智能家居在生活中的应用研究性学习报告

摘要：随着关键技术发展和消费者增长的需求，智能家居成为近年来家电行业的关键词。智能家居是以住宅为平台，贯彻以人为本的设计理念，利用计算机、网络通信、综合布线等技术将家居设备有机结合的设施和日程管理的综合系统。它在国内的发展历程有四个阶段，即萌发期、开创期、徘徊期和融合演变期。目前全球智能家居市场蓬勃发展，我国智能家居起步晚，渗透率低，但潜力十足。其中家电产品占比最高，小型电子设备发展快。智能家居的四大应用场景为智能家电、家用安防、照明系统和连接控制设备。物联网技术是智能家居的基础，家庭网关是其核心部分。人工智能技术是智能家居的灵魂，嵌入式操作系统和云计算的结合使智能化成为可能。由于我国智能家居处于初级阶段，存在产品互联不够，标准不明确等诸多问题，因此提出三个建议，一是制定相关标准，二是应用先进技术，三是与智能电网结合。随着政策扶持、市场发展，智能家居未来可期，将走进千家万户，从根本上改变我们的生活。

关键词：智能家居、物联网、人工智能、综合系统、市场

正文：

一.背景

随着物联网、人工智能技术的发展成熟和消费者日益增长的智能化人居需求，智能家居成为近年来家电行业的关键词。智能家居超越了传统家居的功能，功能不断向智能化、人性化、互联化迈进，构建了电子产品家居新生态，实现了环保节能的人居理念。它既体现了消费与设计的品质升级，家电、装修、住宅三位一体的融合趋势，又展现了科技推动行业革命的巨大力量，为未来家电发展描绘了广阔而美好的蓝图。

二.概述

智能家居就是以住宅为平台，利用计算机技术、网络通信技术、自动控制技术、综合布线技术等，将与家居生活相关的设备有机结合在一起，构建兼具建筑、管理、通讯、服务于一体的高效的住宅设施和日常事务的综合系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性。通俗来说就是通过家庭升级换代的设备，使其具备相互沟通联系的人工智能特点和认知行为能力。

智能家居的设计理念是以人为本。产品要经科学论证，充分满足人类健康的生活起居需求，

从而使消费者能充分体验到家居智能化的优越性、舒适性。在家中任何角落、功能区，都能进行智能家居的良好交互。它应涵盖人们衣食住行的方方面面，用细致的方法和妥当的流程实现时间利用率的最大化，将人从日常琐屑中解放出来。最理想的境界是实现生活与艺术的高度融合，让人体验到生活的美好与惬意。

需要明确的是智能家居是一个完整的系统的概念，单件的或部分智能家电并不能叫做智能家居。智能家居由三部分组成，分别为智能家居系统、智能单品、智能设备。智能家居系统是通过主机来控制所有智能家居设备的系统。智能单品是通过便携设备控制的单个智能产品，只能实现单方面的智能化，如手机远程控制开关。智能设备是比较典型的智能产品，包括智能套装在内。典型代表为智能空调、电视等。

三.发展历程及现状

我国智能家居的发展历程可以分为四个阶段。1994-1999年为萌发期，智能家居在美国兴起，国内行业处在一个熟悉概念、产品认知的阶段。此时还没有出现专业生产厂商，只有深圳部分从事代理销售的公司承担零售业务，产品多销售给国内的欧美群体。2000-2005年为开创期，国内先后成立了50多家智能家居研发生产企业，智能家居的市场营销、技术

培训体系逐渐完善，而国外智能家居产品未进入国内市场。2006-2010年为徘徊期，智能家居企业的野蛮生长和恶性竞争给行业带来极大负面影响，其间共有20多家企业退出市场，国外品牌趁机打入中国市场。2011年至今为融合演变期，市场呈增长态势，进入一个快速发展阶段，新产品不断涌现，协议与标准开始主动互通和融合，行业并购现象成为主流。

家居智能化已经成为未来生活的发展趋势，并在全球范围内呈现强劲的活力。目前全球智能家居发展态势良好。据市场研究咨询公司MAM的报告显示，全球智能家居市场规模在2022年将达到1220亿美元，年均增长率为14%。我国智能家居起步较晚，渗透率低，但随着人工智能技术的成熟和庞大市场规模的支持，行业发展将迎来爆发式增长。据预测2020年国内智能家居市场将超过五千亿规模，渗透率上升至0.5%。从市场占比来看，家电类产品在智能家居中占比最高，智能空调、冰箱、洗衣机合计超过70%，是需求最高，潜在市场最大的产品。而实用价低的智能锁、运动手环、家用监控等小型产品市场增速较快。未来将出现更多的智能家居企业，其中智能系统方面将成为掌握行业生态的重点领域。

四.应用与技术

智能家居的四大应用为智能家电、家用安防、照明系统和连接控制设备。随着网络技术、通信技术的成熟，电器的控制技术不断进步，实现从机械到智能设备的华丽变身。目前我国智能家电行业处于成长期，以智能冰箱、空调、洗衣机为主要产品，代表企业有美的、海尔、格力。家庭安防由门禁、报警、监控三部分组成，可用于煤气泄漏、偷盗、火灾、紧急求生等方面。涉及产品包括家用监控、智能门锁、门磁传感器、红外报警器等。代表企业有海康威视、大华、安居宝。智能照明指利用计算机、无线通信、电气控制技术组成分布式无线控制系统，对照明设备实现智能化控制。具有灯光亮度调节、软启动、定时控制、场景设置等功能，达到节能、安全、舒适的特点。代表企业有欧普照明、飞利浦、三雄极光。

物联网技术是智能家居的基础，它让人与物、物与物之间的互联互通成为可能。微电子技术赋予物联网运算迅速的大脑，各种传感器组成了物联网感知世界的“五官”。其中，家庭网关是物联网的核心部分，完成内部网络不同通信协议之间的转换和信息共享，家庭智能设备的管理和控制以及与外部通信网络之间的数据交换功能。人体红外传感器可探测人体的位置与运动，实现照明、用水的自动控制。声音传感器搭配智能识别，使声音指令变得快捷方便。物联网的发展，就是传感器不断微型化、特种化，处理系统不断智能化、高效

化的升级过程。例如微型霍尔门磁报警器仅有胶囊的体积，安装在门吸里，既实现报警功能，又不失美观。低功耗广域网通信技术是目前的主流，它在手环等微小设备上即可搭载，实现独立联网，接收信息时也不会因使用时间和通信频率问题消耗过多电量，减少了频繁充电的麻烦，从而极大丰富了应用场景。

人工智能技术是智能家居的灵魂，它能做出复杂情景的分析处理。以往的家庭智能终端绝大多数由单片机控制，随着新功能的增加和性能的提升，嵌入式操作系统和云计算有机结合，实现线上与线下的数据共享，使得智能化成为可能。目前实现的日程预约、语音交互等,就是属于弱人工智能的范畴。例如长虹的CHiQ人工智能空调，能基于全语音交互技术实现听声识人、定位、调速。不但能语音控制，还能智能识别用户身份，开启私人定制模式，根据声音的方位，实现风向和风量的控制。目前人工智能的应用处于初步阶段，智能设备数据传输存在局限性，功能比较单一，未形成完整的智能家居体系，还有很大的进步空间。我们可以预计的是，随着老龄化问题的日益严峻，搭载了人工智能的智能家居将在养老方面大放异彩。它不仅可以照顾老人日常起居，还可实现健康监测、紧急求助等医疗辅助及人际交流、心理治疗等强智能应用，从而全方面解决养老难题。

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