智能家居行业技术发展分析报告

智能家居行业技术发展分析报告 引言 智能家居的概念至今已十余年，但目前在全球依旧无法普及的原因主要在于：解决方案价格昂贵、缺乏相关产品设备、基础设施布建困难，与无明确共通标准遵循，以上几点原因，大约可涵盖智能家居至今无法成功的八成因素。传统的智能家居大约可分为几个应用领域：个人电脑、家庭影音娱乐、自动化控制、家庭安全、语音应用、网路通讯等。想像在一个未来的世界，你是一个独居在外的单身贵族，在公司下班之前你拨了通电话，连线至家中的家庭网路伺服器，透过家庭网路伺服器下命令给连结在家庭网路中的各式设备，利用 语音讯息传达各种命令指挥每一种设备。于是，在你回到家后，家里的电灯已经点亮，冷气、微波炉、烤箱等家用电器也已经依照指令正确运作，这就是数位网路家庭运作模式的写照。 一、 智能家居介绍 智能家居就是通过综合采用先进的计算机、通信和控制技术（ 3C），建立一个由家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统组成的家庭综合服务与管理集成系统，从而实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅。智能家居是 IT 技术（特别是计算机技术），网络技术、控制技术向传统家电产业渗透发展的必然结果。 智能 家居是一个多功能的技术系统，包括可视对讲、家庭内部的安全防范、家居综合布线系统、照明控制、家电控制、远程的视频监控、声音监听、家庭的影音系统等。家居智能化包含的内容比较多，目前的产品 主要有 总线制、电力线载波、无线等方式，在网络连接方面 则 基本上用总线制联网、电话联网或者通过以太网方式来实现。 国内智能家居基本由以下几个方向演变而来： （ 1） 传统的可视对讲 。 家庭防盗产品生产厂家 一般 有一定的电子产品开发、生产等经验， 可以 在其原有产品 的 基础上增加控制功能和其他一些功能，来实现家庭自动化，这些公司有一定的工 程、设计院等关系和网络，并利用原对讲、防盗产品市场来推广产品。 （ 2） 传统的家电企业、 IT 企业 。 这些企业结合其在家电控制领域、 IT 领域的优势开发出智能家居的产品，能更好地和家电结合在一起，他们利用自己的渠道优势和市场影响力，积累多年的管理经验、生产经验和良好的售后服务、信誉来打开市场。 （ 3） 传统的电工产品制造企业，通过整合智能控制的技术成果，在原有产品的基础上增加智能化的特点，通过原有的销售渠道来打开市场。 智能家居主要包括以下内容： （ 1） 家居布线系统：家庭智能化的实现，第一步就要 进行家庭布线的基础设施建设，家居布线系统把电话、有线电视、电脑网络、影音系统、家庭自动化控制系统的布线统一规划、布局，集中管理，为实现家居智能化提供网络平台，通过家居综合布线既可以实现自动化的控制，又可以做到资源共享，家庭内部只需一台影碟机、音响、卫星电视接收机就可以在家庭内部每一个房间观看电影、享受音乐，可以实现多台电脑联网，共享宽带服务，多路电话任意接听、转接。而且采用综合布线，使得家庭内部布线系统具有良好的扩展性和可升级性，满足不同用户现在和未来的需求。 （ 2） 家居安防系统：人们对于安防系统的要 求越来越高，家居安防系统可以有效的利用技防手段来实现安全防范。家居安防系统包括防盗、防燃气泄漏、防火等功能，同时可远程监控，便得住户可以远程通过网络或电话随时了解家庭内部情况，可监听、监视或者监视听家庭内部情况。 （ 3） 家庭自动化系统：智能家居的主体在于家庭自动化，将来家庭自动化的主体是家电、照明等电气设备的控制。家庭自动化系统能够通过集中或者分布式控制家庭内部照明或者家电，住户可以通过网络或者电话远程控制家庭内部设备。家居自动化系统是将来智能家居的主要发展方向。 （ 4） 家庭体验系统：人们对生活 体验的要求越来越高，对家庭内部影音系统、家庭内部环境、网络虚拟环境等的需求也越来越高，用在这方面的消费支出 也将 越来越高，将来的家居智能化也会更多的满足人们这些消费。 二、 智能家居技术实现 现今市场上智能家居品牌繁多，根据实现的侧重点及消费者个人家庭环境的不同，在品牌的选择上也让消费者难以决择。但即使再多的品牌，其核心技术无外乎 以下三种 ：电力载波 技术、总线型技术和无线技术。 各技术基本介绍： 1、 总线型技术： 所有设备通信与控制都集中在一条总线上，是一种全分布式智能控制网络技术，其产品模块具有双向通信能力，以及互操 作性和互换性，其控制部件都可以编程。典型的总线技术采用双绞线总线结构，各网络节点可以从总线上获得供电（ 24V/DC），亦通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑限制的互连和通信，信号传输速率和系统容量则分别为 10KBPS 和 4G。 总线型技术比较适合于楼宇和小区智能化等大区域范围的控制，现开始部分应用于别墅智能化，但一般设置安装比较复杂，造价较高，工期较长，只适用新装修用户。 典型厂家： ABB 公司的“ I-BUS”、奇胜公司的“ C-BUS”、 “Lonworks” 等等。 2、 无线技术： 即利用各种无线标准， 如射频（ RF）技术、 IrDA 红外线技术、 HomeRF 协议、Zigbee 技术、 X2D 技术等进行设备间的传输与控制。 无线技术无需重新布线，安装方便灵活， 而且根据需求可以随时扩展或改装， 适用于新装修用户和已装用户。随着目前 Zigbee 技术和 RF 技术的快速发展，以无线方式实现的智能家居市场将越来越明确。 典型厂家：波创公司的“射频（ RF）技术”、 Control4公司的“ Zigbee 技术”、 达泰多公司的“ X2D 技术”等等。 3、 电力载波技术： 即利用现有的电网，两端加以调制解调器，以 50Hz 或（ 60Hz）为 载波，再以 120KHz 的脉冲为调变波（ Modulating Wave），进行信号的传输与控制。 电力载波技术 最大的优势是利用现有的电网，便能简单的实现家居智能化的改造，但是由于其通信传输是以电线为载体，因此对电网稳定性有要求，在国内此电网干扰的问题尤为严重，同时其网络响应速度慢 (传输一个指令需要 0.883s)，这也很大程度的制约了电力载波技术在智能家居行业的发展。 典型厂家：上海索博公司的“ X-10”技术和“ PLCBUS”技术等等。 各智能家居技术对比： 比较项目 总线 类 无线类 电力载波 典型技术 C-Bus 无线射频（ RF） Zigbee PLCBUS x10 典型厂家 奇胜 波创 Control4 上海索博 上海索博 应用范围 主要应用于体育场等楼宇智能化 主要应用于办公与小房型住宅 适用于住宅与楼宇智能化 同时适合于住宅与楼宇智能化 在国外广泛应用，较多 适用性 只适用于未装修户 同时适合于已装修与未装修户 同时适合于已装修与未装修户 同时适合于已装修与未装修户，并可应用楼宇控制 同时适合于已装修与未装修户 是否需布线 需要另外布线 无需重新布线 无需重新布线 无需重新布线 无需重新布线 双向通信 双向通信，可反馈与查询灯或电器的状态与灯亮度 单向通信 双向通信 双向通信，可反馈与查询灯或电器的状态与灯亮度 单向通信 技术难题 安装调试需要专业人员 能穿透墙体，无方向性，但因阻碍物材质与厚度的不一样，出现遥控无法控制的“ 控制死角 ” ，特别大房型或复杂结构房体 Zigbee 的低功耗、自组网特性有效的解决了无线通信传输距离及信号衰减的问题 通信传输是以电线为载体，对电网稳定性有要求，同时其网络响应速度慢(传输一个指令 0.883s) 通信传输是以电线为载体，对电网稳定性有要求，同时 