一直以來，建筑的智能化和家居的自動化等技術(shù)被認(rèn)為是高級辦公室、高檔公寓以及豪華會所的專有概念之一。隨著技術(shù)的逐步發(fā)展和成熟、無線通信等相關(guān)技術(shù)更加廉價與便捷的實(shí)現(xiàn)，“智慧家庭”將最終為大眾所接受，這一領(lǐng)域的各項(xiàng)相關(guān)應(yīng)用也將得到更加廣泛的發(fā)展與普及。

　　未來的“智慧家庭”將基于通用計(jì)算平臺構(gòu)建現(xiàn)代家庭綜合控制系統(tǒng)，可以與所處居家中的其它傳感探測裝置以及其它設(shè)備相鏈接，構(gòu)成一個閉環(huán)、相互通信的智能生活環(huán)境。在這樣一個環(huán)境之中，通過傳感器探測到各種溫度、濕度數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將可以自動地調(diào)節(jié)居住環(huán)境的舒適程度;而且系統(tǒng)將可以通過檢測住戶的行為，做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，提供必要的以及額外的服務(wù)功能(比如監(jiān)控各種異常情況，協(xié)助住戶完成各項(xiàng)日常的活動;在未來的老齡化社會中，幫助和照顧老年人打理居家生活等)。

　　可見，未來的“智慧家庭”將為我們構(gòu)造一種低碳、生態(tài)、活力、開放、和諧、共享的生活環(huán)境。而這樣的生活需要科技支持，將集云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、4G移動技術(shù)、標(biāo)識技術(shù)為一體，構(gòu)建先進(jìn)的有線、無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無處不信息的現(xiàn)代化生活。

　　云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)在智慧家庭中的應(yīng)用

　　當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IoT)和云計(jì)算(Cloud Computing)已經(jīng)成為業(yè)界甚至全社會的熱點(diǎn)。一方面，物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸，它利用標(biāo)識技術(shù)與智能裝置對物理世界進(jìn)行感知識別，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)，進(jìn)行計(jì)算、處理和知識挖掘，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，達(dá)到對物理世界的實(shí)時控制、精確管理和科學(xué)決策的目的。云計(jì)算的超大規(guī)模、虛擬化、多用戶、高可靠性和高可擴(kuò)展性等特點(diǎn)正是物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模化和智能化發(fā)展所需的技術(shù)，因此將云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)中，構(gòu)建基于云計(jì)算的家居物聯(lián)網(wǎng)信息平臺，可更好地推動智能家居行業(yè)的快速發(fā)展，滿足人們快速增長的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求。

　　目前智能家居領(lǐng)域僅僅局限在人與物之間的交流，一定程度上滿足了人們文化、生活與娛樂需求。更多的智能家居領(lǐng)域應(yīng)用伴隨著不斷涌現(xiàn)的便捷性、多元化需求而日益發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居應(yīng)用已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢，而云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施為采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的更多海量數(shù)據(jù)的計(jì)算與存儲問題奠定了基礎(chǔ)，已經(jīng)成為推動智能家居應(yīng)用更加智能化的核心動力。智能家居在當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展階段，更多地要求加強(qiáng)物與物之間的自由溝通，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就解決了這樣一個問題，為實(shí)現(xiàn)高度智能化提供了手段。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)相比，從一定程度上解決了物與物、人與物的鏈接與通訊問題，而云計(jì)算技術(shù)則為它們之間的通訊與交流打造一個更為高效寬闊的平臺。

　　近年來，智能家居應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，除了原有的一些燈光控制、紅外控制、窗簾控制、遠(yuǎn)程控制等相關(guān)技術(shù)，特別是以RFID為代表的物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)的廣泛應(yīng)用，創(chuàng)造出人們所需的智能手段。這些技術(shù)之所以能高度發(fā)展、廣泛應(yīng)用，其根本在于現(xiàn)階段有了支撐這些技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施。這個基礎(chǔ)設(shè)施是針對應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的更多海量數(shù)據(jù)的問題而產(chǎn)生的云計(jì)算。

