智能家居的应用前景及发展趋势

毕业设计(论文)题目:智能家居的应用前景及发展趋势 专 业：移动互联应用技术 1摘要科技引领生活，随着物联网的兴盛及人们对家居理念的提示，家居智能化成为一种迫切需要，并且越来越热门。智能系统作为新兴产业, 是国家重点发展产业之一。国外自美国在1984年建设出真正的智能建筑至今为止已经有30多年的历史了。由于智能家居的安全、高效、便捷以及智能化等独特魅力, 使智能家居行业在2003年逐步进入我国的家居市场, 但是由于我国起步晚, 使得智能家居行业标准在我国家居市场上并不统一。随着全球资源的不断减少以及环境的破坏, “节能环保”成为了全球科技发展的首要要求, 而“全球智能化”在节能环保方面的优势使得智能家居成为了发展主流, 因此具有十分广阔的市场前景。同时, 随着科技的进步, 传统建筑已经不能满足现代人对生活方面舒适度的需求, 而智能系统也在不知不觉间渗入我们的生活，本文将从实际的角度讨论智能家居的应用前景及发展趋势。关键词：智能家居，应用前景，发展趋势2目录1.绪论11.1课题研究的目的和意义11.2智能家居的起源21.3国内外发展现状32.智能家居的应用前景52.1智能家居的设计原理52.2智能家居的特点52.3智能家居市场特点53.智能家居的发展趋势73.1智能家居行业现状73.2智能家居发展所呈现的趋势83.3未来趋势114. 结论115.参考文献12141.绪论1.1课题研究的目的和意义迄今为止，智能家居还没有一个统一的定义。通常它是指利用先进的计算机技术、网络通信技术等将与家庭生活有关的各种子系统结合在一起，通过统筹管理让家居生活更加舒适、便捷、高效。与普通家居相比，智能家居不但具有传统的居住功能，提供舒适宜人，高品味的家庭生活空间；还能由原来的被动静止状态转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，优化人们的生活方式，提高人们的生活质量，帮助人们有效的安排时间，甚至为各种能源费用节约资金。智能家居行业在我国还是在发展阶段，但其发展前景广阔，推广和应用智能家居也具有重要的现实意义。（1）丰富家居理论，促进家居理论的发展随着众多智能化家居产品的相继问世，智能化家居理论的诞生，为家居领域又添生机。在传统的家居设计制造理论的基础上，引入了现代高新技术和先进制造技术，开展家居智能化的研究，不仅丰富家居设计领域的理论，对学科知识的增进、补充和完善也有积极的作用，为今后智能化家居领域的发展奠定一定基础。（2） 产生一定的社会效益智能家居的研究也丰富人们的物质与精神生活，改变着人们的知识、思想、感情等精神生活的内容，可以想象得出，随着计算机技术、生物技术、信息技术等新的突破与微电脑的普及，家居实现智能化，将给人类生活带来全新的变化。智能家居产品是适应现代社会发展需要，提高人们的生活质量、工作效率，体现科技性、人性化的产品，对智能家居深入的研究则从产品设计、制造到销售提供了理论依据。企业为提高竞争力，可以降低成本，提高质量，加快发展速度。随着市场竞争越来越激烈，谁能出奇制胜谁就能取得较大的效益。企业的兴旺发达，依靠创新，从技术创新角度开发智能家居产品，提高产品科技含量，是企业出奇制胜占据主动的秘诀。总之，智能家居的研究可以提高产品科技含量，增加产品附加值，促进企业可持续性发展，增强企业竞争力。（3） 开拓一个新的大市场智能家居不仅牵动许多行业,而且开拓了一个新的大市场。2010年我国大中城市中60%住宅要实现智能化,这本身就带来巨大商机。智能家居系统布线方式主要有有线组网和无线组网两种。有线组网方式是传统的组网方式,具有技术成熟、数据吞吐量大、可靠性高和设备成本低等显著特点,但安全维护成本高、布线繁琐、可移动性和可扩充性差等缺点也阻碍了有线组网智能家居系统的市场化推广进程。