构建智慧家庭关键技术探析

【摘要】 智慧家庭是利用传感控制、信息通信和云计算技术，实现智能舒适、安全环保的家庭生活方式。本文对智慧家庭系统结功能组成和关键技术进行了分析和探讨。

【关键词】 智慧家庭 物联网 局域网 云计算

一、引言

智慧家庭是综合利用计算机应用、网络通讯、感应与控制、互联网应用等技术，将家庭智能控制、信息交流及消费服务等家居生活有效地结合起来，创造出高效、舒适、安全、便捷的个性化家居生活的智能家庭服务平台。智慧家庭的涵盖范围很广，除了常用家电设备的智能化控制外，还包括照明、环境和安全监控、三表计量、开关插座、供水供暖、家庭娱乐等的智能控制和远程管理。

二、智慧家庭系统组成

一种典型的智慧家庭系统如图所示，

智慧家庭系统框图

（1）家庭物联感知网。指由各类家庭电气电子设备终端组成的物联网络，如环境感知器、智能开关插座、智能水电气表、煤气探测器、烟感探测器、紧急报警按钮、视频监控终端、照明设备、冰箱等其他家电等等组成的近距离低速传感通信网络。物联感知网由感知网网关统一管理，与家庭IP局域网进行数据交互。（2）家庭IP局域网。由各种以太网终端及智能家庭网关组成。智能家庭网关是这该部分的核心部件，是家庭网络内部传输与控制的中心，同时也是家庭内部局域网与外部通信网进行通信的主要接口，实现：家庭传感网的数据采集、汇聚及上传；远程化的控制与页面浏览；以及作为家庭多媒体中心，实现音视频信息的传输与处理。（3）云平台云应用。实现智慧家庭的远程访问和管理，包括图像和各种报警信号的远程采集、传输、存储、处理等。数据经过判断和处理后以短信、微信即时消息、自动语音电话、互联网网页信息推送等多种方式通知给用户，并且供用户查询。

三、智慧家庭关键技术

（1）家庭物联感知网组网技术。ZigBee是组建传感控制网络比较成熟的技术，广泛应用于照明/窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制、监控器的自动化控制、烟雾探测器/智慧型标签的信息采集管理等场合。ZigBee无线网络将各种传感器采集到的住宅内环境、设备等信息接入到家庭物联感知网网关，与智能家庭网关通信。采用zigBee作为内部网络可以很方便地将各种原先不具有通信接口的设备连接至物联网网关，不需要复杂的布线或者购买昂贵的带通信接口的家电。此外，家居内的设备随时可能增加或减少，采用具有自组织特性的Zigbee网络可以很好的适应这种动态变化，方便用户使用及系统的维护。（2）家庭IP局域网组网技术。家庭IP局域网分无线和有线两种组网方式。无线组网主要通过Wi-Fi技术，单点式的Wi-Fi已经无法保证好的体验，未来家庭网络覆盖将是分布式的多AP成网模型。有线组网可以有两种实现方式，一是通过小型以太网交换机实现，这种方式不足之处在于需要在家庭各个房间单元内布置网线，组网施工麻烦；另一种有线组网技术是EoC，这种组网不需要额外布置网线，利用家庭现有的数字电视同轴网络和EoC适配器终端，即可组建家庭局域网。相比无线组网，有线组网辐射少，网络安全性更好。（3）云平台云应用。云计算是实现云平台云应用的关键技术。人们把数据中心的软件和硬件统称为云，所有的服务均放置于服务器端（云端），用户通过互联网应用系统按需使用。各种应用系统能够根据需要获取计算能力、存储空间和软件服务。云计算的主要服务形式有IaaS 基础设施服务，PaaS平台服务，SaaS软件服务。IaaS 的核心是资源虚拟化，PaaS 提供平台可伸缩化，SaaS 实现软件服务租赁化。云计算技术用于智慧家庭业务平台，能使该平台具有云存储、大数据分析以及资源共享、动态分配等优点，带来更好体验。

四、展望

智慧家庭是利用传感物联网、云计算、（移动）互联网等新一代信息技术，实现智能、舒适、安全、节能环保的家庭生活方式。然而，受技术标准不统一的“瓶颈”制约，不同的厂商的方案标准不同、体系不同，智慧家庭产业发展缓慢。有关专家建议，我国应尽快推动智慧家庭标准统一。

参考文献

[1]申斌，张桂青，汪明，李成栋，基于物联网的智能家居设计与实现，自动化与仪表，2013，28（2）

[2]李稚萱，云计算在基于NGB的智慧家庭业务平台上的应用，物联网技术，2012年第7期

[3]物联网技术框架与标准体系，中国计算机报，2010年3月26