物联网基于智能家居论文研究

浅析物联网在智能家居中的应用摘要：众所周知， 物联网是新一代信息技术的重要组成部分， 在当今社会以及未来社会发挥着巨大的作用，而且其应用方面也越来越广阔。虽然当前的物联网技术还不是很成熟，但是在某些领域方面的研究还是比较靠前的， 比如家居方面。 所以本次选取了物联网在智能家居中的应用这一话题。 在论文中， 会首先介绍物联网的相关内容， 包括对物联网的认识以及物联网的作用， 然后介绍物联网是如何在智能家居中应用的还有目前大家对智能家居的评价，最后我们会展望一下智能家居的未来发展状况以及目前我们可以做的一些相应改变。关键词：物联网、技术框架、智能家居、发展前景一 、 对 物 联 网 的 认 识物联网是新一代信息技术的重要组成部分， 是一个基于互联网、 传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化 3 个重要特征。其英文名称是“ The Internet of things ”。由此，顾名思义， “物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网， 是在互联网基础上的延伸和扩展的网络； 第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从技术架构上来看， 物联网分为三层：感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成， 感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢， 它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、 网络管理系统和云计算平台等组成， 相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户（包括人、 组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。同时我们也应该注意到在物联网应用中有三项关键技术：1、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。 自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。2、RFID 标签也是一种传感器技术， RFID 技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术， RFID 在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。 如果把物联网用人体做一个简单比喻， 传感器相当于人的眼睛、 鼻子、皮肤等感官， 网络就是神经系统用来传递信息， 嵌入式系统则是人的大脑， 在接收到信息后要进行分类处理。二 、 物 联 网 的 作 用从上文我们对物联网的认识， 物联网可以实现物物相通。 但是除此之外， 物联网还有其他的作用：1、除了实现人与人之间的相互交换信息和通信之外，还可以实现人与物、物与物之间进行信息交换和通信。当然，这里人还是主体。因为，物与物之间进行信息交换和通信的目的，还是要为人服务、为人所用。2、除了实现信息的交换与通信的目的，还可以通过安装信息传感设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等，将所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。由以上我们可以总结对物联网的一个大概认识： 物联网是一项利用传感器的连接来实现物物相通的网络， 在这个网络之中可以实现信息的交换与分析； 同时在这个网络中还能实现对物体的智能控制，以此来满足对大众的相应需求。三 、 物 联 网 在 智 能 家 居 中 应 用 情 况 分 析 对智能家居的相关认识智能家居， 或称智能住宅。首先，它需要在一个家庭中建立一个通讯网络， 为家庭信息提供必要的通路， 在家庭网络操作系统的控制下， 通过相应的硬件和执行机构， 实现对连入家庭网络的所有家电和设备的控制和监测； 其次，它们都要通过一定的媒介， 构成与外界的通讯通道， 以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制、监测和交换信息的需求，其最终目的都是满足人们在家庭中对安全、舒适、方便地工作和生活的需求。 智能家居的主要功能（1）安全防护及消防报警自动化安全防护及消防报警自动化是智能家居的最基本的一项功能， 由于人们对自身及财产的安全更加重视，选择智能化家居的一个基本出发点是家庭保安和灾害报警自动化。（2）家电设施智能化家电设施智能化是智能家居的一个重要组成部分。 智能家居的一个显著特点就是它能根据住户的要求对家电和家用电气设施灵活方便地实现智能控制， 更大程度地把住户从家务劳动中解放出来。随着社会的发展和技术的进步，家电设施智能化还会出现更多更新的应用。（3）物业管理自动化通过与小区智能系统联网，住户可对用水、用电、用气以及电话、网络等的使用情况进行监视。 一是实现各种费用的自动计量， 减少物业管理工作量； 二是方便用户对费用进行自我控制， 避免费用严重超支； 三是可及时发现并避免电话或其他资源被盗用。 物业管理自动化是小区智能化的一种标志。（4）信息和通讯自动化一般的通讯自动化只是通过电话实现简单的电话自动录音、 传真自动接收或回复； 而通讯智能化可将家中异常情况通过电话自动拨打 110、119 报警电话或主人的办公电话、手机等通讯工具。 