1.1 智能家居的相关概念

1.1.1 智能家居的基本概念

智能家居是以住宅为平台，通过物联网技术将与家居生活有关的设施连接到一起，以实现智能化的生态系统。智能家居系统通常具有智能灯光控制、智能电器控制、安防监控、智能背景音乐控制、智能视频共享、可视对讲和家庭影院等功能。这些功能共同提升了家居的安全性、便利性、舒适性、艺术性，并提供了环保节能的居住环境。

1.1.2 智能家居与物联网

早期的智能家居系统价格昂贵、安装复杂、操作烦琐，这些弊端限制了智能家居在普通用户中的普及，但是物联网时代给予了智能家居新的生命力。

物联网通过无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、传感器、全球定位系统等设备按约定的协议把任意物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、感知、定位、监控和管理。物联网融合了电子技术、控制技术、计算机和网络通信技术。智能家居是一种典型的物联网应用。物联网时代智能家居系统示意图如图1-1所示。

图1-1 物联网时代智能家居系统示意图

从概念上来说，物联网的发展重新定义了智能家居，把智能家居从“数字家庭”升级到“智慧家居”。物联网技术的出现，对智能家居的市场空间、发展方向、产业规模等进行了拓宽和延伸，给智能家居带来了第二次“生命”。

1.1.3 智能家居与云计算、边缘计算

智能家居所有的功能都建立在互联网与移动互联网的基础上。它通过各类传感器采集相关信息，并对这些信息进行分析和反馈来实现相关的功能。智能家居的“智能化”在很大程度上建立在良好的硬件基础上，要求极大的存储容量和计算能力，仅靠个人计算机存储成本过高。云计算能够提供低成本的计算资源，目前已得到广泛应用。生活中智能化的设备通常需要相应的云计算基础设施为用户提供服务。

然而，现有的云计算是一种集中式的服务，资源集中在“云”中，这种模式并不能完全满足智能家居系统的稳定性和实时性的要求。例如，在网络出现故障时，由于智能单品的联动逻辑是在“云”上的，所以联动设备很容易失控；而对响应速度要求严格的智能设备，如灯光设备，一点点的延时就会使用户体验大打折扣。

将资源分散化，在用户的邻近区域为用户提供服务的计算模式作为一种发展趋势，被认为更适合物联网的发展需求。这种计算模式称为边缘计算，主要特点是提供一种数据就近处理的计算服务。边缘计算内的逻辑在云计算上备份，使智能设备产生的数据在本地进行处理，设备之间的联动通过局域网内的边缘计算实现，同时实现边缘计算的控制与云计算的控制同步，这样可以解决云计算效率低、体验差的问题。目前，边缘计算已被广泛运用于智能家居领域，并已经有了很多实际应用案例。

1.1.4 智能家居与大数据、人工智能

随着信息技术的飞速发展，人类活动产生的数据量空前地增长，各类设备对数据的处理速度也在迅速地提升，大数据时代已经到来。大数据技术促进了很多行业的技术革新，人们的家居方式也依托数据处理不断地朝着数据化、网络化的方向发展。除了传统家居的一些基本功能之外，智能家居能够让人们对家中物品的使用情况了解得更加详细，同时也能更方便地远程控制家居物品。

同时，智能家居的发展与当前计算机领域中的热门话题——人工智能技术也息息相关。随着人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术的发展，智能家居也正在从最初的无须人工干预的“自动化”逐渐发展为真正的“智能化”。智能音箱就是人工智能技术在智能家居中的典型应用。它不仅能播放音乐，而且能基于语音识别技术将用户的语音指令转化为系统内部控制指令，并能够实现与用户的语音交互。用户只要发出几个简单的语音指令，就可以体验到智能家居的多项功能，如音乐播放、灯光调节等，这极大地提高了系统操作的便捷程度。

伴随着全球性产业转移的浪潮，我国目前已成为家电产品的出口大国和全球主要供应商。在智能家居解决方案方面，目前我国与世界领先水平保持同步，甚至在某些领域还具有领先优势。随着人工智能技术的快速发展，以及人民群众对高水平家居生活追求的不断提高，可以预见，智能家居产业将进入快速发展阶段。据业内估计，2020年，我国智能家电销售收入将突破千亿关口，达到1 015亿元。