一／市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
智能家居的概念最早起源于美國，20世紀90年代在一些發(fā)達國家得到了很好的發(fā)展，與其配套的網絡智能家電也逐步進入家庭，智能家居逐步得到了普及，自從世界上第一幢智能建筑1984年在美國出現(xiàn)后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經濟比較發(fā)達的國家和地區(qū)先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛應用。而我國的智能家居起步較晚，6年前智能家居的概念才逐步引入中國，3年前開始有部分廠家加入到智能家居的開發(fā)應用行業(yè)中來。2004年一2007年逐步有中國自主研發(fā)生產的智能家居產品小規(guī)模應用于市場。我國目前的智能家居面臨著以下幾個方面的問題：系統(tǒng)復雜、價格昂貴、不切實際。一是由于國家還沒有統(tǒng)一的智能家居行業(yè)標準，很多中小企業(yè)各自為政，相互間的產品不具兼容性；第二，由于技術人員沒有做深入的市場調查，開發(fā)出的產品雖然技術上具有先進性，但實用性差，操作復雜，與市場需求脫節(jié)；第三，由于技術上需要投入大量研發(fā)資金，一些中小企業(yè)沒有能力持續(xù)創(chuàng)新，更難形成規(guī)模生產，造成產品價格居高不下。
3年前，“智能家居”還是一個遙不可及、純粹想象的概念：而如今，隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，以及房地產市場的火熱，中國的智能家居行業(yè)取得了迅猛的發(fā)展并日益滲透到平常百姓的生活當中�！皵荡a屋”、“抗菌開關”、“光化照明”、“智能開關”、“智能家居系統(tǒng)”，這些日趨熟悉與親切的字眼，讓我們能夠預測到智能家居新時代來臨了，智能家居將全面普及。智能家居的市場份額也會隨著時間的推移逐步加大，必將成為未來幾年市場的主流。
在未來幾年，市場將由前幾年的概念炒作逐步轉向目前的現(xiàn)實，消費市場也會越來越理性，外來的智能家居應做到實用、易用、人性化，真正提高人們的生活品質，才是智能家居的發(fā)展方向，總體以實用為本，方便安裝和改造，因此以無線技術為基礎的智能家居系統(tǒng)將以無須布線，工程安裝方便且適合于對已有住宅進行改造而成為智能家居行業(yè)的主流。
中國智能化住宅的需求在不斷的發(fā)展，在經歷了近10年的探索階段之后，我國的建筑面積目前已達到400億平方米，預計到2020年還將新增300億平方米，目前，中國的智能建筑2010年將會達到9000幢。全國智能化住宅小區(qū)的建設數量，在今后10年能達到上萬個。21世紀中國將成為世界上最大的智能建筑市場。預計這5年內，家庭自動化的市場年平均增長率為8％。根據美國PARKS專業(yè)顧問公司的統(tǒng)計資料顯示：到2004年，美國家庭網絡市場總額達57億美元，2006年年底國際智能家居的產品銷售額達184億美元，2008年可達648億美元。
因此，智能家居的市場前景廣闊，具有較長的生存周期，同時，作為未來發(fā)展趨勢的無線智能家居產品，將成為市場發(fā)展的主流。
無線技術在智能家居方面的應用目前很少見，從家電控制到智能終端全部采用無線技術的廠家更是屈指可數，太川電子企業(yè)有限公司在國內首次提出全無線智能家居系統(tǒng)概念，解決了系統(tǒng)復雜、工程可實現(xiàn)性差的一些問題，其移動特性完全符合人居環(huán)境的需要，代表了下一步智能家居開發(fā)應用的方向。
