智能家居由(you)來已久，早期以(yi)有線(xian)(xian)技(ji)術為主，布線(xian)(xian)復(fu)雜、成(cheng)本高，導致智能(neng)家居(ju)普及受到限制。然而(er)，受益于通(tong)信(xin)技(ji)術、計(ji)算機技(ji)術等(deng)的快速(su)發展，智能(neng)家居(ju)開始(shi)由(you)有線(xian)(xian)向(xiang)無線(xian)(xian)轉(zhuan)變(bian)(bian)，大(da)大(da)降低了用戶使(shi)用成(cheng)本，開始(shi)步(bu)入尋常百姓家。智能(neng)家居(ju)主要包括(kuo)智能(neng)單(dan)品和智能(neng)場(chang)景(jing)兩種形態，無線(xian)(xian)通(tong)信(xin)技(ji)術通(tong)過(guo)內嵌模組協議等(deng)方式(shi)幫助用戶實現對(dui)單(dan)個智能(neng)硬件的遠(yuan)程(cheng)控(kong)制；而(er)在疊加AI、邊(bian)緣計(ji)算等(deng)新一代計(ji)算機技(ji)術后，用戶對(dui)智能(neng)家居(ju)的使(shi)用能(neng)從(cong)單(dan)品控(kong)制向(xiang)場(chang)景(jing)聯動、數(shu)字控(kong)制轉(zhuan)變(bian)(bian)，推動全屋(wu)智能(neng)的實現。
1、局域通信技術發展成熟，是目前智能家居主流應用技術
短(duan)距離無線通信(xin)技(ji)術(shu)具(ju)(ju)有可(ke)擴展性(xing)、可(ke)移動性(xing)、可(ke)移植性(xing)等優勢(shi)，極大地促(cu)進了智(zhi)能家居應用(yong)的(de)(de)(de)發展。目前(qian)智(zhi)能家居領域主流的(de)(de)(de)無線通信(xin)應用(yong)技(ji)術(shu)包括Wi-Fi、Zigbee和(he)藍牙，且這三種技(ji)術(shu)具(ju)(ju)有各(ge)自的(de)(de)(de)特點，因此所適用(yong)的(de)(de)(de)智(zhi)能家居產品和(he)場景存在一定(ding)的(de)(de)(de)差異。
1.1 Wi-Fi
Wi-Fi具有用(yong)(yong)戶覆(fu)蓋范圍廣(guang)、傳輸速率快(kuai)、產(chan)品成本低等特點，是目前我國運(yun)用(yong)(yong)最(zui)多、最(zui)廣(guang)的(de)無線通信技術。正是由于(yu)Wi-Fi的(de)高普及率，目前基(ji)于(yu)Wi-Fi的(de)智(zhi)能(neng)家居(ju)產(chan)品最(zui)為常見，極大地推(tui)動了智(zhi)能(neng)家居(ju)的(de)發展(zhan)。用(yong)(yong)戶可以(yi)通過購買智(zhi)能(neng)家居(ju)產(chan)品設(she)備直接組網(wang)后與(yu)互(hu)聯網(wang)相連，并通過手機等終端對智(zhi)能(neng)設(she)備進行遠(yuan)程控制，操作簡單，方(fang)便(bian)人們享受(shou)便(bian)捷的(de)智(zhi)能(neng)生活。
基(ji)于Wi-Fi的(de)特點，其在智能家居中(zhong)適用(yong)于數據吞吐量(liang)大(da)、低延(yan)遲的(de)場景，并主要(yao)用(yong)于內(nei)容的(de)分發和命(ming)令控(kong)制。具體的(de)應(ying)用(yong)產(chan)品包括影音設備和智能家電單品，如視(shi)頻(pin)監控(kong)、智能音響、智能電視(shi)、智能空調、智能凈化/加濕設備等。
但Wi-Fi也有(you)缺點(dian)，其最大(da)的(de)問題在于穩定(ding)性(xing)差(cha)、功耗大(da)，使得其在智能(neng)家(jia)居產(chan)品應用中受到限制，如一些開關類(lei)產(chan)品和感應類(lei)產(chan)品。
1.2 Zigbee
Zigbee是目前智(zhi)能(neng)家居(ju)行業中(zhong)較為流行的雙向(xiang)短距離無線通信技術，通過(guo)Zigbee網(wang)(wang)關(guan)或中(zhong)繼器(qi)實(shi)現智(zhi)能(neng)家居(ju)產品的連接與控制，具(ju)有高安(an)全性(xing)(xing)、低功耗、強組(zu)網(wang)(wang)能(neng)力、大容(rong)量、電池壽(shou)命(ming)長等特點，深受(shou)部分(fen)智(zhi)能(neng)家居(ju)廠商的喜愛(ai)。一(yi)方面，Zigbee技術通過(guo)蜂(feng)巢結構(gou)組(zu)網(wang)(wang)，使得(de)(de)(de)設備能(neng)夠通過(guo)多個方向(xiang)與網(wang)(wang)關(guan)通信，大大提高了穩定性(xing)(xing)，同(tong)時(shi)這種組(zu)網(wang)(wang)方式(shi)下可容(rong)納(na)大量節點，能(neng)夠滿(man)足較大范圍(wei)的覆蓋(gai)需(xu)求(qiu)，如智(zhi)能(neng)小(xiao)區、智(zhi)能(neng)樓宇(yu)等；另一(yi)方面，雙向(xiang)通訊能(neng)力使得(de)(de)(de)安(an)防設備等產品使用時(shi)的安(an)全隱患(huan)得(de)(de)(de)到緩解，如它(ta)能(neng)提示用戶是否(fou)已關(guan)上門等。