其网络响应速度慢(传输一个指令0.883s) 开关可选性 只能用厂家的面板 只能用厂家的面板 只能用厂家的面板 可选水晶面板或暗藏模块 可选西蒙面板或暗藏模块 安装调试期 安 装 调 试 复杂，周期较长 安装简单，周期短 安装简单，周期短 安装简单，周期短 安装简单，周期短 调试要求 需要专业人员安装调试 一般技术人员 一般技术人员 一般技术人员 一般技术人员 技术 优 不能恢复传统 随意选配、升级、 随意选配、升 随意选配、升 随意选配、升/弱势 控制方式 移动 级、移动 级、移动 级、移动 售后服务 较复杂，若中控主机出现问题，系统瘫痪，并不能用传统方法控制 系统没有主机，就像替换普通开关，并可立即改用传统方式控制 如果家庭主机出现问题，并不影响下层控制器直接对设备进行控制 系统没有主机，就像替换普通开关，并可立即改用传统方式控制 系统没有主机，就像替换普通开关，并可立即改用传统方式控 三、 行业智能家居发展 1、 海尔智能家居解决方案 U-home 海尔 U-home 是海尔集团在物联网时代推出的美好住居生活解决方案。它采用有线与无线网络相结合的方式，把所有设备通过信息传感设备与网络连接，从而实现了“家庭小网”、“社区中网 ”、“世界大网”的物物互联，并通过物联网实现了 3C 产品、智能家居系统、安防系统等的智能化识别，管理以及数字媒体信息的共享。 海尔 U-home 智能家居系统解决方案主要可实现以下功能： 灯光、窗帘控制；在家、离家、会客、看电视等情景模式一键掌控；智能影院系统；背景音乐控制； 家电远程控制；家庭可视对讲；远程控制开关门； 家庭安防（外人入侵）、用气安全（煤气泄漏）监测。 海尔 U-home 系统拓扑图 1.1 智能控制系统 通过发送手机短信、网络操作实现对家中灯光、窗帘、家电等带电设备的远程控制。 系统拓扑图如下： 1.2 智能影院系统 智能化高清家庭影院，场景 支持 一键切换， 可省掉 所有 反复复杂的 操作。 系统拓扑图如下： 1.3 背景音乐系统 背景音乐系统可实现房间的视听功能， 使 房间的任何一个角落都可以享受音乐。各房间独立的控制面板，可以对每一个音源进行调节。 并且 隐形安装，节约空间。 系统拓扑图如下： 1.4 安全防范系统 对房屋周围进行安全布防，一旦遇到非法入侵，系统会主动拨打电话给物业管理中心报警，并第一时间发送手机短信通知业户。 系统示意图如下： 1.5 用气安全系统 当忘记关闭煤气阀，系统 将 发送报警信息至业户手机，业户可通过手机短信、网络等方式关闭煤气阀；当有煤气泄漏，系统发送报警信息通知业户，并自动关闭煤气阀。 系统示意图如下： 2、索博智能家居解决方案 索博智能家居系统主要采用电力线通信总线技术（荷兰 PLC-BUS 技术）来实现家居智能化控制， PLC-BUS 技术是一种高稳定性及较高价格性能比的双向电力线通信总线技术，它主要利用已有的电力线来实现对灯光、家用电器及办公设备的智能控制。 PLC-BUS 系统主要由三部分组成，即发射器、接收器和系统配套设备。 发射器 主要作用是通过电力线 发射 PLC-BUS 控制信号给接收器，通过对接收器的控制，从而达到间接控制灯及电器设备的目的。 接收器 主要作用是接收来自电力线的 PLC-BUS 控制信号，并执行相关控制命令，从而达到灯及电器控制的目的。 系统配套设备 主要是为了配合发射器及接收器设备，辅助实现控制目的，例如：三相耦合器、信号转换器、信号强度分析仪、吸波器等。 索博智能家居系统主要包括智能照明和智能电器控制两大系统。 索博智能家居系统结构图如下： PLC-BUS 系统对弱电布线的唯一要求就是每个开关 盒里都必须有零线和火线。若要实现墙上开关式的场景功能及双控制功能，同样需要零火线预留在开关盒内。