物联网设备如何在智能家居中实施?

  新加坡国立大学的一组科学家在ACS Materials Au杂志上撰文,回顾了物联网设备在智能家居和医疗保健应用方面的进展。全面审查为此目的调查了先进的材料开发、设备、制造技术和系统。此外,作者还强调了未来的前景、机遇和挑战。

物联网设备如何在智能家居中实施?

  物联网革命

  近几十年来,世界变得更加紧密相连,几项关键技术推动了第四次工业革命。在这些技术中,5G和物联网近年来以惊人的速度发展。这些技术已被应用于环境监测、个人医疗保健、智能交通管理、智能农业、人机交互和智能家居等领域。

  近年来,医疗保健和智能家居一直是重要研究的焦点。这是由于对连接性、安全性、个性化、家庭医疗保健、家庭设施和自动化需求不断增长所推动的。智能材料和制造技术的进步推动了这场技术革命,有助于实现智能家居概念和个性化医疗的目标。

  这一技术革命的两个关键要素是可穿戴设备和联网家庭设备。智能物联网传感器和系统已经集成到日常家居物品中,用于实现自动化、健康监测、跌倒检测、安全、个人护理、智能交互和老年援助等功能。设备被连接在一起,可以在它们自己和云之间进行通信,以提供智能家居平台的基础。

  利用人工智能减少物联网漏洞

  由于家庭住宅内连接的更多设备的能源需求增加,能源供应和使用是智能家居的一个问题。因为电池的使用寿命有限,需要时间、精力和成本来更换。包含能源收集功能的自我维持和自主系统在物联网连接和智能家居领域是非常需要的。

  科学家们已经开发了许多能源收集装置。这些设备包括太阳能设备、热电发电机、热释电发电机、压电发电机和摩擦发电机。摩擦发电机是一种基于接触带电和静电感应原理的摩擦发电机。它们收集机械能,具有高性能、低成本、良好的可扩展性、材料可用性、结构简单和高兼容性等优点。

  提高智能功能

  除了材料设计和能源收集能力,目前该领域的另一个关键问题是提高传感器和设备的智能功能,以增强其决策过程和对现实世界的反应。该领域包括人工智能、机器学习和深度学习在内的技术。物联网和人工智能的融合导致了一个新的研究领域的形成:物联网。

  物联网系统已经应用于多个领域,包括个性化医疗监控、步态分析、物体识别、安全和环境电子设备。当安装在智能家居中,它们不仅赋予它们交互功能和多模态监控,而且赋予它们智能决策能力。

  这篇论文发表在ACS Materials Au上,该论文全面回顾了物联网设备领域的当前进展。首先,本文综述了器件的制造技术和应用于器件制造的先进材料。

  生物兼容,灵活,自愈聚合物提供增强的舒适性和机械性能。卷对卷印刷和静电纺丝等大规模制造技术已显示出制造大面积应用,如地板传感器和全身传感器的前景。

  其次,本文重点介绍了可穿戴技术和环境设备,这些设备部署在家庭环境和人体上。自供电装置受到了特别的关注。探讨了设计考虑和工作机制。我们已经详细讨论了辅助、安全运动跟踪、医疗保健和自动化等应用场景。

  作者详细回顾了智能系统和自我可持续系统的当前技术发展,这是智能家居物联网技术的两个主要有希望的趋势。本文讨论了结论和展望,强调了全面集成和互联人工智能智能家居面临的机遇和挑战。

  目前的挑战包括开发更高效、更健壮的能源收集组件,目前的设备只能提供低功率发电。与这一限制相联系的是需要延长充电时间。设备需要优化,才能充分发挥其潜力。第二个挑战是智能家居中不断产生的数据量和类型。需要数据分析的进步来有效地分析这些数据流。

  从单个设备组件到完整的系统,所有层面的优化都是必要的,但作者表示,随着技术的创新,未来可以实现全连接、集成、智能和自给自足的人工智能平台。

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