随着科技的进步,无线组网方式逐步进入人们的视野口无线组网方式以其无需布线、安装周期短、后期维护容易、可移动性强和整体费用低等优点,获得了用户的普遍青睐,随着技术的不断完善,有逐步取代有线组网方式的趋势。鉴于无线组网方式的发展空间巨大且发展前景广阔,本文所设计的智能家居系统节点采用了无线组网方式。 ZigBee 是一种应用于低速率、低功耗和低成本场合的无线组网技术,在智能家居系统中有着广阔的应用空间。1.2智能家居的起源智能家居英文常用Smart Home,最初的定义为满足家庭设施与住宅空间的和谐与协调这一目标，通过家庭总线技术手段，将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器、安防装置等彼此连接成一个具备个性化需求的家庭智能系统，支持本地或者异地的监视、控制以及家庭所需的联动性功能的配置和管理。智能家居概念的出现也并非凭空而来。19世纪中期开始的第二次工业革命带来了无数的电气化革命，突破性的电器发明层出不穷，其中建筑空间和居住空间首先迎来建筑和家庭自动化（Home Automation）的产业升级需求。至今，不少老牌智能家居制造商依然在强化自身家庭自动化和工业自动化的出身，同样那些老牌的建筑或者工业自动化的制造企业也在涉足智能家居领域。自然，某些起源于工业控制的总线技术出现在智能家居领域也就不足为奇了。与智能家居含义相近的有家庭自动化(Home Automation)、网络家电(Network Appliance)、数字家庭(Digital Home)、家庭网络(Home Network)，还有这几年日益兴起的智能化装饰（Smart Decoration）.需要指出的是，这些词汇概念之间既有相互关联，也存在内涵上的很大不同。作为中国唯一专注研究智能家居市场和落地途径与方法的独立第三方机构，智能化装饰研究院的使命就是探索和推动日新月异的智能化产品，通过装饰装修途径，以满足日益增长的人民美好生活的需要。谈到智能家居的起源少不了要谈到几个关键的事件，这些关键节点的出现无疑推动了智能家居从概念神坛走向现实生活，从虚无的美好生活畅想迈向务实、可观摩、可借鉴的、可追求的目标样板和从业者的精神动力。作为微软创始人比尔盖茨顶级智能豪宅的主要供应商，美国快思聪(Crestron)从以ABB，罗格朗、施耐德等众多工业自动化企业竞争中脱颖而出，从此奠定了快思聪在智能家居豪宅别墅应用领域的江湖地位，同样也带动了Control4,AMX，June等智能制造企业的兴起发展。若干年后，国内也逐步开始有河东、视声、亮维、星网锐捷、凯图电子等为代表的自主品牌制造企业等开始加入这个阵营。这里，比尔盖茨的功劳功不可没，行业第一次看到家庭自动化给生活空间带来突破想象的便捷和舒适。变化，虽然比较贵，虽然比较难，但总算迈出了智能家居在全球实用的第一步。ZigBee,Z-Wave两大联盟的出现同样是值得关注的事件。以简单、易购、互通、DIY为追求目标的这两大无线协议阵营在国际市场角斗，战火也渗透到中国大陆，在主要芯片企业的推波助澜下，一时间国内涌现了众多的ZigBee,Z-Wave智能家居产品企业。这些企业一边与总线技术派别企业竞争、一边与蓝牙(Bluetooth)，射频(RF)做短兵相接，还要与智能手机巅峰者Apple、网络大咖Google做区隔，可谓历经磨难，走遍弯路，毅力坚持。类似的企业非常多，这里就不一一例举。1.3国内外发展现状1.3.1 国外智能家居的发展现状自从世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。 1998年5月新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，通过在场内模拟“未来之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系统。