智能家居四大无线技术应用对比

  智能家居进入物联网时代,当有线的智能家居由于布线繁琐、不易推广、成本过高被市场淘汰,无线传输技术因其无需布线,安装简易成为新一代智能家居的最佳选择。但同时,业界对于不同无线传输技术孰优孰劣,哪种技术应该成为智能家居无线标准又众说纷纭,无法形成一致意见。当前智能家居主流的无线通信技术包括(无线传输技术有很多,本文只讨论目前比较流行的):

  1、WIFI,WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术,传输距离在100-300M,速率可达300Mbps,功耗10-50mA。

  2、Zigbee,传输距离50-300M,速率250kbps,功耗5mA,最大特点是可自组网,网络节点数最大可达65000个。

  3、电力载波,传输距离可达500M,速率可达500Mbps,最大优点是可基于电力线传输,无需布线。

  4、蓝牙,传输距离2-30M,速率1Mbps,功耗介于zigbee和WIFI之间。

  那么这四种无线技术,那一种最适合智能家居,那一种最有可能成为智能家居无线标准呢?这四种无线技术,从传输距离来说,是电力载波>WIFI>ZigBee>蓝牙;从功耗来说,是电力载波>WIFI>蓝牙>ZigBee,后两者仅靠电池供电即可;从传输速率来讲,是电力载波>WIFI>ZigBee>蓝牙。

  目前来说,WIFI的优势是应用广泛,已经普及到千家万户。ZigBee的优势是低功耗和自组网;电力载波的优势是传输速率;蓝牙的优势组网简单。然而,这四种技术,也都有各自的不足,没有一种技术能完全满足智能家居的全部要求。

  一种技术要成为行业标准,最关键的是拥有绝大多数的使用者和应用场景。行业标准的最终还是由用户来决定的。要拥有绝大多数的使用者和应用场景,需要无所不在的应用,流畅的用户体验,完善的安全体系。

  作为智能家居企业,应当抛开技术孰优孰劣的成见,根据具体情况考虑适合的技术。企业应把重心放在如何给用户提供更好的应用,更流畅的用户体验,更可靠的安全保障。当智能家居逐渐普及到千家万户时,智能家居的无线技术标准自然会浮出水面。

浅析智能家居GPRS和ZigBee技术

    基于GPRS和ZigBee技术的智能家居解决方案采用以单户家庭为单元的通信控制模式,在每一个家庭中都安装一个主控中心(负责用户控制信号及家电反馈信息的接收和转发),及若干个与家电设备相连的分控终端(控制该家庭的所有电器)。主控和分控装置由家庭总线相连,家庭总线采用ZigBee无线通信方式。此装置便于家庭独自管理,安全性、可靠性高。

    无线数传模块MC35i

    GPRS通信模块采用西门子公司的无线数据传输模块MC35i,支持数据、短信、语音和传真业务。MC35i是新一代GSM/GPRS双模模块,完全兼容上一代的MC35、TC35i;采用紧凑型设计,为用户提供了简单、内嵌式的无线GPRS连接。MC35i的GPRS永久在线功能提供了最快的数据传输速率。

    IP_Linkl270模块

    ZigBee无线网络通信模块采用赫利讯的IP_Link1270模块。ZigBee(IEEE802.15.4)技术是最近发展起来的一种近距离、低功耗、低数据率、低成本的双向短距离无线通信技术,被业界认为是最有可能应用在工控场合的无线方式。Helicomm公司推出的IP_Linkl270是ZigBee的开发工具和产品,包含符合802.15.4标准的2.4 GHz射频组件、低功耗的8位微控制器、ZigBee网络软件和全波长天线,每次接力通信都能在75 m范围内提供250kbps的速率;支持最新的RS232 mesh透明串行模式,能在网状或多次跳接(multihop/无线网络内支持串行数据路由,速率最高可达38.4 kbps。IP_Linkl270是完全符合IEEE802.1 5.4标准与ZigBee规范的2.4 GHz无线收发模块,射频部分使用Freescale的MCl3191/13192/13193芯片,MCU使用的是Freescale公司的MC9S08GT60芯片。

    系统结构和工作原理

    系统通过GSM手机发送短信命令来读取三表的数据,并对室内电灯进行控制。分控中心可以检测外中断,当有外中断产生时,分控中心的蜂鸣器发出响声,这时分控中心会主动向用户发送短信来提示用户室内有异常。

    系统由主控中心与分控终端两部分组成,主控中心主要由GPRS模块通过USB与PC机连接,ZigBee模块IP_Linkl270通过串口与PC机连接。GPRS通信模块采用西门子公司的MC35i,负责收发短信的命令;ZigBee无线通信模块采用赫立讯公司的TP_Link1270,负责控制分控中心的设备,来读取三表的数值与控制室内灯的开关。

