PDF《智能家居何时到来？》

1/4 智能家居何时到来? 智能家居何时到来? 文/杜洋 【20 年前的设想】 我从小喜欢电子技术,很关注这方面的新闻.

记得

10 岁那年,我在电视上看《生活》节目,节目中除了介绍日常柴米, 还有一个科技类板块.什么最新的

200 万像素数码相机,16 和弦铃声的手机,能存储 10MB 数据的磁盘,每一款都是当 时的尖端产品.科技发展如此之快,快到

20 年前的高科技在今天听起来像个笑话.可有一期节目中介绍的未来科技至 今都没有实现.那天的节目令我印象深刻,节目组参观了微软公司的智能家居样板间,由技术人员全程介绍,操作每 件前所未见的智能家居设备.进门时不需钥匙,只要用眼睛看着镜头,说一声: 开门 .瞳孔和声音双重识别会确 认你的身份.进入走廊又见墙上有块彩色屏幕,按旁边的按键可控制整个房子的电灯开关、空调温度,还能播放音乐、 拨打电话.当你走出一个房间,灯会自动关掉.客厅有面巨大的电视墙,能看电视也能玩游戏,还能打开 Windows 系 统收发邮件、编辑文档.你还能对着遥控器说话,用语音控制电脑.技术人员又介绍了卧室和厨房的新奇功能,最后 说这套智能系统是由机房中的

3 台大型计算机作中央控制的,因涉及核心技术不能让节目组拍摄.看完电视,我一夜 未睡,在脑子里想象着身处未来智能家居的情景.想着我要如何操控电灯,如何选择电影.想到每一处细节,越想越 兴奋,多么期待那一天能快点到来呀.20 年过去了,当年微软的智能家居系统走入平常百姓家了吗? 我的表妹刚结婚不久,婚礼时我作为娘家亲戚参观了她的新房.一进门就发现走廊的墙上嵌着一块彩色触摸屏,表妹 说她很早就有个心愿,希望每天回到家都能听到喜欢的音乐.于是她花了几万元装上这套墙壁音响系统,放出的音乐 所有房间都能听到.来到客厅,一台某国际品牌的

60 英寸智能电视挂在墙上.电视接入了 WIFI,不论是电影、电视剧、 体感游戏都应有尽有.我怀疑表妹是不是也看了那期《生活》节目,节目里的部分智能设备在如今已经实现,而且不 需要

3 台大型计算机,性能更强大.原来我不知不觉见证了智能家居从无到有的过程,这都得益于我表妹对科技时尚 的喜爱,可惜她新房里的设备并没有普及到千家万户,依然是等待普及的未来产品.另一方面,我们技术圈子里所言 的智能家居可远不止于此,从前的设想实现了,可设想本身也在进化.当年的 智能 对网络时代的今天有了新的定 义.智能家居的时代还没到来,它要何时到来呢? 【我幻想的智能家居】 现在凡是科技企业必谈智能,在网上搜索智能家居的新闻也有万条之多,给人的感觉是智能家居的普及破在眼前了, 可却没有一份报道能细致地描写出未来家居到底是什么样子(至少我没看到过) .我们也只能在美国科幻大片中找到点 线索.今天小弟我就斗胆幻想一下