若要实现电动窗帘控制，则必须在接近窗帘的墙上预留零线和火线开关盒，同时从该开关盒预埋四根电机控制线到窗帘电机的安装位置。其它按传统照明开关布线即可。 索博智能家居系统的智能开关目前只提供 86 盒式标准外型，若用户需采用 120 式等非86 盒式的开关外型，则需自己选购普通机械开关，并搭配索博的微型控制器来实现家居智能化。 3、深圳波创智能家居解决方案 波创智能家居系统采用无线射频控制协议，以数字智能网关为核心结合波创的其 他产品，通过无线网络对家庭灯光、带电设备进行无线控制，可以对各设备实现单一、情景等不同控制场景，由于采用单火线的连接方式，因此不需要对原有线路设计作出改动 。 深圳波创智能家居系统解决方案主要可实现以下功能： A： 数字可视对讲 1.通过 TCP/IP 网络传输实现点对点呼叫，通话不会占线 ； 2.室内机之间可以实现户户通话 ； 3.可留影留言 ,具有免打扰功能 ,可模糊房号输入 。 B： 安防报警 1.自定义布防：如外出、在家、就寝； 2.自动报警系统 ； 3.联动抓拍功能 。 C： 灯光、电器、窗帘控制 控制方式 支持 本地控制、电话控制、网络控制 ； 灯光情景控制模式：如全开全关模式、家庭影院模式、会客模式、聚餐模式、夜间模式、起早模式等； 电器控制系统：如空调、电视机、影碟机、功放等； 窗帘控制系统 。 D： 高级控制 1.联动控制：如回家开门后，灯光打开、窗帘开启、空调开启等联动工作 ； 2.定时控制：如早上 7.30 闹钟响起 ,窗帘缓缓开启 ,音乐开始播放 ； 3.温度控制：通过网关的温度检测实现对室内温度的控制 。 E： 信息发布 通过小区管理软件，物业管理者可以编辑如文字、图片、视频、天 气等各种信息，实时的将信息发送至业主家中的智能网关上，业主可以通过智能网关提示来浏览中心服务器上的各类信息。 F： 小区商城管理 通过波创小区管理软件建立虚拟超市，小区业主通过智能网关就可以浏览各类商品信息了。 G： 家庭娱乐 1.智能网关可直接登陆网络 ,浏览网页、收发 E-mail； 2.智能网关支持 SD 卡、 MMC 卡实时浏览图片，实现电子像册功能； 3.通过网关的 USB 接口 ,可播放 MP3、 MP4 等外部存储设备。 H:远程监控 用户使用电脑网络远程登陆家庭网关，实现对家庭环境的实时监控。 I： 设备自检和远程维护 实时查询网关本身信息和与各种外接设备的连接状态，确保设备正常工作；当网关出现故障时，可通过电脑直接登陆网关进行故障判断和排除。 系统拓扑结构图： 3.1 智能家电解决方案 波创智能家电控制系统是把波创数字智能网关结合无线 /红外转发器用来控制家中的电器设备。不管处在世界的任何角落，您都可以通过手机、 PDA、电话、 Internet 的方式远程控制家中的电器设备的运行。 用户可以根据自己的需求自由的配置和添加家电控制节点。智能主机通过全图形化的向导提示用户如何设置和使用家电控制的功能。通过可学习的波创无线 /红外转发模块，用户可以很方便的实现对家中电器的集中管理和电话、网络的远程控制。 波创的无线 /红外转发模块和网关之前通过无线进行连接，因为它是通过智能学习的方式实现家电控制，所以无须对家电做任何的改装。 智能家电系统拓扑结构如下： 3.2 智能照明控制系统 波创智能照明控制系统是采用波创数字 智能网关、智能开关、智能插座、信息家电遥控器、情景遥控器结合起来对灯光照明进行控制的控制系统。系统采用无线的方式控制灯光的开和关，调节灯光的亮度，实现各种灯光情景的变换。让您享受轻松、愉悦的生活。 波创智能照明控制系统功能说明： A： 灯光情景控制模式：通过对智能开关的组合学习，可以对家庭单元的各个房间定义个性化的灯光场景需要。比如：全开全关模式、家庭影院模式、会客模式、聚餐模式、夜间模式、起早模式等 ； B： 联动控制：灯光、电器 (空调 )、电动窗帘三者的控制可以通过情景控制模式联动，如门磁可以设定与灯光、窗 帘、电器等设备的联动工作。