基本介紹
- 中文名：中國智慧型家居物聯網
- 作者：徐止開
- 籍貫：山東郯城
- 職位：研究生導師
介紹,中國智慧型家居物聯網,概念及簡介,定義,智慧型家居物聯網的起源,智慧型家居物聯網的表述,物聯網發展核心,智慧型家居物聯網的子系統,家庭伺服器的基本概念,
介紹
隨著信息社會的發展，網路和信息家電已越來越多地出現在人們的生活之中，而這一切發展的最終目標都是給人類提供一個舒適、便捷、高效、安全的生活環境。如何建立一個高效率、低成本的智慧型家居系統已成為當今世界的一個熱點問題。近年來，國際上許多大公司提出了相應的解決方案，但迄今為止，這一領域的國際標準尚未成熟，各國正努力研製適合於本國國情的智慧型家居系統。國防科大嵌入式Internet和智慧型家居系統研發小組通過對這一領域相關技術的研究和探索，提出了一種適合中國國情的智慧型家居及嵌入式Internet解決方案。智慧型家居系統的提出和實現不僅會帶來普通居民用戶家庭生活方式上的變革，而且將波及工業控制等許多與Internet相關的嵌入式套用領域。而以智慧型家居為最基本構成單元的一個有序化網路體系結構的誕生則會為Internet注入新的生機和活力。
中國智慧型家居物聯網
智慧型家居是以住宅為平台，利用綜合布線技術、網路通信技術、 智慧型家居-系統設計方案安全防範技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，並實現環保節能的居住環境。
智慧型家居物聯網的定義及簡介
概念及簡介
又稱智慧型住宅，在國外常用Smart Home表示。與智慧型家居含義近似的有家庭自動化（Home Automation）、電子家庭（Electronic Home、E-home）、數字家園（Digital Family）、家庭網路（Home Net/Networks for Home）、網路家居（Network Home）、智慧型家庭/建築（Intelligent Home/Building），在我國香港和台灣等地區，還有數碼家庭、數碼家居等稱法。
定義
智慧型家居物聯網是一個居住環境，是以住宅為平台安裝有智慧型家居系統的居住環境，實施智慧型家居系統的過程就稱為智慧型家居集成。
智慧型家居集成是利用綜合布線技術、網路通信技術、安全防範技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設備集成。由於智慧型家居採用的技術標準與協定的不同，大多數智慧型家居系統都採用綜合布線方式，但少數系統可能並不採用綜合布線技術，如電力載波，不論哪一種情況，都一定有對應的網路通信技術來完成所需的信號傳輸任務，因此網路通信技術是智慧型家居集成中關鍵的技術之一。安全防範技術是智慧型家居系統中必不可少的技術，在小區及戶內可視對講、家庭監控、家庭防盜報警、與家庭有關的小區一卡通等領域都有廣泛套用。自動控制技術是智慧型家居系統中必不可少的技術，廣泛套用在智慧型家居控制中心、家居設備自動控制模組中，對於家庭能源的科學管理、家庭設備的日程管理都有十分重要的作用。音視頻技術是實現家庭環境舒適性、藝術性的重要技術，體現在音視頻集中分配、背景音樂、家庭影院等方面。
又稱智慧型住宅。通俗地說，它是融合了自動化控制系統、計算機網路系統和網路通訊技術於一體的網路化智慧型化的家居控制系統。智慧型家居將讓用戶有更方便的手段來管理家庭設備，比如，通過家觸控螢幕、無線遙控器、電話、網際網路或者語音識別控制家用設備，更可以執行場景操作，使多個設備形成聯動；另一方面，智慧型家居內的各種設備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據不同的狀態互動運行，從而給用戶帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。
