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王峰 荣易:国内居家智能系统的发展现状

发布时间:2021-08-06 发布时间:
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居家智能从上世纪80年代兴起于日本和欧美,并在90年代末进入国内,经过十余年的孕育与发展,特别是伴随住宅产业的进步,居家智能在中国已经显现出风雨欲来的征候。一、从住宅智能化到小区智能由于中国的居住模式和文化与发达国家有很大的区别,所以居家智能在中国的发展也体现出其独具的特色。近几年以来,伴随着住宅产业的发展,特别是装饰装修的普及,给国内居家智能领域带来了发展的机遇。伴随住宅(装修)的产业化,人们对于装修的内容从开始的“四白落地”,发展到追求“富丽堂皇”;从只重视建筑结构的装修,发展到“重装饰,轻装修”文化层面。但无论上述装饰装修发展的哪一个阶段,其实始终没有离开以建筑美学为核心的范畴。伴随技术的进步,特别是建筑结构、住宅功能与人们观念的变迁,加之通讯成本的下降,智能装修开始越来越多的为人们所关注。在自控、计算机与通讯大行其道的今天,这些技术进入家庭已经不再是天方夜谈,遥不可及的事了。中国人口众多,城市住宅建设也多选择密集型的住宅小区方式,因此很多房地产商会站在整个小区智能化的角度来看待家居的智能化,也就出现了目前一统天下、无所不包的“智能小区”的模式。而欧美由于独体别墅的居住模式流行,因此住宅多散布城镇周边,没有一个很集中的规模,类似国内的“住宅小区”这样规模的居住区较少,因此,国外的住宅多与市政系统直接相同。这一点也可解释为什么美国仍盛行ADSL、Cable Modem等宽带接入方式,而国内光纤以太网到小区、到楼的发展已经如火如荼。因此欧美的居家智能多独立安装,自成体系,比如美国的X10,欧洲的EIB协议(包括澳洲的C-BUS)等都是以独立的家庭为目标设计的。而国内习惯上将居家智能当作智能小区的一个子系统来考虑,这种做法在居家智能概念初始引进阶段应该说还是可行的,但随着居家智能的推广与需求的不断深入,人们开始“拷问”居家智能的真正意义与价值时,才发现“人性化“与“个性化”是居家智能的意义所在。因此,居家智能势将从现在的“千家一面”的一统模式中独立出来,成为一个可完全由业主自行选配的个性张扬空间。二、国内居家智能系统的功能状况就物理层面而言,居家智能是一个多功能的技术系统,众多的功能子系统间还要具有协同配合的能力。这些系统包括:照明控制、电器控制、环境监测、视频监控、设施监控、家庭娱乐、背景音乐、通讯设施、门禁管理、健康监测、居家采购、花园自控、宠物监护、信息安全等等。目前市场中常见的各居家智能子系统基本上是由原来的照明、安防与门禁对讲系统生产厂家提供的,这些系统的共同特点都没有脱离原有产品的形态,属于“嫁接智能”范畴。就功能层面而言,如果上述系统是单独配置或彼此孤立运行,那并不符合“居家智能”的真正意义。居家智能应该是建立在自动控制、计算机和通讯技术的基础之上,引入人类行为学、心理学的研究成果,将生活中的各种功能系统,按照人类行为心理需要,通过居家智能产品统和在一起,并与外界相连通的集控制、监测、管理与交流于一体的居家智能化、信息化平台,达到让“生活中各系统,联合起来”!因此,真正意义上的居家智能系统,应该是以技术为基础,以服务为手段,以客户需求(而不是以产品)为中心,以技术文化为灵魂,通过量身定制式服务,由居家智能专业服务商为不同的客人出品各具特色的个性化系统。三、国内常见居家智能系统的技术特征居家智能系统可以有多种分类形式,依据其体系结构为特征进行划分,比较常见。目前国内市场上存在以下几类不同结构形式的系统类型:1. 拼凑型(功能间无关联的孤立)控制系统各个功能子系统独立设计、自主工作。例如安防系统、灯光系统。各子系统相互之间互不相连,不能交换数据;这类系统的缺点是:各子系统不能相互协调,统一控制,网络的潜能与优势未能开发。(注:这是将原有各独立系统简单堆砌在一起的方式,严格意义上讲,不符合居家智能系统的含义,属于自动控制范畴。)2. 主机式集中控制系统:在住宅内安装一台“智能控制中心”,它可以是一台普通计算机、嵌入式或者单片计算机系统。一般采用星形拓扑结构,从控制中心引出多种控制与数据线,连接到住宅中所有需要实施控制或者获取数据的监控节点,现场设备与中央控制单元,使用标准模拟信号 (4~20mA、0~5V等)传输现场信息。每个监控节点不安排任何数据处理能力,只是单纯地完成对继电开关控制(例如控制灯光或电源),或者采集无源的数据(例如门磁开关信号)。系统的逻辑关系固定在主控制器上,有的可以通过软件修改。