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智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。

1定义

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智能家居是一个居住环境,是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境,实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。

智能家居智能家居

智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同,大多数智能家居系统都采用综合布线方式,但少数系统可能并不采用综合布线技术,如电力载波,不论哪一种情况,都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务,因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术,在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术,广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中,对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术,体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。

智能家居其实有两种表述的语意,定义中描述的,以及我们通常所指的都是智能家居这一住宅环境,既包括单个住宅中的智能家居,也包括在房地产小区中实施的基于智能小区平台的智能家居项目,如深圳红树西岸智能家居。第二种语意是指智能家居系统产品,是由智能家居厂商生产、满足智能家居集成所需的主要功能的产品,这类产品应通过集成安装方式完成,因此完整的智能家居系统产品应是包括了硬件产品、软件产品、集成与安装服务、售后在内的一个完整服务过程。

2系统

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智能家居系统包含的主要子系统有:家居布线系统、家庭网络系统、智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统。其中,智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统是必备系统,家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统为可选系统。

3现状

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国内现状

智能家居作为一个新生产业,处于一个导入期与成长期的临界点,市场消费观念还未形成,但随着智能家居市场推广普及的进一步落实,培育起消费者的使用习惯,智能家居市场的消费潜力必然是巨大的,产业前景光明。正因为如此,国内优秀的智能家居生产企业愈来愈重视对行业市场的研究,特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究,一大批国内优秀的智能家居品牌迅速崛起,逐渐成为智能家居产业中的翘楚! 智能家居在中国已经历了近12年的发展,从人们最初的梦想,到真实的走进我们的生活,经历了一个艰难的过程。

智能家居在中国的发展经历的四个阶段,分别是萌芽期/智能小区期、开创期、徘徊期、融合演变期。

萌芽期/智能小区期(1994-1999年)

这是智能家居在中国的第一个发展阶段,整个行业还处在一个概念熟悉、产品认知的阶段,这时还没有出现专业的智能家居生产厂商,只有深圳有一两家从事美国X-10智能家居代理销售的公司从事进口零售业务,产品多销售给居住国内的欧美用户。

开创期(2000-2005年)

国内先后成立了五十多家智能家居研发生产企业,主要集中在深圳、上海、天津、北京、杭州、厦门等地。智能家居的市场营销、技术培训体系逐渐完善起来,此阶段,国外智能家居产品基没有进入国内市场。

徘徊期(2006-2010年)

2005年以后,由于上一阶段智能家居企业的野蛮成长和恶性竞争,给智能家居行业带来了极大的负面影响:包括过份夸大智能家居的功能而实际上无法达到这个效果、厂商只顾发展代理商却忽略了对代理商的培训和扶持导致代理商经营困难、产品不稳定导致用户高投诉率。行业用户、媒体开始质疑智能家居的实际效果,由原来的鼓吹变得谨慎,市场销售也几年出来增长减缓甚至部分区域出现了销售额下降的现象。2005-2007年,大约有20多家智能家居生产企业退出了这一市场,各地代理商结业转行的也不在少数。许多坚持下来的智能家居企业,在这几年也经历了缩减规模的痛苦。正在在这一时期,国外的智能家居品牌却暗中布局进入了中国市场,而活跃在市场上的国外主要智能家居品牌都是这一时期进入中国市场的,如罗格朗、霍尼韦尔、施耐德、Control4等。国内部分存活下来的企业也逐渐找到自己的发展方向,例如天津瑞朗等,用X10,深圳索科特做了空调远程控制,成为工业智控的厂家。

融合演变期(2011-2020年)

进入2011年以来,市场明显看到了增长的势头,而且大的行业背景是房地产受到调控。智能家居的放量增长说明智能家居行业进入了一个拐点,由徘徊期进入了新一轮的融合演变期。

接下来的三到五年,智能家居一方面进入一个相对快速的发展阶段,另一方面协议与技术标准开始主动互通和融合,行业并购现象开始出来甚至成为主流。

接下来的五到十年,是智能家居行业发展极为快速,但也是最不可琢磨的时期,由于住宅家庭成为各行业争夺的焦点市场,智能家居作为一个承接平台成为各方力量首先争夺的目标。谁能最终胜出,我们可以作种种分析,但最终结果,也许只有到时才知。但不管如何发展,这个阶段国内诞生多家年销售额上百亿元的智能家居企业。