智能家居的通讯信息自动化的内容将更加广泛。 如将住户的个人电脑连入局域网、互联网，充分利用计算机网络资源，实现从社区信息服务、物业管理服务、网上资料查询、网上商务等各种互联网功能。在条件具备的情况下，还可实现远程医疗、远程教学、咨询预约等功能。（5）各种设备之间的协同工作智能家居系统可以提供更丰富的系统关联功能。 例如，当您准备看电视时， 客厅灯光自动调到您喜欢的亮度 （通过调光控制模块实现） 、窗帘自动拉上 （通过窗帘控制模块实现） 、电视机打开并调整到您最喜欢的频道，等等。（6）环境与节能智能家居能监视室内的温度、 湿度、 亮度等环境状态值， 并根据住户的习惯进行调节控制，它在一定程度上既能使生活空间更加舒适，又能节约能源。不仅如此， 通过对家电的智能控制还可实现对水、煤气等资源的节约。 智能家居的组成学术界对智能家居的组成没有定论， 综合各种观点， 一个完整的智能家居系统除了具有各种功能的信息电器外，还必须包括以下几个模块：（1）信息处理模块为了使相互独立的信息家电可以实现信息共享与协同工作， 智能家居系统中必须具有专门的信息处理模块。 它的功能主要是收集家庭中各个家电的工作状态和服务请求， 对各种数据进行实时处理，并将结果送入功能驱动模块。（2）通信模块如果说信息处理模块是智能家居系统的大脑，那么通信模块就是实现信息传导的神经。根据家庭组网的特点，通信模块常利用已有的布线（如电力载波），或者采用无线传输（如蓝牙、 红外）等。 由于不同的信息电器对传输时的带宽要求不同，实际中的通信模块常采用多种方式混合组网。（3）功能驱动模块功能驱动模块是信息流入、 流出各个信息电器的接口。 由于各个电器生产厂商的产品在功能和实现上都有很大的不同， 所以必须通过功能驱动模块将信息处理模块的指令翻译成电器可以执行的电平信号， 以及将电器的各种状态信息转换成信息处理模块可以理解的二进制信息。（4）外界信息接口模块该模块可以看成是一个家庭通向外界（如 Internet）的网关。它在家庭内部各种电器信息共享的基础上，进一步实现了基于 Internet 的资源共享，从而更进一步实现了共享的深度和广度， 也将是未来智能家居系统发展的热点。 由于家庭内部网络通常不使用 TCP/IP 协议，所以外界的信息接口模块中最基本的功能就是从 TCP/IP 协议到各种家庭内部网络协议的转换。四 、 智 能 家 居 的 缺 陷市场经济具有自发性和盲目性， 这两种特性一方面造成了智能家居行业的迅速壮大， 另一方面也为孕育了某此缺陷。 对于新事物而言， 其优势往往显而易见的， 而缺陷则是隐形的。站在行业发展的高度来看，这些隐身在兴盛背后的缺陷将会严重阻碍整个行业的未来发展。目前智能家居行业的缺陷主要可以概括为“弱智”和“复杂”两点。1、所谓的“弱智”是指不够智能。智能家居除了设备本身具有计算、判断能力之外，还需要各设备之间的联动来实现智能。 联动性上正是当前智能家居行业的短板， 其原因在于我们智能家居系统的功能不全。 而大部分品牌往往只能实现安防报警、 可视对讲、 智能照明等三、 四个功能，可互相组合派生的功能甚少，更谈不上什么联动了， 因此其智能程度大遭消减。2、复杂主要体现产品布线复杂，配置复杂，操作复杂这三点。现在有许多智能家居系统组网是基于总线技术的， 不可避免的带来了繁复的布线问题， 增加了施工成本。 部分智能家居系统， 缺乏软件支撑，配置起来其过程十分复杂，基本只有专业人员才能完成。操作复杂，主要表现为产品设计不够人性化，界面太多，杂乱无章，甚至没有界面，为用户带来了很大的记忆量。五 、 物 联 网 的 发 展 前 景尽管目前物联网在智能家居行业还有很多需要改进的地方， 但这并不影响我们对物联网的展望，以后的物联网发展趋势应该有以下几点：1、无线控制不断深化：比如在智能家居这一应用方面，业内人士认为，未来， WiFi 无线网络传输技术和 Zigbee 无线技术会在家庭中得到更广泛的应用。 用户通过 Zigbee 遥控器，可以对连接在家庭网络上的家用电器使用状况进行查询， 并对其进行无线遥控。 用户在使用时，不再局限于传统的智能终端设备，家中的电视、电脑、手机等显示设备都可以作为控制终端。因此，在智能家居系统中加入无线和远程控制技术，将更好地发挥智能家居的功能，为用户带来便捷生活体验。 我们相信， 未来的物联网应用方面会通过技术改进， 继续深化无线智能控制技术，以此来满足更多消费者的需求。2、网络功能强势凸显：一直以来，网络化是物联网的主要发展趋势。通过互联网，人们可以将智能家居系统中的视频监控与手机有效结合起来， 一旦有小偷进入家中， 报警信号即可迅速通过网络， 传送到小区安防中心、 地区报警中心及用户手机上。 各报警中心和用户可以立即调入视频图像， 保证在第一时间有效地监看到小偷的面貌， 确保日后调查取证。 同时我们还可以利用智能交通系统将交通中出现的任何相关问题及时反应到交警值班处， 以此来提高办事效率。3、智能控制内容逐步扩大：物联网通过智能化手段，使得人们生活体验变得更加的方便、舒适。 针对目前物联网的一些应用方面的缺陷， 可以想象在未来的社会我们必定要克服当前出现的智能不能完全实现智能、过于复杂等缺陷。总体来说， 物联网是一个新兴的但是却是一个很有用处的行业， 它在当今社会以及未来社会都会对人们的生活带来翻天覆地的改变。 虽说目前的物联网在各个领域都有所运用， 尤其是在智能家居领域已经有了比较好的发展，但是我们也应该看到目前所出现的一些问题，我们只有解决好目前物联网在一些领域的应用中所出现的缺陷， 这样才能让物联网更好的为我们服务，使得我们的生活变得更加方便、舒适。