20 年后的智能家居,再从细节上说说你将拥有怎样的体验.和20 年前的微软预言 一样,智能电视已经成为第一件普及开来(或即将普及)的家电产品.再过

20 年,电视机会变成什么样子呢?我认为 电视将在

20 年后消失,不再有智能电视的概念.因为显示屏幕将会消失,所以与之相关的电视、手机、平板、显示器 也会退出市场.显示屏幕的目的是满足视觉获取信息的需要,科技的进步方向就是让信息源离人体的视、听、味、触 的器官更近.听觉最先达到终点,耳机的发明使音源在鼓膜不到 1CM 的地方振动.音箱的存在是因为耳机性能未能达 到声场的最佳效果,通过越来越逼真的音效技术,耳机将达到甚至超越真实的声音,未来的耳机将完全取代音箱等设 备.在未来,更靠近眼球的视觉设备将完全取代显示屏幕.不久前微软发布了一款交互式眼镜,你不仅能在眼镜里看 到虚拟信息和现实画面,还能用手势与之互动.人类的主要感受器官都在头上,眼镜能覆盖眼睛和耳朵,使信息源与 2/4 智能家居何时到来? 视听器官零距离.由此可见,未来的智能眼镜将会取代手机、电视、电脑等产品,成为完全个人化的信息来源.智能 眼镜即可看到现实,又能看到内置屏幕产生的图像,它是虚拟现实技术的开端,是智能家居技术的核心组成部分. 基于智能眼镜技术的成熟,智能家居的发展才会有质的改变.原来的手指与屏幕间的互动变成手势与眼镜的虚实交互. 智能眼镜将像普通眼镜一样轻巧,随时带在身上.通过眼球运动和意念传感器判断你的意图,并给出反馈.如此一来, 开关类的家电(如电灯、门锁)将在眼镜的操作下、在虚拟按钮上开关,无需用手、瞬间完成.其他家用电器的智能 则体现在全自动、无需人类的劳动上.比如洗衣机,目前的自动化仅是把衣服洗干净,但这只是最终目标的一个阶段. 我们的终极需求是随时拥有干爽整洁的衣服.洗衣机只能洗涤,晾干、熨烫、收纳的工作还需人工完成.所以未来洗 衣机会变成服装管理系统,在洗衣机上方有一个玻璃衣柜,干净的衣服就放在那里.在恒温恒湿状态下保护衣物,供 你随时取用.你穿过的脏衣服则随手放入下方的备洗区,当备洗衣服数量足够多,洗衣机会按种类把衣物自动投入滚 筒,洗好、烘干、叠好、自动放入衣柜.每件衣服在出厂时会嵌入一片射频芯片,标明衣物的面料、颜色、洗涤方式. 洗衣机读出衣物属性,分开处理.你需要做的是把脏衣服放入备洗区,取出干净的衣服穿上.洗衣机还会与智能眼镜 配合,推荐给你符合天气和出席场合的衣物搭配.还有需要干洗的衣服,洗衣机会自动向干洗店下订单,干洗店派人 上门取走,洗好后再送回来放入衣柜. 说到派人,在未来派人上门最多的电器便是智能冰箱.智能冰箱不只保鲜还是你的食物管家.只要事先设定好需要的 食品,冰箱会自动下单给附近的网上超市(或电商) ,超市派人把东西送到你家,送货员上门时会有全程摄像监控,人 脸识别与超市人员数据库中的人脸比对,数据吻合才开门.送货员把食品放入冰箱对应位置,冰箱会自动扫描条码, 确认商品并用你的支付宝给超市付款.送货员离开时还会随便带走你的生活垃圾.在更远的未来,送货员也会被专用 机器人代替,你需要做的是 从永远不会空 的冰箱里取出食物,吃完后把垃圾投入垃圾桶.冰箱中还有微波加热区, 可以在你取用前自动加热或解冻.冰箱还会提醒你食物的保质期和能量表,推荐合理的饮食计划. 未来的智能家电还有很多,就不多举例了.独立的家电好像还需要一台中央控制主机协调各电器间的配合.但你的家 里不会有

3 台大型计算机,即占用空间又需要不断升级和维修硬件.未来的中央控制主机不在你家里,也不在别的地 方,它是虚拟在云端的.云技术拥有强大的处理能力,存在于任何接入互联网的地方.云端以家庭为单位,将各种家 电联网,将每个家庭的电器锁定成一个分组,绑定在这家主人的账号上.表面上家电是你来控制的,实际上是云端接 收你的指令再控制电器.所有的智能部分都在云端实现,电器本身不需要软件更新. 【图1】传统与云技术的智能家居系统比较 3/4 智能家居何时到来? 【云计算与物联网】 好了,幻想的部分至此结束,下面回到现实,看看我们离无需人工的全自动化智能家居还有多远,需要有怎样的技术 突破.回看我的幻想,也许你会发现智能家居的核心技术是云计算和物联网.云计算基于大数据计算,猜出你的喜好 和行为习惯.又能根据小区、城市区域的人群特征,从更大的层面谐调控制.以达到城市甚至全球级别的统一化智能. 云计算需要大量的数据支持,这些数据从哪里来呢?自然是从物联网中来,物联网包括传感器和控制器两部分,在未 来智能的初期是传感器发展的阶段,虽然目前云计算已经有手机、电脑端输入的大量数据,但这些都是虚拟网络中的. 只有让大量传感器接入网络,才能让实现中的数据加入.云端有了更丰富的数据来源,将会进化得越来越智能.云计 算达到智能控制的程度时,物联网中的控制器部分才能得到发展,使云端全面操作现实.当万物都接入网络,物联网 与互联网的无限扩展,智能家居反变成简单的工作,智能城市、智能国家、智慧地球才是云计算和物联网的终极目标. 目前云计算已经得到科技界的充分重视,大数据时代的概念深入人心.搜索引擎网站已经能记忆用户的搜索习惯,推 荐你可能喜欢的内容.购物网站能 猜 到用户的购买机率,定向投放广告内容.智能手机提供更多个人数据进化云 端.云计算技术在商业领域有着极大的价值,无数公司投入研发.在这种趋势下,要达到智能家庭、智能城市的中央 主机级别,应该用不了多久. 【图2】云计算与物联网的关系 相对于云计算技术的方兴未艾,物联网的发展要慢一些.云技术的工作是编写软件代码,物联网的基础是开发硬件产 品.软件比硬件更易开发,学过单片机的朋友都明白这一点.软件上有模块化的驱动和成熟的算法,移植和调试都很 方便.硬件电路虽然也有模块化,可为了控制成本和体积,电路要重新设计.而且元器件质量、生产测试及稳定性都 是复杂的问题,所以软件的丰富程度和更新速度总是强于硬件.简单来说,物联网在家居层面上只要给传统电路加入 网络模块,让电器接入 WIFI 就行了.可由于云计算还没有准备好,使得这样的硬件产品就算出现,也不能独立完成高 度智能,最后轮为手机 APP 遥控的噱头产品.总之,在目前还没有较大规模的商业利益推动物联网发展,也只有等到 云计算技术在智能控制方面有所突破,智能家居中的 智能 才真的名副其实,其发展才能进入快车道.到时候,传 统家电公司会狂热地开发云电视、云冰箱,相关产业链为其提供配套服务,智能家居的普及指日可待.当家庭智能化 了,小区的智能、城市的智能还会远吗? 说了半天都没提到技术层面的问题,因为技术层面根本没有困难.就如

