摘要：智能家居是人們對家居生活的一種理想。隨著高新技術的不斷發展，各技術領域智能程度的提高，智能家居也有了新的發展方向。本文首先給出了智能家居的發展方向，接著根據這些發展方向介紹了與此相關的信息技術、通信技術和無線射頻技術等等，為智能家居的發展提供了有益的參考。
關鍵詞：智能家居；控制技術；無線射頻技術
中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A
中圖分類號：TU855 文獻標識碼：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備可以被統一的控制和調節，使得不同設備之間也可以相互通信以不斷調節運行狀態。同時，智能電網技術的不斷發展，智能電表技術允許家中自備的分布式發電裝置可以為供電網絡提供電力，進行電能的雙向統計；電器設備可以根據供電網絡中的實時電價來調節自身的運行方案。新技術的發展推動的智能家居的不斷前進。
一、智能家居的發展方向
智能家居的概念很早就已經出現了，但是智能家居是隨著新技術的發展不斷前進的。
（一）電能管理的綜合控制
智能家居需要更多的智能化電器設備，這些電器設備不僅能夠智能地控制自身設備給人們提供服務，它們還要能夠智能調控自己的電力管理，使得設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。國家大力發展的智能電網技術以及智能電表技術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備，如：風能、太陽能、生物能發電的電力設備。
（二）電器設備控制的通用化
雖然電器廠商給現在的電器設備附加上智能的功能，但是電器設備的智能化程度還不高，甚至還沒達到設備控制的多樣化和通用化。現在的電器設備控制由設備自身電路板中的微控制器來執行，設備可以執行的功能完全由微控制器中已經寫好的、固定的程序代碼來定義的。
智能電器設備的通用化控制是智能家居發展的一個重要方向。首先，總的控制系統要可以識別不同電器設備的通信格式，以分析和控制電器設備的運行；其次，電器設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備可以從電器廠商的網站上下載電器設備的個性化控制軟件，使得電器設備不再一出廠就被限定只能夠以一種方式運行。
（三）智能家居控制信息系統
以往的智能家居的綜合控制系統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備，就需要發展強大的控制信息系統。智能家居控制信息系統根據客戶定制的管理模式，不斷監視各個電器設備的運行狀態和運行時間，調節設備運行的時間，調節用電設備與發電設備的運行，不斷優化整個家居設備運行。同時還與互聯網通信，獲取相關信息，為智能化控制提供依據。
圖1是智能家居控制信息系統的原理圖。
圖1 智能家居控制信息系統
Fig.1 Smart Home Control Information System
整個智能控制系統分為本地控制和集中控制兩部分。
本地控制是由設備自身的控制器來執行的。本地控制器與控制信息系統利用無線技術或者是通用總線連接，向控制信息系統傳遞本設備的各種運行參數。
控制信息系統從設備自身的控制器得到了各個設備的運行狀況等信息，經過分析并按照用戶定制的管理模式，對不同的設備控制器進行合理的調節。
（四）控制的易用性
隨著電器設備的增多和電器設備智能化程度的提高，設備的很多方面都需要人來進行設置。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。
這需要兩方面的發展：一是電器設備獨立的易用性控制，二是總的控制系統的易用性控制。第一方面指的是電器設備本身的控制按鍵和控制操作系統的易用性。第二方面指的是總的智能家居控制系統的控制易用性。
二、智能家居新技術
（一）無線射頻標簽（RFID）技術。
隨著信息技術的發展，物聯網技術應運而生。物聯網是對物品管理的一項跨學科跨領域的技術。無線射頻標簽中存儲有物體的自身信息，無線射頻標簽讀寫器可以讀到200M或者更大范圍的射頻標簽，而且讀寫器可同時對多余200個標簽進行同時讀取。利用無線射頻標簽技術可以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。
家用電器上貼上無線射頻標簽后，中央控制器可以隨時檢測到物品的位置與運行狀態，減少設備之間的通信設計，降低功耗。食物上貼上無線射頻標簽，放到冰箱后，冰箱中的讀寫器讀取食物信息，自動調節適合食物的溫度和濕度。
（二）家用電器通用控制技術
為了能使家用電器的控制更加個性化和多樣化，需要開發通用控制器，以通用MCU為基礎的電器設備配合通用的控制軟件運行環境，使得電器控制不在單一化和固定化。人們可以像使用手機軟件一樣，隨時更換自己的控制軟件，進行個性化控制配置。