　　基于云計(jì)算的后臺服務(wù)需要大量的計(jì)算、存儲資源，如視頻網(wǎng)站、圖片類網(wǎng)站和更多門戶網(wǎng)站。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的高度發(fā)展和應(yīng)用，將來每個物品都可能存在自己的識別標(biāo)識，都需要傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)進(jìn)行大量邏輯處理，不同粒度級別的數(shù)據(jù)，各類行業(yè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)皆需要計(jì)算存儲，這就是海量數(shù)據(jù)。而海量數(shù)據(jù)的存儲和計(jì)算，以及海量數(shù)據(jù)的挖掘和分析，皆需要強(qiáng)大的系統(tǒng)后臺支撐，只能通過云計(jì)算來實(shí)現(xiàn)。通過云計(jì)算整合一切可以整合的計(jì)算資源、存儲資源，來共同處理全球化智能家居業(yè)務(wù)的請求，并通過按需使用方式靈活擴(kuò)展相應(yīng)的計(jì)算、存儲資源，聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)資源，作為“智慧家庭”的重要支撐平臺。

　　4G移動技術(shù)在智慧家庭中的應(yīng)用

　　3G風(fēng)潮還沒過去，4G似乎就已經(jīng)到來。4G是第四代移動通信及其技術(shù)的簡稱，融合LTE、WiMAX以及“演進(jìn)的3G技術(shù)”為一體，能夠傳輸高品質(zhì)視頻圖像，以及圖像傳輸品質(zhì)與高清電視畫質(zhì)相媲美的技術(shù)產(chǎn)品。如果說3G能為人們提供一個高速傳輸?shù)臒o線通信環(huán)境的話，那么4G會是一種超高速無線網(wǎng)絡(luò)，一種不需要電纜的信息超級高速公路，這種新網(wǎng)絡(luò)可使電話用戶以無線及三位空間虛擬實(shí)境連線。未來的4G通信將使得人與人之間的交流更加流暢，特別是構(gòu)建一條人與機(jī)器之間自由交流通道，推動整個“智慧家庭”朝著綜合化、智能化、全球化、個性化方向發(fā)展?；?G移動技術(shù)，未來的“智慧家庭”將采用有線方式和無線方式相結(jié)合，構(gòu)建先進(jìn)的有線、無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無處不信息，保證高速外網(wǎng)數(shù)據(jù)通道的環(huán)境下內(nèi)網(wǎng)信息流高效、靈活地傳遞。

　　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則。

　　模塊化設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，各個廠商使用統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議，用戶的需求可通過增加模塊或更改應(yīng)用程序即可實(shí)現(xiàn)，即使在使用階段，當(dāng)功能發(fā)生更改時，如空間分隔等，只需調(diào)整應(yīng)用程序即可，適用于家居智能化的各種應(yīng)用模型。

　　集中管理與分散控制結(jié)合

　　家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)信息流通過家庭網(wǎng)關(guān)與4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效地交互，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理，保證內(nèi)外網(wǎng)信息流高速有效地控制。未來家居智能化程度決定該系統(tǒng)的優(yōu)越性，因此為了保證各種場景的智能化控制，將采用家庭網(wǎng)關(guān)對各個控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理，而各個節(jié)點(diǎn)對節(jié)點(diǎn)上所有電器設(shè)備進(jìn)行分散控制，構(gòu)建家庭內(nèi)部層次化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)集中管理與分散控制有效結(jié)合。

　　大量采用Wi-Fi Direct技術(shù)

　　面對未來智能家居全面接入Internet，全面引入“云”服務(wù)概念的時代，有線信息流傳輸難以滿足這些要求，唯有當(dāng)前主流的WIFI技術(shù)特別是Wi-Fi Direct技術(shù)能夠全面應(yīng)對家居控制和多媒體應(yīng)用，以及各種在線服務(wù)的要求。各種Wi-Fi設(shè)備，從電腦到手機(jī)到電腦外設(shè)，再到家電等，符合Wi-Fi Direct標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備無需路由器，就可以方便地和其它設(shè)備實(shí)現(xiàn)直接連接，傳輸數(shù)據(jù)或共享應(yīng)用，為家庭內(nèi)部信息流傳輸構(gòu)建另一條高速通道。[nextpage]

