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物联网智能家居发展探究
摘要:当代最新科技的发展逐步改变了人们的生活方式,以往大部分的人力活动皆被智能产品所代替。物联网技术的发展更是将各类智能产品紧密联系到一起,用户通过移动终端便可实现对产品的远程操控。此项技术在智能家居上的运用打破了空间与时间的限制,在满足用户需求的同时更能带来生活的便利。如今,用户进入“物联网”时代的趋势已不可避免,如何处理好智能家居与用户之间的关系,构建人与产品的和谐发展,探析未来智能家居的发展趋势具有重要的研究价值。
关键词:物联网;智能家居;发展;
引言
得益于物联网技术的广泛应用,人们的家居环境呈现出更便捷、舒适、智能的趋势。而随着物联网技术的不断更新优化,其与智能家居系统进一步融合。在此背景下,本文分别简述了物联网与智能家居的内涵及物联网技术在智能家居系统设计中的应用现状,并从智能家居系统设计以及在智能家居系统中的应用策略两方面对物联网技术下智能家居系统的搭建展开探讨。希望能够为物联网技术在智能家居系统中的应用提供一些指引,同时完善智能家居系统建设,进而为使用者打造一个智慧型家居环境。
1物联网技术概述
物联网指的是在物理及网络信息融合作用下,采取传感器技术、GPS定位技术等各种互联网传输方式,去对客观物体的信息进行获取和判断,从而得到物体的具体信息特点,对其达到智能化管理目的。在新时期环境下,物联网技术慢慢渗透人们的日常生活中,其作为互联网的重要组成部分,也是标准和可交互操作的通信协议,其属于终端设备。物联网技术的应用可以将高频识别、传感器以及互联网等各种技术进行融合,将所有物品进行有效的衔接的新技术手段,实现“物物相连”的网络构架。
2物联网智能家居
顾名思义,物联网智能家居的内涵是将物联网技术融入传统家居系统,使家居系统更智能化,家居环境更智慧可控。其中,物联网技术是在各连接技术的协议约定及约束下,将目标物体或信息与互联网连接起来从而实现信息的传播与交流。从提出智能家居理念至今,已有相当长一段时间,但由于各厂家技术水平等因素的限制,智能家居行业的智能化水平并不高。同时,现阶段的智能家居功能仍存在分割,智能家居间的关联性并不强。以某品牌为例,某品牌旗下有许多智能家居产品,例如某品牌智能电视,使用者可通过语音或手机连接等形式控制电视,但与其旗下的其他智能家居产品却关联不大。而物联网智能家居系统的目标是将住宅内所有智能家居产品的网络连接起来,并搭建成一套流畅的物联网智能家居系统。近年来,通信技术与物联网技术的发展,为智能家居行业的飞速发展提供了坚实的技术基础。以住宅为主要“战场”,越来越多的企业将物联网技术应用于智能家居系统的设计与开发中,并取得了一定的突破。但由于我国物联网技术相较于部分国家起步晚,因此其在智能家居系统中的应用时间也相对较短,成本也较高。因此,为提高智能家居的舒适性、降低智能家居的成本,提高用户体验,研究基于物联网技术的智能家居系统的设计与应用是十分有必要的。
3物联网智能家居的发展
1)互联网时代的智能家居。随着互联网的普及,微软等科技公司开始推广智能家居设备,此阶段的智能设备是基于互联网来独立工作的,如网络电视。2)移动互联网时代的智能阶段。随着智能手机的发展,社会进入移动互联网设代,在这一阶段出现了“智能城市”的概念,智能家居设备可以和手机进行连接,通过手机APP来控制设备。3)物联网时代智能家居。随着技术的发展,物联网技术被应用到智能家居中,通过应用物联网技术使智能家居管理系统得到了进一步发展,能够实现各设备之间的互联互通和设备贡献。通过智能路由器,能够实现各设备之间的无线连接,设备之间的联系更加方便。随着智能家居的发展,阿里、小米等企业推出一系列配套的智能家居产品,构建智能家居生态圈。随着物联网技术的不断应用和智能手机的普及,人们开始认识到智能家居的好处,智能家居越来越普遍,各种先进的智能设备被研发出来,未来智能家居的功能会越来越完善,给人们提供更加舒适、安全的家居环境。
