第1章智能家居概述
目录
1.1 概念
1.2 系统组成与主要特征1.3 发展现状
1.4 当前标准
1.1 概念
智能家居的基本概念
智能家居与物联网
智能家居与云计算、边缘计算 智能家居与大数据、人工智能
智能家居的基本概念
智能家居是以住宅为平台，通过物联网技术将家居生活有关的设施连接到一起，实现智能化的生态系统。
智能家居系统通常具有智能灯光控制、智能电器控制、安防监控、智能背景音乐控制、智能视频共享、可视对讲和家庭影院等功能
这些功能共同提升了家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并提供了环保节能的居住环境。
智能家居与物联网
智能家居与云计算、边缘计算
智能家居的“智能化”在很大程度上建立在良好的硬件基础上，要求极大的存储容量和计算能力，仅靠个人计算机存储成本过高。
云计算能够提供低成本的计算资源，目前已得到广泛的应用，生活中智能化的设备通常需要相应的云计算基础设施为用户提供服务。
边缘计算能够提供一种数据就近处理的计算服务，边缘计算内的逻辑在云计算上备份，使智能设备产生的数据在本地进行处理，设备之间的联动可以通过局域网内的边缘计算实现，同时实现边缘计算的控制与云计算的控制同步，这样可以解决云服
务效率低、体验差的问题。
目前，边缘计算技术已被广泛运用在了智能家居领域当中，并已经有很多实际应用案例。
智能家居与大数据、人工智能
大数据技术促进了很多行业的技术革新，人们的家居方式也依托数据不断地朝着数据化、网络化的方向发展。
除了传统家居的一些基本功能之外，智能家居也能够让人们对家居的一些使用情况了解得更加详细，同时也能更方便地远程控制家居使用。
同时，智能家居的发展与当前计算机领域中最热门的话题——人工智能技术也息息相关。
随着人工智能技术的发展，智能家居也正在从最初的无需人工干预的“自动化”逐渐发展为真正的“智能化”。
智能音箱就是人工智能技术在智能家居中的典型应用不仅能播放音乐，而且能基于语音识别技术将用户的语音指令转化为系统内部控制指令，并能够实现与用户的语音交互。
用户只要发出几个简单的语音指令，就可以体验到智能家居的多项功能，如音乐播放、灯光调节等，极大地提高了系统操作的便捷程度。
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1.1 概念
1.2 系统组成与主要特征1.3 发展现状
1.4 当前标准
1.2 系统组成与主要特征
传感器
嵌入式系统
网络通信
控制中心
人机交互系统
主要特征
传感器
智能家居系统中的传感器，类似于人体的眼睛、鼻子和耳朵等感觉器官，用来监测家居环境中的各种信息，为控制系统的决策提供数据支持。
传感器一般由敏感元件、转换元件和调节电路三部分组成。
嵌入式系统
为了将传统的家用电器和其他家庭设施有机地纳入到智能家居系统中，接受系统统一的管理和控制，需要使用嵌入式技术将一个微型计算机和相应的执行装置安装在电器和设施内部，用来接收控制中心的指令，经过逻辑运算和数据处理，将指令转
换为该电器或设施本身的操作，从而完成指令的执行。
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，没有独立、统一的外观，而是根据设备和应用的需要嵌入在设备内部完成计算、处理、存储和控制的作用。
一般来说，嵌入式系统由嵌入式硬件系统和嵌入式软件系统两部分组成。
嵌入式系统是实现智能家居自动化控制的基础，通过嵌入式系统将家中的各种设备连接到一起，可以提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警等多种功能。
网络通信
智能家居通信中，有线技术和无线技术各有优势，视客户情况而定。
常用的无线技术包括：
ZigBee
蓝牙
WLAN
红外（IrDA）技术
HomeRF
常用的有线（总线）技术包括：
RS-485
CAN
LonWorks
CC-Link
控制中心
控制中心是智能家居的重要组成部分。
从智能家居系统内部来看，控制中心是传感信息汇聚的枢纽、逻辑计算和数据处理的平台、控制指令发布的中心
控制中心应是一台具有多种无线网络接入功能、具有一定计算能力和存储空间的主机，能够在异构的环境下完成整个系统的检测和控制
控制中心还是智能家居系统与外部网络进行信息交换的接口
长远的来看，随着信息技术的发展，单独的智能家居系统会作为一个组成单元融入到更广阔的智能平台中，控制中心的部分功能会迁移到云计算平台，并且借助大数据、云计算和人工智能技术，通过使用更丰富的计算和信息资源，在智能家居内部实现真正的智能化
人机交互系统
人机交互系统在智能家居中起到了非常重要的作用，交互的高效性和可用性将直接影响智能家居系统的用户体验。
