一篇比较详细的智能家居介绍

        说到智能家居,好像很多朋友都有点了解,周围哪个朋友用了,觉得挺好或很鸡肋或体验很差不方便,再一聊好像大家多数都了解的很片面甚至是误会。在这里,我想给大家做一些更详细的介绍。

 

一、智能家居的发展

         智能家居实际上已经有很长的历史了,只是最近,随着5G,IOT等概念和应用的火爆,智能家居也慢慢被人们所知道。

智能家居的概念起源很早,最早出现于美国,1984年美国联合科技公司(UnitedTechnologies Building System)将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康涅狄格州哈特佛市的城市建设中,出现了首橡“智能型建筑”,于是揭开了全世界建造智能家居的序幕。

         在中国,很多年前都还是用的有线系统,有线系统之前也很稳定了,但我们很多人都不知道它的存在。通常,一些别墅,复式的大型住宅才用的到,如安防监控这些,而且房间多楼层多,用智能就会方便很多。而且布线的智能系统需要在装修时就埋好线,造价也是相当高,有线系统基本都是国外的品牌,简单的一套下来至少也要二三十万。

        与此同时,以ZigBee系统为代表的无线智能系统也一直在酝酿着。ZigBee技术的产生与发展:ZigBee 技术是以 IEEE 802.15.4标准为基础,发展出的 无线通讯技术。是一种短距离、低功耗的无线通信技术。工业自动化和家庭智能化对无线数据通信的需求越来越强烈,而蓝牙技术对于这一领域显然有一定的局限。

        2002年,zigbee Alliance成立,Zigbee协议在2003年正式问世,2004年,zigbee V1.0诞生,2006年,推出zigbee 2006,比较完善,2007年底,zigbee PRO推出。2016 年 5 月的时候,ZigBee 联盟在上海 CES 上推出了 ZigBee 3.0。ZigBee的开发以大厦自动化设备、产业、医疗及智能 家居等领域为目标,是智能家居系统采用的主要的无线通信协议。

        2009年开始,国内一波基于ZigBee系统的无线智能家居公司开始涌现出来,我们现在看到的很多 公司都是那时候开始成立的,期初多是和各房地产开发商合作的。2019年左右,各种大大小小的智能家居公司开始大规模招商。对于这种商业模式不做过多评价。这期间,有些公司艰难的活着,也有一些做的还不错,有了一定的市场,也有些公司慢慢衰退。

        然而,我们似乎看到了无线取代有线的趋势和必然性,造价大幅降低,安装方便灵活。近些年很多有线智能已经难以生存下去了。虽然现在无线市场还鱼目混杂,比较混乱,但也显现出了他的绝对优势,就像无线电话必然取代有线电话一样。虽然都是zigbee系统,但是目前各家产品都是不兼容的,这也给发展带来了很大的阻力,而随着WiFi的普及,基于WIFI的智能家居也更多更快的发展起来,以更低的价格,更简单的操作等优势加入激烈竞争。

        国内智能家居发展20年,自2016年下半开始行业进入快速增长期,终端市场现状是:
1、高端(20万以上)用户市场90%以上为有线智能占据, 用户体验差,稳定、功能少;
2、中端(5-20万)用户市场70%以上为无线智能竞争;

3、低端(1-5万)用户市场全部为无线智能竞争, 中低端大多数用户体验差、不稳定、不实用;

4、玩家体验(5000元以内)用户市场全部为无线智能单品占据;

        无线智能家居虽然还处在发展完善中,但我们看到了有线智能系统正在退出历史舞台,而无线智能家居正在登上历史舞台,并且走进了更多平常百姓的家中。

二、ZigBee智能家居系统

       以ZigBee系统为例说一下无线智能家居系统,它作为专业的无线智能家居系统,相比有线系统,需要在保证稳定性的基础上,他的优点是价格大幅降低、功能齐全、可设计性强,可编辑,施工、改造、维修方便等。而相对于WiFi产品,同样是功能更加齐全,系统更完善,同时稳定性也相对较好,基本功能不受网络波动,断网影响。

