先進制造技術小論文-智能家居.doc

物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術摘要：近年來，物聯(lián)網(wǎng)因其廣闊的行業(yè)應用前景而受到了各國政府的重視，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為推動世界經(jīng)濟增長的重要新興產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術也受到了人們的廣泛關注。本文首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術的基本概念及發(fā)展歷史，分析了物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術的實現(xiàn)形式，最后結合發(fā)展現(xiàn)狀提出發(fā)展建議，為物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術的發(fā)展提供參考。1 物聯(lián)網(wǎng)智能家居發(fā)展概述1.1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概述物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things）是新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段，它是指將各種信息傳感設備，如無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點、射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、移動手機、PDA、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網(wǎng)絡，使物體變得更加智能化，并借助無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)人與物以及物與物的對話。1991年美國麻省理工學院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，1999年美國麻省理工學院建立了“自動識別中心（Auto-ID）”，提出“萬物皆可通過網(wǎng)絡互聯(lián)”，闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。早期的物聯(lián)網(wǎng)是依托射頻識別（RFID）技術的物流網(wǎng)絡，隨著技術和應用的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內涵已經(jīng)發(fā)生了較大變化；2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)，引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術的物聯(lián)網(wǎng)；2009年2月24日，2009IBM論壇上，IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群公布了名為“智慧的地球”的最新策略。此概念一經(jīng)提出，即得到美國各界的高度關注，甚至有分析認為IBM公司的這一構想極有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略，并在世界范圍內引起轟動。2009年8月，溫家寶“感知中國”的講話把我國物聯(lián)網(wǎng)領域的研究和應用開發(fā)推向了高潮，無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學院、運營商、多所大學在無錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究院，無錫市江南大學還建立了全國首家實體物聯(lián)網(wǎng)工廠學院。自溫總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大的關注，其受關注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)是一個“中國制造”的概念，它的覆蓋范圍與時俱進，已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報告所指的范圍，物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國式”標簽。2012年2月14日，中國的第一個物聯(lián)網(wǎng)五年規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃由工信部頒布。物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃圈定9大領域重點示范工程，分別是：智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居如今，物聯(lián)網(wǎng)被視為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮,因其廣闊的行業(yè)應用前景而受到了各國政府的重視。