[分享]：家庭智能化的需求分析、技术及综合布线

jinfeng1002

一、介绍
    近几年家居智能行业逐渐形成，可用的接近现实需求的产品在不断增加，集成商、开发商以及装修公司已经积累了很多经验。可以说智能化目前已经逐渐深入人心。
    从产品角度看，目前在中国市场上大家比较熟悉的有综合布线箱、灯光控制和适合小区整体采用的集对讲、安防、控制、抄表和信息广播功能于一体的家庭智能主机和小区的系统。产品的生产商已经从网络热时对概念的追求逐渐地回到了冷静地对待市场现实需求上。产品的功能定位和产品的稳定性均已取得长足的进展。
    从市场角度看，小区市场和家装市场都已经历了从认识、实践到获利的过程。集成商方面，目前很多集成商都已完成了多个智能化小区的建设，积累了很多成功的经验和失败的教训。开发商方面，有越来越多的人对智能化感性趣，有些开发商在几年的观望与试探之后逐渐增加了对智能化的信心。个人家装市场更是一个不容忽视的市场。过去几年由于全社会对家居智能的宣传加上新产品不断地出现使得个人用户以及装修公司对家居智能有了越来越深刻的认识和体验。人们经历了从比尔盖次的家和上网冰箱这样的远不可及概念化的宣传，到实实在在的智能化系统就在眼前的过程，智能化的功能逐渐接近寻常百姓的需求。
但是目前的产品与真正的市场需求的差距在哪里，我们与国外的智能化到底有什么区别，我们的特点在哪里，国外的产品定位如何，本文将围绕这些问题进行分析，目的是了解市场了解别人，更好地改进自己。

二、家庭智能化的功能定位
    家庭智能的功能定位也就是家庭智能要解决什么问题应该由市场来回答，市场又是什么，有需求才有市场，那么到底有什么需求呢，我们应该从以下几个方面来看：
1、使用者的需求：这包括安全的需求、舒适和方便的需求。
功能要求
报警：防盗报警、火灾煤气报警、紧急求助报警；
防范：对讲、门禁、吓退、免打扰（例如，远程抄表等）
智能控制：家电的远程控制接口、一点控制多点、多点控制一点、多点控制多点、调光、传感器自动控制（例如，安范联动控制）、时间控制、选台控制、以及以上控制的组合控制，控制的电器包括，灯，车库门，窗帘，排气扇，鱼缸，空调，音响，电视，DVD，VCD，VCR，卫星电视，电饭锅，摄像机，保险柜等等。
信息网接入：ADSL，Cable Modem，小区局域网或拨号上网
信息综合布线：网络综合布线、电话综合布线、电视综合布线、音响综合布线、内部对讲
界面可编程：用户可能希望个性化的操作，例如有些操作可以编程为批处理，即将几个操作合并为一个操作。
信息家电：故障的远程上报

最基本要求
美观：与现代装修容为一体
可靠性：使用者可以容忍简单但无法容忍经常的故障
界面易学习、易使用：烦琐的操作只能使使用者放弃
成本：使用者希望价格越低越好
服务：用户希望安装完后有人负责指导使用和维护


2、开发商的需求：物业增值的需求、销售宣传的需求
    开发商是智能化系统的投资人，钱投出去是有风险的，因此在考虑需求时首先考虑的是风险和回报，用户能得到多少实际的功能是其次要考虑的。当然用户得到的东西都可成为其销售的卖点，这一点上利益是一致的。但他们一定很关心后期的维护和保修
3、物业管理的需求：管理手段的需求、管理效率的需求
    物业管理很关心联网收集信息和集中控制，以方便日常的集中管理，节省人力，能源开支和提高效率。例如对远程抄表的需求就是一个联网收集信息最好的例子，公共照明的集中管理控制可以节能。
4、政府的需求：社会治安的需求、经济增长点的需求、信息化的需求                                                     能化的技术防范是加强治安，减少犯罪的重要手段。它还可能是减少乃至最终取缔禁止影响市容的钢窗的唯一可行方案。另外智能化与信息化互联可以带来全新的经济增长点。