从不同的角度，意义并不完全相同。对老百姓而言，智能家居系统，能够连接到我们日常用的数码设备例如电脑，尤其是手机上，让我们随时了解家里的温度湿度，从而有限控制自己的家居，智能化自己的生活，提高幸福感。从物联网从业或者专家研究上讲，智能家居是连接云端服务器，不停收集日常数据最终汇集成行业大数据，为以后能够改进智能家居系统，提高用户体验，改善用户智能生活提供行业支撑。对国家而言，智能家居是为老百姓做实事，为实现国家稳定，国家富强等的远大目标做出应有贡献。

可参考下图填写高中生研究性学习与创新成果：

研究性学习代表成果

研究课题：“物联网时代”的特点及其在日常生活中的体现

成果简介：

本文首先介绍了“物联网”的概念及其在国内外的发展，并指出“物联网”概念已经是一个“中国制造”的概念，已被贴上“中国式”标签。伴随云计算日益普及以及人工智能（AI）技术日益成熟，物联网时代已经从 时代悄然迈入 时代。

物联网时代具有显著的特点，一是“物联网即服务”走向落地，二是物联网呈现局域化、功能化、行业化互联化，三是物联网技术设备升级，四是物联网的安全性引起重视。

随着物联网技术的不断发展，它已悄无声息地融入到人们的日常生活，并简单介绍了物联网 在物流、交通、家居、安防、医疗、建筑、零售等日常生活中的应用场景，展望了物联网的发展趋势。

“ 物联网时代 ” 的特点及其在日常生活中的体现

摘要 通过对“物联网”的概念介绍，引出物联网时代 的基本内涵，总结出物联网 时代的基本特点，并简单介绍了物联网 在物流、交通、家居、安防、医疗、建筑、零售等日常生活中的应用场景，并展望了物联网的发展趋势。

关键词 物联网 人工智能 云计算

物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，能够使我们的社会更加自动化，能够让我们的生活更加便利，能够整体提高社会的信息化程度，将在提升信息传送效率、改善民生、提高生产率、降低管理成本等社会各方面发挥重要作用。