    分控终端主要由赫立讯公司的IP_Linkl270、新茂公司的SM5964A单片机、天马的128×64点阵的LCD液晶显示模块组成。LCD用于数字的电表、水表、气表值的显示;单片机上的键盘可以改变三表的值,通过单片机上的串口来控制IP_Linkl270数据的收发,把三表值和室内灯的开关状态返回到主控中心。

    系统的主要控制流程如下:

    由用户手机发命令给MC35i模块,MC35i收到命令后,解释该命令。解释完命令后发给主控中心的IP_Linkl270,由该模块把命令发给相应的分控终端设备,分控终端设备收到命令后作出相应的动作。

    分控终端收到命令后,一是作出相应的动作后向上层作出应答,二是把上层需要的数据通过IP_Linkl270传给主控中心。主控中心把收到的分控终端信息,通过MC35i以短信形式发送到用户手机上。

    该系统主要实现的功能
    通过GPRS模块收发短信,控制室内的三表和电灯开关。如果有盗窃,则可以报警并以短信的形式报告给房主。通过发送wat、gas、ele(水,气,电)3条短信给主控中心,主控中心把这3个命令通过主控制中心的IP_Link1270发送给分控中心的IP_Linkl270。分控中心收到该命令后,把当前的三表的值,通过分控中心的IP_Linkl270发送给主控中心,主控中心把收到的三表的值打包并通过短信的形式发给主机。通过发送L11、L2l、L31打开室内不同的三盏灯。通过发送L10、L20、L30关闭室内不同的三盏灯。通过发送L1?、L2?、L3?来查询这三盏灯的开关状态。当有人入室盗窃时,报警器就会报警,通过单片机的外中断,把报警信息主动发送给房主。

    硬件设计原理

    MC35i有40个引脚,其中RXD、TXD必须与ZigBee的RX、TX平行相连进行数据的收发,CCIN(24)、CCRST(25)、CCIO(26)、CCCLK(27)、CCVCC(28)引脚分别与SIM卡的8、2、7、3和1相连.分别表示SIM卡是否置入、SIM卡复位、SIM卡数据、SIM卡时钟、SIM卡电源。

    分控中心SM5964A的第1l、lO脚TXD、RXD与ZigBee的第5、4脚TX、RX连接进行数据通信,第P10、P11、P12、P13、P14、P15、P16、P17引脚与键盘连接,通过程序控制键盘的操作。

解析楼宇管理之智能传感器功能

    楼宇管理系统可以通过结合用户信息来执行许多新功能。楼宇用户可以告诉系统一些信息,例如他们什么时候回来,应该使用哪种安全机制,或是哪些房间需要通风等。各类传感器则可以确保管理系统始终了解什么时候抽水马桶需要维修,哪里正在释放腐蚀物质,或者人们聚集在哪里等信息。


楼宇传感器系统

    一旦无线传感器芯片能够低成本生产,那么将无数此类芯片在设计精良的楼宇基础设施中相连接便具有了一定的可操作性。Ahmed预测说:“最终,我们将可以利用传感器来模仿自然。”正如我们的感觉和神经系统不断向大脑传送信息从而允许我们做出各种决定一样,楼宇管理系统内的处理器可以接受和处理来自成千上万只传感器的数据,并向各种子系统发出适当的指令。

    安装于楼宇中的众多传感器通常用于向楼宇传达各类信息。目前,西门子的科学家们正致力于研究如何将传感器的诸多功能集合到一张小巧的芯片上。

    长期以来,传感器因其昂贵的价格而无法广泛应用于楼宇系统。然而,不断进行的大量研究使得如今传感器的体积更为轻巧,价格更为低廉,使用更为灵活,如西门子研发的二氧化碳传感器

    在位于德国慕尼黑的西门子中央研究院内,物理学家RainerStrzoda走入他的工作区,想要检查空调系统是否正常运行。然而要完成这项工作,他只需要观察一下安装在墙上的一个小型装置。今天,这个由西门子科学家们研发出的激光传感器原型检测到了400ppm的二氧化碳。

    “如果我们现在所处的环境中只含有380ppm的二氧化碳,那么这将是一个很好的数据。”Strzoda说道,“因为,这个数据表明当前室内的二氧化碳含量仅略高于室外。”剩下的一天里,随着Strzoda和他的同事们继续进行研发及讨论研究结果,室内二氧化碳含量逐渐上升至600–700ppm左右。仅仅由于正在工作的科学家们不断呼吸,室内二氧化碳含量就显著上升。