它的系统功能包括三表抄送功能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、家电控制功能、有线电视接入、电话接入、住户信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布线箱、宽带网接入和统软件配置等。 这种“未来之家”家庭智能化系统，市场真正启动尚需时日。目前在新加坡也有近30个社区(住宅小区)近5000户的家庭采用了“家庭智能化系统”，美国已有近四万户家庭安装了这一类的“家庭智能化系统”，相信21世纪将会有更多的住宅安装上这一类高科技智能化系统产品。目前美国有一种占据市场主流的产品X-10，销售已超过1亿个，设计户型为单体别墅，应用多为旧房改造，仅在美国便有超过400万个家庭在使用。但这些产品技术限制较多，并不适合在我国原样照搬使用应用。三星从今年春节后，开始在中、韩两国同时推出其智能家居系统，通过机顶盒和网络，将家居自动化控制、信息家电、安防设备以及娱乐和信息中心这四部分集成一个全面的，面向宽带互联网的家居控制网络。 根据美国该行业之专业顾问公司PARKS的统计资料显示：1995年，美国一个家庭要安装家庭自动化设备的平均费用在7000至9000美元之间。1995年美国家庭已使用先进家庭自动化设备的比率为0.33，看来市场真正启动尚需时日。预计这五年内，家庭自动化的市场年平均增长率为8。PARKS公司的资料亦显示：到2004年，家庭网络市场总额达到57亿美元。据国际专家给的数据显现，到2000年底国际智能家居的产品销售额达到24亿美元。而到2004年却高达148亿美元。 由于智能家居的诱人前景和巨大市场，尽管国外市场真正启动也尚需时日，但并未能阻止企业去争食智能家居市场。虽然每家公司的策略各不相同，但它们都坚持同样的信念：山那边遍地是金。IBM公司的迈克尔。凯罗斯克说：“这是个不容IBM公司忽视的市场机会。”1.3.2国内智能家居的发展现状中国的智能家居发展始于上世纪末,虽然是刚刚起步,但经过几年的发展,无论是专业厂商、代理商还是工程商的数量都在大幅增加让智能家居产品正成为一种家居潮流产品不断涌入市场,虽然形态各异,但都离不开智能电器控制和安防管理。现在中国的房地产产业发展迅速,因此中国的智能家居市场也潜力巨大,作为其下游产业,智能家居市场前景非常看好。在我国已有越来越多的企业把目光投向了智能家居领域,但在组网方式上多采用有线组网方式,在无线组网方面,由于标准未能取得统一，市场化推广进程缓慢,用于智能家居的无线产品所占有的市场份额很小。2.智能家居的应用前景2.1智能家居的设计原理智能家居设备是通过触摸感应系统、无线遥控以及语音识别系统被用户控制, 给用户带来安全、舒适的环境, 且家居内的设备可以相互通讯, 根据使用者预先设计的模式自发运行, 真正达到了高效、便捷等目的, 而这些恰恰都是智能家居的优点, 正是这些特点使得越来越多的人开始对智能家居的设备有需求, 同时在不知不觉间打开了智能家居的市场。2.2智能家居的特点近些年, 由于智能手机的大量普及, 物联网的各项技术也取得了重大突破, 使智能家居在我国普遍化迈出了关键的一步。在传统的家居生活中, 绝大多数活动都需要我们人为的进行, 比如下班回家要找空调遥控器调节到一个舒适温度, 自己调节水温泡热水澡、自己开电视机等, 而智能家居设备可以通过手机在下班之前向房间里的管理系统下达指令, 将空调、水温等调节到舒适温度;同时对智能产品的定时控制也是用户选择智能家居的重要原因, 用户可以对设备进行提前设置, 时间一到房间熄灯断网, 自动进入睡眠模式, 无需人为关闭;而在安全防护方面, 智能家居更是达到了传统家居无法企及的高度, 单纯地依靠门窗防护、小区监控以及单元楼锁等进行家庭防护的传统家居已经不在能满足现代人的需求, 而智能家居的安防系统则能够在原来的基础上提供更健全的防护措施, 如指纹解锁, 虹膜识别等, 可以为住宅提供立体化防护, 帮助人们时刻守护住宅安全, 同时可以让用户通过智能手机随时监测家中的实时画面, 在出现异常时及时警报, 使损失降到最低。