智能家居核心技術(shù)

近年來，隨著智能家居的普及與平民化發(fā)展，越來越多的家庭及領(lǐng)域成為了智能家居的受眾。在政策利好、核心技術(shù)的推動下，智能化給大眾的生活帶來了新的活力與便利性。那么，你知道智能家居核心技術(shù)是什么嗎？下面跟小編一起來看看吧！

智能家居核心技術(shù)

一、多種無線通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

智能家居將門窗、照明、家電、安防、影音等家居設(shè)備集成化和系統(tǒng)化的特點，要求采用一定的方式將各種設(shè)備連接起來進(jìn)行統(tǒng)一操控和管理，而無線通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大大滿足了這種需求。隨著家庭控制和智能化的不斷進(jìn)步，無線通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了不斷地完善與改進(jìn)。目前，在全球智能家居領(lǐng)域通用的無線通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括WIFI、藍(lán)牙、Z-WAVE以及ZigBee等并存的幾種短距離無線通訊技術(shù)，這些技術(shù)成為了智能家居連接和控制的主要方式和手段。

1、WIFI

作為全球應(yīng)用最為廣泛的短距離無線通訊技術(shù)，WIFI全稱WirelessFidelity，即無線保真，正式名稱是IEEE802.11b。WIFI技術(shù)是一種無線通信協(xié)議，屬于短距離無線通信技術(shù)，可以將個人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機)等終端以無線方式互相連接。WIFI是以太網(wǎng)的一種無線擴展，組網(wǎng)的成本更低，傳輸速度較高、速度非?？欤瑹o線電波的覆蓋范圍半徑則可達(dá)100米。WIFI可以嵌入到其它設(shè)備中，如醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備，樓宇控制系統(tǒng)等。

2、藍(lán)牙

藍(lán)牙技術(shù)主要分為BT3.0+HS和4.0版本中加入的Wibree標(biāo)準(zhǔn)也就是BluetoothLowEnergy(BLE)。在輕家居領(lǐng)域，主要討論BLE部分。低功耗藍(lán)牙(BLE)技術(shù)是低成本，短距離，可互操作的魯棒性無線技術(shù)，工作在2.4G頻段。BLE采用可變連接時間間隔，幾毫秒到幾秒，利用快速的連接方式，平時可以處于“非連接”狀態(tài)節(jié)省能源，此時鏈路兩端相互間只是知曉對方，只有在必要時才開啟鏈路，然后在盡可能短的時間內(nèi)關(guān)閉鏈路，因此擁有極低的運行和待機功耗。

3、Z-Wave

Z-Wave是由丹麥公司Zensys所主導(dǎo)的無線組網(wǎng)規(guī)格，Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡(luò)的短距離無線通信技術(shù)。工作頻帶為908.42MHz，868.42MHz信號的有效覆蓋范圍在室內(nèi)是30m，室外可超過100m，適合于窄帶寬應(yīng)用場合。Z-Wave技術(shù)設(shè)計用于住宅、照明商業(yè)控制以及狀態(tài)讀取應(yīng)用，例如抄表、照明及家電控制、HVAC、接入控制、防盜及火災(zāi)檢測等。

4、ZigBee

ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，是一種新興的近程(10-100m)、低速率(250Kbps標(biāo)稱速率)、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無線連接，適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。其主要特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、高可靠等。ZigBee使用頻段為2.4G、868MHz以及915MHz。

簡而言之，ZigBee就是一種便宜的、低功耗、自組網(wǎng)的短距離無線通訊/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是通過許多技術(shù)實現(xiàn)的，從應(yīng)用末端感知的核心技術(shù)角度，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以分為以下三大類：

第一，基于RFID的應(yīng)用。在想要監(jiān)控和管理的對象上嵌入RFID智能標(biāo)簽，這樣，借助已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、中間件技術(shù)，就可以構(gòu)建一個由大量的讀寫器和無數(shù)移動的電子標(biāo)簽組成的物聯(lián)網(wǎng)，也就是基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)。