    事实上,Strzoda和他的同事们所处的环境还是相对较好的。世界上绝大多数办公室和会议室的空气中,二氧化碳含量都超过了1,000ppm。在这样的环境里,人们会开始感到疲劳、不舒服且无法集中注意力。目前,大多数楼宇内仍未安装二氧化碳传感器,不过据Strzoda研究组的负责人MaximilianFleischer博士预测,这种情况很快将得到改善。他的研究小组研发出许多有关传感器的发明成果,这些发明已被成功地应用到西门子的新产品中。以Fleischer的名字申请的专利多达近160项,他当之无愧是西门子最富创造力的发明家之一。

    当今,用于探测光亮和温度的传感器已经得到了广泛的应用。气体传感器是一种微机电系统(MEMS),这正是目前一项相对新颖的研究。这里的MEMS是由硅芯片和一层氧化层所组成。这些激光传感器仍然处于研发的初级阶段,离上市还有一段时间。

    相反,多年来Fleischer研究生涯中的突破性发明氧化镓传感器,已被用于成千上万个小型燃烧系统中测量废气中的一氧化碳含量,以便优化其能量输出及排放。

    在另一个截然不同的开发领域,西门子研究实验室研发出一种通过呼出的气体测量人体酒精含量的新型传感器,这种传感器将很快投入生产。瑞典已宣布将成为第一个将该传感器与机动车锁止系统相结合以防止酒后驾驶的国家。这种经西门子认证的技术,同时还可以应用于火车、有轨电车以及一些存在潜在危险的机器。

    小小传感器,节省大量开支。直到今天,传感器仍然没有在楼宇中得到广泛应用,因为它们价格昂贵且不易于安装及维护。不过,最近自带电源和无线电调制器的硅基传感器的研发有了新进展,这些新进展引起了楼宇商们的注意。这是因为这种传感器可以节省大量开支。据市场咨询公司英泰诺咨询估计,2010年全球市场在气体传感器上的花费将达约29亿欧元。

    传感器在所有涉及楼宇技术的未来蓝图中都发挥着关键的作用。“房屋将不再仅仅是个空壳,它将成为可以与居住者交流的智能化系统。”位于伊利诺斯州BuffaloGrove的西门子楼宇科技集团创新团队负责人OsmanAhmed博士说道。

    Fleischer和他的团队已经在他们的实验室内开始研发能够监控楼宇内空气质量的传感器。“为了成功研发出这种传感器,我们需要一个至少可以测量四种参数的芯片。这四种参数分别是:温度、湿度、如二氧化碳之类的气体以及气味。”Fleischer说道。为此,他和他的同事们正在研究各种探测器材料,并从中找出与被测气体反应最佳的材料。在一个以神秘的蓝光等离子体为特征的阴极溅射设备中,研究者们正在制造仅有几百万分之一米厚的传感器表面。该设备的隔壁则正在进行另一项相关实验,准备研发一种通过使用某种丝网印刷技术来探测气体的小型装置。正在测试中的材料可以决定哪种过程更适于探测气体。研究者们将他们制造的微小氧化表面组合并列地放置在芯片中的场效应晶体管(FET)上。其中的例子包括用于探测二氧化碳的钛酸钡氧化混合物以及用于探测气味的带有均匀分布的白金的氧化镓。

    Fleischer实验室研究的物质并不直接用于芯片的表面,而是仿佛流动于一个分子接收层与真实的FET结构之间,因此这将引起电阻变化。而芯片能够感应这一变化并将之转化为信号。如果芯片带有无线电调制器,它可以将数据无线传送至楼宇管理系统的控制装置。

    博士研究生RebekkaKubisch在位于慕尼黑的西门子中央研究院对细胞传感器的酸化作用、阻抗以及呼吸作用进行测量。它是一种新型通用探测器,不像化学传感器,细胞培养传感器能够对多种有毒物质发生反应。

    尽管Ahmed对于未来楼宇的描绘似乎仍过于遥远,但是朝着这个方向的发展已经开始起步。“现在,人们对于舒适度的要求不断提高。”驻瑞士西门子楼宇科技集团的AndreasHaas说。他相信楼宇科技的发展趋势将与汽车领域的趋势一样。目前汽车领域中,精确的环境控制系统已经成为标准配置。
    然而,楼宇商们最感兴趣的却是传感器系统所能节省的巨大开支。毕竟,对安装传感器的资金投入明显少于翻新楼宇的花费,如果传感器与尖端楼宇自控相结合,那么将能节省更为庞大的开支。Haas估计,与采用传统自动化技术的楼宇相比,精确的房间气候控制传感器、空气质量及现场传感器可以减少用于供暖、通风、空调及照明系统的能源达30%。