智慧型家居物聯網的起源
20世紀80年代初，隨著大量採用電子技術的家用電器面市，住宅電子化（HE,Homen Electronics）出現。80年代中期，將家用電器、通信設備與安保防災設備各自獨立的功能綜合為一體後，形成了住宅自動化概念（HA,Home Automation）。80年代末，由於通信與信息技術的發展，出現了對住宅中各種通信、家電、安保設備通過匯流排技術進行監視、控制與管理的商用系統，這在美國稱為Smart Home，也就是現在智慧型家居的原型
智慧型家居物聯網的表述
智慧型家居其實有兩種表述的語意，定義中描述的，以及我們通常所指的都是智慧型家居這一住宅環境，既包括單個住宅中的智慧型家居，也包括在房地產小區中實施的基於智慧型小區平台的智慧型家居項目，如深圳紅樹西岸智慧型家居。第二種語意是指智慧型家居系統產品，是由智慧型家居廠商生產、滿足智慧型家居集成所需的主要功能的產品，這類產品應通過集成安裝方式完成，因此完整的智慧型家居系統產品應是包括了硬體產品、軟體產品、集成與安裝服務、售後在內的一個完整服務過程。
物聯網發展核心
目前智慧型家居才剛剛興起，物聯網1.0時代的核心將會是“技術”，國內絕大部分傳統廠商比較缺乏的是軟硬結合的開發實力。因此在這一階段，氦氪想做的是先用一整套高效快速的解決方案幫助廠商們打好地基。而在智慧型家居市場的地基初步打好後，物聯網2.0時代的核心會轉移到“服務”上，比如：
電商、音樂、社交方面的網際網路服務；
數據運營中心，提供數據存儲、挖掘、智慧型算法等服務，協助市場運營、了解用戶偏好等；
智慧控制系統，包括AI、語音識別、手勢互動等；
安全系統，提供通訊、數據存儲安全安全保障；
視頻雲，提供大數據量的圖像、圖片以及圖像識別服務；
這時，這類“服務”將會成為氦氪關注的重點。蘇立挺告訴我，目前他們已經基本完成了物聯網1.0階段想做的事情，正在向市場推這套智慧型硬體解決方案，同時他們也開始進行了物聯網2.0階段的一些服務開發。在採訪過程中，蘇立挺多次表達了這樣一個觀點：物聯網發展的最終核心是雲端技術的比拼。也正因為此，氦氪在自己的雲端服務上加重了對可拓展性、兼容性、以及自由度的打磨。
智慧型家居物聯網的子系統
智慧型家居-單戶系統圖
在智慧型家居系統產品的認定上，廠商生產的智慧型家居（智慧型家居系統產品）必須是屬於必備系統，能實現智慧型家居的主要功能，才可稱為智慧型家居。因此，智慧型家居（中央）控制管理系統、家居照明控制系統、家庭安防系統都可直接稱為智慧型家居（智慧型家居系統產品）。而可選系統都不能直接稱為智慧型家居，只能用智慧型家居加上具體系統的組合表述方法，如背景音樂系統，稱為智慧型家居背景音樂。將可選系統產品直接稱作智慧型家居，是對用戶的一種誤導行為。
在智慧型家居環境的認定上，只有完整地安裝了所有的必備系統，並且至少選裝了一種及以上的可選系統的智慧型家居才能稱為智慧型家居。
家居布線系統
對於一個智慧型住宅需要有一個能支持語音/數據、多媒體、家庭自動化、保全等多種套用的布線系統，這個系統也就是智慧型化住宅布線系統。
家庭安防系統包括如下幾個方面的內容：
門磁開關、緊急求助、煙霧檢測報警、燃氣泄露報警、碎玻探測報警、紅外微波探測報警等。
智慧型家居物聯網能實現的功能和提供的服務:
1、始終線上的網路服務，與網際網路隨時相連，為在家辦公提供了方便條件。
3、家電的智慧型控制和遠程控制，如對燈光照明進行場景設定和遠程控制、電器的自動控制和遠程控制等。
4、互動式智慧型控制：可以通過語音識別技術實現智慧型家電的聲控功能；通過各種主動式感測器（如溫度、聲音、動作等）實現智慧型家居的主動性動作回響。
5、環境自動控制。如家庭中央空調系統。
6、提供全方位家庭娛樂。如家庭影院系統和家庭中央背景音樂系統。
7、現代化的廚衛環境。主要指整體廚房和整體衛浴。