第二，基于傳感器的應(yīng)用。在想要控制和管理的對象周圍布置大量的傳感器節(jié)點，通過節(jié)點采集監(jiān)控對象的信息，并將這些采集到的信息傳送到信息處理中心，從而根據(jù)采集到的信息構(gòu)建一個對“物”進(jìn)行監(jiān)控和管理的物聯(lián)網(wǎng)。

第三，基于M2M的應(yīng)用。這里的M既可以是人（Man），也可以是機器（Machine），M2M泛指人、機器之間建立連接的所有手段和技術(shù)，涵蓋了增強機器設(shè)備通信和網(wǎng)絡(luò)能力的技術(shù)，其技術(shù)目標(biāo)是促進(jìn)設(shè)備的智能化。通過M2M技術(shù)，可以構(gòu)建人對機器（MantoMachine）、機器對人（MachinetoMan）和機器對機器（MachinetoMachine）的物聯(lián)網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用

依據(jù)業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為的物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，家居物聯(lián)網(wǎng)可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

1、感知層

全面感知是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個特征，即利用射頻識別（RFID）、二維碼、GPS、攝像頭、傳感器等感知、捕獲、測量技術(shù)手段，隨時隨地地對感知對象進(jìn)行信息采集和獲取。在智能家居中，感知對象分為人們所生活的家庭環(huán)境和人本身，傳統(tǒng)智能家居中的8大子系統(tǒng)可作為感知層的執(zhí)行設(shè)備。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)還應(yīng)用了許多典型的感知技術(shù)，比如無線溫濕度傳感器，無線門磁、窗磁，無線燃?xì)庑孤﹤鞲衅鞯取?/p>

2、網(wǎng)絡(luò)層

物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)層包括各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)形成的融合網(wǎng)絡(luò)。除此之外，還包括家居物聯(lián)網(wǎng)管理中心、信息中心、云計算平臺、專家系統(tǒng)等對海量信息進(jìn)行智能處理的部分。在智能家居中，網(wǎng)絡(luò)層不但要具備網(wǎng)絡(luò)運營的能力，還要提升信息運營的能力，如對數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用等。在網(wǎng)絡(luò)層中，尤其要處理好可靠傳送和智能處理這兩個問題。

3、應(yīng)用層

應(yīng)用層是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能家居專業(yè)技術(shù)相結(jié)合來實現(xiàn)家居智能化應(yīng)用的解決方案集。物聯(lián)網(wǎng)通過應(yīng)用層最終實現(xiàn)信息技術(shù)和傳統(tǒng)家居的深度融合，這主要體現(xiàn)在智能電網(wǎng)應(yīng)用、家庭醫(yī)療應(yīng)用、多媒體娛樂應(yīng)用、家庭安防應(yīng)用和家庭控制應(yīng)用等。除此之外，應(yīng)用層還為家庭服務(wù)商提供有第三方接口，以提供便于人們生活的各種服務(wù)。

以上是對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及其在智能家居系統(tǒng)中應(yīng)用的簡單分析，智能家居系統(tǒng)仍舊需要多行業(yè)的深度合作才能夠提供一個全方位的智能家居。

三、人工智能技術(shù)

智能家居離不開人工智能技術(shù)的支持，兩者密不可分但是卻不盡相同。智能家居的誕生就是為了人類能夠在家庭住宅中生活的更舒適便捷，而人工智能則是更多應(yīng)用到各個領(lǐng)域中，與不同行業(yè)發(fā)生巧妙的化學(xué)反應(yīng)。

人工智能技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了新的交互方式，包括語音識別、語音理解、動作識別、甚至腦電波識別等技術(shù)讓人更加自然、靈活多樣、輕松地與智能家居系統(tǒng)進(jìn)行交互并達(dá)到預(yù)期效果，新的交互形式的最終形態(tài)會以家庭服務(wù)機器人這樣的人形載體來實施與人的交互；通過機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)，讓人工智能能夠更好地了解空間環(huán)境和人，進(jìn)而主動思考判斷，真正像一個管家一樣為家庭成員提供服務(wù)。