4物联网智能家居关键技术
4.1通信协议及流程
智能家居系统分为硬件交互和网络交互。其中硬件交互是物联网关的主控模块与无线网络模块之间的数据交互,无线网络模块与主控板之间通过USART接口连接。网络交互是指用户终端与服务器,服务器与物联网关,安防监控的无线网关等之间的交互,报文数据传输等。为使智能家居系统网络通信的兼容性良好,网络交互层的报文数据传输应适用各个模块之间的网络通信,确保各个模块之间网络通信可以进行交互通信,网络应用层的通信协议采用统一的协议,如统一采用JSON格式实现。系统通信协议统一之后,通信流程也需进行比较规范的设计,通信数据的传输数据流向上为上报数据,向下为下发数据。智能家居系统通信流程主要分为局域网通信和广域网通信,局域网与广域网的区别就是用户终端与物联网关及安防监控的数据是否可以直接交互。
4.2智能语音交互系统
语音系统作为最基本的交互功能之一,已植入市场上大部分的智能产品中,如智能音箱、智能手机、汽车智能语音控制系统、扫地机器人等。而物联网技术的引入,使得数据能在多个产品之间进行存储与管理,如市面上的小米音箱,用户可通过对其下达指令来控制扫地机器人工作,也可单方面给扫地机器人下达工作指令。此项技术的发展构建出人与产品之间和谐的桥梁,真正的做到“无接触式交互”。
4.3推送技术
信息推送技术是针对对信息需求的用户,提供定期推送消息的服务,通过一定的信息推送技术标准及协议,借助信息技术,定期推送信息,避免用户信息过载。用户终端初始化SDK后,通过个推SDK登录,个推服务器常主动推送消息给用户接收者,用户可提供对消息的接收需求,服务器根据用户的需求进行消息的推送,极大的提高消息推送的分布率。
4.4网络网关技术
物联网是在5G通信网络基础上发展的新型技术,是网络化技术中不可或缺的关键内容。在分析物联网相关技术时,需要对网络网关技术着重分析。网络网关技术的科学有效应用,有利于物联网智能家居建设的可持续发展。在物联网智能家居构建中,需要采用综合控制管理策略,以星型拓扑结构为主,能有效降低运营成本,还能减少流量损耗。网络网关技术在环境内部数据信息统计规划方面也具有明显优势特征,可实现信息资源共享,提高数据信息传输的准确度,从而增强智能场景的科技水平。
5物联网在智能家居方面应用
5.1智能门锁
在城市化进程飞速发展的科技社会,智能设备的应用与发展,从根本上提高了社会居民的生活质量。通常,人们使用的家用门锁多为机械锁,需与其完全匹配的钥匙才能将门锁开启,但机械锁在安全性能方面有所缺失,钥匙丢失现象常有发生,且开锁公司与职业小偷可在短时间内将家用门锁进行破解,门锁安全性难以保证。但在物联网时代,智能门锁被广泛应用于家用门锁中。智能锁的优势在于不再需要钥匙,而只要输入密码或者指纹就能开启家用房门,且保密性极好,提高了居住安全。此外,智能门锁还具备记录、提醒等科技功能,能够对家人出门及回家时间进行相关的数据整理与记录,对门锁安全状态进行实时提醒,从而使智能门锁的安全性与实用性能得到发挥。
5.2安防系统与家电控制系统