8、家庭信息服務：管理家庭信息及與小區物業管理公司聯繫。
9、家庭理財服務。通過網路完成理財和消費服務。
10、自動維護功能：智慧型信息家電可以通過伺服器直接從製造商的服務網站上自動下載、更新驅動程式和診斷程式，實現智慧型化的故障自診斷、新功能自動擴展。
中國智慧型家居物聯網與智慧型小區的關係
智慧型家居可以成為智慧型小區的一部分，也可以獨立安裝。
中國人口眾多，城市住宅也多選擇密集型的住宅小區方式，因此很多房地產商會站在整個小區智慧型化的角度來看待家居的智慧型化，也就出現了一統天下、無所不包的智慧型小區。歐美由於獨體別墅的居住模式流行，因此住宅多散布城鎮周邊，沒有一個很集中的規模，當然也就沒有類似國內的小區這一級，住宅多與市鎮相關係統直接相連。這一點也可解釋為什麼美國仍盛行ADSL、Cable Modem等寬頻接入方式，而國內光纖乙太網發展如此迅猛。因此歐美的智慧型家居多獨立安裝，自成體系。而國內習慣上已將它當作智慧型小區的一個子系統考慮，這種做法在前一階段應該是可行的，而且是實用的，因為以前設計選用的智慧型家居功能系統多是小區配套的系統。但智慧型家居最終會獨立出來成為一個自成體系和系統，作為住宅的主人完全可以自由選擇智慧型家居系統，即使是小區配套來統一安裝，也應該可以根據需要自由選擇相應產品和功能、可以要求升級、甚至你對整個設計不感興趣，完全可以獨立安裝一套。我們的觀點是，智慧型家居實施其實是一種“智慧型化裝修”，智慧型小區只不過搭建了大環境、完成了粗裝修，接下來的智慧型化“精裝修”要靠自己來實施。
主流的智慧型家居
主要品牌
易居智慧型家居Easyhouse
北京易至居
安明斯
韓國現代
AVTRONSYS艾維創
義大利Dada Home
美國快思聰
法國VITY
長城智慧型家居
海爾U-home
上海索博
霍尼韋爾普力特
深圳波創
瑞訊
廈門振威
尼科
奉化嚮往
重慶思想家智慧型家居
濟南睿正家電子產品
實現智慧型家居智慧型化的系統的組成
所謂的家庭智慧型化就是通過家居智慧型管理系統的設施來實現家庭安全、舒適、信息互動與通信的能力。家居智慧型化系統由如下三個方面組成：
（1）家庭安全防範（HS）；
（2）家庭設備自動化（HA）；
（3）家庭通訊（HC）。
在建設家居智慧型化系統時，依據我國有關標準，具體提出了如下的基本要求：
（1）應在臥室、客廳等房間設定有線電視插座；
（2）應在臥室、書房、客廳等房間設定信息插座；
（3）應設定訪客對講和大樓出入口門鎖控制裝置；
（4）應在廚房內設定燃氣報警裝置；
（5）宜設定緊急呼叫求救按鈕；
（6）宜設定水錶、電錶、燃氣表、暖氣（有採暖地區）的自動計量遠傳裝置。
智慧型家居控制功能及方式
遙控功能
不論在家裡的哪個房間，用一個遙控器便可控制家中所有的照明、窗簾、空調、音響等電器。例如，看電視時，不用因開關燈和拉窗簾而錯過關鍵的劇情；衛生間的換氣扇沒關，按一下遙控器就可以了。遙控燈光時可以調亮度，遙控音響時可以調音量，遙控拉簾或捲簾時，可以調行程，遙控百頁簾時可以調角度。
集中控制功能
使用集中控制器，不必專門布線，只要將插頭插在220V電源插座上，就可控制家裡所有的燈光和電器，一般放在床頭和客廳。可以在家裡不同的房間有多個集中控制器。躺在床上，就可控制臥室的窗簾、燈光、音響及全家的電器。控制燈光時可以調亮度，控制音響時可以調音量，控制拉簾或捲簾時，可以調行程，控制百頁簾時可以調角度。 這種集中控制器，其控制指令的數據傳輸是利用電力線載波，也就是利用給電器供電的交流110V或220V 電力線進行數據傳輸。這種利用電力線載波控制，相對於紅外線遙控，或無線載波遙控來說更具有優勢。紅外線遙控不能穿越牆壁等非透明物體，控制距離短；無線載波遙控雖然能夠穿越牆壁，但由於受各國政府對業餘無線頻段使用控制，功率很小，傳輸距離很近，對於居住面積較大的家庭，尤其是複式樓層、Townhouse或別墅住宅，無線遙控就顯得無能為力。雖然有些家居系統採用家庭無線中繼放大系統進行傳輸，但會加大硬體成本，而電力線載波傳輸就可以彌補紅外線遙控和無線射頻遙控的不足，同時也無需布線，只要在每個控制器和接受器加上電力線載波數據機就能進行雙向數據傳輸。
