物聯(lián)網(wǎng)技術應用-智能家居-第3版教學課件第1章-智能家居概述

第1章智能家居概述本章要點2了解智能家居的有關概念智能家居在我國的發(fā)展情況。熟悉智能家居的特征與相關技術。熟悉智能家居的產(chǎn)業(yè)鏈與國家標準。掌握智能家居系統(tǒng)的組成。3世界第一幢“智能建筑”：1984年1月，美國聯(lián)合科技公司將建筑設備信息化、整合化概念應用于美國康涅狄格州哈特福特市的一幢舊金融大廈進行改建時，采用計算機系統(tǒng)對大樓的空調(diào)、電梯、照明等設備進行監(jiān)測和控制，并提供語音通信、電子郵件和情報資料等方面的信息服務。

從此也揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕。1.1智能家居的起源與發(fā)展1.1.1智能家居的起源此后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟比較發(fā)達的國家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛應用。4比爾.蓋茨的豪宅：比爾.蓋茨在他的《未來之路》一書中以很大篇幅描繪他正在華盛頓湖建造的私人豪宅--是“由硅片和軟件建成的”并且要“采納不斷變化的尖端技術”。這個豪宅完全按照智能住宅的概念建造，不僅具備高速上網(wǎng)的專線，所有的門窗、燈具、電器都能夠通過計算機控制，而且有一個高性能的服務器作為管理整個系統(tǒng)的后臺。1.1智能家居的起源與發(fā)展1.1.1智能家居的起源圖1-1比爾.蓋茨的豪宅5在國內(nèi)，智能家居不是一個單獨的產(chǎn)品，也不是傳統(tǒng)意義上的“智能小區(qū)”概念，而是基于小區(qū)的多層次家居智能化解決方案。我國的智能家居起步較晚，但發(fā)展較快，大致經(jīng)歷了4個階段。1.1智能家居的起源與發(fā)展1.1.2智能家居在國內(nèi)的發(fā)展1萌芽起步階段（2000年之前）整個行業(yè)還處在概念熟悉、產(chǎn)品認知的階段，還沒有出現(xiàn)專業(yè)的智能家居生產(chǎn)廠商，僅出現(xiàn)少數(shù)代理和銷售國外智能家居產(chǎn)品的公司，從事進口零售業(yè)務，產(chǎn)品多數(shù)銷售給在我國居住的歐美用戶。61.1智能家居的起源與發(fā)展1.1.2智能家居在國內(nèi)的發(fā)展2開創(chuàng)發(fā)展階段（2000~2010年）智能家居的概念在國內(nèi)逐步進入企業(yè)和家庭，先后成立了五十多家智能家居研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)。智能家居的市場逐漸啟動。2005年以后，由于技術等因素的制約和智能家居企業(yè)的快速成長所導致的激烈競爭，智能家居行業(yè)遭遇了市場的調(diào)整，部分智能家居生產(chǎn)企業(yè)退出市場，部分企業(yè)縮減了市場規(guī)模。與此同時，國外的智能家居品牌卻逐步進入中國市場。這一階段經(jīng)歷了從第一波快速發(fā)展到進入自我調(diào)整的穩(wěn)定發(fā)展時期。71.1智能家居的起源與發(fā)展1.1.2智能家居在國內(nèi)的發(fā)展3融合發(fā)展階段(2010年至今)這一階段的典型技術以物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)以及人工智能等息息相關。2011年11月，工業(yè)和信息化部發(fā)布物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃，把智能家居列入9個重點示范應用工程之后，各種利好政策接踵而來。在這一階段，國內(nèi)大批科技企業(yè)介入智能家居市場，如海爾、小米、華為等。智能家居產(chǎn)品也從單純的智能硬件的零散局部化的智能控制，開始與云計算、大數(shù)據(jù)庫以及人工智能等緊密結合，逐步向平臺和生態(tài)轉(zhuǎn)變，智能家居正向著更加智能、甚至智慧的方向發(fā)展。81.1智能家居的起源與發(fā)展1.1.2智能家居在國內(nèi)的發(fā)展3融合發(fā)展階段(2010年至今)“十四五”期間我國智能家居行業(yè)的重點發(fā)展方向：明確數(shù)字家庭服務功能。滿足居民獲得家居產(chǎn)品智能化服務的需求；滿足居民線上獲得社會化服務的需求；滿足居民線上申辦政務服務的需求。強化數(shù)字家庭工程設施建設。加強智能信息綜合布線；強化智能產(chǎn)品在住宅中的設置；強化智能產(chǎn)品在社區(qū)配套設施中的設置。完善數(shù)字家庭系統(tǒng)。加強數(shù)字家庭系統(tǒng)基礎平臺建設；加強與相關平臺對接；推進智能家居產(chǎn)品跨企業(yè)互聯(lián)互通和質(zhì)量保障；強化網(wǎng)絡和數(shù)字安全保障。91.1智能家居的起源與發(fā)展1.1.2智能家居在國內(nèi)的發(fā)展4成熟階段(預計到2030年之后)智能家居所強調(diào)的智能需要依賴信息化技術如人工智能技術、機器人技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展和成熟。而業(yè)界認為，這些技術的真正成熟，有可能在2030年之后。因此，智能家居的完全成熟發(fā)展與應用或?qū)⒃?030年左右真正實現(xiàn)。101.1智能家居的起源與發(fā)展1.1.3智能家居產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀智能家居產(chǎn)業(yè)鏈大致可以分為上游、中游、下游三部分，上游環(huán)節(jié)向下游環(huán)節(jié)輸送產(chǎn)品或服務，下游環(huán)節(jié)向上游環(huán)節(jié)反饋信息。圖1-2

