摘要：智能家居是人們對家居生活的一種理想。隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，各技術(shù)領(lǐng)域智能程度的提高，智能家居也有了新的發(fā)展方向。本文首先給出了智能家居的發(fā)展方向，接著根據(jù)這些發(fā)展方向介紹了與此相關(guān)的信息技術(shù)、通信技術(shù)和無線射頻技術(shù)等等，為智能家居的發(fā)展提供了有益的參考。
關(guān)鍵詞：智能家居；控制技術(shù)；無線射頻技術(shù)
中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
中圖分類號：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599(2012)01-0000-02
Developing Direction and New Technology of Smart Home
Liu Guagua1,2
(1.North China Electric Power University,Baoding071000,China;2.Xinjiang Turpan Electric Power Bureau,Turpan838000,China)
Abstract:The smart home is an ideal home life.With the continuous development of high technologies,the higher level of intelligence in the technology improvements,smart home also has new developing directions. Firstly,this paper shows the developing directions,and then according to these directions introduces related information technologies,such as information technologies,communication technologies and radio frequency technologies,and so on,which provides a useful reference for the development of smart home.
Keywords:Smart home;Control technology;Radio Frequency Identification Technology
智能家居是人們對家居生活的一種全方位的要求，要求家中的各種電器設(shè)備可以被統(tǒng)一的控制和調(diào)節(jié)，使得不同設(shè)備之間也可以相互通信以不斷調(diào)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)。同時，智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電表技術(shù)允許家中自備的分布式發(fā)電裝置可以為供電網(wǎng)絡(luò)提供電力，進(jìn)行電能的雙向統(tǒng)計(jì)；電器設(shè)備可以根據(jù)供電網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時電價來調(diào)節(jié)自身的運(yùn)行方案。新技術(shù)的發(fā)展推動的智能家居的不斷前進(jìn)。
一、智能家居的發(fā)展方向
智能家居的概念很早就已經(jīng)出現(xiàn)了，但是智能家居是隨著新技術(shù)的發(fā)展不斷前進(jìn)的。
�。ㄒ唬╇娔芄芾淼木C合控制
智能家居需要更多的智能化電器設(shè)備，這些電器設(shè)備不僅能夠智能地控制自身設(shè)備給人們提供服務(wù)，它們還要能夠智能調(diào)控自己的電力管理，使得設(shè)備可以減少電能的消耗，在用電高峰期減少用電量，在用電的低谷期可以提前運(yùn)行或者是儲備電能，使得總的電力能源消耗最低。國家大力發(fā)展的智能電網(wǎng)技術(shù)以及智能電表技術(shù)使得電能的使用更加理性化和合理化。其次，智能家居將會包含更多的電力提供設(shè)備，如：風(fēng)能、太陽能、生物能發(fā)電的電力設(shè)備。
�。ǘ╇娖髟O(shè)備控制的通用化
雖然電器廠商給現(xiàn)在的電器設(shè)備附加上智能的功能，但是電器設(shè)備的智能化程度還不高，甚至還沒達(dá)到設(shè)備控制的多樣化和通用化。現(xiàn)在的電器設(shè)備控制由設(shè)備自身電路板中的微控制器來執(zhí)行，設(shè)備可以執(zhí)行的功能完全由微控制器中已經(jīng)寫好的、固定的程序代碼來定義的。