2.3智能家居市场特点智能家居作为生活智能化的主要项目, 在我国家居市场上主要有有两个特点。其一是市场潜力大, 在我们之前做的市场调查中, 有35%的人觉得传统家居很好, 能满足其现代生活的所有需求, 在这35%的人中, 绝大多是觉得智能家居用户体验比较糟糕, 不想再尝试;还有部分是不会使用智能手机的老年人, 他们觉得智能家居反而会更加麻烦;有60%以上的人愿意接受智能家居, 希望自己的生活向智能化发展, 其中包括了各个年龄段和各个阶层的人;其余的人持观望态度, 既不反对也不支持。由此可见, 若完善智能家居产品, 智能家居的潜在客户数量是十分巨大的。且房地产在全国各地发展以支撑上升趋势, 由此可见家居产业作为房地产的辅助产业, 其前景就十分可观。而与此同时, “我国现阶段正处于居民消费升级, 工业化、城镇化、信息化、农业现代化加快融合发展的阶段。国家为了推动信息化、智能化、数字化城市发展, 出台了一系列政策进行扶持, 这些都为智能家居行业的发展奠定了坚实的基础。”二是智能家居虽产品多, 厂家多, 但大部分集中于“北上广深”等一线城市, 且没有一家真正形成规模化, 重要的是, 国家虽发行政策大力支持物联网行业, 推进向智能化的转型, 但是国家对智能家居行业标准没有统一规定。可以想象在没有一个统一标准下诞生的产业, 大家各自为营, 生产的产品也都是按照生产商的利益为标准, 这样就使得产品都彼此独立, 互相没有关联, 达不到智能家居的目的。与此同时, 许多家电商在市场营销的时候, 都刻意打上“智能家居”的牌子, 利用消费者的心理, 欺骗消费者智能家电即是智能家居;还有一些企业, 利用用户不懂技术问题, 将旧的被回收产品进行改造, 通过这种方式减少成本和施工工序, 在客户质疑的时候还会忽悠说智能产品不稳定, 用一段时间就好了等等。生产商以及销售商不负责任的态度, 都能直接影响消费者的用户体验, 使消费者在遇到“真正的”智能家居时望而怯步。在我看来, 消费者的体验是智能家居市场规模的决定性因素, 我们的调查报告显示, 虽然有60%以上的人愿意接受智能家居, 但是其中有69%的人对智能家居的体验并不满意, 他们表示智能家居与他们设想中的情况不一样并且大部分产品比他们想象中的差很多。智能家居的宗旨应该是全方位的提高用户体验, 让用户体会到智能家居的安全、舒适、便捷、高效, 而不是仅仅停留在能遥控方面。同时, 智能家居的生产者应该针对用户的需求, 着重研究发展智能家居。比如, 在我们的调查中表明, 大多数人首要关心的是房屋的安全警报功能, 人身安全和财产安全历来是人们关心的首要问题, 然而市场上有关这方面的产品看起来并没有被广大消费者认可。其中一个原因是它的价格昂贵, 不能被大部分人负担。其实市场上昂贵的智能家居并不是智能家居的真正产品, 现如今, 真正的智能家居采用了智能终端远程控制, 其具有免布线, 移动性强, 升级方便等特点, 是目前智能家居市场的主流, 而许多用户曾经体验的是有线技术, 它造价昂贵, 布线复杂, 早已经被时代所淘汰, 所以消费者在选择智能家居产品的时候一定要认准无线技术, 我相信它一定会带给你完美的用户体验。还有许多被调查者比较关心灯光控制和空调控制等, 这些人中大部分是上班的白领, 他们希望下班到家时就能有一个舒适的环境来舒缓劳累一天的身体和神经。还有部分老人、白领和家有老人要赡养的人, 通过我们的介绍, 对可以监测身体健康情况的智能马桶比较有兴趣, 毕竟身体是革命的本钱。