智能家居

Strategy Analytics最新发布的研究报告《无线家庭:评估全球家庭Wi-Fi设备市场规模》指出,全球目前有近50亿个家用Wi-Fi设备正在使用,这是由Wi-Fi技术的成功所推动的。新一波Wi-Fi智能家居设备将推动全球在2023年170亿个家庭设备的采用,巩固了无线家庭作为二十一世纪初的主要技术趋势之一。 该报告还发现,目前领先的家庭Wi-Fi标准是Wi-Fi 5(802.11ac),占2019年设备销售的四分之三。 新推出的Wi-Fi 6标准将占到2023年设备销量的三分之一,并有望在二十一世纪二十年代后期成为主导。


支持Wi-Fi的智能家居设备(如智能音箱、智能家电、摄像机和恒温器)的增长将成为无线家庭发展的第三次浪潮。 这开始于二十一世纪初的家用计算设备,紧随其后的是智能电视设备。 2019年,智能电视设备将占所有使用中的家庭Wi-Fi设备的29%;但到2020年将被智能家居设备所取代,最终将占使用中Wi-Fi设备的60%以上。

Strategy Analytics联网家居设备研究总监David Watkins表示,“无线家庭市场不断演进,这将满足不断变化的消费者需求和期望。这些年来,Wi-Fi技术已经很好的适应了这些要求,并将成为未来家庭互联网连接的主要平台。”

该报告还指出了厂商和服务提供商应考虑的其它问题:

  •  对于某些家庭用例,5G可以替代Wi-Fi的风险有多大?哪些设备受影响最大?
  •  Wi-Fi 6变体是否足以满足数据吞吐量、可靠性和易用性的需求?
  •  设备供厂商如何展示和营销Wi-Fi 6的功能,以最大限度地提高销售和利润潜力?
  •  哪种类型的智能家居设备销量最大?

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“Siri,开灯”,一个简单的口令实现所有居家设备的控制曾经是建立智能家居的梦想。随着iOS与AndroidTM两大移动设备阵营的普及,配合开发的智能外设也越来越多。从单纯充电到高级数字音乐播放器,甚至集成电器或灯光的数字信号控制器,移动设备不再只有接拨电话或简单的邮件或聊天功能,而成为了生活中不可或缺的帮手。通过无线及云端处理(图1及图2)再受限于使用环境,更多远程遥控应用需求可以连成图3。

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图1:iOS Home App负责连接支持HomeKit配件协议—— HAP之居家设备

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图2:iOS设备与支持HAP的居家设备间的通信模式

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图3:照明开关、家用风扇及温度监控等应用

通过Siri语音或iOS APP就可以控制居家虽然设备方便,不过如果您家的电器被别人恶意控制可就笑不出来了。因此“安全”就成为智能控制一个相当重要的议题,Apple HomeKit引入相当多的安全机制(如Secure Remote Password、Ed25519、Curve25519、HKDF-SHA-512及ChaCha20-Poly1305等算法)来保护居家设备与iOS设备间的通信不被恶意侵入(图4)。不过这些复杂的算法如果完全依靠软件实现,那么硬件之间的连线将会使您大伤脑筋。
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图4:HomeKit安全机制及Microchip解决方案示例

今天,我们就以Microchip支持Apple HomeKit的Wi-Fi®开发套件为例,介绍如何打造更智能、更快速安全的居家设备。在这一经完全认证的解决方案中,Microchip允许经MFi授权的开发者能够利用这一业界首款具备硬件安全引擎(图5)的HomeKit Wi-Fi开发套件,无缝进行验证与加密,同时大幅缩短系统计算时间。举例而言,建立配对仅需0.95秒,而验证配对仅需不到0.1秒,几乎瞬间即可轻松与设备建立连接。缩短系统活动时间,同时降低功耗,相当于采用BLE技术的系统也能同时保持Wi-Fi解决方案之强大功能。
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图5:Microchip HomeKit套件中核心器件CEC1702的内部架构