Zigbee技術主要適用(yong)于數據量極小、功耗(hao)低、穩定性要求高的智能(neng)家居場景，并主要用(yong)于發(fa)送命令。具體的應(ying)用(yong)產(chan)品(pin)主要有(you)開關類產(chan)品(pin)和感(gan)應(ying)器(qi)類產(chan)品(pin)，如智能(neng)開關、智能(neng)插座、人體傳(chuan)感(gan)器(qi)、智能(neng)溫/濕度傳(chuan)感(gan)器(qi)等。
但(dan)Zigbee技(ji)術(shu)也存(cun)在成本高、通信距離(li)短(duan)、協(xie)議(yi)沒(mei)有開(kai)源等缺點(dian)，因(yin)此對于智能家居這種(zhong)成本較為(wei)敏感、需要廣泛兼(jian)容的(de)產品來說(shuo)，其在家庭普及和產品互聯互通等方面仍(reng)存(cun)在一定的(de)阻礙(ai)。
1.3 藍牙
藍牙是一種點對點、短距離的通信技術，具有低功耗、低成本、兼容性和可靠性較高等特點，目前已發展到了藍牙5.1。藍牙5.1采用mesh自組網結構，同時進行了底層的物聯網優化(hua)，進(jin)一步改(gai)進(jin)了發射和接收(shou)設(she)備之間(jian)的有效工作距(ju)離(li)，有利于(yu)智(zhi)能(neng)家居設(she)備獲(huo)得更(geng)高的性能(neng)并降低能(neng)耗。
藍牙(ya)技術在(zai)智能(neng)家居應(ying)用中主要負責(ze)傳遞維護連接或發(fa)送(song)命令(ling)，適用于數據吞吐量較小、功耗較低的場景。目前主要的應(ying)用產品(pin)包括智能(neng)手表、智能(neng)手環、耳機、健康監控(kong)等穿戴/健康監測設備，以及智能(neng) LED 燈、智能(neng)馬(ma)桶等智能(neng)家電產品(pin)。
但藍牙技(ji)術也存(cun)在網絡節(jie)點(dian)少、不適合多點(dian)布控等缺點(dian)，因此并不適合組(zu)建龐大的家庭網絡。
1.4 局域通信技術小結
局域(yu)通(tong)信技(ji)(ji)術依托自(zi)身優點(dian)，打開了(le)智能(neng)家居發(fa)展(zhan)的(de)大(da)門，Wi-Fi、Zigbee和藍牙三種(zhong)技(ji)(ji)術在性(xing)能(neng)上(shang)互補效(xiao)應明顯，預計(ji)將會(hui)在一段(duan)時間內共存，三種(zhong)技(ji)(ji)術的(de)優缺(que)點(dian)對比見表(biao)1-1。
表1-1 短距離局域通信技術對比
來源：華信整理
但無論是Wi-Fi技術還是Zigbee或藍牙(ya)，它們均不(bu)是為(wei)智能家(jia)居而準備的(de)，其存在的(de)傳輸距(ju)離(li)短、有信(xin)號盲(mang)區、智能家(jia)電(dian)聯(lian)網困難等(deng)痛點，一定程度(du)上會限制智能家(jia)居的(de)進一步發展。
2、廣域通信技術正逐漸探索應用，將賦能智能家居邁上新臺階
受益于局域(yu)通信(xin)技術(shu)，我國(guo)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)家居(ju)(ju)行業迅速起步，智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)攝(she)像(xiang)頭、智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)開(kai)關等一批智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)單品開(kai)始爆發(fa)式增長(chang)，推(tui)動(dong)人們邁出智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)生活的第一步。而(er)廣域(yu)通信(xin)技術(shu)的發(fa)展及在智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)家居(ju)(ju)的應用，將進一步彌(mi)補局域(yu)通信(xin)技術(shu)的缺陷，推(tui)動(dong)更多智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)家居(ju)(ju)產品的落地和全屋(wu)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)的實現。
2.1 5G