我國智能家居行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結構圖111.2智能家居的基本概念1智能家居2智慧家庭3數(shù)字家庭4云計算6大數(shù)據(jù)5霧計算121.2智能家居的基本概念1.2.1智能家居智能家居是一個以家庭住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡通信、信息家電、設備自

動化，集系統(tǒng)、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的

居住環(huán)境。智能家居通過物聯(lián)網(wǎng)技術將家中的各種設備（如窗簾、空調(diào)、網(wǎng)絡

家電、音視頻設備、照明系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)以及三表抄送等）連

接到一起，提供家電控制、照明控制、窗簾控制、安防監(jiān)控、情景模式、遠程

控制、遙控控制以及可編程定時控制等多種功能和手段。131.2智能家居的基本概念1.2.1智能家居隨著物聯(lián)網(wǎng)、AI、5G等技術的發(fā)展，智能家居正在從“單品智能”邁入“全屋智能”時代。圖1-3智能家居示意圖141.2智能家居的基本概念1.2.1智能家居綠米聯(lián)創(chuàng)CEO游延筠認為，全屋智能最終要解決的是三件事：做你不想做的事情、做你做不到的事情、猜你想做的事情。151.2智能家居的基本概念1.2.2智慧家庭智慧家庭是指以物聯(lián)網(wǎng)、寬帶網(wǎng)絡為基礎，依托移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息化技術，構建安全、舒適、便利、智能、溫馨的居家環(huán)境，實現(xiàn)服務的智能化提供、人與家庭設施的雙向智能互動。智慧家庭可以看作是智慧城市理念在家庭層面的體現(xiàn)，是信息化技術在家庭環(huán)境的應用落地。2016年11月14日，我國工信部、國家標準化管理委員會聯(lián)合印發(fā)了《智慧家庭綜合標準化體系建設指南》?！督ㄔO指南》指出，智慧家庭服務的典型應用主要包括健康管理、居家養(yǎng)老、信息服務、互動教育、智能家居、能源管理、社區(qū)服務和家庭安防等8個方面。161.2智能家居的基本概念1.2.2智慧家庭智慧家庭是一套跨界的依據(jù)用戶服務需求創(chuàng)新定義的服務產(chǎn)品整合系統(tǒng)。圖1-4愛悠智慧家庭示意圖171.2智能家居的基本概念1.2.3數(shù)字家庭數(shù)字家庭是一個系統(tǒng)，主要以住宅為載體，由家居產(chǎn)品和提供連接、控制、服

功能的平臺構成，其目標是為居民提供安全、健康、舒適、愉悅、便捷的高品質(zhì)

生活服務。數(shù)字家庭涉及到住宅開發(fā)與物業(yè)服務、產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)、政府基層治理與公共服務、