人工智能在智能家居方面的應(yīng)用極為廣泛的，智能家居系統(tǒng)各個方面都需人工智能技術(shù)的支持，人工智能與智能家居的結(jié)合最主要在三個方面：控制、反饋、融合。

第一階段是控制：可控制智能家居的遠(yuǎn)程開關(guān)、定時開關(guān)，門鎖開關(guān)等。

第二階段是反饋：智能家居記錄了用戶的相關(guān)生活習(xí)慣、愛好等數(shù)據(jù)，通過人工智能反饋給用戶。比如："你最近一直反復(fù)聽這首歌哦，最近幾天看電視有點多哦"，諸如此類反饋。

第三階段是融合：當(dāng)用戶和智能家居進(jìn)行對話時，人工智能會辨別用戶當(dāng)前心情的好壞，自動為用戶播放歌曲或者講故事哄用戶開心。根據(jù)某些特殊情況或者一些特殊節(jié)日，自動調(diào)整室內(nèi)的燈光氣氛和室內(nèi)的溫度濕度。

人工智能對于智能家居的技術(shù)支持目前還是處于初級階段，隨著人工智能技術(shù)的成熟發(fā)展，人工智能的視覺分支--圖像識別技術(shù)，語音識別技術(shù)、涉及圖像處理、模式識別、計算機視覺、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多門學(xué)科，都將是智能家居系統(tǒng)重要的輔助技術(shù)。

目前人工智能在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個應(yīng)用場景：

1、智能家電

通過人工智能技術(shù)豐富家用電器的功能，對家電進(jìn)行智能化升級，為各種音樂類智能輔助設(shè)備提供智能服務(wù)和類型的人工智能應(yīng)用模式是目前最為智能家居市場所廣泛接受的。

2、家庭安全和檢測

通過利應(yīng)用人工智能傳感器技術(shù)保障用戶自身和家庭的安全，對用戶自身健康、幼兒和寵物進(jìn)行監(jiān)測，此類型的人工智能應(yīng)用模式數(shù)量最多，比如智能安防系統(tǒng)就屬于這一類的應(yīng)用。

3、智能控制平臺

通過開發(fā)完整的智能家居控制系統(tǒng)或控制器，使得居住者能夠智能控制室內(nèi)的門、窗和各種家用電子設(shè)備，此類型的人工智能應(yīng)用模式是各大科技公司在智能家居領(lǐng)域角力的主賽場。

4、機器人

人工智能在家居機器人中的成熟形態(tài)包括陪護(hù)、保潔、對話聊天等場景，目前市場上不少企業(yè)也開始試水功能更豐富的智能家居機器人，比如我們揚子智能家居的女神機器人就屬于這一類。

四、5G技術(shù)

隨著5G技術(shù)的興起和不斷成熟，智能家居行業(yè)迎來新的發(fā)展機會，市場規(guī)模擴張也十分迅速。隨著家庭收入的提高，人均可支配收入不斷增加，未來民眾生活水平的提高，對家居智能化的需求也變得更多。

技術(shù)的快速發(fā)展往往會帶動產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，那么5G的發(fā)展對技術(shù)于智能家居行業(yè)有哪些影響呢？5G通信最首要的優(yōu)勢即是"快"，理論值最高可達(dá)到每秒20Gb。同時5G網(wǎng)絡(luò)具有更低的延遲以及更快的緩沖速度，這對于需要多種不同設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)的智能家居來說，意義重大，它可以讓更多家用設(shè)備的快速、穩(wěn)定接入成為可能。