智能家居是时代发展的一种趋势, 随着国家城镇化、数据化、信息化等政策与产业驱使下, 我们相信智能家居行业将会诞生多家有责任心的大型企业, 为人们提供更好地生活服务, 同时国家也会出台更多政策, 在那时, 智能家居将会变成人们生活的一部分而不是只是一种发展趋势。3.智能家居的发展趋势随着科技的发展，尤其是云计算、物联网的出现，智能家居的概念频频出现在各大媒介上，进入公众的视线。在我国，智能家居的概念是十年前引进，并推入市场。随着社会、经济水平的发展，人们对家居品质的追求也越来越高，要求家居舒适化、安全化，家居生活舒适化、智能化，对智能家居系统的需求也越来越强烈。以下是对我国智能家居发展趋势分析：3.1智能家居行业现状由于今年国内政府的房地产调控，地产经济的不景气，导致房产销量降低，对整个住宅行业及相应电子设备产业会起到一定的打压作用，智能家居的市场所面临的客户群体将有所减低。 但业内人士普遍认为“机遇与挑战并存”，楼市调控对智能家居行业不会带来太大的震动。早在2008年住房和城乡建设部发布的关于进一步加强住宅装饰装修管理的通知，就已经在政策层面上，引导和鼓励新建商品住宅一次装修到位或菜单式装修模式。因此，楼市控制将迫使地产商走精品路线，推出“量少质精”的项目工程，做差异化营销，智能家居显然是最大的卖点，这对智能家居行业发展的影响是积极的。 而且从长期来看，由于房屋成交量的减少，必将导致房产公司竞争的加剧，就会增加功能性的装修，所谓增加功能性就是为智能家居的发展带来了机会。同时，投资客的减少，就会增加部分别墅或者大户型的自住率，因此，有可能会让智能家居从不选择，变成可选择方案。3.2智能家居发展所呈现的趋势3.2.1无线传输技术大显身手我们的城市建设正逐步在向智慧城市方向发展，而这其中智能化的进步，直接带动了相关产业的发展，其中智能化家居的普及，正随着其技术发展越来越走向现实。在我们的生活中偶尔会出现比如说，哪里灯忘关，电视忘关等一些小生活细节问是，而未来智能家居系统的普及就可以很好的解决这些问题，我们只需要通过手中的相关设备就可控制家里的一切操作，带来非常便捷的生活。而要实现这些控制技术的实现，这里就需要无线网络传输大显身手了。以前，传统的智能家居采用有线通讯方式传播，需要破坏墙体结构，凿壁布置线路，而且在墙外有密密麻麻的线头，有碍美观，需要专施工人员进行操作，施工周期较长，成本高;尤其不能让人容忍的是，消费者看到有新的智能设备，想要更新升级，比较困难，需要重新破墙布线，而需要售后维修时，难度更大，由于线路埋入墙壁，不能及时准确地检测出故障和修复，颇让人头疼。相比较而言，随着物联网技术进步，无线智能家居则表现出明显的技术优势。配备基于ZIGEBEE技术的智能家居，主人只要拿着手机就能进行远程控制家居设备，就能过上懒人生活。让人满意的是，它不需要扒开墙壁，布置纷繁复杂的线路，外观简洁大方，只要具备初中以上学历，就可自行组合安装;自动组网，设备扩展性强;成本低，功耗低，符合现代家庭绿色生活理念;维修方便，保养得力，可以及时有效地发现故障和维修，让客户满意。可以说在两者技术来说，是一种相辅相承的关系。我们对智能家居的要求提高，无形中就推动了无线传输技术的发展，而无线技术的发展，其效果则在智能家居运行的过程中显现出来。两都相互促进，相互发展。3.2.2 ZigBee技术大放异彩如今的智能家居功能确实强大，改变了人们的生活方式。事实上，智能家居的发展并非一帆风顺。上世纪90年代，智能家居从欧美传入到国内，也曾刮起一股旋风，打出一些智能旗号、模糊概念，一度让很多消费者掏了腰包，但时间一长，就因为智能化程度不高，密集布线，价格高昂，服务不及时，受到消费者的抱怨，没能被市场认可。 直到物联网概念悄然兴起，智能家居才重新迎来了春天。