智能電器設(shè)備的通用化控制是智能家居發(fā)展的一個重要方向。首先，總的控制系統(tǒng)要可以識別不同電器設(shè)備的通信格式，以分析和控制電器設(shè)備的運(yùn)行；其次，電器設(shè)備要具有通用的微控制器和控制軟件接口，使得普通家用的電器設(shè)備可以從電器廠商的網(wǎng)站上下載電器設(shè)備的個性化控制軟件，使得電器設(shè)備不再一出廠就被限定只能夠以一種方式運(yùn)行。
�。ㄈ┲悄芗揖涌刂菩畔⑾到y(tǒng)
以往的智能家居的綜合控制系統(tǒng)是固定的電路控制或者是簡單的信息收集。要綜合控制越來越多的智能電器設(shè)備，就需要發(fā)展強(qiáng)大的控制信息系統(tǒng)。智能家居控制信息系統(tǒng)根據(jù)客戶定制的管理模式，不斷監(jiān)視各個電器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行時間，調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行的時間，調(diào)節(jié)用電設(shè)備與發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行，不斷優(yōu)化整個家居設(shè)備運(yùn)行。同時還與互聯(lián)網(wǎng)通信，獲取相關(guān)信息，為智能化控制提供依據(jù)。
圖1是智能家居控制信息系統(tǒng)的原理圖。
圖1 智能家居控制信息系統(tǒng)
Fig.1 Smart Home Control Information System
整個智能控制系統(tǒng)分為本地控制和集中控制兩部分。
本地控制是由設(shè)備自身的控制器來執(zhí)行的。本地控制器與控制信息系統(tǒng)利用無線技術(shù)或者是通用總線連接，向控制信息系統(tǒng)傳遞本設(shè)備的各種運(yùn)行參數(shù)。
控制信息系統(tǒng)從設(shè)備自身的控制器得到了各個設(shè)備的運(yùn)行狀況等信息，經(jīng)過分析并按照用戶定制的管理模式，對不同的設(shè)備控制器進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)。
�。ㄋ模┛刂频囊子眯�
隨著電器設(shè)備的增多和電器設(shè)備智能化程度的提高，設(shè)備的很多方面都需要人來進(jìn)行設(shè)置。提高控制的易用性，降低控制難度是智能家居的又一重要方面。
這需要兩方面的發(fā)展：一是電器設(shè)備獨(dú)立的易用性控制，二是總的控制系統(tǒng)的易用性控制。第一方面指的是電器設(shè)備本身的控制按鍵和控制操作系統(tǒng)的易用性。第二方面指的是總的智能家居控制系統(tǒng)的控制易用性。
二、智能家居新技術(shù)
�。ㄒ唬o線射頻標(biāo)簽（RFID）技術(shù)。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。物聯(lián)網(wǎng)是對物品管理的一項(xiàng)跨學(xué)科跨領(lǐng)域的技術(shù)。無線射頻標(biāo)簽中存儲有物體的自身信息，無線射頻標(biāo)簽讀寫器可以讀到200M或者更大范圍的射頻標(biāo)簽，而且讀寫器可同時對多余200個標(biāo)簽進(jìn)行同時讀取。利用無線射頻標(biāo)簽技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
家用電器上貼上無線射頻標(biāo)簽后，中央控制器可以隨時檢測到物品的位置與運(yùn)行狀態(tài)，減少設(shè)備之間的通信設(shè)計(jì)，降低功耗。食物上貼上無線射頻標(biāo)簽，放到冰箱后，冰箱中的讀寫器讀取食物信息，自動調(diào)節(jié)適合食物的溫度和濕度。
�。ǘ┘矣秒娖魍ㄓ每刂萍夹g(shù)
為了能使家用電器的控制更加個性化和多樣化，需要開發(fā)通用控制器，以通用MCU為基礎(chǔ)的電器設(shè)備配合通用的控制軟件運(yùn)行環(huán)境，使得電器控制不在單一化和固定化。人們可以像使用手機(jī)軟件一樣，隨時更換自己的控制軟件，進(jìn)行個性化控制配置。
（三）通用電器設(shè)備通信接口和協(xié)議
隨著家用電器的增多和電器智能化的提高，智能電器需要與中央控制信息系統(tǒng)密切通信。但是目前世界上關(guān)于家用電器的通信接口和通信協(xié)議沒有統(tǒng)一的規(guī)范，導(dǎo)致市場上智能電器設(shè)備或是無法相互通信，或者是中央控制信息系統(tǒng)難以方便地與智能電器進(jìn)行溝通，所以制定統(tǒng)一的家用電器的通信接口和通信協(xié)議是未來智能電器發(fā)展的重要方面。
�。ㄋ模┲悄芗揖涌刂萍夹g(shù)
家用電器設(shè)備的增多，使得設(shè)備的良好優(yōu)化控制成為一大難題。分布式技術(shù)的發(fā)展為提供了智能家居控制新的思路。