1.2 智能家居發(fā)展概述智能家居（Smart Home），或稱智能住宅，是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡通信、信息家電、設備自動化，集系統(tǒng)、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居還可以定義為一個過程或者一個系統(tǒng)，利用先進的計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、綜合布線技術，將與家居生活有關的各種子系統(tǒng)有機地結合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、節(jié)能。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間，還由原來的被動靜止結構轉變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ撸峁┤轿坏男畔⒔粨Q功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，節(jié)約各種能源費用。智能家居概念的起源較早。20世紀80年代初，隨著大量采用電子技術的家用電器面市，住宅電子化開始實現(xiàn)；80年代中期，將家用電器、通信設備與安全防范設備各自獨立的功能綜合為一體，又形成了住宅自動化概念；至80年代末，由于通信與信息技術的發(fā)展，出現(xiàn)了通過總線技術對住宅中各種通信、家電、安防設備進行監(jiān)控與管理的商用系統(tǒng)，這在美國被稱為Smart Home，也就是現(xiàn)在智能家居的原型。11.3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術目前智能家居作為家庭信息化的實現(xiàn)方式，已成為社會信息化發(fā)展的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)成為全球關注的熱點領域，被認為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后最重大的科技創(chuàng)新，物聯(lián)網(wǎng)因其巨大的應用前景，將是智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中一個比較現(xiàn)實的突破口，對智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也為智能家居引入了新的概念及發(fā)展空間，智能家居可以被看作是物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應用?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能家居，表現(xiàn)為利用信息傳感設備（同居住環(huán)境中的各種物品松耦合或緊耦合）將家居生活有關的各種子系統(tǒng)有機地結合在一起，并與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行監(jiān)控、管理信息交換和通訊，實現(xiàn)家居智能化。其包括：智能家居（中央）控制管理系統(tǒng)、終端（家居傳感器終端、控制器）、家庭網(wǎng)絡、外聯(lián)網(wǎng)絡、信息中心等。近幾年國家對物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的支持，加速了基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能家居迅速擴展。物聯(lián)網(wǎng)智能家居基于家居內實體（包括設備、人和環(huán)境）的信息互聯(lián)，一方面可以實現(xiàn)對客觀環(huán)境以及用戶主動行為更加全面、準確、智能的感知和判斷，并通過各類設備的協(xié)同和聯(lián)動，相互配合地主動為用戶提供適用信息及服務，從而真正構建出“以人為中心”的智能家居環(huán)境；另一方面家庭的各個子系統(tǒng)與網(wǎng)絡也不再是獨立的孤島，可以與社區(qū)等外界信息和服務相銜接，從而更加智能地滿足用戶在家庭中的多種需求，形成更加豐富、方便和更高品質的生活模式。2 物聯(lián)網(wǎng)智能家居功能實現(xiàn)將物聯(lián)網(wǎng)技術、智能家居系統(tǒng)等智能化科技完美融入現(xiàn)代住宅已經(jīng)成為未來住宅發(fā)展的方向之一。物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術實現(xiàn)形式包括智能控制、家庭安防、節(jié)能減排等方面。2.1 智能控制物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術可以通過各種監(jiān)控終端，如手機、平板電腦、電視、計算機上嵌入物聯(lián)網(wǎng)智能家居通用管控應用，建立用戶與物聯(lián)網(wǎng)智能家居間的統(tǒng)一訪問與交互界面，實時全面地了解家居的所有狀態(tài)信息，并實現(xiàn)對所有家居設備的操控。早上醒來，房間內的燈光、窗簾、空調、音響等都相應進入預定的工作狀態(tài)。上班前，選擇外出模式，電器自動關閉，門窗閉合，房子自動開始警戒。在上班時，通過手機或電腦上網(wǎng)管控家中的電器。當家中的電器出現(xiàn)異常時，可通過短信及時通知主人。下班的路上，發(fā)個指令讓電飯煲開始煮飯，給空調、熱水器和洗衣機發(fā)個短信，它們立即開始工作。