比如：回家开门后，灯光打开、窗帘开启、空调开启等联动工作。 C： 定时控制：在设定的时间点对家电、灯光、窗帘等带电设备进行控制。如：早上 7.30闹钟响起，窗帘缓缓开启，音乐开始播放。 智能照明控制系统拓扑结构如下： 3.3 背景音乐控制系统 波创 背景音乐系统是通过专业布线结合波创数智智能网关，将声音源信号接入各个房间及任何需要背景音乐系统的地方（包括浴室、厨房及阳台），通过各房间相应的控制面板独立控制在房内的背景音乐专用音箱，让每个房间都能听到美妙的背景音乐。 波创背景音乐控 制系统功能说明： 1.高保真立体声音质，采用 DSP 数字信号处理，内置特别针对家庭背景音乐设计的音频 处理软件。 2.支持任一房间开启系统、切换音源、选择歌曲、调节音量，无需为打开主机而跑到客厅，也不用拿着遥控器到处跑，就像开关电灯一样简单。 3.支持各房间单独调节音量， 32 级电脑调音。 4.可以内置调频收音模块，各房间可以通过控制面板选择电台。 5.可以内置 MP3 模块，支持通过电脑的 USB 接口下载最新音乐。 6.支持各房间独立切换三种不同音源： DVD、 FM 和 MP3，各房间可以同时播放不同音源。 7.不同房间可以自由选歌，再也不用为了跳过不喜欢的歌曲跑到客厅按遥控器了。 8.支持定时功能。例如：早上 7:00 主卧背景音乐自动打开，播放电台新闻，唤醒主人，一边洗涑，一边听新闻。 3.4 远程监控系统 业主可通过电脑远程登陆家庭网关，实现对家庭环境的实时监控，网关并可外接三个普通摄像头实现对不同区域的实时监控。 3.5 家居安全系统 家居安全解决方案是建立在小区局域网的平台之上，波创数字智能网关可以外接各种安防探测器，能够有效的防范小偷的进入，全方位监测家中安全，让您的生活 无忧无虑。 家居安全系统功能说明： 1.数字智能网关能够外接各种安防探测器（如红外、门磁）； 2.如果发生警情，报警信息通过小区局域网络，发送给小区管理中心监控主机，同时自家电话报警系统会将报警信息发送给业主或相关责任人； 3.用户同时可以设定报警自动抓拍功能，同时把抓拍的照片通过电子邮件发送给用户； 4.在发生报警时智能网关将通过文字和声音提示用户哪里发生报警； 5.当您外出时，家中如有访客，可以通过留影留言功能让您了解访客的的情况。 3.6 波创 3GWIFI 远程智能控制终端 波创科 技最新研发的 3G 和 WIFI 远程智能控制终端是以宽带或 3G 为接入载体，依托WiFi 技术、 RF 无线传输技术、传感器技术、嵌入式智能、实时数据交换等多种技术组成智能家庭，旨在设计一套满足家庭无线宽带覆盖、家居安防、智能家电、家庭娱乐、家庭信息以及数字社区等需求的具有相当技术前瞻性的 全方位的智能家庭数字产品，用以满足现代家庭和小区住宅在智能化、人性化、舒适性等方面的需要。 Wi-Fi 是一种可以将小我电脑、手持设备（如 Iphone、 Ipad、智能移动终端）等终端以无线体式式子互相邻接的手艺。 WIFI 凸起优势：其一，无 线电波的覆盖局限广，基于 Wi-Fi手艺的电波覆盖局限可达 100 米，在整栋大年夜楼中也可利用。其二，传输速度异常快，可以达到 54mbps，符合小我和社会信息化的需求。其三，厂商进入该范畴的门槛对比低。只要存在 WIFI 的区域都可以使用移动智能网关随心所欲的实现智能家居的控制。 WIFI+3G 智能家居系统结构图 4、 Control4 智能家居解决方案 Control4 创新的将家庭娱乐和自动化进行整合， Control4 智能家居系统是采用 ZigBee无线传输技术， 通过无线网络对家庭灯光、带电设备进 行无线控制， 系统提供多种用户终端：触摸屏、面板、手机和 iPad、系统遥控器，特别的