国内相关政策

截止2013年,全球范围内信息技术创新不断加快,信息领域新产品、新服务、新业态大量涌现,不断激发新的消费需求,成为日益活跃的消费热点。我国市场规模庞大,正处于居民消费升级和信息化、工业化、城镇化、农业现代化加快融合发展的阶段,信息消费具有良好发展基础和巨大发展潜力。我国政府为了推动信息化、智能化城市发展也在2013814日发表了关于促进信息消费扩大内需的若干意见,大力测发展宽带普及、宽带提速,加快推动信息消费持续增长,这都为智能家居、物联网行业的发展打下了坚实的基础。

增强信息产品供给能力

鼓励智能终端产品创新发展。面向移动互联网、云计算、大数据等热点,加快实施智能终端产业化工程,支持研发智能手机、智能电视等终端产品,促进终端与服务一体化发展。支持数字家庭智能终端研发及产业化,大力推进数字家庭示范应用和数字家庭产业基地建设。鼓励整机企业与芯片、器件、软件企业协作,研发各类新型信息消费电子产品。支持电信、广电运营单位和制造企业通过定制、集中采购等方式开展合作,带动智能终端产品竞争力提升,夯实信息消费的产业基础。

国外现状

自从世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后,美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、德国、新加坡、日等国都有广泛应用。

19985月新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上,通过在场内模拟“未来之家”,推出了新加坡模式的家庭智能化系统。它的系统功能包括三表抄送功能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、家电控制功能、有线电视接入、电话接入、住户信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布线箱、宽带网接入和统软件配置等。

根据美国该行业之专业顾问公司PARKS的统计资料显示:1995年,美国一个家庭要安装家庭自动化设备的平均费用在70009000美元之间。1995年美国家庭已使用先进家庭自动化设备的比率为0.33%,看来市场真正启动尚需时日。预计这五年内,家庭自动化的市场年平均增长率为8%PARKS公司的资料亦显示:到2004年,家庭网络市场总额可达57亿美元。据国际专家预测,到2000年底国际智能家居的产品销售额可达24亿美元。2004年可达148亿美元。

4机遇

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智慧家居是今后家居领域发展的必然趋势,虽然市场推广才刚刚开始,但行业的竞争已经很激烈,光是宁波就有不下5家企业专门从事这方面开发。

智能家居智能家居

制造企业在产业调整和转型中,都需要运用到大数据。今后,数据成为推进社会进步的第四生产力。市场潜力巨大,同时,智慧家居所依托的大数据分析,也是传统制造企业转型升级的重要途径。

比尔盖茨是国外第一个使用智能家居的家庭,快有三十年的历史了,智能家居控制系统也逐渐走进大家的视野。这两年随着wifi的普及,无线智能家居逐渐取代了有线产品,在无线领域国内并不落后于国外,同样使用最新zigbee智能家居,但国内智能家居虽有潜力但发展缓慢,人们的消费观和消费能力并不充分。

根据《中国智能家居设备行业发展环境与市场需求预测分析报告前瞻》分析,我国智能家居产品与技术的百花齐放,市场开始明显出现低、中、高不同产品档次的分水岭,行业进入快速成长期。面对中国庞大的需求市场,预计该行业以年均19.8%的速率增长,在2015年产值达1240亿元。

智能家居最初的发展主要以灯光遥控控制、电器远程控制和电动窗帘控制为主,随着行业的发展,智能控制的功能越来越多,控制的对象不断扩展,控制的联动场景要求更高,其不断延伸到家庭安防报警、背景音乐、可视对讲、门禁指纹控制等领域,可以说智能家居几乎可以涵盖所有传统的弱电行业,市场发展前景诱人,因此和其产业相关的各路品牌不约而同加大力度争夺智能家居业务,市场渐成春秋争霸之势。

5设计理念

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智能家居控制的发展关键在于设计理念以及经营者的心态,市场目标客户真正需要什么东西,挣什么样的钱都要慎重考虑,如果只注重签单,不设身处地的为客户着想,不兼顾智能解决未来的发展,提供片面的智能家居解决方案,而不考虑客户的适用性,是不可取的,是急功近利的表现,这不仅降低了智能家居的应用效果,还不利于整个智能家居行业的发展。