打開家門屋子里已經(jīng)是舒適宜人的溫度，米飯已經(jīng)熟了，洗澡水燒好了，衣服也洗干凈了. 回到家拿起智能遙控器，隨心操控各類設備。暢快的享受數(shù)碼高清大片帶來的震撼；躺在軟軟的床上，遙控燈光讓環(huán)境變得溫柔；遠離一天的嘈雜，享受此時屬于自己的靜謐；入睡之前，窗簾在遙控器的指令下徐徐拉上，帶著剛才滿眼的星光一同入夢. 這些就是物聯(lián)網(wǎng)生活的一部分體現(xiàn)，這已經(jīng)不再屬于科幻范疇，現(xiàn)代家庭物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)讓這樣的生活成為現(xiàn)實，并且預計在五至十年間普及。2.2 安全防范系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術的安全防范系統(tǒng)包括多類異構安防傳感器和執(zhí)行器、網(wǎng)關以及物聯(lián)網(wǎng)智能家居平臺的物聯(lián)網(wǎng)智能家居安防系統(tǒng)，可以與服務機構聯(lián)動形成綜合安防系統(tǒng)，根據(jù)安防傳感結果對家居環(huán)境進行自動管理和遠程管理；且可以基于家居狀態(tài)智能感知與分析技術，識別典型異常事件，建設異常事件認知應用服務，實現(xiàn)智能安防。智能安防可以實時監(jiān)控非法闖入、火災、煤氣泄露、緊急呼救的發(fā)生。一旦出現(xiàn)警情，系統(tǒng)會自動向中心發(fā)出報警信息，同時啟動相關電器進入應急聯(lián)動狀態(tài)，從而實現(xiàn)主動防范。2當家中有外人入侵、火災隱患等情況時，系統(tǒng)會以手機短信等方式第一時間向主人和物業(yè)管理中心報警。當主人忘記關閉燃氣閥，系統(tǒng)就會發(fā)送報警信息至主人手機，主人便可通過手機短信、網(wǎng)絡等方式關閉智能燃氣閥；如果家中發(fā)生燃氣泄漏，系統(tǒng)發(fā)送報警信息通知主人，并自動關閉燃氣閥，能在最大程度上減少人身、財產(chǎn)的損失。視頻監(jiān)控系統(tǒng)對房屋周圍進行安全布防，一旦遇到非法入侵，系統(tǒng)會主動撥打電話給物業(yè)管理中心報警，留下寶貴的影像資料，并第一時間發(fā)送手機短信通知主人。結合了物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術的一個完整的門禁系統(tǒng)，由讀卡器、控制器、電鎖、出門開關、門磁、電源、處理中心這八個模塊組成，無線物聯(lián)網(wǎng)門禁將門點的設備簡化到了極致：一把電池供電的鎖具。除了門上面要開孔裝鎖外，門的四周不需要設備任何輔佐設備。無線物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)的安全與可靠首要體現(xiàn)在無線數(shù)據(jù)通訊的安全性包管和傳輸數(shù)據(jù)的安穩(wěn)性兩個方面。相比于傳統(tǒng)安防門禁系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)智能家居門禁系統(tǒng)簡潔明了，大幅縮短施工工期，也能降低后期維護的本錢。2.3 綠色節(jié)能功能通過物聯(lián)網(wǎng)智能家居的服務平臺，面向節(jié)能降耗這一目標協(xié)同管理各種家電設備服務，可以在保證用戶舒適和便利的前提下，實現(xiàn)對能量的高效使用。如針對家居環(huán)境中所涉及的幾類主要能源系統(tǒng)，提供能源使用情況的實時監(jiān)控及管理，并建立節(jié)能情境感知服務，由服務機構提供能耗感知和用電設備之間的聯(lián)動，有效地降低不必要的能源消費。居家過日子，不僅要安全、舒適，還要節(jié)能省錢。系統(tǒng)可以通過人走燈滅、電器用電報告等方式來體現(xiàn)節(jié)能，省去主人不必要的浪費。當主人回到家，燈光、窗簾將會自動開啟，離家時燈光、窗簾自動關閉。當主人在各房間內移動，燈光也會即開即滅，省去手動開關的同時又實現(xiàn)了節(jié)能。如果主人想隨時了解家中各電器的用電情況，系統(tǒng)還可隨時記錄各電器的用電情況并給主人提供合理的用電報告，既體現(xiàn)了人性化，又實現(xiàn)了綠色節(jié)能，一舉多得。3在物聯(lián)網(wǎng)中，網(wǎng)絡連接不再是虛擬的，家電、傳感器、任意物體通過互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，隨時進行信息交換和遠程控制。通過物聯(lián)網(wǎng)，所有的物體將會充滿“智慧”，家里的主人就像魔術師，一種新的生活方式即將開啟。智能家居的實現(xiàn)，意味著在我們看到或看不到的地方，會有不同的檢測采集裝置、控制設備、或輸出設備，使我們的生活更便捷、更安全。物聯(lián)網(wǎng)智能家居的出現(xiàn)，讓這樣的生活場景成為現(xiàn)實：用一臺計算機監(jiān)控器，就能對家中的家電、照明、窗簾、浴缸、報警求助裝置進行智能控制。手機一打或計算機一敲，空調會為你調至最佳溫度，洗衣機會洗滌你留下的衣物，冰箱會通過網(wǎng)絡到超市要求進貨 我們可以期待的是，不久的將來，物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術的運用將有更廣闊的空間。3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)目前，物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術雖取得了一定的進展，但到大規(guī)模應用還有很長的路要走，諸多環(huán)節(jié)還有待加強完善。