在衛生間、壁櫥裝感應開關、有人燈開、無人燈滅。
網路開關的網路功能
一個開關可以控制整個網路，整個網路也可以控制任意一個(組)燈或電器。其控制對象可以任意設定和改變，輕鬆實現全開全關，場景設定，多控開關等複雜的網路操作功能。門廳的T型網路開關可設成全開全關鍵、及門廳燈的開關；出門時不必每個房間檢查一遍，只要按一個鍵就可以將所有的燈和電器關閉，需要時也可按一個鍵打開所有的燈。客廳的T型網路開關可設成場景設定鍵，按一個鍵開一組燈，不必逐一打開。也可配合全宅音響、空調、窗簾等進行複雜的場景設定。T型網路開關也是可變開關，它的控制對象可以隨意設定，今天是窗簾的開關，明天可以將它設為音響的開關。同時T型網路開關還是多控開關，傳統開關最多只能在兩處實現對同一對象的控制（雙控開關），使用T型網路開關，可以在任意多處對同一對象進行控制。控制燈光時可以調亮度，控制音響時可以調音量，控制拉簾或捲簾時，可以調行程，控制百頁簾時可以調角度。
網路開關的本地控制功能
所有的燈和電器都可使用牆上的網路開關進行本地開關控制；既實現了智慧型化，又考慮到多數人在牆上找開關的習慣。開燈時，燈光由暗漸漸變亮，關燈時，燈光由亮漸漸變暗，避免亮度的突然變化刺激眼睛，給眼睛一個緩衝，保護人眼；避免大電流和高溫的突變對燈絲的衝擊，保護燈泡，延長使用壽命；無論通過遙控還是本地開關均可調光, 網路開關能夠記憶設定好亮度，下次開燈時自動恢復。
電話遠程控制功能
電話應答機將家裡和外界連成了網路，在任何地方，都可以使用電話遠程控制家中的電器產品，例如，開啟空調、關閉熱水器，甚至在度假時，將家中的燈或窗簾打開和關閉，讓外人覺得家中有人。電話應答機本身也是一個八位的集中控制器，放在床頭柜上，只要將插頭插在220V電源插座上，就可已在床上控制家裡所有的燈光、電器和窗簾等等，也有調光功能。
網路型空調及紅外線控制
網路型空調控制器將空調的控制連到整個網路中來，可以使
下雨自動關窗
網路型窗簾控制器
網路型窗簾控制器將窗簾的控制連到整個網路中來，控制拉簾或捲簾時，可以調行程，控制百頁簾時可以調角度。不僅可以使用本地開關來控制窗簾，還可以使用電話來遠程控制窗簾，也可以使用無線遙控器在樓下將樓上的窗簾打開和關閉，集中控制器、定時控制器、網路開關、無線感應開關等等也都可以控制窗簾了。
可程式定時控制
定時控制器可以對家中的固定事件進行編程，例如，定時開關窗簾，定時開關熱水器等等，電視、音響、照明、餵寵物等均可設定時控制。定時控制器本身也是一個八位的集中控制器，放在床頭柜上，只要將插頭插在220V電源插座上，就可已在床上控制家裡所有的燈光、電器和窗簾等等，也有調光功能。同時它還有時間顯示和鬧錶的功能。
多功能遙控器
六和一多功能遙控器集六種遙控功能於一身，首先它是無線遙控器，可以控制家中的照明，窗簾，空調等系統。同時它也是紅外遙控器，內置了許多品牌的電視，音響，VCD等紅外控制指令集。還可以學習兩種紅外線遙控器的控制功能。放在客廳的茶几上， 看電視或聽音響時， 一個遙控器就可以非常方便地遙控所有的設備。
無線感應探頭
可隨意擺放，能控制任意的電器，例如大門口外，當有人來時，它可以觸發自動門鈴，也可以將燈開啟，甚至可以開音響、熱水器等。放在陽台上，可以知道是否有人從陽台非法闖入。
全宅音響系統
全宅音響系統可將傳統的音響延伸到家中的每個房間及每一個角落。在陽台澆花時可以欣賞悠揚的音樂，清早盥洗時可以聽到電台的新聞， 甚至在廚房也可以聽到現場轉播。 系統可接駁家中現有的電視，廣播，VCD, DVD及音響系統提供的聲源；每個房間的音箱可以單獨開關和調音量，無需考慮功率匹配；系統支持高保真立體聲技術， 對音質不作任何處理。利用現有的網路化智慧型家居控制手段， 如：遙控器、 集中控制器、網路開關等方式對音箱進行開、關、調音量、全開全關、部分開關， 也可配合照明系統、空調系統、窗簾等進行複雜的場景設定。
