袁明蘭 龍穎

摘?要：“互聯網+”的廣泛應用促進了人類生活方式的轉變。如今，智能家居越來越多地滲透到人們的家庭環(huán)境中。面對智能的快速發(fā)展與廣泛應用，教師如何順應此發(fā)展，如何將其恰好的引入課堂教學，智能家居實驗教學成為了引人深思的話題。本文分析了智能家居的背景與現狀，提出了智能家居教學實驗系統(tǒng)的問題并給出了解決方案。通過對本文的分析，可以直觀地展示智能家居實驗教學，使學生有所收獲。

關鍵詞：感知;智能家居;實驗系統(tǒng)

智能化的推進激進了人們對生活的向往，特別是在現行的新媒體環(huán)境下，智能化對高校的“課堂革命”也有了新的定位。

一、背景

伴隨信息技術的發(fā)展，“互聯網+”的廣泛應用，人們逐步改變傳統(tǒng)的生活方式，對生活質量的要求也日益提高，其中包括對生活和生活條件的需求。對家庭智能化，舒適化和個性化追求使智能家居進入人們的視野。隨著移動 4G 網絡的發(fā)展日趨成熟，無線網絡、有線寬帶進入普通家庭，無線組網方式逐漸增多，如WiFi、藍牙、ZigBee 等。傳統(tǒng)家用電器已開始具備智能聯網控制功能。跟隨電子技術、自動化技術、信息技術的不斷融入家庭電子設備，家居設備越來越智能化。智能家居控制系統(tǒng)可以方便地控制家電設備以及家中的多媒體設備。通過布置傳感器和攝像設備對家居環(huán)境信息進行采集，根據采集的數據來調節(jié)環(huán)境，例如對家里的溫度、濕度和采光進行控制，以及對住宅的安全監(jiān)控。智能家居系統(tǒng)可以較好的幫助人們營造良好的生活環(huán)境，讓大家都能體驗到更加輕松舒適的家居生活，因為智能家居系統(tǒng)讓生活變得更加便捷、安全、舒適。智能家居系統(tǒng)通過無線通信連接家中的信息相關設備，并集中管理與控制。與普通家庭居住環(huán)境相比，智能家居使生活環(huán)境更加和諧便捷，人們的生活質量得到極大提高。

初期的智能家居研究主要依賴于算法、硬件和網絡，Jihua Ye（2012）等實現了自動學習能力強的中心控制器，它結合了智能家居與toddler和correlation算法，著重應用了算法中的反饋機制。實驗證明，中心控制器具有良好的性能，可以更好地區(qū)分用戶操作規(guī)則，總結不同操作之間的關系。R.A.Ramlee等（2012）提出了無線藍牙智能家居系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用專注于殘疾人士的應用通信網絡構建，打破了常規(guī)的 Bluetooth 和 WIFI 組合。Rong Qiu（2013）等通過共享中央處理器的中央控制功能，使用射頻技術和智能傳感器構建智能家居系統(tǒng)。YAN Wenbo（2015）等提出通過智能單元和家庭代理，使用 WIFI 模塊和 XMPP 語言構建智能家居單元。Fei Ding（2016）等提出網關的高效集成，堆棧結構提高了可擴展性。發(fā)達國家的企業(yè)積累了大量先進技術，許多成熟產品已推出，并得到了市場的認可。Control4智能家居，提供完善的智能家居解決方案，可以通過單一的操作界面來控制家中的每個部分，包含全方位的功能，包括空調、電視、門鎖、窗簾、溫度控制和家庭影院等，這些功能可以在一個界面上完成。施耐德智能家居系統(tǒng)采用現場總線方式，包括傳感器、執(zhí)行器和系統(tǒng)元件?！笆┠偷隆敝悄芗揖酉到y(tǒng)相對簡單，但采用多種控制方式，可以帶給人們便捷的家居控制。

但這些智能家居系統(tǒng)通常價格昂貴，普遍針對高消費群體。在我國，盡管智能家居的概念推廣較晚，20世紀90年代末推出了家居智能化系統(tǒng)，許多國內企業(yè)逐步加大對智能家居的投資力度，智能家居的發(fā)展取得初步成效，部分產品進入市場。如海爾，TCL，格力等，一些大型 IT 企業(yè)也開始布局智能家居市場，如 360，騰訊和小米等。全國科技工作會議（2017年）上指出：國家將大力扶持人工智能發(fā)展，將互聯網+以及人工智能等技術引入智能家居行業(yè)。

二、現狀

智能家居經歷了家庭電子化、住宅自動化階段和家居智能化等三個階段?，F有的智能家居系統(tǒng)基本處在第二階段到第三階段的過渡，市場上集成產品很多，但是沒有統(tǒng)一的標準，不同品牌的產品仍需要使用不同的控制終端，而且造價昂貴，不能大規(guī)模裝載在實訓室環(huán)境中，供大批量的學生觀摩和學習?，F有的智能家居實驗系統(tǒng)基本上結合了各種品牌的智能家電，形成了展示系統(tǒng)。該顯示系統(tǒng)不能用于常規(guī)教學，這對學生學習智能家居控制不便，這種缺乏有效控制和交互的系統(tǒng)也會影響學生的學習主動性。

三、擬解決的關鍵問題

目前，市場上的智能家居實驗教學是將學生帶到實際的智能家居樣板間參觀學習，采用的學習方法仍然是原始的手動控制說明。對于智能家居，沒有相應的智能家居實驗系統(tǒng)。智能家居組件的大多數開發(fā)都停留在簡單的課件學習中，并且智能性不高，并且沒有或很少有用于交互協(xié)作的工具和環(huán)境。主要原因是教師和教學工具開發(fā)者未能深入研究教學活動中可能遇到的新問題，探索新的教學模式，改革教學結構，以適應新形勢下的人才培養(yǎng)需求。因此，迫切需要設計和開發(fā)適合實驗環(huán)境的智能家居系統(tǒng)，能夠根據模擬環(huán)境感知，實現智能家居中人體，光，溫，濕度，空氣等狀態(tài)數據的采集和處理，并能根據實際情況做出演示推廣和開發(fā)測試實驗的需求。

四、結語

環(huán)境感知智能家居用戶體驗系統(tǒng)主要是構建智能家居顯示和控制教學平臺。該平臺具有一定的可擴展性，可以滿足一些開發(fā)和測試的實驗需求。重點解決子系統(tǒng)構建過程中的數據傳輸方法，以及如何將不同的終端數據集成到同一平臺，即數據轉換效率。

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