5G技術(shù)對于智能家居發(fā)展應(yīng)用的推動主要體現(xiàn)在五個方面：整合更多的物聯(lián)智能設(shè)備；提供更流暢的多媒體內(nèi)容；為高質(zhì)量的語音和視頻通話做出更好保障；更快的上傳和下載速度；為智能技術(shù)的延伸提供強有力的技術(shù)支持。

具體表現(xiàn)在：

1、5G技術(shù)提升傳輸速度

目前絕大多數(shù)的智能家居設(shè)備都在低功率下運行，并且通過不同的方式相互交換信息，這樣一來就增加了設(shè)備傳輸間的延時問題，這直接影響了整個智能家居生活的體驗，5G的超高速傳輸?shù)某霈F(xiàn)將有助于信息的檢測和管理，這樣一來，智能設(shè)備之間的"感知"將更精確更迅速，有利于提高整個智能家居控制系統(tǒng)的智慧化程度。使得整個系統(tǒng)更為穩(wěn)定，傳輸速率更快。

2、5G技術(shù)有助于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

對于通訊質(zhì)量和速度要求都較高的智能家居行業(yè)來說，目前各個廠家都專注于連接自己的產(chǎn)品，而沒有一個公共的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這種相對封閉的環(huán)境并不利于智能家居的發(fā)展，而通過5G網(wǎng)絡(luò)或許就有助于解決這一問題，因為5G技術(shù)是由官方牽頭并經(jīng)國際權(quán)威機構(gòu)制訂標(biāo)準(zhǔn)，這就直接打破了各廠商自訂標(biāo)準(zhǔn)，割據(jù)一方的混亂局面，有利于推動智能家居市場的蓬勃發(fā)展。

3、5G技術(shù)使設(shè)備響應(yīng)速度更快

智能家居中智能家電、家庭安防數(shù)據(jù)傳輸都需要穩(wěn)定、快速的通信網(wǎng)絡(luò)，而目前，在4G網(wǎng)絡(luò)下，信息傳輸慢，設(shè)備與設(shè)備交換信息存在延時情況，這種情況在家庭影音和視頻通話之間顯得尤為明顯。5G最明顯的優(yōu)勢之一就是"速度快"，每秒高達(dá)10Gb，能承載更多設(shè)備連接、傳輸更大流量，這種高速率將給用戶帶來更好體驗。5G時代到來后，智能家居產(chǎn)品將更靈敏，其它傳統(tǒng)家電設(shè)備響應(yīng)速度也會大幅提升。

4、5G實現(xiàn)信息交換到數(shù)據(jù)交換

眾所周知，所有智能家居設(shè)備都在低功率下串聯(lián)，并且通過不同方式相互交換信息，這樣一來就增加了設(shè)備傳輸間延時和傳輸超窄帶寬問題，影響了整個智能家居生活體驗，特別是在需要高頻率交互和有龐大數(shù)據(jù)包傳輸?shù)耐饴?lián)網(wǎng)互動產(chǎn)品之間尤為明顯。5G網(wǎng)絡(luò)超高速率、極大容量、超低延時等優(yōu)勢可以支撐海量設(shè)備互聯(lián)，大量數(shù)據(jù)包傳輸，人以及設(shè)備之間可以實現(xiàn)真正的連接，更多硬件都能在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下連接傳感器實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)處理與智能操控。

5、5G帶來更好的用戶體驗

現(xiàn)在人們對于便利生活要求越來越高，對于消費內(nèi)容質(zhì)量也越來越高，然而目前，所有智能家居設(shè)備都在低功率下運行，并且通過不同方式相互交換信息，這樣一來就增加了設(shè)備傳輸間延時問題，影響了整個智能家居生活體驗，特別是在家庭影音和視頻通話之間尤為明顯。5G最明顯優(yōu)勢之一就是"傳輸速度快"，這種高速率有助于信息檢測和管理，能使設(shè)備之間"感知"更加精確，有利于提高整個智能家居控制系統(tǒng)智慧化程度，將給用戶帶來更好體驗。