完整开发套件包含SecureIoT演示板(CEC1702, Arm® Cortex®-M4和DM990012)搭配Wi-Fi 7 Click (WINC1510, IEEE 802.11 b/g/n, MIKROE-2046)加上Apple认证IC(另购)(图6)。得到Apple授权详细流程请至MFi (Made For iPod) Program官方网站了解与申请,在此不再赘述。Microchip仅提供MFi授权持有者的HomeKit Wi-Fi SDK,如有相关问题请电邮至:
applesupport@microchip.com,并注明您的MFi授权编号、公司名称、联系人姓名、地址及电话,便于我们尽快为您提服务。
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图6:Microchip HomeKit Wi-Fi® SDK

本文作者为Microchip台湾地区应用工程师朱文国。点击下载繁体中文原版。

来源:Microchip

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恩智浦HomeKit SDK现在支持Apple HomeKit全部传输协议,包括Bluetooth®低能耗(BLE) 4.2、Wi-Fi®、以太网和iCloud远程访问,适用于恩智浦所有微控制器和微处理器

恩智浦半导体(纳斯达克代码:NXPI)今日宣布,旗下的Apple HomeKit软件开发套件(SDK)现已全面支持采用HomeKit的家居自动化应用,提供出色的性能和高级安全性,而且支持全部连接方案,包括BLE、Wi-Fi、以太网和iCloud远程访问。

HomeKit是iOS中的一个框架,能够让各种配件无缝连接,帮助人们通过iPhone、iPad和Apple Watch中的Apple Home应用更好地管理家居环境。它提供一系列通用协议,让各类配件能够简单安全地协同工作,消费者只需使用Siri即可控制这些配件。HomeKit利用端到端加密技术奠定了牢固的安全基础,为客户提供iPhone或iPad与支持HomeKit的配件之间的安全连接。

恩智浦HomeKit SDK适用于多种系统配置,从超低功耗无线单芯片微控制器(MCU)系统(如Kinetis KW41Z和KW31Z),到由主机处理器(如Kinetis、LPC或i.MX,运行HomeKit配件协议(HAP)和配件应用程序)及无线电组成的双处理器系统。很多Kinetis MCU和i.MX应用处理器提供多种高级安全功能,例如加密密钥存储、软件和系统保护选项、硬件随机数生成器(RNG)和集成系统篡改检测。

恩智浦半导体微控制器与连接解决方案事业部副总裁Emmanuel Sambuis表示:“HomeKit引领消费者接受智能家居,提供开放平台,允许配件通过iPhone或iPad安全地无缝协同工作。恩智浦丰富的MCU、应用处理器和跨界处理器增加了HomeKit支持之后,配件制造商便可享受到该平台提供的各种好处,包括Siri语音控制、iCloud远程访问、简易配置、内置固件升级支持以应对消费者需求的用户API,使得各类家居自动化产品能够快速高效地完成设计。”

支持的其他重要特性包括:

1、调试模式,提供用户API可见性并选择应用参数
2、实现虚拟配件,可用作产品开发的出发点,甚至可在尚未获得全部应用硬件的时候进行

Allegion®的Schlage Sense™智能门锁成为第一款全面支持HomeKit、基于恩智浦Kinetis技术的产品。Schlage解决方案兼容HomeKit,同时充分利用了恩智浦Kinetis K11 MCU的高性能和安全功能。它旨在帮助用户通过iPhone、iPad或Apple Watch控制门锁。Schlage Sense™解决方案还帮助用户管理和存储多个门禁码,并且共享电子门禁。

上市时间和支持

恩智浦支持HomeKit的SDK现已发布: www.nxp.com/homekit

该SDK包括免版税的恩智浦BLE主机堆栈(其中包含大部分GATT Profile,完全符合BLE 4.2规范),并支持多个恩智浦MCU和处理器通过Wi-Fi组网。此外,我们还为客户提供恩智浦专业服务,帮助客户进行硬件和软件开发以及系统集成和定制。