    气味也会影响舒适感。“通常只有在气味难闻时,人们才会对房间进行通风。”Fleischer说道。其实无需这样做,因为周围空气可以用臭氧来净化。臭氧与产生异味的分子相结合,然后通过分离它们将其中和。这就是西门子研究者们研发可检测室内典型气味的气体传感器的目的。研究者们使用18种不同的气体,如乙烷、丙烯、丙酮等来制造气味标本。例如己醛,它用于对检测地毯气味的传感器的测试。科学家们同时还着手研发持续性气味传感器。“如果这种传感器想要赢得市场关注,它必须至少具有十年的使用寿命。”Fleischer说。如果该传感器检测出空气中含有不良气味并报告给管理系统,那么管理系统就会发出指令释放臭氧进行空气净化。随后,另一种传感器会监测大量集中的臭氧,以防止引发不良副作用,如刺激人体呼吸道等。

    研发气体传感器的主要挑战之一在于灵敏度交叉。因为如果想要防止错误警报的发生,就必须确保芯片上的检测材料只对检测目标产生反应。

    这项技术还可应用于防火警报。目前,绝大多数防火警报仍然是在烟雾产生时才有所反应。“但是,对于靠近火源并已经吸入有毒气体的人来说,那样可能就太晚了。”Fleischer说道。正是由于这个原因,楼宇商们想要获得可以探测具体气体,尤其是与火焰相关的具体气体的探测器。传统警报器只有在烟雾浓度达到一定程度时才会被激活,而新型探测器被激活的时间要远远早于传统警报器。拥有此类探测器,尤其使它们与环境自动控制系统相结合,是目前楼宇商们最大的心愿。

    通用专家。与此同时,西门子的工程师们还在研发一些不含芯片的传感器,如激光光学传感器,它可以远程确定某种气体大量聚集在房间的哪个位置。位于激光光学传感器实验室尽头的大厅里,博士研究生RebekkaKubisch正在研究一个充满某种红色液体的皮式培养皿。这些培养皿用于培养活性传感器所需的细胞培养物,这种活性传感器可以用于检测水质等。“我们将这些细胞放在芯片上,并将它们置于毒素之中,然后观察由此产生的反应。”她解释道。此刻,她正在检测老鼠的骨骼肌细胞对废水标本所产生的反应。与基于化学原理的传感器相比,这种活性传感器具有巨大的优越性,这是因为活性传感器可以与一切毒素发生反应。然而使用化学传感器时,你必须提前知晓你想要测试的是何种有毒物质。

    更为重要的是,活性传感器可以用于绿色楼宇,这些楼宇通过建立大量如水和空气这样的封闭式循环实现能源节约。Fleischer说:“高度灵敏的早期预警系统在此处是极为关键的。”放眼更为长远的未来,Ahmed补充说:“终将有这样一天,我们的楼宇不再需要外界提供任何能源。要实现这个目标,我们将需要运用大量智能产品。当前,研发具有多种功能的传感器是我们所面临的重要难题之一。”无论未来怎样,西门子科学家们的辛苦研发已经使我们离那样的景象越来越近了。

浅谈家居折叠屏幕显示技术趋势

    电视、智能手机、显示器等终端设备作为主要的“视觉中心”,其画面质量无疑成为消费者预购时考虑的决定性因素。也正是由于消费者对画质的无限期待,不断催化显示技术的革新和升级。近日,以LG等为代表的全球显示技术厂商发布的具有超高分辨率的4K超高清电视,更是把这种“屏幕生活”推向新的高峰。

    “画质为本”仍是竞争热点

    从CRT到CCFL液晶显示,再到步入LED时代,一路走来,人们对于屏幕的视觉体验变得越来越挑剔,而以“画质为本”的厂商也从未停止过画质探索的脚步。

    随着技术的进步,液晶面板、1920×1080的全高清分辨率等技术已成标配。人们期待着更加身临其境的观影体验。基于对消费者需求的深入洞察,LG成为最早投入3D电视研发的企业,并在2011年推出全球首款不闪式3D电视。逼真画质,震撼的视听,一度掀起了“将3D电影搬回家”的体验风潮。

    LG还将3D技术融入手机屏,引领移动终端的显示升级。LG Optimus 3D系列手机有着全新的视觉体验,而且是全球首款采用三倍双重设计的手机——拥有双核、双频道、双内存,性能和速度都大大优于同类产品,LG也成为了3D时代的领跑者。

    OLED成下一代显示技术

    随着电视产品作为家庭娱乐中心地位的逐渐回归,更大屏幕逼真3D、智能互动等体验得到越来越多消费者的青睐。而作为市场新宠的4K技术,更是通过分辨率以及画质的全面提升,激发观看者的真实感及临场体验感,达成家庭娱乐的高品质影像感受。

    2012年LG推出全球首款84英寸超高清3D电视(UD),通过引入全新智能功能,为消费者提供了更加便利的互动体验,进一步展现了LG电子对消费者切身需求的关注。LG UD 3D电视是现有全高清电视的分辨率的4倍。