安防系统与家电控制系统是物联网技术下智能家居系统的功能系统,是执行指令的主要系统。安防系统主要负责保障室内安全,通过安装烟雾传感器、红外线对射仪等家居设备并将其纳入智能家居系统网络架构中,能检测到是否有外人入侵以及是否有浓雾或毒气。家电控制系统是在人机交互系统下,根据通过互联网、遥控器、语音等方式发出的指令进行操作,家电控制系统从主控制系统中获取指令后,对室内智能的窗帘、插座及开关、电视等智能家居进行控制。由于家电控制系统执行区域为室内,家居间距离较近,因此家电控制系统执行指令主要通过WIFI、蓝牙等近距离物联网通信技术来实现指令的传达并进行相应的操作,具有稳定性较强且成本低的特点。
5.3智能照明
智能照明灯具在物联网设计中占有重要地位,其设计不仅能够适应不同情境,还能营造舒适氛围。在对室内灯具进行设计与搭配时需要考虑诸多因素,如灯具的形状、光亮程度、风格及材质等。光源是灯具选择的核心要素,其色彩强度丰富且占用空间较小、响应速度快,符合中国人的审美需求。而欧式风格灯具大多以树脂、段打铁及纯铜等作为制造灯具的原材料,并在灯具外部粘贴、镶嵌金箔花纹图样,以增强灯具的金属质感。通过物联网智能设备,为业主提供了便捷、智能的照明管理系统。
5.4智能插座
物联网技术与智能家居融合后,能够全方位实现对家用电器的远程操控。例如,智能插座。虽然智能插座体积较小,但也属于智能家具范畴,是物联网技术与智能家居结合的产物。通过在智能插座中设置通信与控制模板,业主可通过手机操作对插座使用开关及运行情况进行远程控制,能够有效减少电力资源的消耗,从而做到绿色、节能生活,为社会生态环境提供保障。
6物联网在智能家居应用的发展趋势
6.1情景化设计理念
情景化设计理念的目标便是提升用户体验,它需要设计师切实观察用户的日常生活形态,寻找用户生活中存在的小问题,并加以数据的整合与分析,寻求办法解决此问题,以提升用户整体流程的体验。根据情景化设计的理念,智能家居可通过大规模的数据收集与整理,预测用户下一步的行为并提前实施。如用户在下班晚高峰时,智能厨房系统已开始自动烹饪佳肴,用户到家便可进行食用,省去了用户自己下厨的过程。而此过程的实现需要智能家居长时间的采集用户数据,并通过物联网传输至各类智能家居,而现今5G技术的引入使得数据的收集处理更为精准快捷,提高了智能家居用户行为预测的精确性。
6.2集成标准化
目前,物联网技术在构建智能家居应用中,正处于初步发展阶段,增强室内智能艺术效果的根本要素在于室内空间搭配的整体和谐性。室内空间中包括沙发、茶几、衣柜、冰箱、窗帘、电视柜等元素,都应该与整体空间色彩相适应,做到室内空间设计和谐统一,达到整体智能设计美观舒适的标准。在应用物联网技术时,还需要格外注重空间的主次变化性,尽可能规避设计元素过度统一现象的发生,否则会导致居住者感官错乱,容易产生视觉疲劳。色彩搭配还需要满足舒适、和谐的要求,以保证整体室内空间设计的有序变化。
6.3安全化
在物联网技术的支持下,人们生活方式得到了转变,智能家居系统得到广泛应用。虽然物联网是一种资源共享型技术,但在实际应用中,也会出现各种问题。因此,在对智能家居进行设计时,应该充分考虑客户隐私与智能家居的性能安全。国家相关部门也要做好安全监管工作,智能家居生产企业应该严格遵循相关规章制度,为智能家居的智能性与安全性提供保障。
结束语
智能家居行业作为一个将物联网、大数据、云计算等技术结合应用的高确定性市场,有着广阔的机遇与潜力,目前我国智能家居产品市场仍处于启动期,面向愈发庞大的新中产人群,他们有着全新的价值观、审美观、消费观,对品质家庭生活有着更高的要求标准,设计师群体需打破现有市场产品同质化严重的现状,深度研究目标人群的生活形态与情境,在真实场景中挖掘新品类机遇。在设计上,紧跟技术发展趋势,真正理解与定义产品智能的含义,从用户视角出发,在产品功能、呈现形态、交互方式、环境融合、服务方案等方面作出积极的设计探索。
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