集中控制適用于中央控制器的統(tǒng)一部署和控制，在全局起著優(yōu)化配置、調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行的作用。分布式控制指的是電器設(shè)備之間通過相互的通信技術(shù)，根據(jù)彼此的地理位置和用戶定義的功能需要來相互溝通，分別調(diào)節(jié)自身設(shè)備以達(dá)到由于集中控制不能及的細(xì)小的運(yùn)行調(diào)節(jié)，使得各個設(shè)備能夠相互配合穩(wěn)定工作，使得電器之間的協(xié)作具有智能化。
（五）智能家居統(tǒng)一信息平臺
管理信息系統(tǒng)在工作和生活中的各個領(lǐng)域都可以見到，但是智能家居的信息管理系統(tǒng)不只是僅僅需要信息的采集與存儲，而是需要用人工智能的方法，挖掘數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，協(xié)調(diào)電器設(shè)備運(yùn)行，降低功耗。
智能家居統(tǒng)一信息平臺在普通信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上需要添加智能分析和控制的模塊，以達(dá)到電器控制的智能化。除此之外，統(tǒng)一信息平臺需要提供標(biāo)準(zhǔn)的信息通信接口與各種類型的電器設(shè)備進(jìn)行通信，采集設(shè)備運(yùn)行信息。
三、發(fā)展前景展望
智能家居的發(fā)展，是眾多高新技術(shù)發(fā)展的集中體現(xiàn)，是一種不斷發(fā)展的領(lǐng)域。人類將美好的家居生活寄托在智能家居上面，對其賦予了很高的期望。
我們現(xiàn)在可以看到很多家用電器設(shè)備的新發(fā)展：電腦一體機(jī)的熱銷，使得電腦的娛樂使用家電化了；嵌入式技術(shù)的發(fā)展，使得空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等電器變得智能化；無線通信技術(shù)的發(fā)展使得電器的綜合控制和布線設(shè)計(jì)的難度大大降低；聲、光、電子、微波技術(shù)使得數(shù)據(jù)的測量更加方便和準(zhǔn)確。建立在眾多高新技術(shù)之上的智能家居會有更美好的未來。
參考文獻(xiàn)：
[1]馮凱,童世華.智能家居的由來及其發(fā)展趨勢[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(6):7
[2]孔寧.物聯(lián)網(wǎng)資源尋址關(guān)鍵技術(shù)研究[D].中國科學(xué)院研究生院（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心）,2008
[3]張文亮,劉壯志,王明,楊旭升.智能電網(wǎng)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(13):1-11
關(guān)鍵詞：智能家居；控制技術(shù)；無線射頻技術(shù)
中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
中圖分類號：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599(2012)01-0000-02
Developing Direction and New Technology of Smart Home
Liu Guagua1,2
(1.North China Electric Power University,Baoding071000,China;2.Xinjiang Turpan Electric Power Bureau,Turpan838000,China)
Abstract:The smart home is an ideal home life.With the continuous development of high technologies,the higher level of intelligence in the technology improvements,smart home also has new developing directions. Firstly,this paper shows the developing directions,and then according to these directions introduces related information technologies,such as information technologies,communication technologies and radio frequency technologies,and so on,which provides a useful reference for the development of smart home.
