智能家居涉及的主要技术有哪些
智能家居涉及的主要技术有很多,但从功能层级结构上来说类似于物联网方,涉及的主要技术可以大致分为环境感知技术、数据传输技术和智能控制技术等;环境感知类似于物联网的感知层,主要获取智能家居本身或者周围环境的信息,这是实现智能家居的基础。感知的信息需要传输和汇总,而传输数据需要建立一个网络,不论是有线的还是无线的。一旦感知信息被可靠传输而得以汇总,在智能家居控制中心(智能路由器、智能网关等)可以对信息进行数据处理和相应的决策,并可以进一步将控制信息反馈到智能家居的硬件中,对智能家居进行开、关、启动、停止、调整运行的控制,以实现整个智能家居的正常运行。
···环境感知技术···
智能家居环境感知技术与传感器技术密不可分,而传感器技术属于多学科较差的高新技术,主要涉及物理学、化学、生物学、材料科学、电子学,甚至是通信技术应用和网络层级技术等。而智能家居中的传感器是一些能够探测并感受外界的各种物理量(光度、热度、温湿度),化学量(如烟雾、气体、液体)以及其他还没有定义的自然参量。
具体是如何实现这一传感作用?传感器主要是采集信息的基础,利用它们可实现对智能家电、居住环境或物体的监测,达到环境“感知”的目的。不过在整个智能家居系统中,传感器的信息需要数字化才能进行网络传输和信息处理。因此,一般而言,传感器需要将感知到的物理量、化学量或者生物量等转化成能够处理的数字信号。具体的实现办法一般需要将自然感知的模拟电信号通过放大器放大后,再经模组转换器材转换成数字信号。
智在智能家居的系统控制中,传感器技术还与无线网络技术、纳米技术等相结合,将感知信息、分布信息处理技术、无线通信技术等结合到一体,实现智能可靠的微笑无线传感器节点。
在环境感知技术中,还涉及物体或人的感知,自动识别与定位。自动识别技术指使用一定的识别装饰(如摄像头、指纹识别器等),通过被识别物品和识别装置之间的接近活动,自动地获取被识别物品的相关信息,并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。识别技术可以区分被识别的物体(或人),有时还需要定位物体的位置、物体移动的情况等,用以实现更加准确的环境感知。目前经常采用的识别技术有图像识别技术、射频识别RFID技术、GPS定位技术、红外感应技术、声音识别技术、动作识别技术(手势、人体姿态等)、生物特征识别技术(指纹、虹膜、声音等)。
···数据传输技术···
各类智能物体需要连接在一起,才能实现对感知数据的传输,进而实现对智能家居中各类智能家电的控制。这种连接,需要使用网络,并通过网络对感知信息进行传递、汇聚、处理,以满足智能家居对智能家电进行所需的控制。如果从信息化的视角看,智能家居需要实现信息的流动,这些信息的流动行为包括信息感知、信息收集、信息处理和信息应用。智能家居的信息流动需要网络的存在(更进一步实现信息融合、信息处理和信息应用等)。如果没有信息的流动,智能家居涉及的各个智能物体所组成的环境以及所居住的人就是孤立的,不能实现智能控制。
所以说,智能家居的数据传输技术也就是智能家居的组网及通信技术。这种组网及通信技术有局部化的,可以实现在智能家居内部智能无体检的数据传递。比如要实现当房间中活动的人离开一定时间后,房间中的照明灯自动变暗或者关闭的情景控制,那么负责对人进行监测的传感器一旦监测到人已经离开一定时间后,就要通知相应的控制照明的传感器做出预定的照明控制。
智能家居所需要的网络形式可以是有线网络和无线网络,有线网络连接可靠稳定,不过布线会相对较麻烦,无线网络则具有更多灵活、方便的优势,智能家居大多适宜采用短距离组网方式,典型通信距离大多在100m以内。目前这些组网技术种类繁多,各有优势,常用的有蓝牙技术、WIFI技术、ZIGBEE技术、ZWAVE技术、LIFI技术、NFC技术等。对于智能家居中的一些智能家电,可能还需要低功耗的远距离通信技术,如即将商用的NB-IOT,具备低功耗和低成本的特点,传输距离可达数千米,在智能家居中可满足“用在线”的需求,实现对智能家居家电的远程控制、安防报警以及运行状态监控等。
···智能控制技术···
控制技术主要有数据处理技术、人工智能技术、中间件技术、安全与隐私保护技术等。在智能家居系统中,智能控制技术随着大数据、云计算和人工智能的发展,已成为具有活力和革命性的关键核心技术。未来智能家居的进一步发展,很大一方面取决于智能控制技术的发展,油漆是人工智能在智能家居中的发展和应用。
再进一步的智能化控制,可以借助越来越普及的智能手机实现,即转载智能手机上安装控制照明的APP软件,就可通过手机控制等的开启和关闭。此外,配合智能设备的发展,还能控制设备的亮度和颜色的转换,随着人工智能技术的发展与应用,使用语音控制或者手势控制,也会成为未来新的发展趋势。再进一步的智能家居发展,还能够借助机器学习、数据挖掘、神经网络等,使智能设备具备自己学习的能力,能够自适应环境,并能满足居住人生活习性和个性化的智能控制。