智能(néng)家居或楼宇家庭自动化

2021-05-25

智能(néng)家居或楼宇家庭自动化

智能(néng)家居是使用(yòng)联网设备来遠(yuǎn)程监控和管理(lǐ)電(diàn)器和系统（例如照明和暖气）的住宅。

智能(néng)家居技术通常也称為(wèi)家庭自动化，通过允许他(tā)们控制智能(néng)设备（通常是通过智能(néng)家居应用(yòng)程序）来為(wèi)房主提供安全性，舒适性，便利性和能(néng)源效率智能(néng)手机或其他(tā)联网设备。作為(wèi)物(wù)联网（IoT）的一部分(fēn)，智能(néng)家居系统和设备通常一起运行，在彼此之间共享消费者使用(yòng)数据，并根据房主的偏好自动执行操作。

智能(néng)家居技术示例

技术进入家庭空间的几乎每个方面（灯泡，洗碗机等）都看到了智能(néng)家居替代品的引入：

智能(néng)電(diàn)视连接到互联网，以通过诸如点播视频和音乐之类的应用(yòng)程序访问内容。一些智能(néng)電(diàn)视还包括语音或手势识别。

除了可(kě)以遠(yuǎn)程控制和定制之外，智能(néng)照明系统还可(kě)以检测到有(yǒu)人在房间内，并根据需要调整照明。智能(néng)灯泡还可(kě)以根据日光的可(kě)用(yòng)性进行自我调节。

智能(néng)恒温器带有(yǒu)集成的Wi-Fi，可(kě)让用(yòng)户安排，监控和遠(yuǎn)程控制家庭温度。这些设备还可(kě)以學(xué)习房主的行為(wèi)，并自动修改设置，為(wèi)居民(mín)提供最大的舒适度和效率。智能(néng)恒温器还可(kě)以报告能(néng)源使用(yòng)情况，并提醒用(yòng)户更换过滤器等。

使用(yòng)智能(néng)锁和車(chē)库门开启器，用(yòng)户可(kě)以授予或拒绝访问者的访问权限。智能(néng)锁还可(kě)以检测居民(mín)何时在附近并為(wèi)他(tā)们解锁门。

借助智能(néng)监控摄像头，居民(mín)可(kě)以在外出或度假时监视他(tā)们的房屋。智能(néng)运动传感器还能(néng)够识别居民(mín)，访客，宠物(wù)和小(xiǎo)偷之间的區(qū)别，并且如果检测到可(kě)疑行為(wèi)，则可(kě)以通知当局。

宠物(wù)护理(lǐ)可(kě)以通过连接的喂食器实现自动化。室内植物(wù)和草(cǎo)坪可(kě)以通过连接的计时器浇水。

提供各种厨房用(yòng)具，包括智能(néng)咖啡壶，它们可(kě)以在编程的时间自动冲泡新(xīn)鲜的杯子；智能(néng)冰箱，可(kě)以跟踪到期日期，制定購(gòu)物(wù)清单，甚至根据当前的食材创建食谱；较慢的炊具和烤面包机；以及洗衣间，洗衣机和烘干机。

例如，家用(yòng)系统监控器可(kě)能(néng)会感测到電(diàn)涌并关闭電(diàn)器，或感测到水故障或冰冻管道并关闭水，从而使地下室不会泛滥。

智能(néng)家居的利与弊

家庭自动化最受吹捧的好处之一就是让房主安心，使他(tā)们能(néng)够遠(yuǎn)程监控房屋，以应对诸如遗忘的咖啡壶或未锁上前门等危险。

家庭自动化还可(kě)以帮助消费者提高效率。智能(néng)家居系统无需整天离开空调，而是可(kě)以學(xué)习行為(wèi)，并确保在房主下班回家时房屋已被冷却。家電(diàn)也是如此。使用(yòng)智能(néng)灌溉系统，仅在需要时以所需的确切水量浇水。通过家庭自动化，可(kě)以更有(yǒu)效地利用(yòng)能(néng)源，水和其他(tā)资源，这有(yǒu)助于為(wèi)消费者节省自然资源和金钱。

