一直以來，建筑的智能化和家居的自動化等技術被認為是高級辦公室、高檔公寓以及豪華會所的專有概念之一。隨著技術的逐步發展和成熟，隨著無線通信等相關技術更加廉價與便捷的實現，“智慧家庭”將最終為大眾所接受，這一領域的各項相關應用也將得到更加廣泛的發展與普及。未來的“智慧家庭”將基于通用計算平臺構建現代家庭綜合控制系統，可以與所處居家中的其他傳感探測裝置以及其它設備相鏈接，構成一個閉環、相互通信的智能生活環境。在這樣一個環境之中，通過傳感器探測到各種溫度、濕度數據，系統將可以自動地調節居住環境的舒適程度；而且系統將可以通過檢測住戶的行為，做出適當的反應，提供必要的以及額外的服務功能（比如，監控各種異常情況，協助住戶完成各項日常的活動；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”將為我們構造一種低碳、生態、活力、開放、和諧、共享的生活環境。而這樣的生活需要科技支持，將集云計算技術、物聯網技術、4G移動技術、標識技術為一體，構建先進的有線、無線網絡，實現無處不信息。

一、云計算和物聯網在智慧家庭中的應用

當前，物聯網(InternetofThings，IoT)和云計算（CloudComputing）已經成為業界甚至全社會的熱點。一方面，物聯網是通信網和互聯網的拓展應用和網絡延伸，它利用標識技術與智能裝置對物理世界進行感知識別，通過網絡傳輸互聯，進行計算、處理和知識挖掘，實現人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的。云計算的超大規模、虛擬化、多用戶、高可靠性和高可擴展性等特點正是物聯網規模化和智能化發展所需的技術，因此將云計算和物聯網技術應用于智能家居系統中，構建基于云計算的家居物聯網信息平臺，可更好地推動智能家居行業的快速發展，滿足人們快速增長的物聯網應用需求。

目前智能家居領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。更多的智能家居領域應用伴隨著不斷涌現的便捷性、多元化需求而日益發展，基于物聯網的智能家居應用已經成為未來的發展趨勢，而云計算基礎設施為采用物聯網技術帶來的更多海量數據的計算與存儲問題奠定了基礎，已經成為推動智能家居應用更加智能化的核心動力。智能家居在當今社會經濟水平發展階段，更多地要求加強物與物之間的自由溝通，物聯網技術就解決了這樣一個問題，為實現高度智能化提供了手段。物聯網與我們熟悉的互聯網相比，從一定程度上解決了物與物、人與物的鏈接與通訊問題，而云計算技術則為他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，智能家居領域的發展趨勢，除了原有的一些燈光控制、紅外控制、窗簾控制、遠程控制等相關技術，特別是以RFID為代表的更多物聯網識別技術的廣泛應用，創造出人們所需的智能手段。這些技術之所以可以高度發展、廣泛應用，其根本在于現階段有了支撐這些技術的基礎設施。這個基礎設施是針對應用物聯網技術帶來的更多海量數據的問題而產生的云計算。

基于云計算的后臺服務需要大量的計算、存儲資源，如視頻網站、圖片類網站和更多門戶網站。伴隨著物聯網行業的高度發展和應用，將來每個物品都可能存在自己的識別標識，都需要傳輸到后臺系統進行大量邏輯處理，不同粒度級別的數據，各類行業應用的數據皆需要計算存儲，這就是海量數據。

而海量數據的存儲和計算，以及海量數據的挖掘和分析，皆需要強大的系統后臺支撐，只能通過云計算來實現。通過云計算整合一切可以整合的計算資源、存儲資源，來共同處理全球化智能家居業務的請求，并通過按需使用方式靈活擴展相應的計算、存儲資源，聯合物聯網資源，作為“智慧家庭”的重要支撐平臺。 [page]