    未来显示技术更倾向于高画质及环保表现。OLED显示技术凭借高对比度、色彩丰富、无视角限制、超薄、节能等得天独厚的优势,被广泛认可为下一代显示技术,成为各大厂商积极布局的对象。该技术一直受到应用面板尺寸和成本的限制。而随着LG 55英寸OLED电视的发布,说明在技术上OLED终于突破了尺寸的限制,产业升级迈出实质一步。

    折叠屏幕或成未来趋势

    韩国LG白色OLED(WOLED)电视是技术的升级,也是一场色彩的革命。WOLED可垂直叠加红、绿、蓝二极管。二极管发出的白光通过薄膜晶体管基型面板下的色层来显示屏幕的信息,这样不仅可使错误率降低,有效提高产出,并且可通过小像素点的优势产生出超清晰画质。在2012年,LG推出的全球首款最大尺寸55英寸EA8800 OLED电视,该产品一举摘得2013年美国消费电子展创新大奖。

    对于屏幕未来发展方向的探索,并没有止步于此。近日,LG又推出了一款可弯曲的柔性OLED电视,并一举摘得国际红点设计大奖的最高荣誉——至尊奖,引领了屏幕技术发展的革新。业内专家表示,与普通的刚性显示器相比,柔性显示器具有诸多优点:耐冲击、重量轻、携带更加方便;采用类似于报纸印刷工艺的卷对卷式工艺,成本更加低廉。

    “随着三网融合的深化,以后屏幕生活很可能每人只有一块屏幕,可携带、移动,甚至可使之变大变小地折叠。它将呈现更加立体逼真的3D图像,并且可以随时随地连接网络。理想的实现只是个过程。”中国工程院院士赵连城预测。

对比谁能成为智能家居无线标准

    智能家居进入物联网时代,当有线的智能家居由于布线繁琐、不易推广、成本过高被市场淘汰,无线传输技术因其无需布线,安装简易成为新一代智能家居的最佳选择。但同时,业界对于不同无线传输技术孰优孰劣,哪种技术应该成为智能家居无线标准又众说纷纭,无法形成一致意见。

    当前智能家居主流的无线通信技术包括(无线传输技术有很多,本文只讨论目前比较流行的):

    1、WIFI,WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术,传输距离在100-300M,速率可达300Mbps,功耗10-50mA。

    2、Zigbee,传输距离50-300M,速率250kbps,功耗5mA,最大特点是可自组网,网络节点数最大可达65000个。

    3、电力载波,传输距离可达500M,速率可达500Mbps,最大优点是可基于电力线传输,无需布线。

    4、蓝牙,传输距离2-30M,速率1Mbps,功耗介于zigbee和WIFI之间。

    那么这四种无线技术,那一种最适合智能家居,那一种最有可能成为智能家居无线标准呢?

    这四种无线技术,从传输距离来说,是电力载波 >WIFI >ZigBee >蓝牙;从功耗来说,是电力载波 >WIFI >蓝牙 >ZigBee,后两者仅靠电池供电即可;从传输速率来讲,是电力载波 >WIFI >ZigBee >蓝牙。

    目前来说,WIFI的优势是应用广泛,已经普及到千家万户。ZigBee的优势是低功耗和自组网;电力载波的优势是传输速率;蓝牙的优势组网简单。然而,这四种技术,也都有各自的不足,没有一种技术能完全满足智能家居的全部要求。

    一种技术要成为行业标准,最关键的是拥有绝大多数的使用者和应用场景。行业标准的最终还是由用户来决定的。要拥有绝大多数的使用者和应用场景,需要无所不在的应用,流畅的用户体验,完善的安全体系。作为智能家居企业,应当抛开技术孰优孰劣的成见,根据具体情况考虑适合的技术。企业应把重心放在如何给用户提供更好的应用,更流畅的用户体验,更可靠的安全保障。

    当智能家居逐渐普及到千家万户时,智能家居的无线技术标准自然会浮出水面。

[优势]数字化对讲技术联网协议

    楼宇对讲系统作为智能化小区中的必备设备,在各地的新建楼宇中已经得到广泛应用。随着大型社区的快速涌现,联网方面的问题逐渐凸显,联网问题主要表现在有些对讲系统的部分联网功能无法实现或系统联网之后不稳定等,关键就是要解决好两个难题:第一,视频信号、音频信号以及数据信号远距离传输的稳定性问题;第二,如何解决占线(即实现多通道)问题,多通道概念是指小区对讲联网系统中,可以同时实现多路呼叫,充分降低管理中心、围墙机呼叫占线的概率。

