到社区医院，医院的专家可以远程为被保护人进行会诊。在紧急情况下，被保护人可按呼叫功能，社区医院及时定位被保护人位置，并通知医护人员及时帮助和救护。定位功能还可以随时获取配卡的老人、儿童和宠物等的活动范围与轨迹，让被保护者时刻不脱离关注者的视线范围。
4结语
本文分析了智慧小区的功能与组成，重点研究了智慧小区的物联网应用解决方案。当然，衡量一个智慧小区解决方案的成功与否，并非仅仅取决于智能系统的多寡、技术的先进性或集成度，而是取决于整个系统设计和配置是否经济合理，使用、管理与维护是否方便。因此，要在智慧小区内运用好物联网技术，还要坚持以下几个设计原则：人性化、易用性、可靠性、开放性和可扩展性等，限于篇幅，这些内容将另文研究。
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2014年1月13日，谷歌宣布以现金32亿美元收购设备公司Nest Labs，这是谷歌历史上规模第二大的收购案。Nest Labs 成立于2011年，其联合创始人Tony Fadell 被称为苹果iPod 之父。目前为止，Nest Labs 共推出了两款产品：智能恒温器Nest、烟雾报警器Protect。根据科技网站Gigaom 预计，Nest 智能恒温器2013 年的出货量约为100 万只，营收约2.5 亿美元。
无独有偶，在 本届CES 展上，海尔推出一款能够实现家庭内空调、空气净化器等多款家电产品互联的智能终端—海尔空气盒子。海尔空气盒子可与家庭的空调、空气净化器等设备联动，在检测到室内空气质量下降后，及时将结果通过网络反馈给用户，同时自动指挥联动家电进行清洁处理。同时，海尔空气盒子也可与平板电脑或智能手机互联，让用户随时了解家中情况，并远程控制家电运行。
此前的2013年9月26日，新浪微博与家电厂商海信合作推出了两款智能空调。新浪微博方面为每台智能空调设计了微博页面，用户将微博账号与空调设备绑定，无论通过手机、平板还是PC端，都可借助新浪微博的“私信”功能对空调进行温度、运行模式、开关等功能的远程调节。海信董事长周厚健预言，移动社交将开始快速改变家庭生活，孕育多年而进展迟缓的物联网智能家居这个大市场即将爆发。
智能家居产业发展加速主要源于智慧城市、物联网的双引擎推动，加上移动互联网的普及与应用开发的增多、云计算由专业领域向住宅消费需求领域拓展，使智能家居行业规模迅速扩大。根据国脉物联网技术研究中心《2010-2015中国智能家居产业发展趋势与投资机会研究报告》，我国2010年智能家居市场规模达420亿元，预计2010～2015年五年市场规模增速将超过20%，2015年有望达到1380亿元。可见未来智能家居产业将形成每年数千亿的蓝海市场，智慧家庭走进千家万户。
在这一波新浪潮中，传统智能家居企业、家电企业、楼宇对讲企业、IT企业、互联网企业等不同行业的公司都蜂拥而至。随着智能家居概念重燃的东风，互联网企业也开始抢占客厅时间。乐视网与富士康、高通等企业合作，打响了互联网企业进军智能电视行业的第一枪，之后，爱奇艺、小米、阿里巴巴等无数互联网巨头以各种方式闯入用户的客厅。
目前，我国家电企业在全球市场具备较强的竞争力，在智能家居产品和解决方案的探索和创新上也非常积极，海尔电器和海信电器在智能家居领域布局较早，理念和产品创新均较领先，今年将有多款智能产品陆续投放市场，在智能家居领域占据先发优势。另外安居宝是国内社区安防中楼宇对讲系统、智能家居系统和防盗报警系统的主要供应商，公司在智能家居产品和社区报警运营方面的布局也有很大空间。东软载波主要产品为载波通信芯片、智能集中器，也是智能家居明显受益的品种。
关键词：物联网；广电网络；智能社区
中图分类号：S611文献标识码： A
一、基于广电网络进行智能社区建设具有以下优势
1、广泛的受众基础
将遍及千家万户的数字机顶盒打造为连接家庭内外网的智能家庭网关，以电视屏幕作为终端显示设备进行智能社区的建设有着广泛的受众基础及良好的用户体验。
2、极高的安全性
我国广播电视网络经过多年的发展和努力，已经形成了适合中国国情的安全播控体系，充分满足内容可管可控，具有不可替代的安全优势，因此在广播网基础上构建的物联网，在系统安全和信息安全方面可以提供天然的解决方案，对物联网内容的安全管理和通讯可靠性将提供无法替代的保障。