智能家居控制系统的经营商更要着消费者至上的理念,着从客户利益出发心态,以认真、负责、诚信的态度,真正的从客户的实际需求出发,用心服务,用心为客户做智能家居控制设计和解决方案,把工程做好,让客户花最少的钱得到最大化的实惠,才是企业发展之道,才是智能家居行业发展之道。

6设计原则

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衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否,并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度,而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能否成功运行,系统的使用、管理和维护是否方便,系统或产品的技术是否成熟适用,换句话说,就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效,实现便捷高质量的生活。

为了实现上述目标,智能家居系统设计时要遵循以下原则:

实用便利

智能家居最基的目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境。对智能家居产品来说,最重要的是以实用为核心,摒弃掉那些华而不实,只能充作摆设的功能,产品以实用性、易用性和人性化为主。

在设计智能家居系统时,应根据用户对智能家居功能的需求,整合以下最实用最基的家居控制功能:包括智能家电控制、智能灯光控制、电动窗帘控制、防盗报警、门禁对讲、煤气泄露等,同时还可以拓展诸如三表抄送、视频点播等服务增值功能。对很多个性化智能家居的控制方式很丰富多样,比如:地控制、遥控控制、集中控制、手机远程控制、感应控制、网络控制、定时控制等等,其意是让人们摆脱繁琐的事务,提高效率,如果操作过程和程序设置过于繁琐,容易让用户产生排斥心理。所以在对智能家居的设计时一定要充分考虑到用户体验,注重操作的便利化和直观性,最好能采用图形图像化的控制界面,让操作所见即所得。

可靠性

整个建筑的各个智能化子系统应能二十四小时运转,系统的安全性、可靠性和容错能力必须予以高度重视。对各个子系统,以电源、系统备份等方面采取相应的容错措施,保证系统正常安全使用、质量、性能良好,具备应付各种复杂环境变化的能力。

标准性

智能家居系统方案的设计应依照国家和地区的有关标准进行,确保系统的扩充性和扩展性,在系统传输上采用标准的TCP/IP协议网络技术,保证不同产商之间系统可以兼容与互联。系统的前端设备是多功能的、开放的、可以扩展的设备。如系统主机、终端与模块采用标准化接口设计,为家居智能系统外部厂商提供集成的平台,而且其功能可以扩展,当需要增加功能时,不必再开挖管网,简单可靠、方便节约。设计选用的系统和产品能够使系统与未来不断发展的第三方受控设备进行互通互连。

方便性

布线安装是否简单直接关系到成,可扩展性,可维护性的问题,一定要选择布线简单的系统,施工时可与小区宽带一起布线,简单、容易;设备方面容易学习掌握、操作和维护简便。系统在工程安装调试中的方便设计也非常重要。家庭智能化有一个显着的特点,就是安装、调试与维护的工作量非常大,需要大量的人力物力投入,成为制约行业发展的瓶颈。针对这个问题,系统在设计时,就应考虑安装与维护的方便性,比如系统可以通过Internet远程调试与维护。通过网络,不仅使住户能够实现家庭智能化系统的控制功能,还允许工程人员在远程检查系统的工作状况,对系统出现的故障进行诊断。这样,系统设置与版更新可以在异地进行,从而大大方便了系统的应用与维护,提高了响应速度,降低了维护成。

轻巧型

“轻巧”型智能家居产品顾名思义它是一种轻量级的智能家居系统。“简单”、“实用”、“灵巧”是它的最主要特点,也是其与传统智能家居系统最大的区别。所以我们一般把无需施工部署,功能可自由搭配组合且价格相对便宜可直接面对最终消费者销售的智能家居产品称为“轻巧”型智能家居产品。

7相关概念

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家庭自动化(Home Automation

智能家居智能家居

家庭自动化系指利用微处理电子技术,来集成或控制家中的电子电器产品或系统,例如:照明灯、咖啡炉、电脑设备、保安系统、暖气及冷气系统、视讯及音响系统等。家庭自动化系统主要是以一个中央微处理机(Central Processor UnitCPU)接收来自相关电子电器产品(外界环境因素的变化,如太阳初升或西落等所造成的光线变化等)的讯息后,再以既定的程序发送适当的信息给其它电子电器产品。中央微处理机必须透过许多界面来控制家中的电器产品,这些界面可以是键盘,也可以是触摸式荧幕、按钮、电脑、电话机、遥控器等;消费者可发送信号至中央微处理机,或接收来自中央微处理机的讯号。