二／基本功能模塊
智能家居作為人們生活水平體現(xiàn)的一種形式，必須滿足用戶生活需求的一些基本的方方面面，從目前社會形式來看，以下幾個方面的基本功能模塊在一套完整的智能家居系統(tǒng)里面是必須的：
1．家庭智能控制
家庭智能控制包括燈光、空調、洗衣機等家用電器的智能控制，實現(xiàn)單獨控制，聯(lián)動控制和場景組合等功能要求。
2．樓宇可視對講
樓宇對講作為目前形勢下智能樓宇的一個基本功能，在采用智能家居系統(tǒng)后也必然需要得到保留。
3．網絡視頻遠程監(jiān)控
實現(xiàn)遠程對家居情況的了解，讓用戶對家庭狀況放心。
4．電話控制
電話作為目前最常用的通訊工具，也是普遍使用的工具，用其來作為基本的控制手段也是一種必然。
5．手機控制
隨著技術的發(fā)展和通信費用的降低，手機作為了人們隨身攜帶的必備品，也是最方便的控制手段。
6．小區(qū)物業(yè)管理
物業(yè)管理作為人們日常生活的一部分，提升物業(yè)管理的水平與方便性即是提升用戶的生活水平與質量。
7．社區(qū)服務功能
社區(qū)服務包括社區(qū)超市、社區(qū)醫(yī)療等與用戶生活息息相關的服務，是人們生活必不可少的部分，在這些領域為用戶提供服務是最優(yōu)價值和最現(xiàn)實的。
8．安防功能
目前，隨著人們生活水平的提高，對居家安全也提出了更高的要求，最為新時代的智能家居產品沒理由不考慮人們的顯示需求。
9．門禁功能
門禁是防止非法闖入的第一道關口，也是居家安全必不可少的需求。
10．遠程升級服務
遠程升級服務的主要目的是解決用戶的后顧之憂，隨著技術的發(fā)展可以為用戶提供更多的現(xiàn)實需求的功能，而不需要每次都上門服務。
11．家庭娛樂
家庭娛樂可以包含電子相冊、視頻點播、背景音樂、家庭影院等幾個部分，是用戶享受和品味生活的體現(xiàn)，因此融入這些功能是必須的。
三／技術難題
無線數字智能家居系統(tǒng)要突破的關鍵技術是采用無線控制的智能家居系統(tǒng)。作為未來智能家居發(fā)展的方向和主流，有一些關鍵的技術必須在智能家居上獲得突破，要形成完整可行的無線數字智能家居系統(tǒng)，要解決的主要技術問題有以下幾個方面：
1．語音和圖像數字化
既然是數字智能家居，所有的傳輸就要實現(xiàn)數字化，作為智能家居基本功能的語音和圖像是數字化工作的重點，不但要實現(xiàn)數字化，而且要保證圖像和聲音的清晰和不失真，如此大數據處理工作和精度要求必然涉及到高精度A/D轉換和DSP技術。沒有這項技術就談不上高品質的數字智能家居產品。
2．圖像壓縮和解壓技術
通過A/D轉化直接獲得的影響數據量非常巨大，如果作為本機應用，除了要求大容量的存儲和處理能力外不會存在什么大的問題，但是智能家居作為一套完整數字應用系統(tǒng)，圖像的傳輸是必不可少的。而不經過處理的圖像數據在TCP/IP網絡上傳輸時要求的帶寬將很大，一般的數字網絡根本滿足不了如此大數據傳輸的要求。因此對圖像進行壓縮是必不可少的，而且對壓縮比例的要求也比較高，因此壓縮算法成了必不可少的關鍵技術之一，與之對應的就是接收端的解壓技術。壓縮算法要求壓縮比例要大， 同時要保證圖像的失真度要小。缺少這項技術的智能家居則頂多只能成為一個實驗室的系統(tǒng)。
3．作為家居核心的智能終端的無線聯(lián)網問題