    传统的模拟对讲系统,当小区的规模过大、或者楼层较多的话,将不可避免地出现由于视频传输距离过远而导致的信号模糊问题;同时,在多通道问题上,也有先天性软肋,很难很好的克服解决。

    而采用数字化技术,可以很好的解决这两个难题。即,联网部分采用标准TCP/IP协议传输经过压缩编码后的音视频数字信号。由于视频、音频、控制信息都是数字化信号,基本没有信号衰减问题,轻松满足长距离传输要求;另外,联网物理网络采用标准以太网架构,网络共享,轻松满足多通道要求。

其突出优势主要如下:

扩容无限制,扩展能力强

    联网采用标准开放的TCP/IP协议,单元内设备标准信号和标准接口,不同时期的设备、不同片区的设备可无缝连接。

布线、开通,调试、维护方便简单

    系统联网采用数字化方式传输,标准局域网方式铺设,联网线路可以利用现成的小区宽带线路;系统采用单一五类线布线,仅用一根线和一个RJ-45水晶头,就可以方便快捷的完成施工布线;和普通模拟对讲系统相比,联网中间设备大大减少;系统开通调试简单。

复用小区宽带网络,节省系统造价

    数字联网系统联网部分采用标准以太网结构,不仅可以很方便地独立组网,也可以复用电信运营商建设的小区宽带网络,节省交换机和线材部分的投资,进一步降低系统造价,也确保联网系统运行的可靠性。此外,以太网的RJ-45接口具有完全的电气隔离功能,长距离传输时采用光纤,这些都为系统提供了完善的防雷保护。

联网无阻塞,信号无损失

    联网部分采用标准TCP/IP协议传输数字化音视频信号,轻松实现多路视频同时呼叫,报警信号传送及时可靠,没有占线之忧。由于采用数字方式传输音频、视频和数据信号,没有传输距离限制,适用任意规模的小区。

物联网时代的家居安防市场趋势

文/移康智能科技 朱鹏程

    随着经济的飞速发展,社会在不断进步,人们的生活水平得到了很大的提高。但与此同时,近年由于社会人员的流动性大大增加、收入差距在逐渐加大,社会结构和社会治安问题也变得越来越复杂,入室抢劫、偷盗甚至危害生命安全等诸多社会犯罪问题频发。人们在追求舒适、便捷的家居生活之余,对家庭财产和生命安全日益重视,家居安防意识在不断增强。

    家居安防,顾名思义是指家居住所的安全防范,包括人、财、物的看护。在传统的观念里,家居安全是靠锁具、防盗门、防盗窗等来保证的,但是随着科技的不断发展,犯罪手段也在不断多元化,利用技术手段入室盗窃比率不断攀升,比如社会盛传的锡纸开锁、猫眼开锁等等案件屡见不鲜,眼前仅仅靠一把锁、一道门已经挡不住犯罪分子的闯入。如右图1所示,是近年北京市入室盗窃的犯罪统计,统计数据显示一方面是入室盗窃案件不断攀升,家居安全问题日益严重;另一方面是高科技盗窃日益猖獗,比如门锁、猫眼等本来是保护家庭安全的,现在反而逐步成了家庭安全的隐患。

    此外,随着生活质量的日益改善,人们家庭装修的内部设施越发的复杂,用到火、电的家装越来越多,同时发生危险的概率也在不断增大,诸如火灾、煤气泄漏等方面的安全防范逐渐受到重视。如何能够对家居异常情况做到及时预警和主动防范,如何有效保护家人和财产的安全,已成为社会普遍关注的焦点,也为物联网时代下的高科技家居安防提供了广阔的发展空间。本文将从以下几个方面来探讨家居安防的现状以及未来发展趋势。

当前家居安防报警存在的问题

    家居安防在安防行业并非是个新名词,就国内市场而言,早在上世纪九十年代家居安防的说法就已经很普遍。虽然这个概念提了这么多年,但直到今天依旧没有得到很普遍的认知,也一直没能大范围普及。事实上,从价格上来看,同智能家居系统相比,家居安防系统的价格可以做到很低,比如现在6、8、16防区的家居安防报警主机的价格仅为几百元,但还是打不开市场,到底是什么原因导致了产品不能被民众接受?究其原因,应该有以下几个方面的因素:一是误报率高,目前市面上大量充斥的都是廉价简单的报警器,稳定性差,受干扰时会出现误报或者漏报的情况,导致用户信赖度低;二是由于过分追求低成本,做工粗糙,不能给用户带来时尚、安全的用户体验;另外还有一个很重要的原因是互动性差,智能化程度不够。目前的报警联动大多是通过电话线或者2G网络与在外的户主联动,户主收到报警信息时,往往无法得知到底是什么原因造成的报警,甚至白白给用户造成心理上的恐慌。现有的安防报警系统大多如下图2所示,总体上产品可靠性不强、智能化程度不够、创新乏力,而且,用户体验比较差,这些都是导致用户最终不能完全认可现有家居安防产品的原因。