然而，部分(fēn)由于其技术特性，家庭自动化系统一直在努力成為(wèi)主流。智能(néng)家居的一个缺点是它们的复杂性。有(yǒu)些人在技术上有(yǒu)困难，或者会在不便之处放弃它。智能(néng)家居制造商(shāng)和联盟正在努力降低复杂性并改善用(yòng)户體(tǐ)验，以使各种类型和技术水平的用(yòng)户都可(kě)以享受并受益。

為(wèi)了使家庭自动化系统真正有(yǒu)效，无论制造商(shāng)如何，设备都必须可(kě)互操作，并且使用(yòng)相同的协议，或者至少使用(yòng)互补协议。由于这是一个相对较新(xīn)的市场，因此尚无家庭自动化的金标准。但是，标准联盟正在与制造商(shāng)和协议合作，以确保互操作性和无缝的用(yòng)户體(tǐ)验。

另一个主要问题是智能(néng)家居安全。NTT Data Corp.在2016年的一份报告发现，美國(guó)80％的消费者担心其智能(néng)家居数据的安全性。如果黑客能(néng)够渗透到智能(néng)设备中，则他(tā)们有(yǒu)可(kě)能(néng)会关闭電(diàn)灯和警报并解锁门，从而使家中无力入侵。此外，黑客可(kě)能(néng)会访问房主的网络，从而导致更严重的攻击或数据泄露。

除了家庭安全以外，许多(duō)智能(néng)家居反对者还担心数据隐私。NTT数据报告发现73％的消费者担心其智能(néng)家居设备共享的数据的隐私性。尽管智能(néng)家居设备和平台制造商(shāng)可(kě)能(néng)会收集消费者数据以更好地定制其产品或為(wèi)客户提供新(xīn)的和改进的服務(wù)，但信任和透明性对于希望获得新(xīn)客户的制造商(shāng)至关重要。

智能(néng)家居的工作方式/智能(néng)家居的实施

新(xīn)建房屋通常是采用(yòng)适当的智能(néng)家居基础设施来建造的。另一方面，较旧的房屋可(kě)以使用(yòng)智能(néng)技术进行翻新(xīn)。尽管许多(duō)智能(néng)家居系统仍可(kě)以在X10或Insteon上运行，但蓝牙和Wi-Fi已变得越来越流行。

Zigbee和Z-Wave是当今使用(yòng)的两种最常见的家庭自动化通信协议。两者都使用(yòng) 网状网络技术，短距离，低功率无線(xiàn)電(diàn)信号来连接智能(néng)家居系统。尽管两者都针对相同的智能(néng)家居应用(yòng)，但是Z-Wave的射程為(wèi)30米，而Zigbee的射程為(wèi)10米，Zigbee通常被认為(wèi)是两者中较為(wèi)复杂的一种。Zigbee芯片可(kě)从多(duō)家公司获得，而Z-Wave芯片仅可(kě)从Sigma Designs获得。

智能(néng)家居不是各种智能(néng)设备和電(diàn)器的集合，而是可(kě)以协同工作以创建可(kě)遠(yuǎn)程控制的网络的智能(néng)家居。所有(yǒu)设备均由家庭自动化主控制器（通常称為(wèi)智能(néng)家庭集線(xiàn)器）控制。智能(néng)家居集線(xiàn)器是一种充当智能(néng)家居系统中心点的硬件设备，能(néng)够感应，处理(lǐ)数据并进行无線(xiàn)通信。它将所有(yǒu)不同的应用(yòng)程序合并到一个可(kě)由房主遠(yuǎn)程控制的单个智能(néng)家居应用(yòng)程序中。

可(kě)以使用(yòng)原型板从头开始创建一些智能(néng)家居系统。可(kě)以作為(wèi)捆绑的智能(néng)家居套件（也称為(wèi)智能(néng)家居平台）購(gòu)买其他(tā)套件，其中包含启动家庭自动化项目所需的部件。