本文系统介绍了物联网的起源、概念及其发展，阐述物联网时代 的一些特点，并简要叙述了物联网在交通、医疗、建筑等日常生活中的应用情况。

一、 “ 物联网时代 ” 基本内涵

1 物联网

1999 年，美国麻省理工大学教授凯文·阿什顿(Kevin Ashton)最早提出了物联网（IoT）的概念。阿什顿认为，计算机最终能够自主产生及收集数据而无需人工干预，因此将推动物联网的诞生。简单来说，物联网的理念在于物体之间的通信，以及相互之间的在线互动。

2005 年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟发布了《ITU 互联网报告 2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念，将物联网定义为通过各种信息传感设备。

如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外线感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息。

与互联网结合形成的一个巨大网络，其目的是实现物与物、物与人、所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

中国物联网校企联盟将物联网定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间：环境以及状态信息实时的共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说，当下涉及到信息技术的应用，都可以纳入物联网的范畴。

物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已经超越了 1999 年 Ashton教授和 2005 年 ITU 报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。

2 物联网时代

伴随云计算日益普及，以及人工智能（AI）技术日益成熟，推动信息科技向物联网时代转变，特别在IoT＋AI 融合下，使得万物具有感知能力，物理设备不再冷冰冰，而是具有生命力，让物理世界和数字世界深度融合，继此行业边界越来越模糊，人类进入全新的智能社会。

物联网时代是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络时代。

物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。

随着“物联网”的概念从提出到发展，从实践到创新，物联网时代已经从 时代悄然迈入 时代。物联网 可以理解为 IoE（Internet of Everything），而物联网 是 IoT（Internet of Things），前者范围比后者更大，囊括的范围也更加广泛。

IoE 强调的万物互联概念是任何设备、事物都能通过网络连接起来，并在网络中彼此之间进行通讯。“万物互联”(IoE)的时代，所有的物（Everything）将会获得语境感知、增强的处理能力和更好的感应能力。

二、 “ 物联网时代 ” 的特点

与互联网时代相比，物联网时代具有显著的特点：

1、“物联网即服务”走向落地

既然叫做物联网 时代，当然是和物联网 时代有较明显的进步的。所以，物联网 时代的一个明显特征就是邬贺铨院士曾提到的“物联网即服务”走向落地。

2、物联网呈现局域化、功能化、行业化互联化

物联网既然要通过服务的方式落地，那么如何落地？此时承担落地职责的便是真正的物联网企业——物联网平台企业。物联网的人连物、物连物具有局域化、功能化、行业化互联化，各个行业应用在应用中形成对网络层的具体需求，并逐渐行业标准化。

3、物联网技术设备升级

上层应用逐渐与物联网网络层剥离开来，物联网网络支撑技术（NB-IoT、Lora 等）充分发展、百花齐放。在感知层将传感器升级为“传感器+执行器”，使“眼手”能够协调一致，发挥其更大的功能和作用。

4、物联网的安全性引起重视

物联网的安全性自这个概念提出以来，一直备受人们关注，今后，物联网的安全性将做为一个相对独立的研究领域，得到足够的重视与发展。

未来的物联网 应该通过人工智能、大数据、云计算、5G 等技术的完善，不断提升人工智能的水平，完善语言助手技术，加强物联网的安全性与信任感，外在体现就是操控方式的迭代升级。

也就是说，未来的物联网设备不再单纯依靠语音控制来进行操作，而是整合并运用人工智能、大数据、云计算、5G 等技术，这样即便我们的一个动作、一个眼神、一个想法，甚至即使我们面无表情，物联网也可以了解我们的想法。

三、 “ 物联网时代 ” 在日常生活中的体现

近些年，随着物联网技术的不断发展，它已悄无声息地融入到我们的生活中，小至路由器、智能音箱、冰箱，大到汽车、工业设备，越来越多的物品都接入了物联网。

智慧物流

智慧物流指的是以物联网、大数据、人工智能等信息技术为支撑，在物流的运输、仓储、运输、配送等各个环节实现系统感知、全面分析及处理等功能。当前，应用于物联网领域主要体现在三个方面:仓储、运输监测以及快递终端。

通过物联网技术实现对货物的监测以及运输车辆的监测，包括货物车辆位置、状态以及货物温湿度、油耗、车速等。物联网技术的使用能提高运输效率，提升整个物流行业的智能化水平。

2 智能交通

智能交通是物联网的一种重要体现形式，利用信息技术将人、车和路紧密的结合起来，改善交通运输环境、保障交通安全以及提高资源利用率。运用物联网技术具体的应用领域，包括智能公交车、共享单车、车联网、充电桩监测、智能红绿灯以及智慧停车等领域。