新环境下的家居安防的机会

    随着移动互联网的普及、无线通信技术(3G、LTE、WiFi等)的商用成熟, 新技术、新工艺、新产品推动了物联网技术在全球大环境下的迅速崛起。物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。在中国,物联网已经作为战略性新兴产业被写入我国政府制定的“十二五”规划,上升为国家战略。而在2012年2月14日出台的《物联网“十二五”规划》圈定的重点发展的九大应用中,就包括智能安防和智能家居,而家居安防恰恰是涵盖这两个领域中的重点方向,迎来了前所未有的发展新机遇,主要体现在以下三个方面:

1.运营商巨头们都在争相推动家居安防,新概念下的家居安防渐入人心

    现如今人人通信趋于饱和,运营商们都不约而同地将注意力放在了物联网这一物物通信的新增长点上,而人与家庭的联系互动自然是各个运营商关注的焦点。先是中国电信推出了“全球眼”视频监控业务,既能用于行业,也能用于家居安防监控,同时还推出了针对智能家居、家居安防的“3G智能管家”业务;接着中国移动更是专门为家居安防量身定制了“宜居通”业务标准,让用户手机能够同家里的门磁、红外探测、煤气探测甚至是摄像头能够随时保持监控状态,实现了防盗报警、视频监控、燃气报警、防火报警和老人求助等;中国联通也针对家居安防推出了“沃”眼、“沃的家园”、“沃视通”等,实现家庭看护、安防报警等功能。总之,基于3G无线宽带,借助移动互联网的优势,运营商正在千方百计宣传推动家居安防相关业务应用,在舆论和实践上为家居安防的蓬勃发展架设信息高速公路。

2.移动互联网的技术进步,大大提高了家居安防系统的实用性

    此前近20年家居安防没能发展起来,一个很重要的原因是受制于技术瓶颈——没有智能化的终端,没有足够的带宽。而近几年,移动互联网得到了井喷式发展,真正实现了“无处不在、无所不知”,让世界触手可及。一方面随着光纤到户,普通家庭也能够拥有10Mbps甚至更高的有线宽带,带宽已经不再是影响用户使用的瓶颈;另一方面,3G、WiFi无线网络无处不在,智能手机已经逐步普及,让用户通过无线宽带随时随地查看家里成为可能。带宽问题的大大改善以及移动终端的迅速普及,为家居安防新概念提供了很好的发展基础。

3.移动互联网中的广大用户群体是推动家居安防产业的潜在动力
    近几年国家倡导并推动的“平安城市”、“平安社区”工程的纵深发展为家居安防市场提供了新的契机。随着生活节奏的不断加快和经济水平的不断提高,家庭用户对安全感的需求正在逐渐增加。伴随着智能机的普及,移动互联网给用户带来了无穷便利也引爆了更多的新需求。调查显示,80%以上的手机用户对通过手机随时随地了解家里的情况非常有兴趣,尤其是在视频监控、防盗报警等方面。众所周知,中国是一个人口大国,拥有超过13亿人口,据统计共有家庭户39519万户,其中城镇家庭户占有51%,2011年人均GDP消费水平已达35083元,中产家庭已达4000万。因此,在任何一个应用领域,只要人们的消费能力达到了“消费水平线”,这一领域就会呈现市场“井喷”,如家电、手机等,家居安防也不例外。正因为这是一个潜在的巨大蛋糕,许多行业巨头包括国外的Honeywell、Control4,及国内的海尔、TCL等纷纷涉足智能家居、家居安防领域以抢夺市场先机,此外,也有很多新兴的移动互联网企业也在争相进入。总之,随着国家政策的扶持、技术产品的成熟、用户群体的认知以及众多企业的积极推动,相信家居安防这个市场的热潮即将掀起!

物联网时代的家居安防市场发展趋势

    家庭生活自动化、舒适化、安全化成为现代人家居新选择,伴随着网络、通信、计算机和物联传感器等技术日益成熟,家居安防市场发展也是日新月异,已逐渐渗透到人们日常生活中,既改变了人们的生活习惯,提高生活质量。 总体而言,处于物联网时代的家居安防,从技术产品和产业方向两方面有以下的发展趋势:

1.技术产品层面:未来家居安防系统趋于智能化、可视化、无线化和集成化

    智能化:早期的家居安防报警系统,各个传感器基本上都是孤立存在,并且系统处理器处理能力也有限,因而无法实现多种条件的逻辑判断,更无法进行基于大量数据采集的智能分析。所以,误报、漏报的情况非常多。