社會化服務等多個領域，包含居民、生產(chǎn)商、開發(fā)商、服務商、政府等多種角色

實體，其建設、使用、運維及服務構成了相互關聯(lián)的復雜生態(tài)系統(tǒng)。181.2智能家居的基本概念1.2.4云計算云是網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法，云計算（CloudComputing）是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，它的運算能力是每秒10萬億次。通過云計算可以按需將共享

的軟硬件資源和信息提供給計算機和其他設備，如用戶可通過臺式電腦、筆記

本電腦、平板電腦、智能手機或其他智能終端接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進行

運算。

典型的云計算提供商往往提供通用的網(wǎng)絡業(yè)務應用，可以通過瀏覽器等軟件或者

其他Web服務來訪問，而軟件和數(shù)據(jù)都存儲在服務器上。191.2智能家居的基本概念1.2.4云計算圖1-5云計算環(huán)境下數(shù)據(jù)中心管理201.2智能家居的基本概念1.2.4云計算智能家居的穩(wěn)定性、可靠性，在很大程度上建立在良好的硬件基礎上，沒有容量足夠大的存儲設備，將會造成信息難以儲存，甚至大量的數(shù)據(jù)會因此遺失，自然更難對其進行針對性的查詢分析以及計算。云是一種低成本的虛擬計算資源，云計算將這些資源集中起來，自動管理，用戶隨時隨地可以申請部分資源，支持各種應用程序的運轉(zhuǎn)，省去了大量的維護工作，自然就可以降低成本，提高工作效率，獲取更好的服務。為了滿足智能家居的種種需求，云計算成為了智能家居最好的伙伴，通過云計算，建設一個云家，即可更加精準快速地實現(xiàn)對家居設備的控制，而且在用戶獲得更好的云服務的同時，成本也更加低廉。211.2智能家居的基本概念1.2.5霧計算霧計算(FogComputing)是云計算延伸出的概念。霧計算采用分布式的計算方式，將計算、通信、控制和存儲資源與服務分給用戶或靠近用戶的設備與系統(tǒng)。霧計算主要用于管理聯(lián)網(wǎng)的傳感器和邊緣設備的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)、處理和應用程序放置在網(wǎng)絡邊緣的設備中，并不全部保存在云端數(shù)據(jù)中心。通過霧計算，大量實時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)沒有必要全部上傳到云端，然后再從云端傳回來，而將那些需要靠近智能物體的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡的邊緣直接進行有效處理，使用戶可以在本地分析和管理數(shù)據(jù)，并進行控制使用，從而提高數(shù)據(jù)處理效率。搭配分布式的霧計算，通過智能路由器等設備和技術手段，在不同設備之間組成數(shù)據(jù)傳輸帶，可以有效減少網(wǎng)絡流量，數(shù)據(jù)中心的計算負荷也相應減輕。221.2智能家居的基本概念1.2.6大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)（bigdata）是指無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。業(yè)界通常用5個V來概括大數(shù)據(jù)的特征：容量（Volume），種類（Variety），

速度（Velocity），可變性（Variability），真實性（Veracity）。大數(shù)據(jù)的特色在于對海量數(shù)據(jù)進行分布式數(shù)據(jù)挖掘，必須依托云計算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲、虛擬化技術。大數(shù)據(jù)已經(jīng)與我們的工作生活息息相關、須臾難離。2015年，我國提出推行

國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略。231.2智能家居的基本概念1.2.6大數(shù)據(jù)圖1-6大數(shù)據(jù)分析處理架構圖241.3智能家居的主要特征1.3.1操作方式簡單操作方式越來越人性化，如3D人臉識別、語音控制、隔空操控等新一代信息技術能實現(xiàn)高精準身份認證和無感開鎖；能用通俗語氣的語音指令控制智能家居；或用一個手勢也能控制不同的應用情景。1.3.2組網(wǎng)形式靈活家庭網(wǎng)絡主要分無線網(wǎng)絡與有線網(wǎng)絡兩種。無線網(wǎng)絡又分射頻技術、ZigBee技術與Z-wave技術等，有線網(wǎng)絡也分總線技術與電力線載波技術，

總線技術又有KNX總線、LonWorks總線、RS-485總線、CAN總線等。家庭網(wǎng)絡始終保持與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)的隨時相連，為智能家居

