20世紀80年代末，隨著通信與信息技術的發展，出現了對住宅中各種通信、家電、安保設備通過總線技術進行監視、控制與管理的商用系統，這在美國稱為Smart Home，也就是現在智能家居的原型。在中國香港和臺灣等地區，還有數碼家庭、數碼家居等稱法。
1 智能家居
通常認為，智能家居就是以住宅為平臺，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。它是通過采用先進的計算機、通信、布線和控制技術，建立一個由家庭安全防護、網絡服務和家庭自動控制等系統組成的家庭綜合服務與管理集成系統，從而實現全面的安全防護、便利的通信網絡以及舒適的居住環境的家庭住宅。
物聯網智能家居與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，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為具有能動智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源消費節約資金。
2 智能家居系統的技術發展趨勢
智能家居系統在經歷了早期混亂的概念紛爭之后，目前已經逐漸進入理性時代，并逐漸深入到國民的生活之中，不斷地影響著人們的工作和生活。智能家居產品發展至今，在技術上也越來越成熟，功能開發上也更加趨于人性化，更加注重以市場需求為導向。雖然目前智能家居還沒有處于大規模的市場應用期，但隨著物聯網技術的不斷進步、智能家居概念的日益普及和推廣，人們對智能家居的需求也將日益增長。
智能家居系統是一個多功能技術的綜合系統，受到傳輸媒體、網絡平臺、集成系統等技術發展的影響，其相關技術具有以下幾方面發展趨勢。
2.1 硬件平臺的處理能力日益增強
早期的智能中控器采用8位單片機作為核心處理單元，功能比較簡單、純粹，往往只具備安防、三表采集、簡單文字信息發布和簡單的家電控制功能。近幾年很多廠家為了使自己的產品功能更全面、顯示更美觀，采用了處理能力更強的單片機或使用多顆單片機協同工作。這個時期的產品操作界面有比較大的改善，往往采用彩色LCD，大多帶有觸摸功能，集成了樓宇對講、家電控制等相對豐富的功能。目前，有一些國內外廠家采用32位的處理器結合先進的嵌入式開發平臺，開發出了更為先進的產品。基于該技術的產品處理能力顯著提升，以往無法處理的多媒體信息和增值服務都可以得以實現。由于采用專門的顯示引擎，所以界面更加豐富、美觀，家電控制功能也趨于完善。
2.2 智能家居平臺日益成為一個綜合平臺
起初，用戶依據對家居系統不同功能需求，往往是安裝了幾個彼此獨立的子系統，這無疑增加了安裝和使用的復雜性。隨著行業間技術的整合，智能家居系統已發展成集網絡信息、安防門禁、照明控制、電器控制、遠程控制等為一體的系統綜合平臺。與此同時，在電路的設計上大都實現功能的模塊化。智能模塊相當于智能家居平臺中的執行單元甚至是一個子系統，直接受控于控制系統，如同大腦和神經末梢的關系一樣， 協調動作才能完成整個控制過程。同時控制方式實現多樣化，隨著物聯網技術的迅猛發展，實現遠程控制、智能遙控、隨時隨地遙控等將成為可能。
2.3 由模擬向數字化轉變
如同模擬電視向數字電視、模擬手機向數字手機的逐步轉變一樣，智能家居平臺也正在經歷著一場由模擬到數字的變革。現在是數字化的時代，數字信號比模擬信號所傳輸的信息量要大很多，而且不像模擬信號那樣因為信號容易受到干擾或者衰減而導致信號缺失。數字化技術正在日益廣泛地應用到智能家居系統中來，主要表現在以下幾個方面：
（1） 在電路設計上采用越來越多的數字集成電路。現在的智能家居產品中使用了大量的數字芯片，集成度和可靠性比之從前的模擬電路有了很大提高。
（2） 顯示數字化大大提升了顯示效果，簡化了控制流程，用戶操作方便易學。
（3） 傳輸方式逐步走向數字化和多網合一，安防、對講、門禁、抄表逐步走向統一的以太網聯結。多網合一大大減少了施工和維護的復雜度，而且數字化提高了傳輸速率、可靠性和保密性。
2.4 組網技術從有線走向無線
智能家居系統的組網技術主要是解決各種信息家電之間的數據傳輸，能把外部連接傳入的數據傳輸到相應的家電上去，同時可以把內部數據傳輸到外部網絡。目前，智能家居內部組網技術分為有線組網和無線組網兩種技術：有線組網技術主要有電話線、以太網、電力線等，它們都存在著擴展性能差、布線繁瑣、影響美觀等缺點； 而相對于傳統的有線組網技術而言， 無線組網技術在智能家居的應用上更具有無須布線、安裝周期短、后期維護容易、網絡用戶容易遷移和功能擴展方便等優勢。在無線通信技術快速發展的今天，將無線通信技術應用于智能家居系統中已經成為一種趨勢，無線通信技術的進一步發展，定將使得智能家居系統發展更為快速，功能上的實現也更加容易。最常見的有ZigBee技術、藍牙技術、WiFi 技術、GPRS技術等。相信從有線走向無線的總趨勢無法逆轉。
2.5 家庭網關將成為技術核心
家庭網關是整個智能家居系統中的核心部分，一方面它將所有功能集成在一個統一的平臺之上，主要完成家庭內部網絡中各子系統間數據的傳輸、交換、共享等功能；另一方面它又負責對指令是否合法進行識別。由此可見家庭網關對網絡內部信息起交通樞紐和保護作用，故在今后的技術應用中對網關的重視度將不斷提高。
