智能家居发展展望探讨

摘要：随着信息技术和高科技技术的快速发展，智能家居逐步成为人们家居生活的一部分。本文首先从电能管理的综合控制、电器设备控制的通用化、智能家居控制信息系统和控制的易用性等四个方面阐述了智能家居的发展方向，然后就无线射频标签技术、家用电器通用控制技术、通用电器设备通信接口和协议、智能家居控制技术和智能家居同意信息平台等新技术进行了分析，最后就就智能家居发展前景进行了展望，为智能家居的发展提供了有益的参考。

关键词：智能家居；控制技术；无线射频技术

Abstract: along with the information technology and the rapid development of technology, intelligent household gradually become part of the household life. This paper from the power management and the integrated control, electrical equipment control is introduced, intelligent household control information system and control of competence and so on four aspects expounds the development direction of the smart home, then radio frequency tags technology, and household electrical appliances general control technology, general electric equipment communication interface and agreement, intelligent household control technology and intelligent household agreed to information platform and other new technology to carry on the analysis, the last is intelligence household developing foreground, for the development of the intelligent home provide the beneficial reference.

Keywords: intelligent household; Control technology; Wireless rf technology

中图分类号：TB381文献标识码：A 文章编号：

智能家居是人们对家居生活的一种全方位的要求，要求家中的各种电器设备可以被统一的控制和调节，使得不同设备之间也可以相互通信以不断调节运行状态。同时，智能电网技术的不断发展，智能电表技术允许家中自备的分布式发电装置可以为供电网络提供电力，进行电能的双向统计；电器设备可以根据供电网络中的实时电价来调节自身的运行方案。新技术的发展推动的智能家居的不断前进。

一、智能家居的发展方向

智能家居的概念很早就已经出现了，但是智能家居是随着新技术的发展不断前进的。

（一）电能管理的综合控制

智能家居需要更多的智能化电器设备，这些电器设备不仅能够智能地控制自身设备给人们提供服务，它们还要能够智能调控自己的电力管理，使得设备可以减少电能的消耗，在用电高峰期减少用电量，在用电的低谷期可以提前运行或者是储备电能，使得总的电力能源消耗最低。国家大力发展的智能电网技术以及智能电表技术使得电能的使用更加理性化和合理化。其次，智能家居将会包含更多的电力提供设备，如：风能、太阳能、生物能发电的电力设备。

（二）电器设备控制的通用化

虽然电器厂商给现在的电器设备附加上智能的功能，但是电器设备的智能化程度还不高，甚至还没达到设备控制的多样化和通用化。现在的电器设备控制由设备自身电路板中的微控制器来执行，设备可以执行的功能完全由微控制器中已经写好的、固定的程序代码来定义的。

智能电器设备的通用化控制是智能家居发展的一个重要方向。首先，总的控制系统要可以识别不同电器设备的通信格式，以分析和控制电器设备的运行；其次，电器设备要具有通用的微控制器和控制软件接口，使得普通家用的电器设备可以从电器厂商的网站上下载电器设备的个性化控制软件，使得电器设备不再一出厂就被限定只能够以一种方式运行。

（三）智能家居控制信息系统

以往的智能家居的综合控制系统是固定的电路控制或者是简单的信息收集。要综合控制越来越多的智能电器设备，就需要发展强大的控制信息系统。智能家居控制信息系统根据客户定制的管理模式，不断监视各个电器设备的运行状态和运行时间，调节设备运行的时间，调节用电设备与发电设备的运行，不断优化整个家居设备运行。同时还与互联网通信，获取相关信息，为智能化控制提供依据。图1是智能家居控制信息系统的原理图。

图1智能家居控制信息系统

Fig.1 Smart Home Control Information System

整个智能控制系统分为本地控制和集中控制两部分。

本地控制是由设备自身的控制器来执行的。本地控制器与控制信息系统利用无线技术或者是通用总线连接，向控制信息系统传递本设备的各种运行参数。

控制信息系统从设备自身的控制器得到了各个设备的运行状况等信息，经过分析并按照用户定制的管理模式，对不同的设备控制器进行合理的调节。

（四）控制的易用性

随着电器设备的增多和电器设备智能化程度的提高，设备的很多方面都需要人来进行设置。提高控制的易用性，降低控制难度是智能家居的又一重要方面。这需要两方面的发展：一是电器设备独立的易用性控制，二是总的控制系统的易用性控制。第一方面指的是电器设备本身的控制按键和控制操作系统的易用性。第二方面指的是总的智能家居控制系统的控制易用性。

二、智能家居新技术

（一）无线射频标签（RFID）技术。

随着信息技术的发展，物联网技术应运而生。物联网是对物品管理的一项跨学科跨领域的技术。无线射频标签中存储有物体的自身信息，无线射频标签读写器可以读到200M或者更大范围的射频标签，而且读写器可同时对多余200个标签进行同时读取。利用无线射频标签技术可以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

家用电器上贴上无线射频标签后，中央控制器可以随时检测到物品的位置与运行状态，减少设备之间的通信设计，降低功耗。食物上贴上无线射频标签，放到冰箱后，冰箱中的读写器读取食物信息，自动调节适合食物的温度和湿度。

（二）家用电器通用控制技术

为了能使家用电器的控制更加个性化和多样化，需要开发通用控制器，以通用MCU为基础的电器设备配合通用的控制软件运行环境，使得电器控制不在单一化和固定化。人们可以像使用手机软件一样，随时更换自己的控制软件，进行个性化控制配置。

（三）通用电器设备通信接口和协议

随着家用电器的增多和电器智能化的提高，智能电器需要与中央控制信息系统密切通信。但是目前世界上关于家用电器的通信接口和通信协议没有统一的规范，导致市场上智能电器设备或是无法相互通信，或者是中央控制信息系统难以方便地与智能电器进行沟通，所以制定统一的家用电器的通信接口和通信协议是未来智能电器发展的重要方面。

（四）智能家居控制技术

家用电器设备的增多，使得设备的良好优化控制成为一大难题。分布式技术的发展为提供了智能家居控制新的思路。

集中控制适用于中央控制器的统一部署和控制，在全局起着优化配置、调节设备运行的作用。分布式控制指的是电器设备之间通过相互的通信技术，根据彼此的地理位置和用户定义的功能需要来相互沟通，分别调节自身设备以达到由于集中控制不能及的细小的运行调节，使得各个设备能够相互配合稳定工作，使得电器之间的协作具有智能化。

（五）智能家居统一信息平台

管理信息系统在工作和生活中的各个领域都可以见到，但是智能家居的信息管理系统不只是仅仅需要信息的采集与存储，而是需要用人工智能的方法，挖掘数据之间的规律，协调电器设备运行，降低功耗。

智能家居统一信息平台在普通信息管理系统的基础上需要添加智能分析和控制的模块，以达到电器控制的智能化。除此之外，统一信息平台需要提供标准的信息通信接口与各种类型的电器设备进行通信，采集设备运行信息。

三、发展前景展望

智能家居的发展，是众多高新技术发展的集中体现，是一种不断发展的领域。人类将美好的家居生活寄托在智能家居上面，对其赋予了很高的期望。

我们现在可以看到很多家用电器设备的新发展：电脑一体机的热销，使得电脑的娱乐使用家电化了；嵌入式技术的发展，使得空调、冰箱、洗衣机、微波炉等电器变得智能化；无线通信技术的发展使得电器的综合控制和布线设计的难度大大降低；声、光、电子、微波技术使得数据的测量更加方便和准确。建立在众多高新技术之上的智能家居会有更美好的未来。

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。