    以上四个方面的需求是家庭智能化和小区智能化的发展动力，产品生产厂商在开发和推广产品时，如果紧紧围绕这些市场的需求进行，就会无穷的前景和全社会的推动力。否则就会陷入到困境之中。前几年的网络家电热实际上其主要困扰就是需求的分析有明显不足。例如一台冰箱，其主要功能是食品的保鲜，把它联成网除了故障上报外谁也想不出来有什么其它用途，有的厂家将一台液晶电脑嵌入到冰箱上，能自动发电邮向外订购一只鸡，送来后要在屏幕上按几下告诉电脑放进去一只鸡，取出来时还要按几下电脑告诉它取出了一只鸡。这样的应用违反了用户的最基本要求：易使用，仅仅是个概念，因而不可能得到市场的实际推动。信息家电与任何家电一样应该以“有用”为主。再例如机顶盒热给人们带来的教训是不应该超前做难以实际应用的东西，电视的主要目的是接收广播资讯，当需求双向资讯时，其要求是截然不同的，在网络以及传输格式没有重大改变的情况下，电视仅仅是一种单向的，低分辨率的接收终端，很难用于替代电脑做为双向互动的浏览终端。这时机顶盒的“有用性”几乎是少得可怜。
    总之家庭智能化要以有用为主，以用户的需求为最大目的，才能得到市场的认可和推动。

三、国外国内概况
国外概况
1、发展阶段：20世纪中期，大量采用电子技术的家用电器面世，带来了“住宅的电子化”。80年代中期，将家用电器、安防报警和通讯设备集成，形成了商用的智能家庭控制设备，从而带来了“住宅自动化”时代。90年代由于通讯和信息技术的发展，人们提出了“住宅信息时代”。
2、国外产品的特点：总的来说，国外智能家居产品主要注重于家庭内部的功能实现。市场上有两类产品：以安防报警为主的系统和同时具有安防报警和家庭自动化功能的系统。以安防报警为主的产品或厂家很多，中国市场上比较熟悉的如CENTROL，CK、EL、ADEMCO、ROKONET、PARADOX等等。同时具有安防报警和家庭自动化的系统或厂家有X10、CEBUS、INSTABUS，HAI、COMFORT、8X、CRESTON、PANJA、IBM、HOME AUTOMATION等等。这些产品的自动控制功能包括远程电话控制，本地灯光控制功能，有的系统还包括本地界面二次设计，音响电视等娱乐系统的多点控制功能以及内部对讲等。
    国外厂家大多都是专业生产家庭智能化设备的，历史悠久，产品的可靠性以及性能都已经历了验证。国外的市场一般都是单户使用，因此国外家庭智能化产品的厂家比较注重家庭里功能的实现，不足之处在于其价格比较高和联网的能力方面差，在中国这个以新建小区为主流市场中推广时遇到了阻力。
3、家庭网关：近年来由于信息化的迅猛发展，国外的家庭智能化领域也在不断地探讨家庭网关的概念。家庭网关首先是接入方式问题例如ADSL、CABLE、卫星和LAN等，其次是功能的实现问题，例如一般互联网浏览、MP3、WEBTV、IP电话和其它的家电控制等。在北美接入方式主要是ADSL、CABLE和卫星。功能实现方面一般的互联网浏览的功能实现现在已有很多专门的针对家庭的网关，例如TRENDS公司的GATELOCK就是一种很好的家庭网关，它是一个嵌入式的系统既解决了多台电脑的共享出口又有防黑客防病毒的功能。另外一个功能的实现就是与现有的家庭智能的接口问题。这一点上国外的产品也不多，可以说我们处于国外公司同一个起跑线上。
4、信息家电：由于近些年国际上家电的生产已基本转移到中国、韩国和日本等亚洲国家，信息家电在美国和欧洲不如亚洲发展得迅速。信息家电最主要要解决用途和协议两个问题。但到目前为止信息家电还没有主流的协议，产品也处于概念状态。在具有嵌入式通讯接口的信息家电没有大量普及之前，家庭智能对家电控制一般采用适应家电本身的控制方式。家庭控制主机起到家庭网关的作用。
国内概况
    国内这几年家庭智能化方面发展很快，特别是小区智能化。国内家庭智能化系统与国外的系统的区别是它不仅有家庭的功能，还有小区的功能。目前在智能小区的公共设备方面已经取得了较好的进展，例如停车场管理、闭路电视监控、IC卡门禁、巡更、周边防范等系统在中国都有较好的产品。但是智能家居的设备由于技术含量较高，发展较慢。现有的产品与国外公司产品相比也有一定的差距。主要不足之处在于家庭内部功能的实现一般都很简单，可靠性和稳定性也不是很理想。功能方面国内产品一般都仅仅做了安防和一部分控制功能。但是我们应该看到我们也有优势。为适合小区使用，国内产品均增加了抄表、信息广播、小区的联网功能以及进一步扩展到广域网的接口。
    国内在信息家电方面的发展这几年投入很大，在主流协议没有出现之前，产品基本处于概念的探讨和尝试阶段。
我公司致力于智能化的领域已有近三年。由于采用了从国外带回来的成熟技术，起点有明显优势，因此开发出的产品几乎与国外产品处于相同的技术水平，在市场上具有明显的竞争优势。