控制提供了網(wǎng)絡基礎。251.3智能家居的主要特征1.3.3設備互聯(lián)互通各種家用電器可通過家庭網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)互通，智能家居系統(tǒng)的可監(jiān)控能耗模式是借助無線通信、計量和控制技術實現(xiàn)。可以采用的無線通信方式包括Wi-Fi或ZigBee等。1.3.4功能任意擴展智能家居的控制主機的軟件系統(tǒng)在逐步更新升級，控制功能也在不斷完善。

除能實現(xiàn)智能燈光控制、電器控制、安防報警、背景音樂、視頻共享、門窗

控制和遠程監(jiān)控外，還可實現(xiàn)自動澆花掃地、兒童關愛、智慧康養(yǎng)、寵物看

護、緊急電話求助等。261.3智能家居的主要特征1.3.5系統(tǒng)穩(wěn)定可靠如百度AIoT安全方案可為智能家居系統(tǒng)供低成本的安全服務。智能家居的控制主機是基于互聯(lián)網(wǎng)+GSM移動網(wǎng)雙網(wǎng)平臺設計，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，即使在某些互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)速低或不穩(wěn)定的地方使用也不會影響系統(tǒng)的主要功能。如綠米聯(lián)創(chuàng)Aqara研發(fā)的方舟技術?系統(tǒng)自動化場景容災技術，可防止最壞的情況發(fā)生。271網(wǎng)絡通信技術2安全防范技術1.4智能家居相關技術3自動控制技術4物聯(lián)網(wǎng)技術5環(huán)境感知技術6人工智能技術7音視頻技術281.4智能家居相關技術1.4.1網(wǎng)絡通信技術網(wǎng)絡通信技術是指通過計算機、通信網(wǎng)和網(wǎng)絡設備對語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息進行采集、存儲、處理和傳輸?shù)?，使信息資源達到充分共享的技術。通信網(wǎng)按功能與用途不同，一般可分為物理網(wǎng)、業(yè)務網(wǎng)和支撐管理網(wǎng)三種。

物理網(wǎng)是由用戶終端、交換系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)等通信設備所組成的實體結構，

是通信網(wǎng)的物質(zhì)基礎，也稱裝備網(wǎng)。

業(yè)務網(wǎng)是疏通電話、電報、傳真、數(shù)據(jù)、圖像等各類通信業(yè)務的網(wǎng)路，是指

通信網(wǎng)的服務功能。按其業(yè)務種類，可分為電話網(wǎng)、電報網(wǎng)，數(shù)據(jù)網(wǎng)等。

支撐管理網(wǎng)是為保證業(yè)務網(wǎng)正常運行，增強網(wǎng)路功能，提高全網(wǎng)服務質(zhì)量而

形成的網(wǎng)絡。按其功能不同，可分為信令網(wǎng)、同步網(wǎng)和管理網(wǎng)。291.4智能家居相關技術1.4.1網(wǎng)絡通信技術圖1-7在異地用手機對家里的空調(diào)進行控制301.4智能家居相關技術1.4.2安全防范技術安全防范技術是社會公共安全科學技術的一個分支，具有其相對獨立的技術內(nèi)容和專業(yè)體系。按照學科專業(yè)、產(chǎn)品屬性和應用領域的不同，可以分為：入侵探測與防盜報警技術；視頻監(jiān)控技術；出入口目標識別與控制技術；報警信息傳輸技術；移動目標反劫、防盜報警技術；社區(qū)安防與社會救助應急報警技術；實體防護技術；防爆安檢技術；安全防范網(wǎng)絡與系統(tǒng)集成技術；安全防范工程設計與施工技術。311.4智能家居相關技術1.4.2安全防范技術安全防范技術通常分為三類：

（1）物理技術防范。主要指實體防范技術，如建筑物和實體屏障以及與其匹配的各種實物設施、設備和產(chǎn)品（如門、窗、柜、鎖等）；

（2）電子防范技術。主要是指應用于安全防范的電子、通信、計算機與信息處理及其相關技術，如：電子報警技術、視頻監(jiān)控技術、出入口目標識別與控制技術、計算機網(wǎng)絡技術以及其相關的各種軟件、系統(tǒng)工程等。