有了數字處理和壓縮技術，數據的傳輸通道也將是一個核心的問題。目前來講，在擁有了良好壓縮算法之后，通過有線網絡傳輸的帶寬問題基本已經解決，但是通過WIFI等無線方式來傳輸如此之大的數據量是需要一定技術水平的。首先無線傳輸會有一定的數據堵塞，因此會有要處理數據重傳的機制，數據重傳后又會進一步加劇傳輸的延時，導致語音和圖像斷續(xù)。這些都是在成熟產品中不允許出現(xiàn)的。同時，現(xiàn)在的住宅規(guī)模也不斷擴大，在中國市場上，除了豪宅之外，三層或四層的別墅或排屋都有相當數量的開發(fā)，建筑面積都在幾百平方米，而現(xiàn)有的無線網絡的直線距離一般在20米左右，要保證整棟樓的每個部位都能通過智能終端進行控制就要突破目前的這種技術瓶頸，要解決無線網絡信號的信號覆蓋問題。
4．作為家居智能電器控制設備的距離問題
智能家居在應用方面就存在幾個方面的無線問題，一個是戶外數據要傳到智能終端上，另外一個就是家庭中燈光、電器設備的控制，從成本上和施工上考慮，一般都不會采用TCP/IP協(xié)議形式的數字網絡，而是適合少量數據傳輸的無線數傳方式，使用的頻段等必須符合相關地區(qū)的無線管制要求。比如，國內目前允許的免費使用頻段為433M，這種方式的傳輸要解決的問題也就是數據傳輸的可靠性和控制距離的問題。而且家庭會有墻的阻隔，不可能是空曠的，一次保證復雜環(huán)境下控制數據的可靠性和控制距離成了家庭內部智能的關鍵。
5．網絡安全問題
數字智能家居系統(tǒng)既然是數字化，就要采用標準的TCP/IP網絡傳輸，而且作為一套完整的智能家居系統(tǒng)，必將要與INTERNET聯(lián)網，實現(xiàn)遠程功能。就目前狀況而言，不管是局域網，還是公網一方面會存在數據安全問題，另外一方面，網絡病毒也在不斷的發(fā)展。如何保證一個穩(wěn)定運行的網絡成了智能家居系統(tǒng)必須面對和解決的問題。否則即使組建了智能家居系統(tǒng)，它后續(xù)面臨的問題也會非常嚴峻，最后很有可能導致項目的失敗。
四／無線數字智能家居系統(tǒng)實現(xiàn)方案
太川公司經過3年多的努力，開發(fā)完成了一套完整的無線數字智能家居系統(tǒng)，其系統(tǒng)分為3個不同層次的網絡：
1．家庭智能網絡部分
家庭智能網絡設備主要包括：智能開關插座、智能空調控制器、智能調光開關、智能燈控開關、各種無線安防探頭等設備，這些設備可以通過智能終端和手持控制器進行操作，并可形成場景控制，聯(lián)動控制等功能。同時可以接入網絡攝像機，實現(xiàn)對家居的遠程視頻監(jiān)控。各控制設備與主控設備之間采用433M標準無線通信技術進行數據的傳輸，智能終端與小區(qū)網絡采用WIFI進行連接。
2．小區(qū)智能網絡一小區(qū)局域網
小區(qū)智能網絡部分主要是將獨立的智能家居家庭部分，通過小區(qū)局域網與小區(qū)相關配套系統(tǒng)如門禁系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、物業(yè)管理、社區(qū)服務等連接在一起，形成小區(qū)內部的智能家居網絡，將智能生活擴展到小區(qū)。在小區(qū)的服務器處與INTERNET進行連接。
3．遠程控制網絡——INTERNET
遠程部分網絡主要是各種形式的公網，將小區(qū)智能家居系統(tǒng)與公網進行連接，進一步擴大了智能家居的范圍，使用戶可以在世界能夠上網的任何地方實現(xiàn)以前在家中才能進行的操作功能，比如：開關電器等，使家庭實現(xiàn)了真正意義上的智能化。
五／總結
智能家居隨著時代與技術的發(fā)展逐步走入普通家庭，再也不是可要不可及的概念。隨著人們認識的深入，智能家居必將得到很快的發(fā)展，同時成為未來發(fā)展趨勢的無線產品必將成為未來幾年智能家居技術發(fā)展應用的主流。