20 年前的微软智能家居,技术上已经实现,只 是成本太高,不能普及.虽然有些事会让电子爱好者感觉不开心,但不可否认,推动科技进步的从来不是技术,而是 商业利益.你不能以优异技术劝别人研发,只要让他们看到有得可图即可.智能家居随时可能实现,我们唯一能做的 就是等待,等待云计算技术的成熟,等待硬件成本下降,等待大众对智能家居的需求(大众对其产生依赖需要一段时 4/4 智能家居何时到来? 间) .如果你是电子爱好者,想在未来展露头脚,那么学习基于单片机的网络控制技术是非常明智的选择. 【智能家居的危机】 智能家居是未来的趋势,不可逆转.不论你喜不喜欢都要活动在里面.你会想了,智能家居这样好,怎么会有人不喜 欢呢?科技从来都是把双刃剑,智能家居可造福于人,也能带来前所未有的危机.物联网产品上会有各种传感器,有 光线、温度、红外线、磁场传感器.还会有麦克风、摄像头之类的高级传感器.而且它们都是接入互联网的,一旦有 黑客侵入云端,你的所有家庭隐私都会走光.现在已经有黑客能侵入智能手机,盗取私人照片.虽然我的手机没被侵 入过病毒,但我有时会忽然产生不安全感.我不知道现在是不是有人正通过手机的麦克风和摄像头在窃听着我.就好 像美国电影《全民公敌》那样,所有的电子产品都成了政府监控百姓的工具,而且是你主动带在身上的.未来的智能 将进入到你认为最私隐的家里.本来回家是无比安全的,却总有些恐惧在心底.犹如科幻小说《1984》中的电幕,你 永远不知道老大哥何时在背后看着你. 窃听还不算什么,更可怕的是黑客想伤害你.物联网的传感器能用来窃听,那被控制的电器能造成现实中的严重后果. 比如关掉冰箱电源,毁掉你的美食.在你洗澡时把水温调到 100℃,烫伤你.家里没人时启动电磁炉,烧掉你的家.更 严重的能把城市网络中所有用电器统统打开、调到最大功率,使电网超载,导致全城停电.黑客只要进入云端,便能 为所欲为.再强大的电脑软件也会存在漏洞,在没有找到绝对安全的方案之前,智能世界将始终面临不可想象的危机. 黑客的侵入虽然恐怖,但面对我接下来要讲的危机,也只能算小儿科了.在凯文・凯利的经典著作《失控》里描写了 蜜蜂的智慧.小蜜蜂们总是有组织的成群行动,单独一只的智商很低,而整群的蜜蜂则会有较高的智能.它们会群体 行动,如同一只大生物.又如一个神经细胞没有用处,可上亿个神经细胞互相连接便有了智能.未来众多云计算机加 上物联网,很可能产生高于人脑的高级智能体.高级人工智能会有自己的思考和判断,而且人类无法得知.就像一只 蜜蜂不法理解蜂群的行动一样.到那时,我们人类便 成为智能系统的组成单元,他要如何对待我们,我们根本猜不到, 只能听天由命了! 【总结】 智能家居一直是电子爱好者热衷的前沿技术,但却不知道如何切入其中.智能家居不是远程控制,不是单独的智能电 器所能达到的,它是收集无数个传感器的数据,在云计算处理并操控家电服务于人的系统.智能家居及更大规模的智 能城市、智慧地球都基于云计算和物联网技术的发展.而它们目前并没有准备好,云计算在商业的推动下速度发展, 物联网则因成本过高而进步缓慢.只有等到物联网的传感器足够丰富,云计算足够成熟,智能家居才能迎来春天.那 春天定是电子爱好者施展才华的最佳时机.无论是创客空间还是开源硬件,都在为未来做技术准备和人才培养.值得 高兴的是,物联网的发展(特别是接入网络的传感器)带来的嵌入式产品爆炸式发展就在几年之内.与此同时,智能 家居也将面临黑客和人工智能的威胁,但那会是智能硬件高度普及的中后时期.我想那时的人们已经有了解决之法. 而当下正是嵌入式系统的黄金时代,是电子爱好者和创客们百年不遇的好时机.嵌入式系统将是未来智能家居发展的 主角之一,学习单片机及网络技术,开发基于网络传感和控制的电子产品,把各种电子产品接入互联网,你很有可能 成为未来智能家居领域的领航者.最后再说一句,以上内容仅是我个人浅见,仅供读者朋友们参考,欢迎有不同见解 的朋友来信交流.在完成本文的这一刻,我突然感觉到,未来就在眼前. ................