3 智能家居系統的組成結構
智能家居系統提供面向家庭設備的網絡平臺，將各種與信息相關的通信設備、家用電器設備和安防裝置等通過有線或無線方式連接成網絡，進行集中監視與控制、異地監視與控制和家庭事務管理，并通過設置各種組合條件控制，保持這些家庭設施與住宅環境的和諧與協調。其核心部分是家庭智能控制器、網絡家電與各種傳感器節點及各種控制模塊。從不同的角度分析智能家居，它可以劃分成不同的組織結構。
3.1 功能劃分
根據功能的不同，智能家居系統可以橫向劃分成三個主要子系統，包括安防報警子系統、家電控制子系統、環境信息服務子系統。每個子系統又可分成多個分子系統。圖1所示是一個智能家居的系統圖。
圖1 智能家居系統圖
智能家居系統中的安防報警子系統是一套負責家庭安全體系，這其中既包括人身和家庭財產的安全，也包括家庭設備的安全。為了實現這種安全體系，就需要配備相關的防衛措施，例如電子門禁系統、視頻監控系統、紅外防盜系統、玻璃破碎報警系統、室內跑水檢測報警系統、火災報警系統以及室內有毒、害氣體的檢測報警系統等。
智能家居系統中的家電控制子系統以智能家電及智能開關、插座為基礎，結合其他控制、傳輸系統，向用戶提供家電的統一管理和智能化應用。其中包括智能家庭娛樂系統、自動廚衛電器控制系統、多媒體信息服務系統以及室內溫濕度控制系統等。
智能家居系統中的環境信息服務子系統主要提供針對家庭生活環境、節能環保、多媒體信息以及其他相關信息的收集、傳送和改善等功能，包括自動窗簾控制系統、智能背景音樂系統、智能照明系統、多表（水、電、煤氣、暖氣等）抄送系統、供電控制系統以及家庭醫療日常監測系統等。
系統中的各子系統都配有家庭室內無線和有線遙控、手機電話遠程控制以及Internet遠程監控等功能，并結合其他系統為住戶提供一個溫馨舒適、安全節能、先進易用的家居環境，讓住戶充分享受到現代科技給居家生活帶來的安全、舒適、便利與精彩。
3.2 網絡層次的劃分
根據網絡層次的劃分，智能家居系統可以縱向分解成6個層次，包括信息采集感知層、命令執行應用層、內部信息傳輸層、中央處理控制層、外部網絡傳輸層以及遠程監測控制層。圖2所示是智能家居系統的網絡層次。
圖2中，信息采集感知層負責家庭各類基礎信息的收集、取樣，并通過傳輸層將信息傳送到處理控制層。主要設備包括以下幾方面：
（1） 溫度、濕度、光照、煙感、有害氣體、水位、玻璃破碎、紅外等各種傳感器；
（2） 水表、電表、煤氣表、熱表等；
（3） 各類視頻監控攝像頭；
（4） 家庭醫療監測設備；
（5） 指紋機、讀卡器、聲音識別器等。
命令執行應用層可根據傳輸層傳送來的操作命令，完成相關任務的執行功能。主要設備包括以下幾方面：
（1） 紅外、煙感、喇叭等各種報警器；
（2） 空調、冰箱、音響、熱水器等智能家電；
（3） 各類智能開關（包括電、水、煤氣等）、電源插座；
（4） 自動窗簾、智能照明、攝像機云臺等控制設備；
（5） 門磁、窗磁等。
圖2 智能家居系統結構圖
內部信息傳輸層主要負責將采集感知層的信息傳送到處理控制層，再將處理控制層的操作命令傳輸到執行應用層。根據采用設備的不同，本層可以采用有線或無線技術進行信息傳輸，也可以兩種技術混合使用。
中央處理控制層負責對采集感知層和外部網絡傳輸層傳送來的信息進行分析、處理、存儲和分配，并根據系統預先設定的程序規則，向執行應用層發出任務指令。這部分主要設備包括：
（1） 中央控制器；
（2） 信息處理服務器；
（3） 智能網關；
（4） 各類路由、交換設備；
（5） 各類控制面板、無線遙控器等。
外部網絡傳輸層主要是指各類公共網絡或專用網絡，如有線電視網、固定電話網、移動通信網以及小區局域網和供電網絡等。它的主要功能包括：
（1） 為家庭提供電視、電話、寬帶等多媒體信息服務；
（2）將家庭相關信息傳送到有關部門，如醫療監測數據、消費（水、電、煤氣、熱能等）信息等；
（3）將遠程監控設備的控制命令傳送到中央處理控制層。
遠程監測控制層是現在智能家居系統的主要特色，實現了在任何時間、任何地點都可以監測和控制家居環境和設備的功能。主要包括手機、PDA、筆記本等無線監控設備和計算機、固話等有線監控設備。
4 結 語
在許多人的概念里，智能家居這個詞離我們的生活似乎異常遙遠，只是存在于高科技展覽會里的表演，或是富豪們向人們炫耀財富而展示的一種家居裝飾。事實上，近年來智能家居已開始一步一步走進越來越多的普通家庭。一套完整的智能家居系統一般包括安防、監控、影音、家電、照明等幾大子系統，價格上也可以被消費者所接受，我們完全可以根據自己的需要和喜好選擇安裝子系統，以滿足自己居家的各種需求。
智能家居是一個多功能的技術系統，包含的內容比較多，家庭內各子系統和設備都是通過智能的家庭網絡實現網絡化、智能化。相信不久的將來，甚至日常器具也可以通過增加其內在智能，在網絡上發送信息，為人們提供更豐富的智能服務。今后，統一的網絡結構和控制平臺，靈活的接入方式，高可靠性和兼容性，低成本，提供舒適、安全和高效的家庭環境，是智能家居發展的目標。