       有人做了一个形象的比喻,把智能家居系统比作人,主机是大脑,传感器是五官及身体的感知神经,执行设备就是人体和四肢。举个例子,比如家里漏水了,人的操作过程是,先发现漏水(看到,听到,触到),然后大脑反应,再走过去关掉水源。智能系统的操作是,漏水检测器检测到水,告诉主机,主机反应,然后通知控制水阀的设备关掉水阀。

       智能家居产品和功能丰富多样,各家产品也不尽相同。大体上有以下一些场景和可实现的功能。

  • 智慧中心

就是主机或网关。

智能主机是通过ZigBee协议来控制和管理智能设备,并接入互联网的,从而可以远程控制,收听网络歌曲,上传读取监控录像等。由于ZigBee的组网方式,每一个设备都可以作为一个中继,从而整个ZigBee网络也会更稳定,覆盖更好。

       这里的主机有很多是使用网关的,就相对低端一些,网关作为协议转换器,用于ZigBee协议与互联网协议的转换,通过网络连接后台服务器进行运算的,所以断网之后就无法正常工作,一些简单的开关按键可以操作,但语音控制,有些传感器控制等需要服务器的就不能用了。

  • 智慧照明

最基本的操作就是控制灯的开关,可以有手机,语音,按键控制,但灯光一般都会配合场景,联动,可以自己随意DIY。比如,回家开门后检测到光照太低就打开灯,检测到屋里有人活动,光照低就开灯,长期没人就关灯。睡觉或出门一建关闭所有灯。另外还可以设置感应灯,起床夜灯,卫生间有人开灯,没人自动关灯等。

灯还可以调光调色,比如设置夏令时用冷光,冬令时用暖光,天色微暗时,开灯并设为低档,根据光照度调节灯的明暗。也可以配合不同场景开关不同的灯,设置不同亮度,以及不同颜色的彩灯,如开启观影模式,则关闭主灯,打开彩色灯带,亮度微亮。学习模式,灯光明亮。烛光晚餐,听音乐,都可以自己编辑成自己舒服的照明环境。

个人认为智慧照明是最实用,体验最好的部分了。

  • 智能门窗

这部分也是很重要的,很多人选择的,也是单品选择最多的:智能窗帘电机和智能门锁。

窗帘电机是用的比较多了,也就是电动窗帘。比如我们躺着床上要睡觉了,发现窗帘没关或者早上睡醒了,不用再走到床边,只要按一下遥控器就可以了。如果再省掉遥控器,用手机或者语音控制,就是智能的了。

当然现代智能还有更高级的场景联动,比如工作日每天7点起床,可以设置6:50自动打开窗帘,晚上回家或者天黑自动关上窗帘,光照过强自动关上纱帘等等。

智能门锁是大家再熟悉不过的了。一般人都会有把钥匙锁在屋里,自己锁在外面的情况吧,如果还没带手机,甚至没换衣服,就更尴尬了。所以我们可以看到别人家大门越来越多的都换上了电子密码锁(也属于智能门锁),现在则更多带了电子门铃,电子猫眼,其实好多都是物联网的智能门锁了。尤其是年轻人新装房子,门锁都会考虑智能的了吧。门锁的联动:

其他还有开窗器,可以配合各种环境传感器来智能开关窗,如温度太低或太高,可以关窗开空调,CO2浓度高,开窗透气等等。

  • 暖通控制
  • 电器控制

家用电器主要是通过智能插座,以及红外家电控制器来控制。红外家电控制器可以通过学习,将一些红外遥控的功能学习过来,从而实现手机,语音,场景控制。

  • 智慧安防

主要有门窗磁,检测门窗被打开;红外人体检测类,检测有人经过;以及报警系统,可以配合报警器驱逐,监控抓拍,通知主人等。报警的条件方法自己设置,可以设置离家布防,回家撤防,这里也可以配合人脸识别,指纹识别等识别主人。