(本文由珠海市太川電子企業(yè)有限公司提供)
智能家居的概念最早起源于美國，20世紀90年代在一些發(fā)達國家得到了很好的發(fā)展，與其配套的網絡智能家電也逐步進入家庭，智能家居逐步得到了普及，自從世界上第一幢智能建筑1984年在美國出現(xiàn)后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經濟比較發(fā)達的國家和地區(qū)先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛應用。而我國的智能家居起步較晚，6年前智能家居的概念才逐步引入中國，3年前開始有部分廠家加入到智能家居的開發(fā)應用行業(yè)中來。2004年一2007年逐步有中國自主研發(fā)生產的智能家居產品小規(guī)模應用于市場。我國目前的智能家居面臨著以下幾個方面的問題：系統(tǒng)復雜、價格昂貴、不切實際。一是由于國家還沒有統(tǒng)一的智能家居行業(yè)標準，很多中小企業(yè)各自為政，相互間的產品不具兼容性；第二，由于技術人員沒有做深入的市場調查，開發(fā)出的產品雖然技術上具有先進性，但實用性差，操作復雜，與市場需求脫節(jié)；第三，由于技術上需要投入大量研發(fā)資金，一些中小企業(yè)沒有能力持續(xù)創(chuàng)新，更難形成規(guī)模生產，造成產品價格居高不下。
3年前，“智能家居”還是一個遙不可及、純粹想象的概念：而如今，隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，以及房地產市場的火熱，中國的智能家居行業(yè)取得了迅猛的發(fā)展并日益滲透到平常百姓的生活當中�！皵荡a屋”、“抗菌開關”、“光化照明”、“智能開關”、“智能家居系統(tǒng)”，這些日趨熟悉與親切的字眼，讓我們能夠預測到智能家居新時代來臨了，智能家居將全面普及。智能家居的市場份額也會隨著時間的推移逐步加大，必將成為未來幾年市場的主流。
在未來幾年，市場將由前幾年的概念炒作逐步轉向目前的現(xiàn)實，消費市場也會越來越理性，外來的智能家居應做到實用、易用、人性化，真正提高人們的生活品質，才是智能家居的發(fā)展方向，總體以實用為本，方便安裝和改造，因此以無線技術為基礎的智能家居系統(tǒng)將以無須布線，工程安裝方便且適合于對已有住宅進行改造而成為智能家居行業(yè)的主流。
中國智能化住宅的需求在不斷的發(fā)展，在經歷了近10年的探索階段之后，我國的建筑面積目前已達到400億平方米，預計到2020年還將新增300億平方米，目前，中國的智能建筑2010年將會達到9000幢。全國智能化住宅小區(qū)的建設數量，在今后10年能達到上萬個。21世紀中國將成為世界上最大的智能建筑市場。預計這5年內，家庭自動化的市場年平均增長率為8％。根據美國PARKS專業(yè)顧問公司的統(tǒng)計資料顯示：到2004年，美國家庭網絡市場總額達57億美元，2006年年底國際智能家居的產品銷售額達184億美元，2008年可達648億美元。
因此，智能家居的市場前景廣闊，具有較長的生存周期，同時，作為未來發(fā)展趨勢的無線智能家居產品，將成為市場發(fā)展的主流。
無線技術在智能家居方面的應用目前很少見，從家電控制到智能終端全部采用無線技術的廠家更是屈指可數，太川電子企業(yè)有限公司在國內首次提出全無線智能家居系統(tǒng)概念，解決了系統(tǒng)復雜、工程可實現(xiàn)性差的一些問題，其移動特性完全符合人居環(huán)境的需要，代表了下一步智能家居開發(fā)應用的方向。