（三）通用電器設備通信接口和協議
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密切通信。但是目前世界上關于家用電器的通信接口和通信協議沒有統一的規范，導致市場上智能電器設備或是無法相互通信，或者是中央控制信息系統難以方便地與智能電器進行溝通，所以制定統一的家用電器的通信接口和通信協議是未來智能電器發展的重要方面。
（四）智能家居控制技術
家用電器設備的增多，使得設備的良好優化控制成為一大難題。分布式技術的發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一部署和控制，在全局起著優化配置、調節設備運行的作用。分布式控制指的是電器設備之間通過相互的通信技術，根據彼此的地理位置和用戶定義的功能需要來相互溝通，分別調節自身設備以達到由于集中控制不能及的細小的運行調節，使得各個設備能夠相互配合穩定工作，使得電器之間的協作具有智能化。
（五）智能家居統一信息平臺
管理信息系統在工作和生活中的各個領域都可以見到，但是智能家居的信息管理系統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，挖掘數據之間的規律，協調電器設備運行，降低功耗。
智能家居統一信息平臺在普通信息管理系統的基礎上需要添加智能分析和控制的模塊，以達到電器控制的智能化。除此之外，統一信息平臺需要提供標準的信息通信接口與各種類型的電器設備進行通信，采集設備運行信息。
三、發展前景展望
智能家居的發展，是眾多高新技術發展的集中體現，是一種不斷發展的領域。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。
我們現在可以看到很多家用電器設備的新發展：電腦一體機的熱銷，使得電腦的娛樂使用家電化了；嵌入式技術的發展，使得空調、冰箱、洗衣機、微波爐等電器變得智能化；無線通信技術的發展使得電器的綜合控制和布線設計的難度大大降低；聲、光、電子、微波技術使得數據的測量更加方便和準確。建立在眾多高新技術之上的智能家居會有更美好的未來。
參考文獻：
[1]馮凱,童世華.智能家居的由來及其發展趨勢[J].中國新技術新產品,2010(6):7
[2]孔寧.物聯網資源尋址關鍵技術研究[D].中國科學院研究生院（計算機網絡信息中心）,2008
[3]張文亮,劉壯志,王明,楊旭升.智能電網的研究進展及發展趨勢[J].電網技術,2009,33(13):1-11
關鍵詞：智能家居；控制技術；無線射頻技術
中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A
中圖分類號：TU855 文獻標識碼：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備可以被統一的控制和調節，使得不同設備之間也可以相互通信以不斷調節運行狀態。同時，智能電網技術的不斷發展，智能電表技術允許家中自備的分布式發電裝置可以為供電網絡提供電力，進行電能的雙向統計；電器設備可以根據供電網絡中的實時電價來調節自身的運行方案。新技術的發展推動的智能家居的不斷前進。
一、智能家居的發展方向
智能家居的概念很早就已經出現了，但是智能家居是隨著新技術的發展不斷前進的。
（一）電能管理的綜合控制
智能家居需要更多的智能化電器設備，這些電器設備不僅能夠智能地控制自身設備給人們提供服務，它們還要能夠智能調控自己的電力管理，使得設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。國家大力發展的智能電網技術以及智能電表技術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備，如：風能、太陽能、生物能發電的電力設備。
（二）電器設備控制的通用化
雖然電器廠商給現在的電器設備附加上智能的功能，但是電器設備的智能化程度還不高，甚至還沒達到設備控制的多樣化和通用化。現在的電器設備控制由設備自身電路板中的微控制器來執行，設備可以執行的功能完全由微控制器中已經寫好的、固定的程序代碼來定義的。
智能電器設備的通用化控制是智能家居發展的一個重要方向。首先，總的控制系統要可以識別不同電器設備的通信格式，以分析和控制電器設備的運行；其次，電器設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備可以從電器廠商的網站上下載電器設備的個性化控制軟件，使得電器設備不再一出廠就被限定只能夠以一種方式運行。
（三）智能家居控制信息系統