  • 生活安全

生活安全主要指煤气,水,烟雾传感器,及关阀,报警设备。检测到煤气泄漏还可以配合关阀,报警,通知主人,开窗等操作。

  • 环境控制

环境的部分有各种空气环境检测的传感器,也叫空气盒子等,环境可以检测的有温度,湿度,照度,PM2.5, CO2,甲醛,噪声,风雨等。其中比较常用的有温度,湿度,照度,看自己偏好了。环境传感器可以让人随时查看,更直观的了解环境的情况,更多的也是配合其他操作使用,如设置各参数的阈值,一旦超过了,可执行开窗,关窗,开空调,开加湿器,开关灯,开关窗帘等动作。

  • 影音控制

背景音乐系统,有面板和喇叭,可做分区,可配合场景。另外家庭影院现在也有不少人选择,有生态链合作的设备,直接将智能模块做到设备里,但更多是用红外控制器,配合场景。一套家庭影院有很多设备,播放器,功放,投影,幕布,还得关灯,关窗帘什么的,一顿操作。这里就可以设置一个观影模式,按一下或者一句话全部搞定,还可以设结束观影,KTV模式等。

10、场景控制

       这里指的就是一些场景面板,按键的,LED的等等。场景都是可以自己设计的。

以上虽然是按不同功能模块分类的,但是各个功能模块都是可以相互配合,场景联动的。


ZigBee智能家居系统,虽说是无线,也要配合一定的装修,前期需要设计好,专业性比较强,是整套使用的一个系统,复杂度也比较高。

智能家居的理念是很好的,如果说家装是硬件,那么智能家居就是软件,可以根据自己的意愿设计,编辑,变化。给他一条指令,就能自动执行,得到想要的效果。现在智能家居特点是无感交互,就是不用自己操作,只要设置好,就由程序自己运行了,为的是减少生活中的繁琐操作,给生活带来便利的,不是用来增加操作,创造麻烦的。

但是智能家居和装修类似,我们看到一些样板间,一些设计特别喜欢,然而自己装出来和理想总是有些差距,而且特别麻烦,很多细节稍不注意就会各种踩坑,智能家居也是一样。这也是为什么有人装了觉得不好用,很大原因出在设计上,也有的装了不会用,就像我们人人有手机电脑,其实很多功能我们都不了解。

这时,有人就会选择一些简单的WIFI单品来用。目前有的厂家ZigBee网关的价格也比较便宜了,也会有一部分人选择用来做一些简单的智能控制,或者与wifi产品来混合应用。

 

三、WIFI智能家居系统及单品

WiFi智能家居,和ZigBee的功能大体都类似。WiFi智能家居是从单品发展起来的,WiFi单品成本更低,更简单灵活,看到喜欢的东西买回来装一个APP就可以控制了,但WiFi产品也是每家不兼容的,买不同品牌就要下不同APP。随着智能化提高,场景联动应用也越来越多,WIFI单品已远远不能满足了。WiFi智能也有一些做成套系统的,产品种类也慢慢完善起来,但总归不如Zigbee专业,能耗上,组网上,稳定性上,毕竟WIFI不是为这方面应用而设计的。所以WiFi智能家居系统通常是低端的满足基础的应用。

我曾经体验过几家WIFI的智能系统,延时会相对大一些。其中有一家,我走进体验间,看到各种面板,就试着按了按,没反应,然后我一顿试都没反应,心想可能只是摆的样子,就往外走了,走到门口的时候,店里灯关了,还开始放音乐了,原来是可以用的啊…… 不知道是产品问题还是网络问题,但我觉得就算产品做得再好,网络总还是个变数。

再举个例子,有个朋友租房子,定了一套全屋智能家居的房子,看房的时候拿手机体验,一顿操作这个爽,跟我说的时候可开心了。后来他刚搬过去,正好我找他,他说,不行,我今天必须得把网装上,不然这灯也开不了,插座也用不了。哈哈,我笑死。还有他家进门以后要先掏出手机,再打开APP,才能开灯。所以不知道是设计问题还是产品问题,有人说是自找麻烦。我后来有了解过那家产品,有出智能主机,可以通过家庭局域网控制。不知道我朋友那家房子装的时候是没有还是没装,这也再一次印证了,装之前一定要设计好,考虑周到。