（3）生物統(tǒng)計學防范技術。主要是法庭科學的物證鑒定技術和安全防范技術中的模式識別相結合的產(chǎn)物，主要是指利用人體的生物學特征進行安全技術防范的一種特殊技術門類，應用較廣的有指紋、掌紋、眼紋、聲紋等識別控制技術。321.4智能家居相關技術1.4.3自動控制技術自動控制技術是控制論的技術實現(xiàn)應用，是通過具有一定控制功能的自動控制系統(tǒng)，來完成某種控制任務，保證某個過程按照預想進行，或者實現(xiàn)某個預設的目標。從控制的方式看，自動控制系統(tǒng)有閉環(huán)和開環(huán)兩種。(1)閉環(huán)控制。閉環(huán)控制也就是反饋控制，系統(tǒng)組成包括傳感器、控制裝置和

執(zhí)行機構。如智能家居中的門窗控制、安防報警等。

(2)開環(huán)控制。開環(huán)控制也叫程序控制，這是按照事先確定好的程序，依次發(fā)出信號去控制對象。如智能家居中的燈光控制、電器控制、情景控制等。331.4智能家居相關技術1.4.4物聯(lián)網(wǎng)技術物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)技術（InternetofThings，IoT）是信息科技產(chǎn)業(yè)的第三次革命。物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物體與網(wǎng)絡相連接，物體通過信息傳播媒介進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能。物聯(lián)網(wǎng)是一種復雜、多樣的系統(tǒng)技術，它將“感知、傳輸、應用”3項技術結合在一起，是一種全新的信息獲取和處理技術。341.4智能家居相關技術1.4.5環(huán)境感知技術環(huán)境感知技術與傳感器技術密不可分。在智能家居系統(tǒng)中，傳感器將感知到的物理量、化學量或者生物量等轉(zhuǎn)化成能夠處理的數(shù)字信號。在智能家居的系統(tǒng)控制中，環(huán)境感知技術還與無線網(wǎng)絡技術等相結合，將感知信息處理后再與無線通信技術等結合到一體，形成智能可靠的無線傳感器節(jié)點。無線傳感器節(jié)點配備有滿足不同應用需求的傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、紅外線感應器、位移傳感器、壓力傳感器等。351.4智能家居相關技術1.4.5環(huán)境感知技術無線傳感器節(jié)點由傳感單元、處理單元、無線收發(fā)單元和電源單元等幾部分組成。圖1-8無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點結構傳感單元：用于感知、獲取監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的信息，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；處理單元：由嵌入式系統(tǒng)構成，負責控制和協(xié)調(diào)節(jié)點各部分的工作，存儲和處理自身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)；無線收發(fā)單元：由無線通信模塊組成，負責與其他傳感器節(jié)點進行通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；電源單元：能夠為傳感器節(jié)點提供正常工作所必需的能源，通常采用微型電池。361.4智能家居相關技術1.4.5環(huán)境感知技術在智能家居的環(huán)境感知中，還涉及對物體或人的感知、自動識別與定位。自動識別技術指使用一定的識別裝置(如攝像頭、指紋識別器等)，通過被識別物品和識別裝置之間的接近活動，自動地獲取被識別物品的相關信息，并提供給后臺的計算機處理系統(tǒng)來完成相關后續(xù)處理的一種技術。目前智能家居中采用的識別技術有圖像識別技術、射頻識別RFID技術、GPS定位技術、紅外感應技術、聲音識別技術、動作識別技術(姿態(tài)、手勢等)、生物特征識別技術(指紋、虹膜等)等。371.4智能家居相關技術1.4.6人工智能技術人工智能(ArtificialIntelligence，AI)是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的