隨著物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術的普及和迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)將廣泛用于智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、智能家居、老人護理、個人健康等多個領域，其中在智能家居領域的應用發(fā)展將以最快的速度拓展開來。目前國內部分城市在加緊建設物聯(lián)網(wǎng)項目，而某些通信運營商也將逐步推出相應的智能家居服務，物聯(lián)網(wǎng)的建設將大大推進智能家居產(chǎn)業(yè)化的進程。我國在物聯(lián)網(wǎng)方面的發(fā)展有以下五大優(yōu)勢：第一，我國早在1999年就啟動了物聯(lián)網(wǎng)核心傳感網(wǎng)技術研究，研發(fā)水平處于世界前列；第二，在世界傳感網(wǎng)領域，我國是標準主導國之一，專利擁有量高；第三，我國是能夠實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)完整產(chǎn)業(yè)鏈的國家之一；第四，我國無線通信網(wǎng)絡和寬帶覆蓋率高，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了堅實的基礎設施支持；第五，我國已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟體，有較為雄厚的經(jīng)濟實力支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。我國已將物聯(lián)網(wǎng)正式列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，并成為“十二五”規(guī)劃的重要內容。物聯(lián)網(wǎng)與家電產(chǎn)業(yè)的融合乃大勢所趨。近年來，一些智能家居的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)已推向市場。此外，眾多科研機構和有實力的公司，也已經(jīng)看到這個市場的廣闊前景，開始研究并相繼開發(fā)出相關系統(tǒng)和產(chǎn)品，進入物聯(lián)網(wǎng)智能家居這個全新的領域。但同時我們也不能忽視伴隨著機遇而來的挑戰(zhàn)，物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術仍舊面臨著諸多問題和挑戰(zhàn)，需要得到重視。第一，物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術缺乏統(tǒng)一完整的標準體系。目前從事于物聯(lián)網(wǎng)研究的企業(yè)很多，物聯(lián)網(wǎng)的相關產(chǎn)品也很多，智能家居市場上相關的產(chǎn)品可以說是多種多樣，各家有各家的產(chǎn)品技術。然而市場上還沒有一整套統(tǒng)一的行業(yè)標準，導致市場上出現(xiàn)了大量互不兼容的產(chǎn)品，這直接影響產(chǎn)品間的相互識別和感應，而最終受害的將是用戶，同時也給廠商在生產(chǎn)、推銷自己的產(chǎn)品時帶來了很大的困擾。統(tǒng)一完善的標準體系的缺乏直接影響到物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。第二，跨產(chǎn)業(yè)合作。智能家居行業(yè)的發(fā)展，不僅僅是安防行業(yè)的發(fā)展，它的發(fā)展同時也離不開家電、IT和系統(tǒng)集成商的密切合作，只有這樣才可以整合各自特有的優(yōu)勢，開拓出一片新天地。這在某種程度上阻礙了智能家居發(fā)展的步伐。面對無限可能的智能家居市場，企業(yè)之間應當實現(xiàn)跨產(chǎn)業(yè)合作，從真正意義上整合彼此間的優(yōu)勢，盡快做大做強?？梢哉f，誰能從根本上實現(xiàn)跨產(chǎn)業(yè)合作，誰就能占領市場。第三，安全問題。物聯(lián)網(wǎng)可以將電視機、冰箱、洗衣機、空調、微波爐、燈具等家用電器連接成網(wǎng)，并能通過網(wǎng)絡對其進行遠程操作，這是一種便捷。但是，隨之而來的安全威脅也由網(wǎng)絡世界延伸到到物質世界。未來的信息安全威脅，已經(jīng)不只停留在網(wǎng)絡安全的范圍，而是已經(jīng)走進了我們的生活，形成了對物理空間的安全威脅。物聯(lián)網(wǎng)中非常重要的技術是射頻識別RFID 技術，由于物聯(lián)網(wǎng)感知層嵌入了RFID芯片，一個芯片如果設計不良或沒有受到保護， 不僅能方便地被物品主人所感知，同時其他人也能進行跟蹤或截獲這些感知數(shù)據(jù)。特別是當成千上萬條被感知信息同時通過無線網(wǎng)絡進行傳輸時，節(jié)點信息的安全性相當脆弱。確保這些來自不同節(jié)點的感知數(shù)據(jù)在傳輸過程中得到強大而有效的安全保護，這將是物聯(lián)網(wǎng)亟待解決的安全問題。第四，物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術的有效融合。物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術結