1背景介绍
1.1物联网
物联网(InternetofThings，IoT)是信息技术产业的第3次革命，是将互联网与射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)、各种传感器(如环境传感器、可穿戴设备)与智能物体融合在一起。蓝牙物联网开发在连接物理工业环境和计算系统网络空间从而形成网络物理系统(CyberPhysicalSystem，CPS)方面发挥了重要作用。它具有以下几个特点:系统的分散性;物联网设备和系统的多样性;物联网数据的异构性;网络的复杂性。这些特点虽然使我们的生活变得更加便利，但也给物联网应用带来了许多安全漏洞。
1.2智能家居
智能家居是物联网最典型的应用之一。它以我们通常居住的房屋为平台，通过通信网络将多种设备和各种领域连接起来进行监控。智能家居中有许多可联网的物联网设备且大多是低能耗、轻量化，用户可以使用终端设备(如手机、平板等)远程控制家庭中的智能设备，从而极大地便利了人们的生活，节约了能源。
2智能家居的核心
2.1提升体验
感知周围环境、学习记忆使用者的偏好模式，并进行自动化运行，主动调节室内环境至健康模式，将大幅提升居家体验。如室内空气监测、清洁系统，室温控制系统等。
2.2注重服务
可自动提供服务，精准完成复杂的运动控制，同时具备如动作感知、手势控制、语音控制等友好的人机界面将会广受人们欢迎。如扫地机器人、做饭机械臂等，能够提供贴身服务的家用机器人将进入更多家庭，帮助人们打理琐碎家务，安享居家生活。
2.3提供连接性的同时，确保安全的智能系统将对保护人们的隐私和安全都不可或缺
可轻松连接云端、局域网络以及物物间敏捷互认的通信功能保证物联网实现。为满足以上需求，下一代智能家电所需的创新技术有：高精度、高灵敏度的气体/温度/动作感知技术，嵌入式AI认知学习推理能力，生物识别技术，语音控制技术，可进行精准动作控制的电机控制技术，嵌入式系统的通信技术等。
智能家居设备开发者面临开发周期短、BOM（物料清单）成本压力等多种开发挑战，瑞萨在家居行业深耕多年，凭借在马达控制、人机界面等技术领域的丰富经验，以及在IoT赋能后的嵌入式连接通信技术，及安全性能的基础上，推出多种解决方案，包括：暖通空调控制质量监测解决方案，空气净化传感器解决方案，语音控制解决方案，3D手势控制解决方案、支持与百度云、阿里云、华为云的连接方案，步进电机控制解决方案等多种解决方案，基于嵌入式AI的物体/人脸识别解决方案，智能锁指纹识别解决方案等。客户可通过使用瑞萨高性能低功耗的微控制器产品、生态系统开发方案，大幅缩短开发时间，降低开发成本，专注于上层应用的个性化开发。
保护用户隐私和数据安全是ConnectedHome的绝妙武器。无论是设计初始还是寿命末期，储存与更新都能在硬件安全下完成。用户也将告别不安全的密码，通过受到保护的固件更新，保证设备的完整性。先进的数据加密，保证个人安全。
3智能家居对传感器的需求
我们之所以被称为智慧生物是因为我们可以执行：由感官系统感知外界环境，由大脑进行分析和判断，由身体实施反应和行为这么一套“感—思—动”的流程。智能家居之所以能称为“智”，也是因为它具备：由传感器采集数据，由核心芯片进行计算并发出信号，由执行器进行操作，这样一个相似的工作流程。可以看出，想要实现“智”的功能，须有感知的“能”作为前提。有了丰富、精确的感知力，“智”的应用才能得以延伸。
1）设备的“感知力”主要由传感器和传感芯片来实现，能否在这方面实现技术和功能突破对于智能家居的功能、性能和体验的提升至关重要，这也是开发设计时的一大难点。
传感器的精确度。精确度能够最直观的体现传感器的性能和使用体验，相对于工业生产中的整齐和有规律的作业场景，居家场景更加个性化、分散和随机，所以这对于传感器的精度提出了较高的要求，以适应不同环境下的工作场景。
2）兼容性。应用在智能家居中的传感器种类众多，例如光、压力、温湿度、磁力等，它们所处理的数据类型各不相同，并且传输的方式也有诸如TCP/IP、232协议、485协议、红外等不同形式，如何在处理器端兼容这些数据类型进而将更多的设备融入到智能家居系统中，也是一个开发的重点难题。
4安全问题
4.1身份认证机制缺陷
智能家居平台是为方便终端设备接入、加快智能家居应用发展而构建的消费领域平台，智能家居系统中设备众多，不同的设备为人们提供不同的服务。但物联网的终端设备存在资源受限和能力受限的问题，这些设备通过无线技术接入家庭网络中，如果没有进行身份认证，轻则导致隐私泄露，重则可能会导致单点故障。
4.2通信协议漏洞
智能家居系统中的通信协议漏洞主要来自于应用层，应用层协议是用于应用之间的数据交换。当用户发送某些服务请求后，需要通信协议将数据或信息传输给服务商，才能获取特定的服务。目前智能家居设备通信没有统一的标准，不同的应用场景下有不同的通信协议。当配置智能家居系统时，就会出现不规范行为，从而导致安全问题。由于智能家居系统中的设备多为受限设备，内存、计算、通信等资源不足，所以需要设计轻量级的安全通信协议来保证智能家居的安全。
4.3访问控制机制缺陷
访问控制是按用户身份及其所归属的某项定义组来限制用户对某些信息项的访问。一个良好的访问控制机制能够有效地保护设备敏感数据。目前各智能家居平台的访问控制机制以智能手机的权限为基础，所设计的访问控制机制都存在权限粒度过粗的问题，无法保证设备的安全使用。如何划分更细粒度的访问控制策略并实施成为重要问题。此外，一个家庭存在着多种用户角色(如老人、孩子)，如何保证不同用户角色的访问权限，也为智能家居系统带来了极大的挑战。
出处 工程管理前沿
原标题 基于物联网的智能家居研究
作者 邓芳鸿