添加新设备需修改主控制器(见图表2)。3. 分级集中控制系统是前一类型的扩展,同样也采用在住宅内安装一台“智能控制中心”,星形拓扑结构。如果现场采集量较大,通常在中央控制单元和现场设备之间加入现场级的控制单元 (PLC,单片机等 ),现场控制单元与中央控制单元之间使用 RS-232、RS-422、RS-485等通信标准(见图表3)。;集中式控制系统有一些缺点,那就是随着现场设备的增加,系统布线十分复杂,成本大大提高,系统灵活性不够、扩展不便等。在智能住宅系统中,采用集中型控制的一个最大弊病可能是:一旦主控制器出现故障,整个家庭的设备都可能受到严重影响。4.分布式现场总线控制系统(DFCS)采用分布式智能现场设备,控制功能下放到各个现场节点,不需要一个中央控制单元来集中控制和操作,智能现场设备各自完成控制和通信任务。现场设备与通信线直接连结,采用开放式结构和现场设备互连,一般采用总线型拓扑结构;现场总线控制系统尽管能够解决独立控制系统存在的问题,但是它在网络的可扩展性、网络拓扑结构和通信媒介的使用方面都要受到限制,在网络的可扩展性、网络拓扑结构和通信媒介的使用方面都要受到限制;5. 分布式网络控制系统(DNCS)采用分布式智能现场设备,控制功能下放到现场节点,不需要一个中央控制单元来集中控制和操作,通过智能节点来完成控制和通信任务。混合的通信媒介,可以使用双绞线、电力线、光纤、无线电射频、红外线和同轴电缆等等(见图表5);6. 分布式智能网关控制系统现场设备均为分布式智能化的,控制与测量功能在现场节点中,不需要一个中央控制单元来集中管理和操作,智能节点完成控制和通信任务,采用混合的通信媒介,可以使用双绞线、电力线、光纤、无线电射频、红外线和同轴电缆等等。具有多总线接入、系统融合与协议互译能力。是采用星形、总线形和环形结构的综合拓扑形式。智能网关的引入,实现了住宅内网与住宅外网的连接能力,全面实现OSI七层模型,大大提高了网络的可靠性、可用性。采用浏览器、电话、手机作为操作终端,类型丰富,界面友好,易用(见图表6)。四、国内常见居家智能系统的产业特征1. IT 厂家全力出击国内IT 厂家以信息家电概念开始涉足智能家电领域,可以1998-年,微软公司推出了“维纳斯”计划作为一个高潮。我们至今仍然对1999 年的那次信息家电的热潮记忆犹新:1999 年3 月10 日,微软的比尔盖茨的深圳之行推出了号称“为了让更多的中国人,尤其是那些不懂PC 机(电脑)的普通老百姓享受网上生活”的“维纳斯”计划,一时在我国信息产业界掀起了轩然大波。从1999 年4 、5 月开始,海信、长虹、TCL 、创维等纷纷推出自己的机顶盒产品。而在国内,另一个对手也紧跟上来,1999 年3 月,凯思集团正式向外界发布了Hopen 嵌入式操作系统(以下简称Hopen),并将Hopen 产业化推进策略命名为“女娲计划”。“女娲计划”是以信息家电为目标,以Hopen 为基础平台,联合芯片设计及制造商、电器制造商、软件开发商、信息服务商和信息运营商,共同推进信息家电产业发展的计划。这就是当年有名的中国“女娲”与美国“维纳斯”信息家电大战的由来。2. 家电厂家从概念走向产品被媒体炒得沸沸扬扬的“维纳斯计划”和“女娲计划”并未能在市场引起轰动效应,实践证明它们没能象我们的专家们预测的那样会受到中国消费者们的欢迎。不仅IT制造商纷纷关注居家智能,许多大家熟悉的家电企业这两年也开始“触网”,有些走得更快的已经树起了“信息家电”或“居家智能”的大旗。“飞燕计划”的命名,正是受上述事件的影响,但是计划的目的却不是出品一个简单的小盒子,而是从智能家电入手,以家居智能化为目的。飞燕计划的观点是:家居的智能化,必然要首先使家电智能化,家电智能化是家居智能化的基础。家居智能化应该是综合的技术,如果孤立地去谈家居智能化,家居智能化必然不会有什么新突破。智能化家电和智能化住宅并非只是富豪、洋人的奢侈品,国人、普通百姓同样可以拥有,飞燕计划的目的就是要让这只“王候堂前燕”纷纷飞入“寻常百姓家”。 3. 门禁/安防产品“嵌入”居家智能功能由于住宅产业的发展,智能社区的国家标准正在讨论与审定之中。目前住宅区的智能化三级标准的实施过程中,形成了一批为智能社区建设进行弱电配套的,以门禁/安防为核心产品的企业。由于居家智能尚没有完整的标准,加之智能社区本身就是住宅的集合,沿此思路将智能社区的“智能功能”适当延伸到家庭,就自然形成了居家智能。正是上述原因,在居家智能领域云集着大量的“出身”门禁/安防系列产品的企业,也就不足为怪了。这一类型的系统是在原有的产品基础上,嵌入远程控制、信息服务等功能而形成,在居家事务管理方面略显“粗略”,而在社区互动方面留有明显智能社区产品的印记。4. 