家庭自动化是智能家居的一个重要系统,在智能家居刚出现时,家庭自动化甚至就等同于智能家居,它仍是智能家居的核心之一,但随着网络技术有智能家居的普遍应用,网络家电/信息家电的成熟,家庭自动化的许多产品功能融入到这些新产品中去,从而使单纯的家庭自动化产品在系统设计中越来越少,其核心地位也被家庭网络/家庭信息系统所代替。它作为家庭网络中的控制网络部份在智能家居中发挥作用。最有名的家庭自动化系统为美国的X-10

家庭网络(Home networking)

首先大家要把这个家庭网络和纯粹的“家庭局域网”分开来,我们在书中还会提到“家庭局域网/家庭内部网络”这一名称,它是指连接家庭里的PC、各种外设及与因特网互联的网络系统,它只是家庭网络的一个组成部份。家庭网络是在家庭范围内(可扩展至邻居,小区)PC、家电、安全系统、照明系统和广域网相连接的一种新技术。当前在家庭网络所采用的连接技术可以分为“有线”和“无线”两大类。有线方案主要包括:双绞线或同轴电缆连接、电话线连接、电力线连接等;无线方案主要包括:红外线连接、无线电连接、基于RF技术的连接和基于PC的无线连接等。

家庭网络相比起传统的办公网络来说,加入了很多家庭应用产品和系统,如家电设备、照明系统,因此相应技术标准也错综复杂,这里面也牵涉太多知名的网络厂家和家电厂家的利益,我们在智能家居技术一章中对各种技术标准作详细介绍。家庭网络的发展趋势是智能家居中其它系统融合进去,最终一统天下。

网络家电

网络家电是普通家用电器利用数字技术、网络技术及智能控制技术设计改进的新型家电产品。网络家电可以实现互联组成一个家庭内部网络,同时这个家庭网络又可以与外部互联网相连接。可见,网络家电技术包括两个层面:首先就是家电之间的互连问题,也就是使不同家电之间能够互相识别,协同工作。第二个层面是解决家电网络与外部网络的通信,使家庭中的家电网络真正成为外部网络的延伸。

要实现家电间互联和信息交换,就需要解决:1. 描述家电的工作特性的产品模型,使得数据的交换具有特定含义;2. 信息传输的网络媒介。在解决网络媒介这一难点中,可选择的方案有:电力线、无线射频、双绞线、同轴电缆、红外线、光纤。认为比较可行的网络家电包括网络冰箱、网络空调、网络洗衣机、网络热水器、网络微波炉、网络炊具等。网络家电未来的方向也是充分融合到家庭网络中去。

信息家电(3C 或者说IA)

信息家电应该是一种价格低廉、操作简便、实用性强、带有PC主要功能的家电产品。利用电脑、电信和电子技术与传统家电(包括白色家电:电冰箱、洗衣机、微波炉等和黑色家电:电视机、录像机、音响、VCDDVD等)相结合的创新产品,是为数字化与网络技术更广泛地深入家庭生活而设计的新型家用电器,信息家电包括PC、机顶盒、HPCDVD、超级VCD、无线数据通信设备、视频游戏设备、WEBTVINTERNET电话等等,所有能够通过网络系统交互信息的家电产品,都可以称之为信息家电。音频、视频和通信设备是信息家电的主要组成部分。另一方面, 在传统家电的基础上,信息技术融人传统的家电当中,使其功能更加强大,使用更加简单、方便和实用,为家庭生活创造更高品质的生活环境,比如模拟电视发展成数字电视,VCD变成DVD,电冰箱、洗衣机、微波炉等也会变成数字化、网络化、智能化的信息家电。

从广义的分类来看,信息家电产品实际上包含了网络家电产品,但如果从狭义的定义来界定,我们可以这样做一简单分类:信息家电更多的指带有嵌入式处理器的小型家用(个人用)信息设备,它的基特征是与网络(主要指互联网)相连而有一些具体功能,可以是成套产品,也可以是一个辅助配件。而网络家电则指一个具有网络操作功能的家电类产品,这种家电可以理解是我们原来普通家电产品的升级。