    家居安防的智能化体现在两个方面,一方面是很多传感器能够联动,比如红外探测报警器被触发,摄像头即进入监控状态,通过视频监控系统的智能图像分析可以判断到底是误动作还是真的有人入侵。同时会将真实的情况反馈给主人,而主人无论在哪里,通过电脑、平板或者手机随时了解家里的状况。

    可视化:以前的家居安防报警系统,大多是通过电脑或者手机接收消息或者邮件通知,但是家里到底是发生了什么样的情况用户无法而知。新一代的家居安防系统,不仅仅集成了传统的传感器(比如门磁、红外探测、烟雾探测、煤气报警器等),而且也将IP 高清摄像头也集成在一起,最终形成“各种报警器+IP摄像头+平台接入”的智能化系统架构。

    随着现在带宽的改善,用户已经可以通过手机或者电脑实时掌握家里的情况,哪怕是远在国外,也可以通过手机或者电脑随时查看家里的情况,并且能够同家里实现可视对讲,“让家触手可及、让家近在眼前”。
无线化: 传统的家居安防,主要以有线连接为主,布线施工难度大,应用环境受限制;当然也有部分传感器也支持无线传输,但基本上都是最简单的433/315,在稳定性、抗干扰性和低功耗方面都存在一定的不足。

    基于物联网新技术,新一代的智能家居安防系统,一方面整合了3G/LTE/Wi-Fi等无线宽带技术,使得视频监控变成现实,甚至还可以提供720p甚至1080p的高清视频;另一方面,也针对微功耗、高可靠性的需要,ZigBee、Z-Wave、EnOcean等应运而生,尤其是ZigBee、Z-wave支持自主组网技术同时具有很好的保密性,使得家居安防可靠性得到了大大增强。

    集成化: 过去的家居安防报警系统,基本上是一些传感器和控制器的简单组合,除了分立传感器外,还需要诸多的控制设备,比如主控、路由器、中继器、存储设备、显示设备等等,所以系统分散,结构复杂,用户安装比较麻烦。对于未来家居安防系统,由于CPU的处理能力大大增强,不仅是双核甚至四核,而且主频都在1GHz以上,所以诸如显示、存储、报警控制、音视频编解码、路由等都完全可以整合成一体,系统复杂度大大降低。是新一代基于物联网技术的智能家居安防系统的架构图,可以看到,这不仅仅是一个全新的家居安防报警系统的架构,而且很容易地将智能家居的概念融入,将是未来家居安防技术发展的趋势。此外,新一代的家居安防,将不仅仅是作为防盗报警设备,还可以开发出很多其他功能,比如老人看护、儿童监控、远程医疗、紧急求助呼叫等等。

2.产业方向层面:未来家居安防朝着民用化、品牌化趋势发展

    民用化:早期的家居安防系统,由于系统复杂,安装不方便,没办法做到让用户自己DIY,都是通过工程施工来安装完成的。传统的家居安防市场的发展是被“社会需求”所牵引的,有工程化的需求才会演变出工程化的模式。当前,情况正在悄悄地发生改变,新一代家居安防系统不仅在人性化设计上做了很大的改进,而且产品高度集成化让系统越来越简单,另外,用惯了计算机、智能机的年轻一代,已经具备很快熟悉应用这些高科技产品的能力,也喜欢自己去根据自己的想法去打造自己的家居安防系统。因此,基于物联网技术的新一代家居安防系统的民用化已成为新需求、新趋势。
    品牌化:在安防报警产品市场上,国外主要是中高端品牌,比如Honeywell、ADT等,而国内厂商良莠不齐,各家厂商基本集中在低价竞争的层面。但对于由工程化转向民用化的家居安防来说,用户更多的会去关注产品的用户体验、产品的品质以及产品的服务,这就对安居安防行业的厂家提出了很高的要求——不仅仅是销售产品硬件本身,更是一揽子服务,包括产品质量、品牌宣传推广、服务支持和完善的售后体系。单纯产品只能停留在价格的简单竞争上,而服务可以让产品增值,相信只有立志于做服务、做口碑、做品牌的企业才能最终强大起来。

结束语:

    在国家“十二五”规划政策的有力支持下,在物联网技术飞速发展中,家居安防市场必将迎来难得的发展机遇。当然,这个行业也同样存在着诸多挑战,一方面是国外品牌在家居安防技术和产品的积累上要领先于国内,要快速追赶国外水平还需要同行的持续的努力,现在谈竞争或许还为期过早;另一方面,在产品可靠性和行业标准走向上,仍存在一定的不确定性,还有很多的问题需要在未来商用中去完善和改进。前进的道路是曲折的,但是借着移动互联网、物联网行业浪潮推动,相信这个产业前景会一片光明。