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智能家电并不是单指某一个家电,而应是一个技术系统,其中,无线通信技术则成为了家电智能化的基石,市面上智能家电采用较多的无线技术基本采用ZigBee、红外、蓝牙、Wi-Fi以及射频这五种无线通讯技术,今天就由笔者来跟大家普及这五种无线技术。

1、Zigbee

一般来说,采用Zigbee技术的智能家电控制系统包括Zigbee协调器、ZigBee红外控制终端和家庭网关。Zigbee网络中有两种功能模块,一种是Zigbee协调器,对Zigbee网络进行建立和管理;另一种是Zigbee终端节点,主要完成Zigbee网络的加入和对学习型红外遥控模块的控制。Zigbee的协调器通过RS232串口可以与家庭网关进行数据交互,实现无线控制网络与控制主机的连接。

2、红外

外红传输,对于传统家电来说,基本上采用的都是红外传输,随着家电智能化的发展,大到冰箱,小到插座,一瞬间所有电器似乎都贴上了智能化的标签。红外也是实现家电智能化升级的一种方式,主要依靠无线红外转发器来完成。无线红外转发器是一款内置红外和收发模块,具备红外信号的学习与记忆功能,可学习、记忆多台红外设备的智能产品。它可将收发模块、ZigBee无线信号与红外无线信号关联起来,通过移动智能终端来控制任何使用红外遥控器的家用设备,通过无线红外转发器,用户可用任何手机上的智能家居应用APP,对多个电器设备进行遥控,实现集多种红外遥控器功能于一体。

3、蓝牙

蓝牙能够让终端主动地发布、获取和处理信息,随着蓝牙的发展,可以把所有的蓝牙信息家电通过一个遥控器来进行控制,甚至可以在这些蓝牙信息家电之间共享有用的信息。蓝牙模块是利用无线蓝牙技术进行蓝牙传输的一种模块,蓝牙模块对外联络网络环境,对内联络操作系统,在智能家电系统上发挥非常重要的作用,其发展进程亦受到业内高度关注。智能家电市场需求量不断增长,同时蓝牙模块市场需求量也正在飞速增长。

4、Wi-Fi

目前市面上大部分的智能家居产品都是基于Wi-Fi无线物联网技术,以实现对家电设备的智能控制。其主要工作原理为:通过用户自身手机发出程序指令,家中值守的系统模块接收到信息后对信息进行适当的处理,然后把处理结果通过Wi-Fi传递到单片机上,这样单片机就可以根据信息做出相应的控制指令,以完成用户发出的控制命令,同时,还将最终处理结果反馈给客户端。客户端需要完成的功能主要是家电智能控制,即客户端通过Wi-Fi网络向服务器端发送控制信息,再由服务器端将信息返回到客户端。

5、射频

射频包含RFID射频标签,它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,作为条形码的无线版本,RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。RFID射频标签被认为将广泛应用于智能冰箱中,最终取代需要在今天使用的条形码。每个RFID标签代表为每个产品设置唯一的编号,而不是一个条形码跟踪产品作为一个整体。可以通过一个RFID阅读器将处理数据通过网络连接,确定产品名称、制造商、有效期和所有其他相关的项目信息。

来源: Woo科技

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新一代年轻消费族群对于生活品质的需求逐渐提高,不仅小米要发展智能家居,中兴通讯也在于近日在北京揭晓智"智能家居"将成为市场主流,而智能家居的崛起也必然引爆MCU(Micro controller Unit,微控制器)的需求量迅速攀升,众多MCU厂商可望迎来庞大商机。

智能家居所需要的IC芯片与物联网主流芯片基本上是一致的,物联网的数据处理、加工、传输都离不开MCU,在物联网(IoT)发展趋势之下,节能、安全感测、3C产品、医疗及汽车电子应用等,均已成为MCU的热门应用领域。

MCU为未来每一个物联网设备的关键组件之一,也是数百亿个物联网终端节点的布建基础,负责智能控制、网路连结、无线传输、人机界面互动系统,举凡玩具、家电、汽车等都不难见其踪迹。