　　標(biāo)識技術(shù)在智慧家庭中的構(gòu)建及應(yīng)用

　　在“智慧家庭”時代，標(biāo)識技術(shù)將是最為關(guān)鍵的技術(shù)領(lǐng)域之一，它所研究的方向是如何在物品與我們通常所說的唯一標(biāo)識或者唯一編碼(UID)之間建立起一一對應(yīng)的關(guān)系。通過使用標(biāo)識技術(shù)，我們就可以在各種環(huán)境和情況下對物品或者實(shí)體進(jìn)行識別。未來的“智慧家庭”不僅能實(shí)現(xiàn)居家電器設(shè)備的控制和安防監(jiān)控，還將滲透到醫(yī)療技術(shù)、醫(yī)療衛(wèi)生和醫(yī)療保健領(lǐng)域，構(gòu)建人體局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)人體參數(shù)監(jiān)測和定位，借助物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)時信息傳輸?shù)皆品?wù)平臺上。

　　首先，隨著RFID傳感器的普遍使用，特別是各種可以采集病人狀態(tài)、醫(yī)療參數(shù)和藥品配送信息的云服務(wù)平臺被搭建起來以后，“智慧家庭”將在醫(yī)療衛(wèi)生和保健領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用，從一般老百姓到整個社會都將從中獲得越來越多的切實(shí)利益。第一，在這樣一個智能環(huán)境下，我們將可以建立起更加完善、更加便捷的疾病監(jiān)控和預(yù)測系統(tǒng)，可以保證我們提前預(yù)防各種傳染性疾病的威脅;第二，當(dāng)遇到意外情況或者突發(fā)公共衛(wèi)生事件的時候，這樣的環(huán)境也將可以幫助我們做出及時地反應(yīng)，適時地聯(lián)系和協(xié)調(diào)各種醫(yī)療機(jī)構(gòu)以及醫(yī)療資源。

　　其次，隨著傳感器技術(shù)的進(jìn)步，廉價的、內(nèi)置有網(wǎng)絡(luò)通信能力和遠(yuǎn)程監(jiān)控能力的設(shè)備將得到大范圍的應(yīng)用，未來的“智慧家庭”將可以整合各種相關(guān)技術(shù)(如：傳感器、RFID、NFC——近距離通信、藍(lán)牙、ZigBee等技術(shù))，這將允許我們在更高水平上測量和監(jiān)視各種重要的人體生命特征(比如：體溫、血壓、心率、膽固醇、血糖含量等)。

　　再者，隨著可以植入人體的無線可標(biāo)識設(shè)備被越來越廣泛地用來記錄人們的健康狀況，智慧家庭則可借助人體局域網(wǎng)絡(luò)實(shí)時記錄這些詳細(xì)信息，通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)交谠品?wù)的醫(yī)療衛(wèi)生監(jiān)控系統(tǒng)中，幫助我們在各種緊急情況發(fā)生的時候盡可能挽救每一位病人的生命。

　　未來的“智慧家庭”將大范圍地采用標(biāo)識技術(shù)，在人體內(nèi)部和周圍建立起一定區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。同時這種人體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境將通過“智慧家庭”系統(tǒng)中的智能網(wǎng)關(guān)與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和鏈接，幫助人們同自己的主治醫(yī)生、急診服務(wù)以及那些負(fù)責(zé)照料自己生活的人員進(jìn)行及時的聯(lián)系，協(xié)助整個醫(yī)療系統(tǒng)的參與者隨時隨地了解他們的情況，及時果斷地采取各種處理措施。

　　總之，未來的“智慧家庭”可以看作是現(xiàn)有人與應(yīng)用之間交互的擴(kuò)展，只不過這種新的交互是通過“物”這個層面上的交流和融合來實(shí)現(xiàn)，必將給現(xiàn)在傳統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用帶來更大的附加值，擴(kuò)展這些技術(shù)的使用范圍，打破現(xiàn)有本地化的限制，滲透到與人類相關(guān)的各個領(lǐng)域。