智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。1.4.7音視頻技術音視頻技術是研究音頻信號和視頻信號的產(chǎn)生、收集、處理、傳輸和存儲的技術，是傳統(tǒng)音響技術與現(xiàn)代數(shù)字聲像技術相結合的一門實用技術。智能家居中的背景音樂、家庭影院就是音視頻技術的具體應用。智能家居技術涉及面較廣。今后可靠的無線控制技術將會成為未來智能家居技術的主流，而觸摸式、聲控式、感應式等更多人性化的控制技術也會得到發(fā)展。381.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.1智能家居主要功能智能家居系統(tǒng)的組成大致可分為硬件設備和軟件系統(tǒng)。從智能家居的主要功能上進行劃分，主要包括控制管理、照明控制、家庭安防、環(huán)境監(jiān)控、健康監(jiān)控、能源管控、自動管家、背景音樂、家庭影院9個子系統(tǒng)。圖1-9智能家居系統(tǒng)主要功能391.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.1智能家居主要功能1控制管理控制管理是智能家居的控制中心。接收各種控制方式的信息，如本地控制、遙控控制、情景控制、手機遠程控制、觸摸感應控制、定時控制等；將各種控制信息經(jīng)過處理，發(fā)出相對應的指令，對智能家居的設備進行操作控制，完成某種特定功能，如家電控制、燈光控制、窗簾控制、環(huán)境(溫濕度)控制、節(jié)能控制、娛樂控制、安防控制、健康監(jiān)控、車輛控制和家庭灌溉控制等。401.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.1智能家居主要功能2照明控制智能照明控制是指用多種智能控制方式實現(xiàn)對住宅內(nèi)所有燈具的開啟關閉、亮度調(diào)光、全開、全關以及組合控制的形式，實現(xiàn)“回家、離開、會客、用餐、影院”等多種燈光情景效果，從而達到照明智能的節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的功能。411.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.1智能家居主要功能3家庭安防安防控制主要實現(xiàn)家庭防盜、防火、煤氣泄漏監(jiān)測與報警、用電安全、用水安全、家電安全、車輛安全等，并能夠提供自動報警及自動處理、緊急求助等。家庭安防涉及的傳感器包括門磁感應器、紅外感應器、玻璃破碎探測器、吸頂式熱感探測器、煤氣泄漏探測器、煙感探測器、監(jiān)控攝像頭等。421.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.1智能家居主要功能4環(huán)境監(jiān)控主要對家居中的環(huán)境情況，如室內(nèi)溫度、空氣濕度、有害氣體含量

(二氧化碳濃度、甲醛濃度、煙霧、PM2.5、粉塵顆粒濃度等)等情況進行實時監(jiān)測，并能針對實時監(jiān)測的情況對環(huán)境進行調(diào)節(jié)，如通過相應的家電設備(換氣扇、空氣凈化器等)的開啟與關閉，自動適應居住者的需求。431.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.1智能家居主要功能5健康監(jiān)控健康監(jiān)控主要通過智能穿戴設備(智能手表、智能手環(huán)等)、智能馬桶(尿液監(jiān)測)、智能呼吸監(jiān)測儀、體重計、智能健身器材、智能電冰箱、油煙機等對人的睡眠、飲食、活動、生活習慣、身體體征等進行實時記錄、統(tǒng)計和分析，對不健康生活提出預警，對健康生活提供指導。將健康監(jiān)控與遠程醫(yī)療看護相連接，在家里使用智能綜合測試儀將對家人的體溫、脈搏、血壓、血糖、血氧濃度、心電圖、體重等信息定期上傳，那么可通過專業(yè)醫(yī)生的反饋指導保證健康的生活。441.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.1智能家居主要功能6能源管控家庭能源管控是家用電器智能控制的升級。如在家庭用電上，可以監(jiān)測能耗；用電高峰期時，可以有選擇性地使用家用電器；可以檢測何時電費較低，節(jié)約電費；可以遠程通過電腦、智能手機、平板電腦等進行實時監(jiān)控用電情況。7自動管家自動管家是利用人工智能技術和互聯(lián)網(wǎng)技術以及各類智能硬件