3、健全的服务体系
广电网络构建了完善的服务体系，将实体营业厅，声讯服务热线，网上营业厅等各种服务方式相结合，必将为后续物联网相关业务的开展提供有力保障。
二、关键技术分析
1、感知层
智能家居旨在构建智能、舒适、安全的家居体验。作为物联网智能家居平台的基础模块，感知层为整套系统提供了最低层的数据支持。感知层通过环境感知、位置感知、RFID感知、控制感知和体感感知五大子模块，采用异构的感知设备获取智能家居中的环境信息、用户信息等数据，并将数据上传支持层，以支撑高层的数据分享、管理和控制等功能。
由于感知层主要利用原有传感器进行数据采集，因此，对于不同的数据源应采取不同的通信协议从而提高系统的整体性能。例如，针对室内环境感知主要依赖于智能家居内部署的大量无线传感器节点，这些节点能够采集到各项室内环境指标的实时信息，数据量较小，如使用ZigBee通信协议进行数据传输，则可在保证传输质量的同时降低功耗；而对于视频监控这类视频数据量大且实时性要求高的数据则需要通过WiFi技术进行数据传输。
2、接入层和网络层
物联网智能家居平台的接入层负责智能家居中家庭网关与各用户终端（机顶盒、手机、PC等）、智能家居感知设备和智能家居的数据传输。家庭内各组件和终端之间的通信协议根据设备不同而不同，包括ZigBee协议、WiFi协议和红外协议。通过物联网家庭网关完成协议转换，接收所有智能家居设备数据。
网络层负责物联网智能家居平台与数据中心、第三方的通信。物联网智能家居平台在家庭以物联网家庭网关为中心，通过已建成的广电双向网络，实现家庭设备与数据中心的互联；用户终端通过家庭网关连入广电双向网络，与数据中心进行数据交互，并经由数据中心发送指令到需要的控制终端，从而间接地实现用户终端与智能家居间的数据交互。
2.1无线自组织传感网
部署在智能家居中的无线传感器节点配备有ZigBee通信模块，可以通过ZigBee协议相互传输数据。这些节点具有自组网的功能，可自动构成无线传感网。当周期性地获取到环境采样数据之后，这些节点经过单跳或多跳，将获取到的数据传输到所部署的Sink节点上。Sink节点通过家庭网关进行数据汇集，利用广电网络的上行线路将数据传输到广电系统的数据中心，进行记录备份。
2.2协议转换
由于设备的异构性，平台系统中使用多种协议进行通信。其中，作为物联网家庭网关的扩展设备，Sink节点通过USB连接到家庭网关；Kinect体感设备通过USB连接到Sink节点；视频感知设备通过WiFi连接到Sink节点；环境感知设备通过ZigBee连接到Sink节点；对家电的控制使用红外进行。针对传输协议的多样性，陕广智能家居系统主要可实现以下协议的转换：第一种是ZigBee与红外线转换。该转换由ZigBee红外转换器实现。转换器接收ZigBee数据，根据数据的编码信息，将信息转换为相应的红外信号，用于控制电视、空调等家用电器。第二种转换为ZigBee-WiFi转换。该转换由Sink节点实现。Sink节点接收移动设备通过WiFi传送控制信号后再将这些信号转换为ZigBee信号发送至受控设备。同时，Sink节点也接收来自感知设备的ZigBee信号，将其中的感知数据上传至广电网络数据中心。
2.3服务质量（QoS）
在陕西广电物联网智能家居平台系统中，数据随着应用的不同有着很大的差别。例如，传感器收集到的数据尺寸往往比较小，且数据产生的频率并不高。而摄像头采集到的视频数据尺寸则比较大，且数据产生的频率非常高。针对不同数据的不同特点，必须采取合适的策略，以保证数据准确无误地传输。
视频数据具有体积大、流量高、实时性高的特点。传感器数据则与之相反，具有体积小、流量低、实时性低的特点。为了实现各项数据高效正确的传输，本项目采取以下措施来优化数据的传输方式：在大数据传输时加入间隔，小数据设备监听传输信道，如果信道上无数据传输，则利用此间隔传输；对小数据打包，使它们大小达到一定尺寸后再发送，提高带宽利用率。
3、支持层
3.1数据中心