二／基本功能模塊
智能家居作為人們生活水平體現(xiàn)的一種形式，必須滿足用戶生活需求的一些基本的方方面面，從目前社會形式來看，以下幾個方面的基本功能模塊在一套完整的智能家居系統(tǒng)里面是必須的：
1．家庭智能控制
家庭智能控制包括燈光、空調、洗衣機等家用電器的智能控制，實現(xiàn)單獨控制，聯(lián)動控制和場景組合等功能要求。
2．樓宇可視對講
樓宇對講作為目前形勢下智能樓宇的一個基本功能，在采用智能家居系統(tǒng)后也必然需要得到保留。
3．網絡視頻遠程監(jiān)控
實現(xiàn)遠程對家居情況的了解，讓用戶對家庭狀況放心。
4．電話控制
電話作為目前最常用的通訊工具，也是普遍使用的工具，用其來作為基本的控制手段也是一種必然。
5．手機控制
隨著技術的發(fā)展和通信費用的降低，手機作為了人們隨身攜帶的必備品，也是最方便的控制手段。
6．小區(qū)物業(yè)管理
物業(yè)管理作為人們日常生活的一部分，提升物業(yè)管理的水平與方便性即是提升用戶的生活水平與質量。
7．社區(qū)服務功能
社區(qū)服務包括社區(qū)超市、社區(qū)醫(yī)療等與用戶生活息息相關的服務，是人們生活必不可少的部分，在這些領域為用戶提供服務是最優(yōu)價值和最現(xiàn)實的。
8．安防功能
目前，隨著人們生活水平的提高，對居家安全也提出了更高的要求，最為新時代的智能家居產品沒理由不考慮人們的顯示需求。
9．門禁功能
門禁是防止非法闖入的第一道關口，也是居家安全必不可少的需求。
10．遠程升級服務
遠程升級服務的主要目的是解決用戶的后顧之憂，隨著技術的發(fā)展可以為用戶提供更多的現(xiàn)實需求的功能，而不需要每次都上門服務。
11．家庭娛樂
家庭娛樂可以包含電子相冊、視頻點播、背景音樂、家庭影院等幾個部分，是用戶享受和品味生活的體現(xiàn)，因此融入這些功能是必須的。
三／技術難題
無線數字智能家居系統(tǒng)要突破的關鍵技術是采用無線控制的智能家居系統(tǒng)。作為未來智能家居發(fā)展的方向和主流，有一些關鍵的技術必須在智能家居上獲得突破，要形成完整可行的無線數字智能家居系統(tǒng)，要解決的主要技術問題有以下幾個方面：
1．語音和圖像數字化
既然是數字智能家居，所有的傳輸就要實現(xiàn)數字化，作為智能家居基本功能的語音和圖像是數字化工作的重點，不但要實現(xiàn)數字化，而且要保證圖像和聲音的清晰和不失真，如此大數據處理工作和精度要求必然涉及到高精度A/D轉換和DSP技術。沒有這項技術就談不上高品質的數字智能家居產品。
2．圖像壓縮和解壓技術
通過A/D轉化直接獲得的影響數據量非常巨大，如果作為本機應用，除了要求大容量的存儲和處理能力外不會存在什么大的問題，但是智能家居作為一套完整數字應用系統(tǒng)，圖像的傳輸是必不可少的。而不經過處理的圖像數據在TCP/IP網絡上傳輸時要求的帶寬將很大，一般的數字網絡根本滿足不了如此大數據傳輸的要求。因此對圖像進行壓縮是必不可少的，而且對壓縮比例的要求也比較高，因此壓縮算法成了必不可少的關鍵技術之一，與之對應的就是接收端的解壓技術。壓縮算法要求壓縮比例要大， 同時要保證圖像的失真度要小。缺少這項技術的智能家居則頂多只能成為一個實驗室的系統(tǒng)。
3．作為家居核心的智能終端的無線聯(lián)網問題