3 智能安防

安防是物联网的一大应用市场，因为安全永远都是人们的一个基本需求。传统安防对人员的依赖性比较大，非常耗费人力，而智能安防能够通过设备实现智能判断。

目前，智能安防最核心的部分在于智能安防系统，该系统是对拍摄的图像进行传输与存储，并对其分析与处理。一个完整的智能安防系统主要包括

三大部分：门禁、报警和监控，行业中主要以视频监控为主。

4 智慧能源环保

智慧能源环保属于智慧城市的一个部分，其物联网应用主要集中在水能、电能、燃气、路灯等能源以及井盖、垃圾桶等环保装置。

如智慧井盖监测水位以及其状态、智能水电表实现远程抄表、智能垃圾桶自动感应等。将物联网技术应用于传统的水、电、光能设备进行联网，通过监测，提升利用效率，减少能源损耗。

5 智能医疗

在智能医疗领域，新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径，能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。

对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态(如心跳频率、体力消耗、血压高低等)进行监测，主要指的是医疗可穿戴设备，将获取的数据记录到电子健康文件中，方便个人或医生查阅。

除此之外，通过 RFID 技术还能对医疗设备、物品进行监控与管理，实现医疗设备、用品可视化，主要表现为数字化医院。

6 智慧建筑

建筑是城市的基石，技术的进步促进了建筑的智能化发展，以物联网等新技术为主的智慧建筑越来越受到人们的关注。当前的智慧建筑主要体现在节能方面，将设备进行感知、传输并实现远程监控，不仅能够节约能源同时也能减少楼宇人员的运维。

目前，智慧建筑主要体现在用电照明、消防监测、智慧电梯、楼宇监测以及运用于古建筑领域的白蚁监测。

7 智能制造

智能制造细分概念范围很广，涉及很多行业。制造领域的市场体量巨大，是物联网的一个重要应用领域，主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上，包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。

通过在设备上加装相应的传感器，使设备厂商可以远程随时随地对设备进行监控、升级和维护等操作，更好的了解产品的使用状况，完成产品全生命周期的信息收集，指导产品设计和售后服务。厂房的环境主要是采集温湿度、烟感等信息。

8 智能家居

智能家居指的是使用不同的方法和设备，来提高人们的生活能力，使家庭变得更舒适、安全和高效。物联网应用于智能家居领域，能够对家居类产品的位置、状态、变化进行监测，分析其变化特征，同时根据人的需要，在一定的程度上进行反馈。

9 智能零售

行业内将零售按照距离，分为了三种不同的形式：远场零售、中场零售、近场零售，三者分别以电商、商场/超市和便利店/自动售货机为代表。物联网技术可以用于近场和中场零售，且主要应用于近场零售，即无人便利店和自动(无人)售货机。

智能零售通过将传统的售货机和便利店进行数字化升级、改造，打造无人零售模式。通过数据分析，并充分运用门店内的客流和活动，为用户提供更好的服务，给商家提供更高的经营效率。

0 智慧农业

智慧农业指的是利用物联网、人工智能、大数据等现代信息技术与农业进行深度融合，实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智能控制的一种全新的农业生产方式，可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。

物联网应用于农业主要体现在两个方面，即农业种植和畜牧养殖。农业种植通过传感器、摄像头和卫星等收集数据，实现农作物数字化和机械装备数字化(主要指的是农机车联网)发展。

畜牧养殖指的是利用传统的耳标、可穿戴设备以及摄像头等收集畜禽产品的数据，通过对收集到的数据进行分析，运用算法判断畜禽产品健康状况、喂养情况、位置信息以及发情期预测等，对其进行精准管理。

四、物联网未来的发展趋势

物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展，已被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。

从智能安防到智能电网，从二维码普及到“智慧城市”落地，作为被寄予厚望的新兴产业，物联网正四处开花，在许多行业和领域得到应用，并悄然影响着人们的生活。

伴随着技术的进步和相关配套的完善，在未来几年，技术与标准国产化、运营与管理体系化、产业草根化将成为我国物联网发展的三大趋势。

以上内容参考 百度百科——探究性学习