数据中心是平台系统中最为关键的技术之一，最大的特点是数据成流状形式。流数据是一组顺序、大量、快速、连续到达的数据序列，一般情况下,数据流可被视为一个随时间延续而无限增长的动态数据集合。流数据具有4个特点：数据实时到达；数据到达次序独立，不受应用系统所控制；数据规模宏大且不能预知其最大值；数据一经处理，除非特意保存，否则不能被再次取出处理，或者再次提取数据时将付出昂贵的代价。
3.2数据架构
3.2.1数据库集群
用多台PCServer组成一个存储节点阵列，通过MySQL自身的Replication或者应用自身的处理，可以很好地保证容错（允许部分节点失效），保证应用的健壮性和可靠性。在集群环境中，开启MySQL数据库服务器的master-slave模式，利用数据库服务器在主从服务器间进行同步，应用只把数据写到主服务器，而读数据时则根据负载选择一台从服务器或者主服务器来读取，将数据按不同策略划分到不同的服务器（组）上，以分散数据库压力。
3.2.2服务器集群与负载均衡
服务器群集中每个服务结点运行一个所需服务器程序的独立拷贝，而网络负载均衡则将工作负载在这些主机间进行分配。负载均衡建立在现有网络结构之上，其提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，以加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。其主要完成以下任务：解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性；为用户提供更好的访问质量；提高服务器响应速度；提高服务器及其他资源的利用效率；避免了网络关键部位出现单点失效。
3.2.3缓存集群
使用缓存能有效应对大负载，减少数据库的压力，并显著提高多层应用程序的性能，如果某个用户多次请求同一资源，则可以从缓存返回该资源，从而避免了重新从服务器或数据库请求该资源而产生的系统开销。缓存可以通过减少获取请求资源所需的时间，提高应用程序性能。缓存还可以通过减少到服务器的往返次数，降低网络通信量。
4、应用层
物联网智能家居平台可为用户带来智能化、人性化、可视化的家居体验，为用户提供便捷舒适的生活。整个平台提供了多样化的用户终端，配合感知层感知获得的数据，用户随时随地可以掌握智能家居内的各项指标数据，并且对智能家居进行管理和控制。该层主要利用支持层数据接口，对接第三方应用从而结合相应传感器，以实现第三方物联网应用的引入。例如，位置服务（ILocationService）接口提供了某个设备在一段时间内的位置跟踪，内部只包含一个方法：ListfindPositions(Longdevi⁃ceId,LongstartTime,LongendTime)返回值为设备的位置信息，位置信息包括四个属性：Longtitude经度；Latitude纬度；Altitude高度；limestamp（时间戳）。基于广电的物联网智能家居平台可实现功能。
4、智能感知控制
在平台系统中，该平台通过环境监测、用户位置识别、用户指令识别等方式，获取智能家居中的各项环境指标以及用户的需求情况，通过智能化计算，并且配合用户的预设需求，智能家居就可智能地提供给用户最需要的服务。
5、智能安防系统
通过在智能家居内设置摄像头、红外探测等方式，实时监测室内异常、非法物体进入，以实现智能家居内的安全防护功能。同时，可根据用户当前活动状态和位置，自动转换智能家居当前的安防等级，且可兼顾安全性、节能性和智能性。
6、智能健康服务平台
通过智能家居的感知能力，获取用户及其周边环境的信息，创建用户电子健康档案，通过医疗机构的统计和分析，为用户提供量身定制的疾病预防、发现、监测、治疗等一系列远程健康服务。
结束语
对广电而言，家庭物联网是一个不可放弃也不能放弃的领地。广电网络运营商应利用物联网产业与广电网络的结合点，抓住机遇、明确方向、突出重点，以物联网基础传输平台建设和三网融合建设为基础，推进物联网应用的技术发展，全方位拓展广电物联网业务，从而有效带动相关产业的全面发展。
参考文献
[1]王令群,何世钧,袁小华,张术台. 基于J2EE和云计算的智慧社区架构设计[J]. 实验室研究与探索,2014,01:123-127.