四、家庭智能化的布线
    在国外对应于我们所说的家庭智能化没有特别专门的广泛被采用一个词汇，与之最相关的可能是 Security（安防报警）、Home Automation（家庭自动化）、Smart Home、Intelligent Home等等。这里Intelligent Home和Smart Home字面上最象我们所说的家庭智能化，但它仅是众多词语中的一个。国外单独安防报警的系统有很多，例如CENTROL，CK、EL、ADEMCO、ROKONET、PARADOX等等。这些厂家都是专业生产安防设备的，历史都很悠久，产品的可靠性以及性能都已经历了长期验证。不足之处在于其价格高和联网报警的能力方面差，在中国的市场推广遇到了阻力。同时具有安防报警和家庭自动化的系统或厂家也有很多，例如X10系统、CEBUS、EIB，OMNI、COMFORT、8X、CRESTON、PANJA、IBM、HOME AUTOMATION等等。这些系统除了传统的安防报警功能外还扩展了自动控制的功能，包括远程电话控制，本地灯光控制功能，有的系统还包括本地界面二次设计，音响电视等娱乐系统的多点控制功能。
    目前国内的家庭智能化系统与国外的系统的区别是它不仅有家庭的功能，还有小区的功能。家庭功能一般都仅仅做了安防和一部分控制功能，小区部分增加了抄表、信息广播、小区的联网功能以及进一步扩展到广域网的接口。
    国内的家庭智能化系统的功能近来有趋同的趋势，即安防、控制、抄表和信息广播。区别可能在于布线方式和信息协议。家庭智能的布线方式一般有五种：
·星型连接
·总线连接
·电力线载波连接
·红外连接（IR）
·无线（RF）连接
    从稳定性角度，星型连接最稳定可靠，总线连接次之，电力线载波连接再次之、红外连接（IR）再次之、无线（RF）连接最差。传统的安防系统都是采用星型连接方式，因此也是最可靠的。总线连接虽然也需要布线，但在点数较多时，数量上比星型的连接要少，其可靠行一般可以接受。电力线载波与无线连接存在类似的问题，主要是相邻的家庭之间的干扰问题，从技术角度电力线载波可以采用隔离等技术来解决互相之间的干扰问题，无线方式要低成本地解决互相之间的干扰相对困难，一般只有采用跳频技术才可以真正解决，再加上无线还有供电问题，因此无线在家庭智能中应是一种次选方案，尤其是安防系统。
    家庭智能布线方式的选择要从市场角度来看问题。家庭智能有三块市场：新建的住宅小区市场、个人家装市场、旧房改造市场。新建住宅区一般以小区为单位，要求联网报警、信息互动。小区在建设中实现智能化对布线的要求不应以布线是否复杂为首要，而以可靠性为第一要求。一个小区整个实现智能化，哪怕是有一个问题，都是乘以户数的问题总量。在小区中实现家庭智能一般不宜实现得太复杂，不然验收和维护都将是大的问题。因此在小区中实现智能化应以星型连接为主。个人家装市场要求比较个性化的家庭智能功能，但没有联网的要求。由于个人家装一般是由装修公司来主推，能够实现的销售都比较高，因此对家庭内部的功能要求一般也较多，实现的点数也相应较多。这时对系统的可靠性要求的同时还有扩展性的要求，由于这时布线不是什么大的问题，家装市场应尽量采用星型和总线两种方式。旧房改造市场一般对布线的要求以尽量少地布线为首要。这时星型和总线两种布线方式有时显得力不从心，因此，旧房改造市场中电力线载波和无线应是主要的连接方式。
    做为一个实际的家庭智能化系统，最佳的方案应该是各种布线方式可以混合使用的方案。例如安防尽量采用星型连接方式，同时也可以用总线的方式或者无线的方式做为补充。电力线载波很难用于安防探头的连接方式，因为无法解决停电时的信号传输问题。星型连接还是信息综合布线的最佳解决方案。灯光和除了信息类家电以外的电器如空调、电饭宝等的控制可以采用总线、电力线、无线或红外等方式。
目前市场上的产品一般只采用一种布线方式，其灵活性和对市场的适应性都有所欠缺，市场呼唤具有灵活布线方式的产品的出现。