特别是国际风行的ZigBee技术在国内迅速推广，为无线智能家居提供了技术支持，智能化程度大幅提高，客户拿着电子设备就能搞定日常生活。相比传统智能家居，这种智能家居优势明显，不需要密密麻麻的布线，更不需要破坏墙体，只要具备初中以上文化者根据说明书自行安装;自动组网，设备扩展性能强;功耗低，成本低，符合现代生活理念;售后服务更是周到及时，能够准确及实地诊断故障给予修复。 相关业内人士表示，ZigBee是一种低成本、低复杂度、低功耗、高安全、近距离传输的双向无线通讯技术，最大的特色是自动组网，具备扩展性强特点，能够嵌入各种家居设备，这是蓝牙、WIFI等所不能比拟。 物联网专家中国工程院院士邬贺铨表示，随着先进科技不断崛起，智能家居正朝着网络化、信息化、智能化等方向发展，功能不断强大，而且使用简单，操作顺手，极大地方便人们使用。伴随着智能家居行业标准的制定，预计在不久就能出台，有望进一步摊薄研发成本，提高产品性价比，从而推动普及速度，预计未来3-5年，智能家居将迎来发展高峰。3.2.3物联网成智能家居发展分水岭目前，物联网的建设已经上升为国家战略，作为物联网产业链中的重要一环，智能家居无疑会从中得到不少利处。先是去年的物联网“十二五”规划的发布，提出了国家重点发展和扶持的九大物联网应用领域，其中就包括智能家居。接着又是今年国务院鼓励民间资本投向物联网应用。作为物联网领域下的朝阳产业，智能家居正好赶上了这趟顺风车。 家居生活迈向智能化是必然趋势，因此，智能家居作为一个蓝海项目，前景不可估量。随着物联网、云计算等新兴技术相继进入智能家居行业，众厂商也各自形成了自己的特色产品，价格也逐步向平民化的趋势迈进。从有线到无线、从概念炒作到应用实施，智能家居经过十几年的发展历程，终于实现了质的跨越。未来的智能家居，将会更好的为用户服务。而物联网则成为智能家居发展的一道重要分水岭，将对智能家居的发展方向、产业规模进行拓展和延伸。物联网时代下的智能家居将更加具有发展潜力。3.2.4云计算让智能家居功能更强大目前来说，国内采用云计算技术的智能家居厂家有海尔，物联传感，海尔更多的是从整个智慧社区来考虑，而物联传感却是国内外首家将云服务引入智能家居当中的企业。通过云计算，用户不仅仅可以实时查看住宅内的风吹草动，并且可以对其进行溯源处理。比如说，若是家中有人入侵，即便嫌疑人逃遁，也能根据各项传感器反应的时间，调出准确时段的录像记录，为警方提供破案依据。同样，通过对家中各类智能插座、智能开关的数据统筹分析，便能够实现对家庭的能源管控，制定出节能环保、方便舒适的家电灯光使用计划。 “云服务除了向用户提供大容量的数据存储空间之外，同样担负了更多更关键的作用!”物联传感的技术人员表示，“智慧生活如今已经逐渐进入到人们的视线之中，并且，将会在更多更广泛的人群中实现，在智能化的家庭生活中，无线网络无时无处不在，云计算可以确保用户在任何时间，任何地点得到最快捷最安心的服务，通过云计算，用户真正就是上帝。通过云计算，家庭将会成为一个开放的云平台，手机、平板电脑、个人电脑等终端都能够实时分享信息，锁定关注的焦点，以满足用户关于安防、舒适乃至社交方面的需求。当然，根据用户的实际需要，该系统也能向用户提供实时看护、电子健康能服务!随着物联网的进一步发展，以及智慧城市、智慧医疗、智慧交通等产业地发展壮大，智能家居将会在物联网时代发挥更大更加积极的作用!”3.2.5家电企业引领智能家居升级家电IT化潮流势不可挡，智能化已成各大电视企业抢占行业地位的核心领域。全产业链优势的综合型家电企业，从率先建设智能电视平台，到率先推出智能语音搜索引擎，再到升级基于物联网技术的“智能家居”，在智能技术领域不断突破，成为掌控行业智能创新动向、推动产业智能升级的引领者。据了解，家电企业已围绕智能产业链系统，建立了全国最大的智能软、硬件开发团队，完成基于云端服务平台的整个商业模式和平台整体框架设计等。