信息家电由嵌入式处理器、相关支撑硬件(如显示卡、存储介质、IC卡或信用卡等读取设备)、嵌入式操作系统以及应用层的软件包组成。信息家电把PC的某些功能分解出来,设计成应用性更强、更家电化的产品,使普通居民步人信息时代的步伐更为快速,是具备高性能、低价格、易操作特点的lnternet工具。信息家电的出现推动家庭网络市场的兴起,同时家庭网络市场的发展又反过来推动信息家电的普及和深人应用。

8新趋势

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随着智能家居的迅猛发展,越来越多的家居开始引进智能化系统和设备。智能化系统涵盖的内容也从单纯的方式向多种方式相结合的方向发展。但较之于欧美发达国家,我国的我国智能家居系统起步稍晚,所以市场主流的产品(系统)还无法很好地解决产品身与市场需求的矛盾,使得智能家居市场的僵冰还没有被完全打破,所以很大程度上阻碍了智能家居产业的发展。在此情形之下,从产品(系统)的技术角度上看什么才是解决这个难题的方法?据市场调研显示,只有智能家居交互平台才是最好的手段之一。

智能家居交互平台是一个具有交互能力平台,并且通过平台能够把各种不同的系统、协议、信息、内容、控制在不同的子系统中进行交互、交换。它具有如下特点:

1、每个子系统都可以脱离交互平台独立运行

智能家居交互平台中,各个子系统在脱离交互平台时能够独立运行,如果楼寓对讲、家庭报警、各种电器控制、门禁、家庭娱乐等等。各子系统在交互平台管理下运行,平台能采集各子系统的运行数据,系统的联动。

2、不同品牌的产品、不同的控制传输协议能通过这个平台进行交互

由于有了交互平台,不同子系统在交户平台的统一管理下,可以协同工作和运行数据额交换、共享,给用户最大限度的选择权,充分体现智能家居的个性化。同时,它还具有网关的功能,通过交互平台,能与广域网连接,实现远程控制、远程管理。具有多种主流的控制接口,如RS485RS232TCPIP等,同时可以扩充添加国内外流行的控制接口,如EIBlonworkCE-busCanbus,以及无线网络如:WiFiGPRS、蓝牙等。根据客户及市场的变化不断增加各种总线、系统的驱动软件和硬件接口,丰富多样的通讯、控制接口,为子系统的多样选择提供的基础保障,智能家居有了最大限度包容性,用户有了更大的选择余地。

3、智能终端(触摸屏)仅做为各子系统的显示、操作界面

iPad客户端图例整个系统在平台的控制、管理下运行,智能终端(触摸屏)仅做为各子系统的显示、操作界面,多智能终端配置容易可行。同时,可以记录各子系统的运行数据、为系统运行优化、自学习提供依据。交互平台,平台可以记录存储各系统的运行数据,对系统的运行可以提供有效的历史数据,同时可以根据历史的运行数据,总结出主人的使用习惯和某种规律,让系统能够自学习。

4、控制软件可编程(DIY),提供信息服务

智能家居此系统方便用户改变控制逻辑、控制方式、操作界面,用户的控制逻辑、操作界面可以自定义、可以DIY。在现代的智能家居系统中,信息服务是非常重要的不可或缺的部分,有了信息服务,它给智能家居更多的“智慧”、给我们的生活提供更多的信息和资讯、给智能家居赋予更生动的生命,它是智能家居更高的境界。信息服务内容包括:健康、烹饪、交通信息、生活常识、婴幼儿哺育、儿童教育、日常购物、社区信息、家居控制专家等等,智能家居已不仅仅是面向控制的系统而是信息服务与控制有机结合的系统。

5、多种控制手段

在日常家居生活中,为了使我们对家庭的控制系统能随时掌控、需要的信息随时获取,操作终端的形式非常重要,多种形式的智能操作终端是必不可少如:智能遥控器、移动触摸屏、电脑、手机、PDA等。

而随着云技术的发展,市面上出现了云语音控制融入到控制系统的智能家居控制软件,不需要专业的设备,任意一台智能手机或是平板电脑安装上软件即可,其兼容 windows IOS android系统,开启手机软件,启用监听模式,在声场的覆盖的范围内,即可与系统对话控制电气设备,更强大的是该系统还可以接入互联网系统,进行日常信息查询,浏览网页,搜索音乐等功能,整个交互的过程,可以是全语音也可以是屏幕显示。

参考资料

[添加]
[1].  新华网:智能家居 还需多点智慧
[2].  新华网:智能家居走进百姓生活

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  • 更新时间:2015-07-01
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