Keywords:Smart home;Control technology;Radio Frequency Identification Technology
智能家居是人們對家居生活的一種全方位的要求，要求家中的各種電器設(shè)備可以被統(tǒng)一的控制和調(diào)節(jié)，使得不同設(shè)備之間也可以相互通信以不斷調(diào)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)。同時，智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電表技術(shù)允許家中自備的分布式發(fā)電裝置可以為供電網(wǎng)絡(luò)提供電力，進(jìn)行電能的雙向統(tǒng)計(jì)；電器設(shè)備可以根據(jù)供電網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時電價來調(diào)節(jié)自身的運(yùn)行方案。新技術(shù)的發(fā)展推動的智能家居的不斷前進(jìn)。
一、智能家居的發(fā)展方向
智能家居的概念很早就已經(jīng)出現(xiàn)了，但是智能家居是隨著新技術(shù)的發(fā)展不斷前進(jìn)的。
�。ㄒ唬╇娔芄芾淼木C合控制
智能家居需要更多的智能化電器設(shè)備，這些電器設(shè)備不僅能夠智能地控制自身設(shè)備給人們提供服務(wù)，它們還要能夠智能調(diào)控自己的電力管理，使得設(shè)備可以減少電能的消耗，在用電高峰期減少用電量，在用電的低谷期可以提前運(yùn)行或者是儲備電能，使得總的電力能源消耗最低。國家大力發(fā)展的智能電網(wǎng)技術(shù)以及智能電表技術(shù)使得電能的使用更加理性化和合理化。其次，智能家居將會包含更多的電力提供設(shè)備，如：風(fēng)能、太陽能、生物能發(fā)電的電力設(shè)備。
�。ǘ╇娖髟O(shè)備控制的通用化
雖然電器廠商給現(xiàn)在的電器設(shè)備附加上智能的功能，但是電器設(shè)備的智能化程度還不高，甚至還沒達(dá)到設(shè)備控制的多樣化和通用化。現(xiàn)在的電器設(shè)備控制由設(shè)備自身電路板中的微控制器來執(zhí)行，設(shè)備可以執(zhí)行的功能完全由微控制器中已經(jīng)寫好的、固定的程序代碼來定義的。
智能電器設(shè)備的通用化控制是智能家居發(fā)展的一個重要方向。首先，總的控制系統(tǒng)要可以識別不同電器設(shè)備的通信格式，以分析和控制電器設(shè)備的運(yùn)行；其次，電器設(shè)備要具有通用的微控制器和控制軟件接口，使得普通家用的電器設(shè)備可以從電器廠商的網(wǎng)站上下載電器設(shè)備的個性化控制軟件，使得電器設(shè)備不再一出廠就被限定只能夠以一種方式運(yùn)行。
�。ㄈ┲悄芗揖涌刂菩畔⑾到y(tǒng)
以往的智能家居的綜合控制系統(tǒng)是固定的電路控制或者是簡單的信息收集。要綜合控制越來越多的智能電器設(shè)備，就需要發(fā)展強(qiáng)大的控制信息系統(tǒng)。智能家居控制信息系統(tǒng)根據(jù)客戶定制的管理模式，不斷監(jiān)視各個電器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行時間，調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行的時間，調(diào)節(jié)用電設(shè)備與發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行，不斷優(yōu)化整個家居設(shè)備運(yùn)行。同時還與互聯(lián)網(wǎng)通信，獲取相關(guān)信息，為智能化控制提供依據(jù)。
圖1是智能家居控制信息系統(tǒng)的原理圖。
圖1 智能家居控制信息系統(tǒng)
Fig.1 Smart Home Control Information System
整個智能控制系統(tǒng)分為本地控制和集中控制兩部分。
本地控制是由設(shè)備自身的控制器來執(zhí)行的。本地控制器與控制信息系統(tǒng)利用無線技術(shù)或者是通用總線連接，向控制信息系統(tǒng)傳遞本設(shè)備的各種運(yùn)行參數(shù)。
控制信息系統(tǒng)從設(shè)備自身的控制器得到了各個設(shè)備的運(yùn)行狀況等信息，經(jīng)過分析并按照用戶定制的管理模式，對不同的設(shè)備控制器進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)。
�。ㄋ模┛刂频囊子眯�
隨著電器設(shè)備的增多和電器設(shè)備智能化程度的提高，設(shè)備的很多方面都需要人來進(jìn)行設(shè)置。提高控制的易用性，降低控制難度是智能家居的又一重要方面。
這需要兩方面的發(fā)展：一是電器設(shè)備獨(dú)立的易用性控制，二是總的控制系統(tǒng)的易用性控制。第一方面指的是電器設(shè)備本身的控制按鍵和控制操作系統(tǒng)的易用性。第二方面指的是總的智能家居控制系統(tǒng)的控制易用性。