目前，智(zhi)能家居(ju)領域 “孤島(dao)現(xian)(xian)象”仍存在，各(ge)個智(zhi)能單品之間信息數據的(de)(de)互聯性(xing)尚未完全打通，造成用(yong)戶使用(yong)過程中感到“割裂性(xing)”。而(er)5G技術(shu)的(de)(de)出現(xian)(xian)能有(you)效緩解這種(zhong)現(xian)(xian)象，5G廣連接(jie)的(de)(de)特(te)點(dian)能夠為(wei)處在廚房(fang)、臥室、客(ke)廳(ting)等(deng)不同場景下的(de)(de)智(zhi)能設備(bei)提供相對統(tong)一(yi)的(de)(de)家庭網絡標準，從而(er)使得各(ge)產品之間能有(you)效聯動(dong)，同時用(yong)戶對智(zhi)能家居(ju)產品的(de)(de)使用(yong)將(jiang)更(geng)加便(bian)捷靈活(huo)。此外(wai)，5G高(gao)速(su)率、低時延等(deng)特(te)點(dian)將(jiang)升級目前智(zhi)能家居(ju)的(de)(de)體(ti)驗(yan)，并帶動(dong)新應用(yong)的(de)(de)發(fa)展，如保(bao)障高(gao)質量的(de)(de)語音(yin)和(he)視頻通話、推動(dong)超高(gao)清視頻等(deng)產品的(de)(de)落地。
5G不僅能(neng)(neng)承載大量的設備，還能(neng)(neng)滿(man)足智(zhi)能(neng)(neng)家(jia)居中各產品之間數(shu)(shu)據穩定、快速傳(chuan)播(bo)的需求，適用(yong)于數(shu)(shu)據吞吐量較大，超(chao)低(di)時延等場景。未來可在超(chao)高清(qing)視(shi)頻、VR/AR視(shi)頻、智(zhi)能(neng)(neng)冰(bing)箱、智(zhi)能(neng)(neng)機器人(ren)等智(zhi)能(neng)(neng)家(jia)居領域開辟(pi)新應用(yong)。
2.2 NB-IoT
NB-IoT在智能家居(ju)的(de)(de)應用(yong)中顯示出了巨大(da)的(de)(de)優勢。一(yi)是其擁有(you)超低功耗，電池的(de)(de)壽(shou)命約達(da)10年之久，能有(you)效減少后期的(de)(de)維護成本(ben)，保證產品的(de)(de)連(lian)續使用(yong)；二是覆蓋(gai)能力(li)強，其能覆蓋(gai)到(dao)室(shi)內和地下室(shi)，且信號穩(wen)定，這對于(yu)智能家居(ju)中對網(wang)絡連(lian)接(jie)要求較高的(de)(de)產品來(lai)說具有(you)無(wu)疑是一(yi)大(da)利(li)好；三是海量連(lian)接(jie)，能滿足(zu)多個智能家居(ju)終端的(de)(de)同時連(lian)接(jie)，有(you)利(li)于(yu)打造一(yi)張(zhang)互聯(lian)互通的(de)(de)智慧家庭網(wang)絡。
基于NB-IoT的特(te)點，其適用于極低(di)功耗、遠程應(ying)急等場景，主要(yao)的智能(neng)家居(ju)應(ying)用產品(pin)包(bao)括煙(yan)霧感應(ying)器、智能(neng)鎖、兒童防丟(diu)失手表等。
2.3 廣域通信技術小結
5G和NB-IOT為運營商主導的(de)(de)廣域(yu)(yu)通信技術(shu)，其所(suo)具有的(de)(de)優勢正(zheng)是局域(yu)(yu)通信技術(shu)所(suo)缺乏(fa)的(de)(de)，將賦能(neng)差異化的(de)(de)智(zhi)能(neng)家(jia)居場(chang)景。通過在(zai)智(zhi)能(neng)家(jia)居領(ling)域(yu)(yu)應(ying)用這兩個技術(shu)，人與(yu)(yu)設備以及(ji)設備與(yu)(yu)設備之間(jian)將達到更深層次的(de)(de)連接，推(tui)動全(quan)屋智(zhi)能(neng)的(de)(de)落(luo)地與(yu)(yu)普(pu)及(ji)。
3、結語
智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)家(jia)居的(de)基礎是(shi)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)設(she)備的(de)互聯互通，而無(wu)線(xian)通信技(ji)術(shu)正是(shi)實現設(she)備連接(jie)和信息傳輸的(de)通道。局域通信技(ji)術(shu)驅動(dong)了(le)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)家(jia)居的(de)發展(zhan)，打(da)造了(le)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)單(dan)品時代；未來(lai)，隨著(zhu)越來(lai)越多家(jia)居的(de)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)，需要更加(jia)高(gao)效的(de)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)來(lai)支撐，而5G和NB-IoT所具有(you)的(de)特點正好符合這一需求，將(jiang)進一步推(tui)動(dong)人、家(jia)、智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)設(she)備三者合一，加(jia)快全屋智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)時代的(de)到來(lai)。