有了數字處理和壓縮技術，數據的傳輸通道也將是一個核心的問題。目前來講，在擁有了良好壓縮算法之后，通過有線網絡傳輸的帶寬問題基本已經解決，但是通過WIFI等無線方式來傳輸如此之大的數據量是需要一定技術水平的。首先無線傳輸會有一定的數據堵塞，因此會有要處理數據重傳的機制，數據重傳后又會進一步加劇傳輸的延時，導致語音和圖像斷續(xù)。這些都是在成熟產品中不允許出現(xiàn)的。同時，現(xiàn)在的住宅規(guī)模也不斷擴大，在中國市場上，除了豪宅之外，三層或四層的別墅或排屋都有相當數量的開發(fā)，建筑面積都在幾百平方米，而現(xiàn)有的無線網絡的直線距離一般在20米左右，要保證整棟樓的每個部位都能通過智能終端進行控制就要突破目前的這種技術瓶頸，要解決無線網絡信號的信號覆蓋問題。
4．作為家居智能電器控制設備的距離問題
智能家居在應用方面就存在幾個方面的無線問題，一個是戶外數據要傳到智能終端上，另外一個就是家庭中燈光、電器設備的控制，從成本上和施工上考慮，一般都不會采用TCP/IP協(xié)議形式的數字網絡，而是適合少量數據傳輸的無線數傳方式，使用的頻段等必須符合相關地區(qū)的無線管制要求。比如，國內目前允許的免費使用頻段為433M，這種方式的傳輸要解決的問題也就是數據傳輸的可靠性和控制距離的問題。而且家庭會有墻的阻隔，不可能是空曠的，一次保證復雜環(huán)境下控制數據的可靠性和控制距離成了家庭內部智能的關鍵。
5．網絡安全問題
數字智能家居系統(tǒng)既然是數字化，就要采用標準的TCP/IP網絡傳輸，而且作為一套完整的智能家居系統(tǒng)，必將要與INTERNET聯(lián)網，實現(xiàn)遠程功能。就目前狀況而言，不管是局域網，還是公網一方面會存在數據安全問題，另外一方面，網絡病毒也在不斷的發(fā)展。如何保證一個穩(wěn)定運行的網絡成了智能家居系統(tǒng)必須面對和解決的問題。否則即使組建了智能家居系統(tǒng)，它后續(xù)面臨的問題也會非常嚴峻，最后很有可能導致項目的失敗。
四／無線數字智能家居系統(tǒng)實現(xiàn)方案
太川公司經過3年多的努力，開發(fā)完成了一套完整的無線數字智能家居系統(tǒng)，其系統(tǒng)分為3個不同層次的網絡：
1．家庭智能網絡部分
家庭智能網絡設備主要包括：智能開關插座、智能空調控制器、智能調光開關、智能燈控開關、各種無線安防探頭等設備，這些設備可以通過智能終端和手持控制器進行操作，并可形成場景控制，聯(lián)動控制等功能。同時可以接入網絡攝像機，實現(xiàn)對家居的遠程視頻監(jiān)控。各控制設備與主控設備之間采用433M標準無線通信技術進行數據的傳輸，智能終端與小區(qū)網絡采用WIFI進行連接。
2．小區(qū)智能網絡一小區(qū)局域網
小區(qū)智能網絡部分主要是將獨立的智能家居家庭部分，通過小區(qū)局域網與小區(qū)相關配套系統(tǒng)如門禁系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、物業(yè)管理、社區(qū)服務等連接在一起，形成小區(qū)內部的智能家居網絡，將智能生活擴展到小區(qū)。在小區(qū)的服務器處與INTERNET進行連接。
3．遠程控制網絡——INTERNET
遠程部分網絡主要是各種形式的公網，將小區(qū)智能家居系統(tǒng)與公網進行連接，進一步擴大了智能家居的范圍，使用戶可以在世界能夠上網的任何地方實現(xiàn)以前在家中才能進行的操作功能，比如：開關電器等，使家庭實現(xiàn)了真正意義上的智能化。
五／總結
智能家居隨著時代與技術的發(fā)展逐步走入普通家庭，再也不是可要不可及的概念。隨著人們認識的深入，智能家居必將得到很快的發(fā)展，同時成為未來發(fā)展趨勢的無線產品必將成為未來幾年智能家居技術發(fā)展應用的主流。
(本文由珠海市太川電子企業(yè)有限公司提供)