(如智能機器人、各種自動智能家電等)，協(xié)助主人管理整個家庭，如自動清理衛(wèi)生、自動灌溉草坪、協(xié)助安排與提醒各類工作、生活計劃的實施、自動叫醒服務等。451.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.1智能家居主要功能8背景音樂配合AV影視交換產(chǎn)品，可以用最低的成本，不僅實現(xiàn)了每個房間音頻和視頻信號的共享，而且可以各房間獨立的遙控選擇背景音樂信號源，可以遠程開機、關機、換臺、快進、快退等。9家庭影院運用先進的微電腦技術、無線遙控技術和紅外遙控技術，把數(shù)字電視機頂盒、網(wǎng)絡電視機頂盒、DVD、電腦、影音服務器、高清播放器等多路信號源，根據(jù)用戶的需要，發(fā)送到每一個房間的電視機、音響等終端設備。461.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.2智能家居主要硬件簡介智能家居的主要硬件包括控制主機(又稱智能網(wǎng)關)、路由器、家庭網(wǎng)絡、各種傳感器、探測器、紅外轉(zhuǎn)發(fā)器、智能控制面板、智能手機等。圖1-10智能家居的主要硬件示意圖471.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.2智能家居主要硬件簡介1控制主機控制主機也稱智能網(wǎng)關，它是智能家居主要硬件之一，是家庭網(wǎng)絡和外界網(wǎng)絡溝通的橋梁，是通向互聯(lián)網(wǎng)的大門。在智能家居中由于使用了不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，控制主機就是一個翻譯器?？刂浦鳈C除具有傳統(tǒng)路由器的功能外，還具備無線轉(zhuǎn)發(fā)、無線接收功能?？刂浦鳈C就是智能家居的“指揮部”，所有的輸入設備通過室外互聯(lián)網(wǎng)、GSM網(wǎng)、室內(nèi)無線網(wǎng)接入到這個控制主機，所有的輸出設備的操作都由它通過室內(nèi)無線網(wǎng)發(fā)出指令、完成操作，或通過室外互聯(lián)網(wǎng)、GSM網(wǎng)向遠端用戶手機或電腦發(fā)出家里的安防信息。481.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.2智能家居主要硬件簡介2路由器路由器是連接兩個或多個網(wǎng)絡的硬件設備，在網(wǎng)絡間起網(wǎng)關的作用，是讀取每一個數(shù)據(jù)包中的地址然后決定如何傳送的專用智能性的網(wǎng)絡設備。它能夠理解不同的協(xié)議，可以分析各種不同類型網(wǎng)絡傳來的數(shù)據(jù)包的目的地址，把非TCP/IP網(wǎng)絡的地址轉(zhuǎn)換成TCP/IP地址，或者反之；再根據(jù)選定的路由算法把各數(shù)據(jù)包按最佳路線傳送到指定位置。圖1-11路由器491.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.2智能家居主要硬件簡介3家庭網(wǎng)絡家庭網(wǎng)絡是在家庭范圍內(nèi)(可擴展至鄰居，小區(qū))將計算機、電話、家用電器、安防控制系統(tǒng)、照明控制和廣域網(wǎng)相連接的一種新技術。家庭網(wǎng)絡是一個多子網(wǎng)結構的分別采用不同底層協(xié)議的混合網(wǎng)絡，與局域網(wǎng)（LAN）和廣域網(wǎng)（WAN）相比，在系統(tǒng)構成、網(wǎng)絡協(xié)議及用戶群體方面都具有自己的特點，未來的家庭網(wǎng)絡實現(xiàn)必須提供完整的系統(tǒng)集成方案、高度的互操作性和靈活易用的網(wǎng)絡接口。501.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.2智能家居主要硬件簡介4傳感器與探測器傳感器與探測器的作用就像一個人的眼睛（人體紅外感應器），鼻子（燃氣報警器，煙霧報警器），耳朵（門磁，震動感應器），它能將“看到、聞到、聽到”的信息轉(zhuǎn)換為電信號送到控制主機。智能家居一般均安裝了溫/濕度一體化傳感器，可燃氣體傳感器，煙霧傳感器，人體紅外探測器，無線門磁探測器，無線幕簾探測器，玻璃破碎探測器等。511.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.2智能家居主要硬件簡介5智能控制面板智能控制面板包括開關面板與插座面板等。智能燈光面板的主要作用是實現(xiàn)智能燈光的開關控制和亮度調(diào)節(jié)。用手觸摸一下，就能控制燈具的開或關，另一方面可接收控制主機發(fā)的指令進行智能燈光控制。插座面板在智能家居中可通過電腦/手機客戶端、無線電遙控器實現(xiàn)對電器用電負載(如電熱水器、電飯煲等)的通斷控制，或通過智能主機實現(xiàn)遠程控制。還可定時開關用電器電源，起到便捷、節(jié)能、防用電火災的作用。521.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.2智能家居主要硬件簡介5智能控制面板531.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.2智能家居主要硬件簡介6紅外轉(zhuǎn)發(fā)器紅外轉(zhuǎn)發(fā)器是一款對紅外家電設備