智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢

巨頭頻頻進(jìn)入智能家居領(lǐng)域，政策扶持促進(jìn)行業(yè)發(fā)展

基于廣闊的市場空間、5G、LOT、AI等技術(shù)快速迭代、新基建的政策紅利以及新消費形勢的需求，智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速。國內(nèi)各家巨頭公司也紛紛涌入這個賽道。

除了華為以外，海爾也相繼在北京、青島等落地三翼鳥體驗店。三翼鳥提供陽臺、廚房、衛(wèi)浴、全屋空氣、全屋用水、視聽等全場景生態(tài)解決方案。

魅族也在近期發(fā)布一系列智能家居新品，并宣布接下來將通過照明、安防、控制三大領(lǐng)域為用戶構(gòu)建全屋智能的基礎(chǔ)。顯然巨頭們都不想要錯過這個賽道。

除了巨頭們紛紛角逐之外，另一方面，政策扶持智能家居行業(yè)發(fā)展的意圖明顯。諸如《智慧家庭綜合標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)指南》《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018-2020）》等。

近日，國家市場監(jiān)督管理總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布2020年第21號中國國家標(biāo)準(zhǔn)公告，批準(zhǔn)了包括兩項物聯(lián)網(wǎng)智能家居在內(nèi)的106項國家標(biāo)準(zhǔn)和2項國家標(biāo)準(zhǔn)修改單，將于2021年5月1日施行。

而得益于5G、AI等領(lǐng)域的發(fā)展，也為智能家居提供了強大的技術(shù)支撐，相信未來幾年，智能家居行業(yè)也會迎來發(fā)展期。

智能家居目前還存在哪些難點？

全屋智能是未來智慧家庭發(fā)展的必然趨勢。盡管智慧家庭市場已愈發(fā)受到各方重視，但距離真正落地還有很長路要走。

首先是技術(shù)難點，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、邊緣計算和人工智能是智能家居領(lǐng)域的四大關(guān)鍵技術(shù)。智能家居的提升離不開科技層面的快速發(fā)展。5G會讓物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更成熟，保持智能單品實時在線，云計算對大量信息進(jìn)行存儲和處理，邊緣計算讓反饋更及時，終端人工智能讓服務(wù)更貼心，短距離無線通信技術(shù)讓系統(tǒng)更延展。

而隨著以上關(guān)鍵4大技術(shù)的發(fā)展，相對應(yīng)的，智能家居也會迎來蓬勃發(fā)展期。目前，我國的技術(shù)發(fā)展，還有很長的路要走。

其次，安全也是一個大問題，連接設(shè)備的大量涌入房屋對系統(tǒng)構(gòu)成威脅，并可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。智慧家庭的安全問題是系統(tǒng)問題，需要技術(shù)、管理和法律法規(guī)協(xié)調(diào)，保障整個產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，目前智能家居的發(fā)展，還尚未很成熟。

最后，目前智能家居正處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，各智能家居企業(yè)更多注重智能單品的市場占有量和核心領(lǐng)導(dǎo)力，更多地推行自身的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品兼容性較差，數(shù)據(jù)共享與互聯(lián)互通的標(biāo)準(zhǔn)缺失。就比如說小米的智能家居可能和其他品牌很難兼容，行業(yè)內(nèi)沒有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這也是智能家居發(fā)展的一大難點。

總結(jié)來看，未來，智能家居仍舊是有著無限潛力的，跨界合作、生態(tài)演變、泛智能突破將會持續(xù)上演，將會持續(xù)優(yōu)化智能家居產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游，相信未來智能家居會有更多機會值得讓人期待。

以上便是小編為各位朋友提供的關(guān)于智能家居核心技術(shù)的相關(guān)介紹，希望對有需要的朋友能夠有一定的參考價值，如果以上信息對您有用，或者您想要了解更多相關(guān)信息，請繼續(xù)關(guān)注我們智和家，謝謝！