以往的智能家居的綜合控制系統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備，就需要發展強大的控制信息系統。智能家居控制信息系統根據客戶定制的管理模式，不斷監視各個電器設備的運行狀態和運行時間，調節設備運行的時間，調節用電設備與發電設備的運行，不斷優化整個家居設備運行。同時還與互聯網通信，獲取相關信息，為智能化控制提供依據。
圖1是智能家居控制信息系統的原理圖。
圖1 智能家居控制信息系統
Fig.1 Smart Home Control Information System
整個智能控制系統分為本地控制和集中控制兩部分。
本地控制是由設備自身的控制器來執行的。本地控制器與控制信息系統利用無線技術或者是通用總線連接，向控制信息系統傳遞本設備的各種運行參數。
控制信息系統從設備自身的控制器得到了各個設備的運行狀況等信息，經過分析并按照用戶定制的管理模式，對不同的設備控制器進行合理的調節。
（四）控制的易用性
隨著電器設備的增多和電器設備智能化程度的提高，設備的很多方面都需要人來進行設置。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。
這需要兩方面的發展：一是電器設備獨立的易用性控制，二是總的控制系統的易用性控制。第一方面指的是電器設備本身的控制按鍵和控制操作系統的易用性。第二方面指的是總的智能家居控制系統的控制易用性。
二、智能家居新技術
（一）無線射頻標簽（RFID）技術。
隨著信息技術的發展，物聯網技術應運而生。物聯網是對物品管理的一項跨學科跨領域的技術。無線射頻標簽中存儲有物體的自身信息，無線射頻標簽讀寫器可以讀到200M或者更大范圍的射頻標簽，而且讀寫器可同時對多余200個標簽進行同時讀取。利用無線射頻標簽技術可以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。
家用電器上貼上無線射頻標簽后，中央控制器可以隨時檢測到物品的位置與運行狀態，減少設備之間的通信設計，降低功耗。食物上貼上無線射頻標簽，放到冰箱后，冰箱中的讀寫器讀取食物信息，自動調節適合食物的溫度和濕度。
（二）家用電器通用控制技術
為了能使家用電器的控制更加個性化和多樣化，需要開發通用控制器，以通用MCU為基礎的電器設備配合通用的控制軟件運行環境，使得電器控制不在單一化和固定化。人們可以像使用手機軟件一樣，隨時更換自己的控制軟件，進行個性化控制配置。
（三）通用電器設備通信接口和協議
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密切通信。但是目前世界上關于家用電器的通信接口和通信協議沒有統一的規范，導致市場上智能電器設備或是無法相互通信，或者是中央控制信息系統難以方便地與智能電器進行溝通，所以制定統一的家用電器的通信接口和通信協議是未來智能電器發展的重要方面。
（四）智能家居控制技術
家用電器設備的增多，使得設備的良好優化控制成為一大難題。分布式技術的發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一部署和控制，在全局起著優化配置、調節設備運行的作用。分布式控制指的是電器設備之間通過相互的通信技術，根據彼此的地理位置和用戶定義的功能需要來相互溝通，分別調節自身設備以達到由于集中控制不能及的細小的運行調節，使得各個設備能夠相互配合穩定工作，使得電器之間的協作具有智能化。
（五）智能家居統一信息平臺
管理信息系統在工作和生活中的各個領域都可以見到，但是智能家居的信息管理系統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，挖掘數據之間的規律，協調電器設備運行，降低功耗。
智能家居統一信息平臺在普通信息管理系統的基礎上需要添加智能分析和控制的模塊，以達到電器控制的智能化。除此之外，統一信息平臺需要提供標準的信息通信接口與各種類型的電器設備進行通信，采集設備運行信息。
三、發展前景展望
智能家居的發展，是眾多高新技術發展的集中體現，是一種不斷發展的領域。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。
我們現在可以看到很多家用電器設備的新發展：電腦一體機的熱銷，使得電腦的娛樂使用家電化了；嵌入式技術的發展，使得空調、冰箱、洗衣機、微波爐等電器變得智能化；無線通信技術的發展使得電器的綜合控制和布線設計的難度大大降低；聲、光、電子、微波技術使得數據的測量更加方便和準確。建立在眾多高新技術之上的智能家居會有更美好的未來。
參考文獻：
[1]馮凱,童世華.智能家居的由來及其發展趨勢[J].中國新技術新產品,2010(6):7
[2]孔寧.物聯網資源尋址關鍵技術研究[D].中國科學院研究生院（計算機網絡信息中心）,2008
[3]張文亮,劉壯志,王明,楊旭升.智能電網的研究進展及發展趨勢[J].電網技術,2009,33(13):1-11
