1.1.2 智慧家居應用場景

智慧家居通過物聯網技術將家中的各種設備（如音視頻設備、照明系統、窗簾控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、影音服務器、網絡家電等）連接到一起，提供家電控制、照明控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、環境監測、暖通控制、紅外轉發以及可編程定時控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智慧家居不僅具有傳統的居住功能，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，提供全方位的信息交互功能，甚至可減少各種能源消耗，節約資金。智慧家居網絡結構如圖1-12所示。

在智慧家居應用中，當然少不了單片機及其相關技術的應用。在智慧家居中所用到的關鍵技術如下。

（1）家庭自動化 家庭自動化指利用單片機微處理電子技術，集成或控制家中的電子產品或系統，例如：照明燈、咖啡爐、計算機設備、保安系統、暖氣及冷氣系統、視訊及音響系統等。家庭自動化系統主要是以一個中央單片機微處理機接收來自相關電子產品（外界環境因素的變化，如太陽東升或西落等所造成的光線變化等）的信息后，再以既定的程序發送適當的信息給其他電子產品。

單片機微處理器必須透過許多界面來控制家中的電器產品，這些界面可以是鍵盤，也可以是觸摸式熒幕、按鈕、計算機、電話機、遙控器等；消費者可發送信號至中央微處理機，或接收來自中央微處理機的信號。

（2）家庭網絡 首先要把這個家庭網絡和純粹的“家庭局域網”分開來。家庭局域網是指連接家庭里的PC、各種外設及與因特網互聯的網絡系統，只是家庭網絡的一個組成部分。家庭網絡是在家庭范圍內（可擴展至鄰居，小區）將PC、家電、安全系統、照明系統和廣域網相連接的一種新技術。當前在家庭網絡所采用的連接技術可以分為“有線”和“無線”兩大類。有線方案主要包括：雙絞線或同軸電纜連接、電話線連接、電力線連接等；無線方案主要包括：紅外線連接、無線電連接、基于RF技術的連接和基于PC的無線連接等。

圖1-12 智慧家居網絡結構

家庭網絡相比起傳統的辦公網絡來說，加入了很多家庭應用產品和系統，如家電設備、照明系統，因此相應技術標準也錯綜復雜。家庭網絡如圖1-13所示。

圖1-13 家庭網絡

（3）網絡家電 網絡家電是將普通家用電器利用數字技術、網絡技術及智能控制技術設計改進的新型家電產品。網絡家電可以實現互連組成一個家庭內部網絡，同時這個家庭網絡又可以與外部互聯網相連接。可見，網絡家電技術包括兩個層面：第一個層面是家電之間的互連問題，也就是使不同家電之間能夠互相識別，協同工作；第二個層面是解決家電網絡與外部網絡的通信，使家庭中的家電網絡真正成為外部網絡的延伸。

（4）信息家電 信息家電是一種價格低廉、操作簡便、實用性強、帶有PC主要功能的家電產品。利用計算機、電信和電子技術與傳統家電（白色家電：電冰箱、洗衣機、微波爐等；黑色家電：電視機、錄像機、音響等）相結合的創新產品，是為數字化與網絡技術更廣泛地進入家庭生活而設計的新型家用電器。

智慧家居中所有的設備都不再像以前的家電，僅僅完成各自的單一功能，它更多的是需要將自己的信息通過網絡上傳到物聯網，并且能接受遠程控制，這就需要在傳統家電中加入小型化計算機系統，讓所有的家電能智能起來。小型化計算機系統還必須能嵌入家電中，不能增加家電的體積和過多的成本，這樣的小型化計算機系統就是單片機系統。