我还有一个朋友,他就事先想到了上面这个问题,他说一定要有按键,没网也要能开灯。他用了绿米的开关控制所有灯,绿米是ZigBee系统的,还有些其他落地灯之类的WiFi产品,都是支持苹果HomeKit的,然后用Siri控制。他家控制的时候也是很明显的,WIFI的会比绿米ZigBee的延时大的多。

WiFi更多是各种终端产品,如各种灯各种电器,电子设备,品牌产品都很多,更新换代快,各家又互不兼容的,所以想要做大更加需要整合起来。WiFi智能也在努力寻找自己的出路,各种合作,与小度,小爱,天猫精灵,Siri的对接,苹果与绿米的合作也算是强强联合了,小米也将自家各生态链产品整合到一个平台,包括WIFI,ZigBee,蓝牙MESH的。用户玩家也正在越来越多的加入进来。

 

四、家用电器的智能

还值得一提的是许多电器厂家也加入了,不管是为了卖智能产品也好,为了卖电器也好。他们有别于传统的智能家居,总是从最直观的灯光、窗帘、门锁入手,他们是从电器入手布局的。大家知道家装除了硬装就是软装,硬装是装好后不能轻易改动的,而软装主要就是家具家电了。对于家具的智能也是有一些的,比如升降桌等,但智能化有限,智能化的空间也有限。也有一些智能衣柜,鞋柜,实际上也是和电子产品或电器的结合,衣柜主要是配了一块智能穿衣镜,就是智能镜,智能面板,衣柜和鞋柜的通风,除湿,消毒等功能也一样是加了电子电器设备,并对其进行控制。说道家电就完全不同了,几乎所有的家电都可以做成智能化,别的家电都智能化了,剩下哪个还是非智能的就显得有点落后和格格不入了,所有商家们,尤其是家电厂商,会想尽办法给家电加上一些智能化的功能。

以海尔的三翼鸟举例,其实他也是做了一套智慧家庭的全场景解决方案,包括阳台,客厅,浴室,卧室,空气等,但他会更多的考虑电器的智能和联动。举几个印象比较深的例子:比如洗衣机,和干衣机联动,洗好后干衣机自动匹配程序,一键启动,洗晾联动,洗衣结束后,晾衣杆自动下降,还有就是远程控制。冰箱有食材管理,保质期将至提醒,推荐配菜,买菜,还能冰箱控制其他家电,类似冰箱门上多了个智能面板。他家的智能衣帽间也是,有一个智能穿衣镜,可以把自己的衣服拍下来传到上面再放进去,这样可以在面板查看搭配,他还有些合作的服装商家,可以选上面的衣服,自己站在镜子前就可以AI试衣,喜欢就可以直接下单,但种类还十分有限。热水器,可以预约洗澡,还可以询问天气,播放音乐等,蛮好玩的。但海尔的都是集成在产品里的,同样是不兼容其他家产品。毕竟海尔不是全类产品都做的那么优秀,如果选择了不同品牌,就需要再加一套控制,并且无法联动,还有,以后如果遇到其他品牌有更喜欢更适合的电器产品或功能,也不能随意更换了。所以,你还会选择这样的方案吗?虽然如此,他的缺点同时也是他的优点。我也见过有老板为了省事,直接找人给装了这样一整套,智能没多少钱,电器倒是花了大几十万。