五、家庭智能化的用户界面
    家庭控制最吸引人们注意和个性化的是用户界面，它也是用户与系统的主要交互媒介，因此它必须吸引人、直白和易于使用。一个有效的用户界面由什么组成？这取决于用户的喜好。一个用户可能喜欢能看到全部电视的清单，另一个人只想要一部分。其它要考虑的是房子和工程的大小，子系统的采用和控制范围，因此用户的界面的设计是没有规则的。
    灯光控制：包括开、关、调光、空间逻辑（一点控制多点、多点控制多点等）、时间逻辑（定时开关、间歇开关等）、自动控制、事件触发控制等。灯光的控制传统上都是用安装在墙上的电器开关来控制的，智能化的灯光控制系统一般都改用触摸的按键和LED显示做为用户界面，但必须记住一点，灯光控制只是家庭智能化中的一项。
    空调控制：目前市场上的空调的用户界面一般为红外遥控或挂墙的控制面板。智能化系统要控制空调有两种方法，空调增加信息接口或者直接与现有的界面接口。红外接口一般采用红外学习的方法收集原厂家的红外控制信息码，挂墙的控制面板一般直接采用引线的方法，但这种方法不是一个很理想。最理想的还是原厂家信息接口的方法。智能化系统空调控制的用户界面应以带有学习功能的挂墙控制面板比较理想。控制面板可以设计成象PDA一样带有触摸和图标。
    电视和音响的控制：电视的界面应采用防水设计以便其可以在浴室中使用。音响控制除了防水主要是可以多点控制包括选碟、音量、放音范围等。
    虽然用户界面的设计是一个不完美科学，但在设计时存在一些指南性的要点。
    最重要的一点是用户的喜好。有的人喜欢将图形化的界面集成到高度功能化的系统中，有的人则喜欢纯的文字。
    另一个艰巨的任务是如何将所有的信息都集成到一个可翻查的人机界面中。有一部分人喜欢能够从一个很长的菜单中翻查到所有电器的状态。但最好是用“弹出”式的框图和图标方式来显示设备的状态和提供设备的控制。对于一个大的房子，框图应以空间来划分：客厅、主人房、起居部分以及房间的名字为主菜单。一次点击就到了具体的菜单中。在每一个图表下面有文字表示，用颜色表示设备的状态，例如红色表示灯已打开或音响区域已被选用等。只有一个图表被按下，界面才进入到命令菜单。
    当设计一个子系统的控制菜单时，应该尽量减少点击到控制的步骤。从看DVD变成到看卫星电视应该只需使用一个键，而实际中要按十几下。
    屏幕上显示的图表并不是给用户的最好的对工作状态的说明，人们有时会怀疑一个灯在闪亮的真正含义，例如铁路的灯有时会因为故障闪一个小时。语音提示可能提供更好的反馈形式。例如Creston电子的CT-1000可以回放一段录好语音。
    最后，尽量多地采用批处理方式。用户对一个写出标签的按键比对万用遥控器更能与实际操作对应。批处理并不仅仅是全局的功能需求，每个房间都会有本地的具体操作需求。因此在一个屏幕上分成两个区域，一个区域为本地功能，另一个区域为全局的功能应是理想的方案。为了避免用户翻查找到具体房间的菜单，Creston的一个代理曾设计了一个界面，使用红外传感器感应用户进入到哪个房间，系统自动将那个房间的菜单弹出。

六、结论
    中国的家居智能市场已经进入黄金时代，但是与国外产品相比有所不同，中国的产品大多以双向功能实现小区的联网，但国外家居智能系统本身的功能有明显优势。家居智能的功能定位应视市场需求而定，这包括布线方式和不同市场领域的需求。小区集体安装的家居智能追求可靠性功能不宜太复杂，因此适合采用星型的布线方式。家装市场功能可以做复杂一些，可以采用星型、总线或电力线载波技术。家装市场的家居智能应更多关注AV功能而不应该只是灯光控制。