系统集成企业“转战”居家智能领域从技术层面看,居家智能的技术基础与工业自动化、信息化有些相仿。因此,目前有大量的原本从事自动化系统集成的企业开始转入居家智能产业。这些企业具有资金与经验优势,而规模较之工业领域的项目非常之小,因此有一种“小菜一碟”的感觉。居家智能的技术基础虽与工业自动化有些亲源关系,但居家智能产业的本质似乎并不是纯技术产品,而是一种与人们心理与行为紧密关联的产业。由这个层面观之,系统集成企业要想在居家智能行业再现辉煌,可能还需要一个适应阶段。因为,简单的照搬工业领域的技术、思路与手段是困难的。5. 居家智能专业厂家正在形成,有待成长近年来可欣喜地看到,不是以产品为中心,而是注重系统设计、技术支援与运营服务能力的国内专业的居家智能厂家的数量正在增长。这些厂家中有些是独立开发,有些是引进国外技术标准,在国内进行改良而形成。这类居家智能企业的特点是,通过完全量身定做式的设计,最大限度地满足用户个性化的需求。这些专业化居家智能服务商的产业路线,不是简单地将“智能”加入到现有的一个个系统中,去形成一个孤立的“智能系统”,以免让使用者陷入各系统不能互动的苦恼之中。而是强调“生活中各系统,联合起来!”以达到“用智能连接或放大现有的各种生活系统的能力,让用户在感觉不到系统本身的情况下,享受到智能带来的便利与乐趣!”。 五、国内居家智能产品的发展现状与前瞻正如本文开头所讲,智能小区与居家智能的相互关系至今似乎并没有一个明显的结论或统一认识。其实它们作为小区公共设施与业主私有设施应当具有根本不同的属性,但智能小区系统延伸至业主居室内的部分,主要是对讲、家庭报警、远程抄表等终端,使得智能小区与居家智能不明不白的融合起来。我们的观点是,居家智能实施其实是一种“智能化装修”,智能小区只不过搭建了外部环境、完成了“粗装修”,接下来的智能化“精装修”要根据业主自己的好恶与需要来实施。由于国内目前采用的居家智能系统多是智能小区系统中的一个子系统,居家智能厂家中自然有很多是由传统的智能小区系统厂家,尤其是研发生产安防系统和可视对讲系统的厂家转型而来。从近期国内的多场居家智能产品展示会可以发现这种以安防主机或者可视对讲主机作为居家智能的控制主体(或称控制中心)的产品占据了居家智能系统的主流地位。这种产品在一定意义上集成了可视对讲、安防、简单家电和灯光控制功能,但囿于设计理念,多数是以安防与对讲为核心功能,而真正意义上的灯光控制、家电控制、远程监控等功能并不实用。应该说,对讲/安防设备生产厂家依据技术的发展,与概念的变迁在近些年做了不少的改良工作,从非可视到可视,从壁挂CRT到嵌入LCD,从门嵌到落地触摸,发展出“安保型”,“门禁型”,“远程抄表型”、“信息发布型”,甚至是“智能终端型”等各种名目,不一而足。这种贪大求全,就目前中国市场的状况而言,发展商为了求得一次付出的最大回报,无可厚非。但实际效果怎样?值得商榷。这种把居家智能、安防系统、单元门禁功能全部集成到对讲系统中的做法是不科学的, 其效果只能是开发商炒概念,最终业主当摆设。这种对家庭智能终端(复合型室内机)的炒作。模糊了智能小区与居家智能的概念,将业主私有设施混入小区公共设施,说白了,给物业公司埋了一个雷:因为物业管理费中安防系统的费用是基本固定的,建设中包含的系统越多越复杂,后期维护费用越高,服务中断的可能性越大。单纯从对讲厂家的利益与技术追求来说,当然是推陈出新,集成的东西越多,概念越新越好,但将它提升到家庭智能化中心的角度,实在是不合适。试想,业主每每听到呼叫就得跑到门厅去接对讲已经够无聊了,还要记住不时去查询报警状态、通知、短消息等等,就更有点过了!现在家里接电话都懒得跑,装分机,买无绳。在这样的背景下,目前以对讲为中心的复合型智能中心的地位是不是太高了?另外,这种模式既不能集成太多的功能,也不足以支撑居家智能对信息的全部需要,更不是一个便利、舒适、友好的人机交互界面。因此只能是“技术本位”的产品。而不能达到“以人为本”的境界。从技术角度讲,复合型室内机发展可以预期其已经接近“鼎盛”,不能再进一步承载居家智能系统更多的内容。作为居家智能专业化企业,应该以服务作为中心任务,以具有综合接入能力、现场编程能力、远程服务能力、多协议转换能力的居家智能平台作为依托,通过向业主提供“按需定制”式的服务,来实现自己的市场定位。基于以上陈述,我们认为在居家智能领域,专业化的居家智能研发和生产厂家大有可为。至于发展商或者最终用户应该根据自己的需求选择相应的产品,没必要人云亦云。毕竟居家智能的最高价值还在于满足个性生活的特殊需要!

(永研科技有限公司 王峰 荣易)


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