也有部分整合,有的集成,有的非集成,也配合做一些常用的单品,如美的一类。也有小米,华为之类,自己也做一些产品,也有各种生态链产品。大多数的电器厂商还是卖自家的智能电器。比如智能电视,智能空调,智能电饭煲等等,这种基本上就都是WIFI控制的,虽然WIFI的普及度高,但也有缺点,就是每一个都要单独控制,就是说每个电器都要装一个APP。我本人就买了一个海信空调,一个小米电饭煲,我觉得用APP反而更麻烦,不如我需要用的时候直接按一下,所以一直也没有装APP。当初我选电饭煲时也在考虑另一款机械按键的,那款我就可以装一个智能插座,通过远程控制插座的开关来预约煮饭了。但最终因为功能原因选择了小米这款,又因为不想装APP而放弃了远程预约这个功能。这里推荐一种可以通过一个APP控制不同品牌电器的方法,你想到了没有?就是用红外转发器,但这种方法的限制就是电器都需要可以红外控制的,虽然现在很多遥控器都不是红外控制了,但也仍然有许多红外控制的可以选择。通过红外转发器学习控制指令,然后用APP控制转发器来控制不同的电器。

 

五、Matter

       历经了二十余年的发展,国内智能家居从概念萌芽,发展到智能单品,再到场景化互联,以及无感交互,产品一直在发展,已经逐渐成为了普通消费者在家装时会认真考虑的配置。如今的我国的智能家居市场已达到了5800亿元的规模,只不过和市场形成鲜明对比的,是智能家居远没有想象中惊艳的用户体验,生态割裂,标准混乱等问题不断被提起。从前面提到的种种问题来看,目前智能家居急需一个统一的标准,统一的平台来将这混乱的市场整合起来。

        万众期待的Matter,究竟是什么?对于一些极客玩家来说,用个Homeassistant来串联不同智能生态的产品,实现互联互通是一个不错的解决方案。但毕竟是第三方开源平台,稳定性和体验自然无法和原生生态进行比较,并且也无法覆盖所有产品,而且操作复杂,需要有一定的代码基础。Matter协议的作用其实就和Homeassistant一样,用来打通不同智能家居生态,区别在于Matter是一个原生的底层基础协议,只要是支持该协议的设备都能原生的进行互联互通。

  Matter的主要发起人之一是CSA连接标准联盟,该联盟可能大家并不熟悉,但是它的原名大家肯定不陌生,那就是Zigbee联盟。

  2019年12月, Zigbee联盟联合亚马逊、谷歌、苹果等海外智能家居巨头成立了一个名为 “Connected Home Over IP”的工作组,简称“CHIP”。只不过,面对智能家居多样的连接标准以及连接性与兼容性问题,标准的制定显然并不简单。

到了2021年5月,Zigbee联盟正式更名CSA连接标准联盟,将“CHIP”改名为“Matter”,并将发布时间推迟到了今年,这是“Matter”协议第一次为大众所知悉。根据最新的消息,Matter标准将于今年年中最终确定,而首批Matter认证的产品有望在今年下半年就投入市场。

 

Matter的出现可以让行业的不同玩家专注于自己擅长的领域,想智能手机这些擅长软件生态构建的厂商来说,Matter可以让他们专注于软件平台、以及生态入口的搭建和优化,不需要过多去操心如何构建完善的硬件生态。而对于传统家电企业来说,Matter可以让他们不用花太多的成本在自己不擅长的平台搭建上,专心做好智能产品就行了。

简而言着,Matter真正意义在于让智能家居产业逐渐形成明确的上下游分工,让智能家居行业走上一个健康的、互惠互利的发展模式。而这或许也正是从新玩家到行业巨头都对Matter持开放态度的根本原因。

那么酝酿多年的Matter究竟能否解决生态割裂、标准混乱的问题?会是智能家居变革的起点,还是只是行业发展中的一个小波澜?无论结局如何,Matter都会是智能家居行业发展变革之路上的一次重要尝试,在智能家居发展历史上留下浓墨重彩的一笔。不管是Matter也好,其他也好,不管道路再艰辛,相信智能家居最后总会实现大一统,并走向成熟的。 

 

参考文献:

  1. 智能家居的起源和定义 (sohu.com)
  2. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1728199189797804429&wfr=spider&for=pc

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