(如：空調(diào)、電視、機頂盒、DVD、音響等)進行無線操作的智能控制器。ZigBee主機可通過ZigBee信號轉(zhuǎn)發(fā)學習過的紅外碼，用戶可利用智能手機或平板電腦通過客戶端軟件輕松控制紅外家電。541.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.2智能家居主要硬件簡介7智能手機智能手機具有獨立的操作系統(tǒng)，獨立的運行空間，可由用戶自行安裝軟件、游戲、導航等第三方服務商提供的程序，并可通過移動通訊網(wǎng)絡來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡接入。在智能家居系統(tǒng)中先下載廠家的應用軟件，將智能手機與控制主機(或稱智能網(wǎng)關)綁定，這樣智能手機便可控制智能家居中的所有設備。551.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.3智能家居軟件構成智能家居的軟件系統(tǒng)是智能家居實現(xiàn)智能的根本所在。智能家居的軟件按所在的位置不同，一般分為三部分。圖1-12智能家居軟件的構成示意圖

561.5智能家居系統(tǒng)的組成1.5.3智能家居軟件構成智能家居硬件設備上的嵌入式軟件：比如智能網(wǎng)關、智能面板、各種傳感

器等，一般用C語言在Keil中編寫實現(xiàn)；后臺服務器上的軟件：可選用阿里云或者騰訊云，一般用JAVA/PHP開發(fā)，

連接后臺MYSQL數(shù)據(jù)庫；智能手機端的應用軟件：蘋果手機的應用軟件要在appstore上下載；安卓

操作系統(tǒng)手機可在360應用商店或生產(chǎn)廠方官網(wǎng)上下載。571.6智能家居的國家標準簡介2017年12月，國家質(zhì)檢總局、國家標準委批準發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)智能家居數(shù)據(jù)和設備編碼》、《物聯(lián)網(wǎng)智能家居設備描述方法》和《智能家居自動控制設備通用技術要求》等三項智能家居系列國家標準，重點在文本圖形標識、數(shù)據(jù)和設備編碼、設備描述、用戶界面、設計內(nèi)容等五大方面對物聯(lián)網(wǎng)智能家居進行了詳細定義和規(guī)范。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系列標準的出臺將為智能家居產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)、操作等方面提供技術指導，加快推動我國智慧家居系列產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，為我國物聯(lián)網(wǎng)技術在智能家居領域的廣泛普及和推廣提供標準化保障。

以上三項標準已于2018年7月1日起實施。581.6智能家居的國家標準簡介1.6.1物聯(lián)網(wǎng)智能家居數(shù)據(jù)和設備編碼本標準編號為GB/T35143-2017，它規(guī)定了物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)中各種設備的基礎數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)的編碼序號，設備類型的劃分和設備編碼規(guī)則。1.6.2物聯(lián)網(wǎng)智能家居設備描述方法本標準編號為GB/T35134-2017，它規(guī)定了物聯(lián)網(wǎng)智能家居設備的描述方法、描述文件的格式要求、功能對象類型、描述文件元素的定義域和編碼、描述文件的使用流程和功能對象數(shù)據(jù)結構。1.6.3物聯(lián)網(wǎng)智能家居自動控制設備通用技術要求本標準編號為GB/T35136-2017，它規(guī)定了家庭自動化系統(tǒng)中家用電子設備自主協(xié)同工作所涉及的術語和定義、縮略語、通信要求、設備要求、控制要求和安全要求等。591.6智能家居的國家標準簡介1.6.1物聯(lián)網(wǎng)智能家居數(shù)據(jù)和設備編碼本標準編號為GB/T35143-2017，它規(guī)定了物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)中各種設備的基礎數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)的編碼序號，設備類型的劃分和設備編碼規(guī)則。1.6.2物聯(lián)網(wǎng)智能家居設備描述方法本標準編號為GB/T35134-2017，它規(guī)定了物聯(lián)網(wǎng)智能家居設備的描述方法、描述文件的格式要求、功能對象類型、描述文件元素的定義域和編碼、描述文件的使用流程和功能對象數(shù)據(jù)結構。1.6.3物聯(lián)網(wǎng)智能家居自動控制設備通用技術要求本標準編號為GB/T35136-2017，它規(guī)定了家庭自動化系統(tǒng)中家用電子設備自主協(xié)同工作所涉及的術語和定義、縮略語、通信要求、設備要求、控制要求和安全要求等。601.7智能家居新協(xié)議