1.1.2 智慧家居应用场景

智慧家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智慧家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至可减少各种能源消耗，节约资金。智慧家居网络结构如图1-12所示。

在智慧家居应用中，当然少不了单片机及其相关技术的应用。在智慧家居中所用到的关键技术如下。

（1）家庭自动化 家庭自动化指利用单片机微处理电子技术，集成或控制家中的电子产品或系统，例如：照明灯、咖啡炉、计算机设备、保安系统、暖气及冷气系统、视讯及音响系统等。家庭自动化系统主要是以一个中央单片机微处理机接收来自相关电子产品（外界环境因素的变化，如太阳东升或西落等所造成的光线变化等）的信息后，再以既定的程序发送适当的信息给其他电子产品。

单片机微处理器必须透过许多界面来控制家中的电器产品，这些界面可以是键盘，也可以是触摸式荧幕、按钮、计算机、电话机、遥控器等；消费者可发送信号至中央微处理机，或接收来自中央微处理机的信号。

（2）家庭网络 首先要把这个家庭网络和纯粹的“家庭局域网”分开来。家庭局域网是指连接家庭里的PC、各种外设及与因特网互联的网络系统，只是家庭网络的一个组成部分。家庭网络是在家庭范围内（可扩展至邻居，小区）将PC、家电、安全系统、照明系统和广域网相连接的一种新技术。当前在家庭网络所采用的连接技术可以分为“有线”和“无线”两大类。有线方案主要包括：双绞线或同轴电缆连接、电话线连接、电力线连接等；无线方案主要包括：红外线连接、无线电连接、基于RF技术的连接和基于PC的无线连接等。

图1-12 智慧家居网络结构

家庭网络相比起传统的办公网络来说，加入了很多家庭应用产品和系统，如家电设备、照明系统，因此相应技术标准也错综复杂。家庭网络如图1-13所示。

图1-13 家庭网络

（3）网络家电 网络家电是将普通家用电器利用数字技术、网络技术及智能控制技术设计改进的新型家电产品。网络家电可以实现互连组成一个家庭内部网络，同时这个家庭网络又可以与外部互联网相连接。可见，网络家电技术包括两个层面：第一个层面是家电之间的互连问题，也就是使不同家电之间能够互相识别，协同工作；第二个层面是解决家电网络与外部网络的通信，使家庭中的家电网络真正成为外部网络的延伸。

（4）信息家电 信息家电是一种价格低廉、操作简便、实用性强、带有PC主要功能的家电产品。利用计算机、电信和电子技术与传统家电（白色家电：电冰箱、洗衣机、微波炉等；黑色家电：电视机、录像机、音响等）相结合的创新产品，是为数字化与网络技术更广泛地进入家庭生活而设计的新型家用电器。

智慧家居中所有的设备都不再像以前的家电，仅仅完成各自的单一功能，它更多的是需要将自己的信息通过网络上传到物联网，并且能接受远程控制，这就需要在传统家电中加入小型化计算机系统，让所有的家电能智能起来。小型化计算机系统还必须能嵌入家电中，不能增加家电的体积和过多的成本，这样的小型化计算机系统就是单片机系统。