在简单的智能(néng)家居场景中，事件可(kě)以定时或触发。定时事件基于时钟，例如，下午6:00降下百叶窗，而触发事件则取决于自动化系统中的动作；例如，当所有(yǒu)者的智能(néng)手机接近门时，智能(néng)锁将解锁，并且智能(néng)灯会亮起。

机器學(xué)习和人工智能(néng)（AI）在智能(néng)家居系统中变得越来越流行，从而使家庭自动化应用(yòng)程序能(néng)够适应其环境。例如，语音激活系统包含虚拟助手，这些助手可(kě)以根据居民(mín)的喜好和模式来學(xué)习和个性化智能(néng)家居。

智能(néng)建筑

虽然每个智能(néng)家居都是智能(néng)建筑，但并不是每个智能(néng)建筑都是智能(néng)家居。各种形状和大小(xiǎo)的企业，商(shāng)业，工业和住宅建筑-包括办公室，摩天大楼，公寓建筑以及多(duō)租户办公室和住宅-正在部署IoT技术以提高建筑效率，降低能(néng)源成本和环境影响并确保安全性，以及提高乘员满意度。

智能(néng)家居中使用(yòng)的许多(duō)相同的智能(néng)技术都已部署在智能(néng)建筑中，包括照明，能(néng)源，供暖和空调以及安全和建筑物(wù)访问系统。

例如，智能(néng)建筑可(kě)以使用(yòng)传感器检测房间中有(yǒu)多(duō)少人，从而降低能(néng)源成本。温度可(kě)以自动调节，如果传感器检测到会议室已满，则打开冷空气，或者如果办公室中的每个人都回家，则将热量调低。

智能(néng)建筑还可(kě)以连接到智能(néng)電(diàn)网。在这里，智能(néng)建筑组件和電(diàn)网可(kě)以彼此“交谈”和“聆听”。借助该技术，可(kě)以有(yǒu)效地管理(lǐ)能(néng)源分(fēn)配，可(kě)以积极地进行维护，并且可(kě)以更快地响应停電(diàn)。

除了这些好处之外，智能(néng)建筑还可(kě)以為(wèi)建筑物(wù)所有(yǒu)者和管理(lǐ)人员提供预测性维护的好处。例如，当使用(yòng)传感器监控肥皂或纸巾分(fēn)配器的電(diàn)量不足时，看门人可(kě)以重新(xīn)补充洗手间用(yòng)品。或者可(kě)以预测建筑物(wù)制冷，電(diàn)梯和照明系统的维护和故障。

智能(néng)家居的起源

随着1975年发布的用(yòng)于家庭自动化的通信协议X10，智能(néng)家居（曾经是Jetsons的梦想）得以实现。X10将120 kHz射频（RF）数字信息脉冲串发送到房屋现有(yǒu)的電(diàn)線(xiàn)上，并将其发送到可(kě)编程的插座或开关。这些信号将命令传送到相应的设备，以控制设备的工作方式和时间。例如，发射器可(kě)以沿着房屋的電(diàn)線(xiàn)发送信号，告诉设备在特定时间开启。

但是，由于電(diàn)气布線(xiàn)的设计并未消除无線(xiàn)電(diàn)频段的“噪声”，因此X10并非总是完全可(kě)靠的。信号将丢失，并且在某些情况下，信号将不会穿过以不同极性接線(xiàn)的電(diàn)路，此外，X10是最初是一种单向技术，因此，尽管智能(néng)设备可(kě)以执行命令，但它们无法将数据发送回中央网络。但是，后来有(yǒu)两路X10设备问世，尽管成本更高。

当家庭自动化公司Insteon在2005年出现时，它引入了将電(diàn)線(xiàn)与无線(xiàn)信号相结合的技术。此后出现了其他(tā)协议，包括Zigbee和Z-Wave，以解决X10容易出现的问题，尽管X10至今仍是一种广泛安装的通信协议。