二、4G移動技術在智慧家庭中的應用

3G風潮還沒過去，4G似乎就已經到來了。4G是第四代移動通信及其技術的簡稱，融合LTE、WiMAX以及“演進的3G技術”為一體，能夠傳輸高品質視頻圖像，以及圖像傳輸品質與高清電視畫質相媲美的技術產品。如果說3G能為人們提供一個高速傳輸的無線通信環境的話，那么4G會是一種超高速無線網絡，一種不需要電纜的信息超級高速公路，這種新網絡可使電話用戶以無線及三位空間虛擬實境連線。未來的4G通信將使得人與人之間的交流更加流暢，特別是構建一條人與機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、個性化方向發展。基于4G移動技術，未來的“智慧家庭”將采用有線方式和無線方式相結合，構建先進的有線、無線網絡，實現無處不信息，保證高速外網數據通道的環境下內網信息流高效、靈活地傳遞。系統的設計應遵循以下原則：

1、模塊化設計。

系統應采用模塊化結構，各個廠商使用統一的接口標準和通信協議，用戶的需求可通過增加模塊或更改應用程序即可實現，即使在使用階段，當功能發生更改時，如空間分隔等，只需調整應用程序即可，適用于家居智能化的各種應用模型。

2、集中管理與分散控制結合。

家庭內部網絡信息流通過家庭網關與4G網絡進行有效地交互，實現系統管理，保證內外網信息流高速有效地控制。未來家居智能化程度決定該系統的優越性，因此為了保證各種場景的智能化控制，將采用家庭網關對各個控制節點進行統一管理，而各個節點對節點上所有電器設備進行分散控制，構建家庭內部層次化網絡結構，實現集中管理與分散控制有效結合。

3、大量采用Wi-FiDirect技術。

面對未來智能家居全面接入Internet，全面引入“云”服務概念的時代，有線信息流傳輸難以滿足這些要求，唯有當前主流的WIFI技術特別是Wi-FiDirect技術能夠全面應對家居控制和多媒體應用以及各種在線服務的要求。各種Wi-Fi設備，從電腦到手機到電腦外設、再到家電等，符合Wi-FiDirect標準的設備無需路由器，就可以方便的和其它設備實現直接連接，傳輸數據或共享應用，為家庭內部信息流傳輸構建另一條高速通道。 [page]

三、標識技術在智慧家庭中的應用

在“智慧家庭”時代，標識技術將是最為關鍵的技術領域之一。它所研究的方向是如何在物品與我們通常所說的唯一標識或者唯一編碼(UID)之間建立起一一對應的關系。通過使用標識技術，我們就可以在各種環境和情況下對物品或者實體進行識別。未來的“智慧家庭”不僅能實現居家電器設備的控制和安防監控，還將滲透到醫療技術、醫療衛生和醫療保健領域，構建人體局域網絡，實現人體參數監測和定位，借助物聯網將實時信息傳輸到云服務平臺上。

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、醫療參數和藥品配送信息的云服務平臺被搭建起來以后，“智慧家庭”將在醫療衛生和保健領域發揮重要的作用，從一般老百姓到整個社會都將從中獲得越來越多的切實利益。第一，在這樣的環境下，我們將可以建立起更加完善、更加便捷的疾病監控和預測系統，可以保證我們提前預防各種傳染性疾病的威脅。第二，當遇到意外情況或者突發公共衛生事件的時候，這樣的環境也將可以幫助我們做出及時地反應，適時地聯系和協調各種醫療機構以及醫療資源。

其次，隨著傳感器技術的進步，廉價的、內置有網絡通信能力和遠程監控能力的設備將得到大范圍的應用，未來的“智慧家庭”將可以整合各種相關技術（如：傳感器、RFID、NFC—近距離通信、藍牙、ZigBee等技術），這將允許我們在更高水平上測量和監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識設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絡實時記錄這些詳細信息，通過物聯網傳輸到基于云服務的醫療衛生監控系統中，幫助我們在各種緊急情況發生的時候盡可能挽救每一位病人的生命。

未來的“智慧家庭”將大范圍地采用標識技術，在人體內部和周圍建立起一定區域的網絡環境。同時這種人體網絡環境將通過“智慧家庭”系統中的智能網關與其他網絡進行通信和鏈接，幫助人們同自己的主治醫生、急診服務以及那些負責照料自己生活的人員進行及時的聯系，協助整個醫療系統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”可以看作是現有人與應用之間交互的擴展，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現，必將給現在傳統技術的應用帶來更大的附加值，擴展這些技術的使用范圍，打破現有本地化的限制，滲透到與人類相關的各個領域。（作者系廈門立林科技有限公司總工程師）