擴展和升級
為擴展和升級提供了良好的基礎。可擴展和升級語音控制子系統，計算機控制子系統，智慧型安防子系統，智慧型門禁子系統，智慧型電器控制子系統。
第一個成熟套用的智慧型家居產品
智慧型家居的起源？
20 世紀 80 年代初，隨著大量採用電子技術的家用電器面市，住宅電子化（HE，Home Electronics）出現。80年代中期，將家用電器、通信設備與安保防災設備各自獨立的功能綜合為 一體後，形成了住宅自動化概念（HA，Home Automation ）。80 年代末，由於通信與信息技術的發展，出現了對住宅中各種通信、家電、安保設備通過匯流排技術進行監視、控制與管理的商用系統，這在美國稱為 Smart Home，也就是現在
智慧型家居的原型。
智慧型家居概念的起源甚早，但一直未有具體的建築案例出現，直到1984年美國聯合科技公司（United Techno1ogies Building System）將建築設備信息化、整合化概念套用於美國康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding時，才出現了首棟的[智慧型型建築],從此也揭開了全世界爭相建造智慧型家居的序幕。
第一個智慧型家居相關標準？
1979年，美國的斯坦福研究所提出了將家電及電氣設備的控制線集成在一起的家庭匯流排（HOMEBUS），
並成立了相應的研究會進行研究，1983年美國電子工業協會組織專門機構開始制定家庭電氣設計標準，並
於 1988年編制了第一個適用於家庭住宅的電氣設計標準，即：《家庭自動化系統與通訊標準》，也有稱之
為家庭匯流排系統標準(HBS，Home Bus System)。在其制定的設計規範與標準中，智慧型住宅的電氣設計要求
必須滿足以下三個條件，即：
1、 具有家庭匯流排系統；
2、通過家庭匯流排系統提供各種服務功能；
3、 能和住宅以外的外部世界相連線。
第一個成熟套用的智慧型家居產品？
X-10
X-10是全球第一個利用電線來控制燈飾及電子電器產品（我們現在通稱為電子載波產品），並將其作
為智慧型家居主流產品走向了商業化。Pico Electronics Ltd.成功的發展出該項技術，並將該技術售予當時
著名的 BSR音響公司。X-10是以60赫茲（或50赫茲）為載波，再以 120千赫茲的脈衝為調變波（Modulating Wave），發展出數位控制的技術，並制訂出一套控制規格。X-10模組於1978年由Sears引進美國，Radio Shack則於1979年開始販賣該模組系列產品；BSR音響公司在 1990年結束營業，X-10 模組的先前研發人員將該項技術買下來，並在美國成立新公司，公司名稱及其產品系列均以 X-10命名。今日，X-10 在美國不僅是一家公司，亦是家庭自動化控制規格的一種名稱。美國許多大公司如Radio Shack、Stanley、Leviton、Honeywell均銷售 X-10公司的產品，X-10公司製造了一系列的家庭自動化產品，如照明開關、遙控器、保全系統、電視機控制介面、電腦控制介面、電話反應器（Telephone Responder）等。許多美國的家庭自動化產品製造商，亦採用X-10控制規格來生產其產品，X-10控制規格遂成為當今美國家庭自動化控制規格的主要領導者。
家庭伺服器的基本概念
( home server ) 家庭伺服器是智慧型家居的大腦，它通過網線和電話線與外界連通，通過各種線纜與各個智慧型家居設備連，通過各種人機界面與人溝通，並能按照人的指令和軟體所設定的程式對家居設備進行控制。