二、智能家居新技術(shù)
�。ㄒ唬o線射頻標(biāo)簽（RFID）技術(shù)。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。物聯(lián)網(wǎng)是對物品管理的一項(xiàng)跨學(xué)科跨領(lǐng)域的技術(shù)。無線射頻標(biāo)簽中存儲有物體的自身信息，無線射頻標(biāo)簽讀寫器可以讀到200M或者更大范圍的射頻標(biāo)簽，而且讀寫器可同時對多余200個標(biāo)簽進(jìn)行同時讀取。利用無線射頻標(biāo)簽技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
家用電器上貼上無線射頻標(biāo)簽后，中央控制器可以隨時檢測到物品的位置與運(yùn)行狀態(tài)，減少設(shè)備之間的通信設(shè)計(jì)，降低功耗。食物上貼上無線射頻標(biāo)簽，放到冰箱后，冰箱中的讀寫器讀取食物信息，自動調(diào)節(jié)適合食物的溫度和濕度。
�。ǘ┘矣秒娖魍ㄓ每刂萍夹g(shù)
為了能使家用電器的控制更加個性化和多樣化，需要開發(fā)通用控制器，以通用MCU為基礎(chǔ)的電器設(shè)備配合通用的控制軟件運(yùn)行環(huán)境，使得電器控制不在單一化和固定化。人們可以像使用手機(jī)軟件一樣，隨時更換自己的控制軟件，進(jìn)行個性化控制配置。
（三）通用電器設(shè)備通信接口和協(xié)議
隨著家用電器的增多和電器智能化的提高，智能電器需要與中央控制信息系統(tǒng)密切通信。但是目前世界上關(guān)于家用電器的通信接口和通信協(xié)議沒有統(tǒng)一的規(guī)范，導(dǎo)致市場上智能電器設(shè)備或是無法相互通信，或者是中央控制信息系統(tǒng)難以方便地與智能電器進(jìn)行溝通，所以制定統(tǒng)一的家用電器的通信接口和通信協(xié)議是未來智能電器發(fā)展的重要方面。
�。ㄋ模┲悄芗揖涌刂萍夹g(shù)
家用電器設(shè)備的增多，使得設(shè)備的良好優(yōu)化控制成為一大難題。分布式技術(shù)的發(fā)展為提供了智能家居控制新的思路。
集中控制適用于中央控制器的統(tǒng)一部署和控制，在全局起著優(yōu)化配置、調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行的作用。分布式控制指的是電器設(shè)備之間通過相互的通信技術(shù)，根據(jù)彼此的地理位置和用戶定義的功能需要來相互溝通，分別調(diào)節(jié)自身設(shè)備以達(dá)到由于集中控制不能及的細(xì)小的運(yùn)行調(diào)節(jié)，使得各個設(shè)備能夠相互配合穩(wěn)定工作，使得電器之間的協(xié)作具有智能化。
（五）智能家居統(tǒng)一信息平臺
管理信息系統(tǒng)在工作和生活中的各個領(lǐng)域都可以見到，但是智能家居的信息管理系統(tǒng)不只是僅僅需要信息的采集與存儲，而是需要用人工智能的方法，挖掘數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，協(xié)調(diào)電器設(shè)備運(yùn)行，降低功耗。
智能家居統(tǒng)一信息平臺在普通信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上需要添加智能分析和控制的模塊，以達(dá)到電器控制的智能化。除此之外，統(tǒng)一信息平臺需要提供標(biāo)準(zhǔn)的信息通信接口與各種類型的電器設(shè)備進(jìn)行通信，采集設(shè)備運(yùn)行信息。
三、發(fā)展前景展望
智能家居的發(fā)展，是眾多高新技術(shù)發(fā)展的集中體現(xiàn)，是一種不斷發(fā)展的領(lǐng)域。人類將美好的家居生活寄托在智能家居上面，對其賦予了很高的期望。
我們現(xiàn)在可以看到很多家用電器設(shè)備的新發(fā)展：電腦一體機(jī)的熱銷，使得電腦的娛樂使用家電化了；嵌入式技術(shù)的發(fā)展，使得空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等電器變得智能化；無線通信技術(shù)的發(fā)展使得電器的綜合控制和布線設(shè)計(jì)的難度大大降低；聲、光、電子、微波技術(shù)使得數(shù)據(jù)的測量更加方便和準(zhǔn)確。建立在眾多高新技術(shù)之上的智能家居會有更美好的未來。
參考文獻(xiàn)：
[1]馮凱,童世華.智能家居的由來及其發(fā)展趨勢[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(6):7
[2]孔寧.物聯(lián)網(wǎng)資源尋址關(guān)鍵技術(shù)研究[D].中國科學(xué)院研究生院（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心）,2008
[3]張文亮,劉壯志,王明,楊旭升.智能電網(wǎng)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(13):1-11