早期的智能家居人机交互系统延续了工业控制中的基于触摸屏的方式，随着智能手机的出现和普及，手机交互是目前最常见的智能家居交互方式，通过安装相应的手机APP，与传统的交互方式相比，手机交互能够实现了远程控制和定时开关等功能，极大的提高了操作的便捷性和高效性。
语音交互与越来越多的出现在成熟的智能家居商业产品中，是继手机等触控交互后的另一种发展趋势，也成为未来最北看好的人机交互方式之一。
长远来看，语音交互、体感交互、及触控交互等多种交互模式并行的多模态交互将得到全面发展。
通过采集跟踪人脸、手势、姿态、语音等用户信息，并在理解和处理之后转换为用户操作，多模态交互将会极大提升用户的交互体验
主要特征
安装简单性
功能可扩展性 服务便利性
系统可靠性
操作多样性
规格一致性
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1.1 概念
1.2 系统组成与主要特征1.3 发展现状
1.4 当前标准
1.3 发展现状
运营商
终端企业
互联网企业
传统家居业
智能家居在中国的发展经历的四个阶段1．萌芽期/智能小区期（1994年-1999年）
2．开创期（2000年-2005年）
3．徘徊期（2006-2010年）
4．融合演变期（2011-2014年）
运营商
运营商充分利用自身在固话、宽带、移动等网络方面的优势，与技术实力雄厚的第三方品牌合作发展，形成具有竞争力的生态格局
在智能家居落地方式上，运营商巧妙地借鉴了当年苹果和中国联通推出iPhone合约机加速智能手机消费普及的营销思路，和智能家居供应商合作，以补贴的形式刺激消费者尝试智能家居，加速培育智慧家庭市场
终端企业
中国知名的传统公司海尔、格力和美的等等，也加入了智能家居行业的竞争。
对于传统公司来说，硬件是必不可缺的。
他们对于智能产品的思考，都建筑在一件件硬件实体上。
传统公司的设计师想的是：如何为产品插上智能的翅膀。
因此，他们把wifi模块加入硬件，让硬件能被手机控制，形成人们普遍认为的智能家居。
互联网企业
国外互联网巨头在智能家居行业的布局已初具规模，纷纷为争夺家居场景中的控制权而战，且各有侧重。
亚马逊以Echo智能音箱为入口，通过Alexa语音助手实现声控功能，已兼容2000多个品牌的12000多个智能设备；
Google 同样押宝智能音箱，通过人工智能＋软件＋硬件的方式与Nest智能家居产品融合；
三星相继收购了Smart Things和Viv Labs Inc.，在软硬件全产业链能力中占据优势；
苹果主要依靠开放的API制定标准协议，通过Home Kit 匹配互联网设备。
与国外市场的统一、单调不同，国内智能家居市场的竞争可以称得上是百家争鸣、百花齐放。
除了争夺家居场景的控制权，国内互联网巨头从平台、生态、社交、安全等方面对智能家居行业展开了全方面围剿，竞争加剧升级。
传统家居业
中国智能家居行业在应用领域的探索十分积极，华为、小米、美的、阿里等巨头企业都积极向这一领域布局，推出自己的智能家居平台和各种软硬件产品，已经取得了非常显著的成果，产业联动优势正在快速凸显。
由于人口规模具备明显优势，加上阿里、京东等厂商本身就有明显的渠道优势，部分硬件产品的销量已经取得非常不错的成绩，根据Canalys报道显示，在2018年第三季度，全球智能音箱销量达到1970万台，同比增长137%，阿里巴巴卖了220万台天猫精灵，排名全球第三，国内另一厂商小米则跻身第四位
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1.1 概念
1.2 系统组成与主要特征1.3 发展现状
1.4 当前标准
1.4 当前标准
国家质检总局、国家标准委批准发布了三项智能家居系列国家标准 《物联网智能家居数据和设备编码》
《物联网智能家居设备描述方法》
《智能家居自动控制设备通用技术要求》
重点在文本图形标识、数据和设备编码、设备描述、用户界面、设计内容等五大方面对物联网智能家居进行了详细定义和规范。
1.4 当前标准
国家标准GB/T 35314-2017《物联网智能家居设备描述方法》
规定了物联网智能家居设备的描述方法、描述文件的格式要求、功能对象类型、描述文件元素的定义域和编码、描述文件的使用流程和功能对象数据结构。
国家标准GB/T 35143-2017《物联网智能家居数据和设备编码》
规定了智能家居系统中各种设备的基础数据和运行数据的编码序号，设备类型的划分和设备编码规则。
两项标准适用于智能家居系统中相关设备的应用与管理。
国家标准GB/T 35132-2017《智能家居自动控制设备通用技术要求》 规定了家庭自动化系统中家用电子设备自主协同工作所涉及的通信要求、设备要求、控制要求和控制安全要求，适用于智能家居电子设备的自动控制应用。