工业物联网、穿戴式装置和智能家居为目前微控制器(MCU)市场的主要驱动力,而32位更是当前驱动MCU成长的重要领域,尽管8位仍有一席之地,但随着物联网对数据处理能力要求越来越高,32位MCU势必将成为市场上主流。

事实上,32位MCU已经在电机及变频控制、安防监控、指纹辨识、触控按键等应用发挥重要的作用,以2015年统计数据来看,去年全年全球32位MCU的出货量,已经超过4/8/16位MCU的总和,可见得随着家电产品智能化水平的提高,以及人机接口和讯息交互的需求上升,32位高性能应用已经有显着的优势。

不可否认的,未来MCU市场成长动能来源将倚靠「智能家居」的带动,全球最大市调机构GFK就披露,全球7个国家的7000个消费者中,有50%消费者认为智能家居会对他们生活造成影响,而这些人中又以中国消费者占比最高,这意味着中国有越来越多家庭对于高价智能家电日益青睐,未来普通家电产品和智能家电的价差可望逐渐缩小,这个市场将有不容小觑的成长爆发力。

根据研究机构Researchand Markets报告显示,未来五年全球智能家居设备和服务市场将每年以8%~10%的速度增长,随着中国经济的稳步发展,预计2016年、2017年中国的智能家居市场规模复合增长率将超过20%,将为MCU带来庞大的市场需求。

随着物联网的飞速发展,使得智能家居得以同步成长,当前有越来越多的企业正加大努力进入新的市场领域,国外大厂像是高通、NXP、ARM、MarWell、Atmel和意法半导体等,国内厂商包括联发科、灵动微、新唐等皆积极抢攻MCU市场大饼。

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作者:裴宁

最近,智能家居行业的新闻曝光度逐渐增多,由于目前国内不少家电企业发展正处于一个上升阶段,传统家电企业已经纷纷将战略中心转移到了智能家居领域,并相应开发了很多款智能家电,目前越来越多的智能家电已经从原来的WiFi连接,转换到了云端连接,但当下的智能家居行业依然尚未成熟,这与目前的行业发展现状是分离不开的。

很多家电企业自身所建立的云端,无论在技术水平还是开放性上,还达不到物联网领域下的效果,所以,很多家电企业也选择与智能终端厂商、互联网巨头联合,希望打造一个更加开放性的智能家居市场,但是目前在智能家居飞速发展的同时,其暴露出来的“智能”问题也随之突显。

国内智能家居市场强强联合

去年,我国智能家居市场规模达到了400多亿元,同比增长41%,而预计到2018年,我国智能家居市场规模将达到 1300亿元,未来年均复合增长率达48%左右,目前整个智能家居行业将步入快速拓展期。

但是,目前很多国内的企业对于智能家居平台的开放性,一直做不到完全开放的状态,这样导致的直接结果,使得较多企业选择抱团联合,大家各取所需,而这样的局部封闭性也就直接影响了智能家居市场在未来发展。

目前在智能家居领域内,逐渐开始讲究起了“门当户对”,像前段时间,美的与华为联手布局智能家居市场,也确实是强强联合的典型范例,美的这几年在家电行业的发展尤为强势,不仅在国内,在国外市场也具有一定影响力,而华为更不并多说,其智能终端及大数据处理能力的表现,在业界也获得了大家的认可。

其实,不仅美的选择与华为建立战略关系,早在去年的时候,华为就曾联手海尔在智能家居领域开展了一系列合作,说白了就是强强联手,希望能做到1+1>2的效果,但是目前大环境下,物联网尚无法做到万物互联,所以智能家居未来的核心部分应该在云端平台,但云端未来的发展方向又该是哪里呢?

智能家居市场必须要完全开放

智能家居市场作为物联网领域的重要组成,其对于整个体系的开放性要求十分高,而目前很多家电企业、终端企业以及云端平台,表面说对所有终端或者系统都完全开放,但实际情况下,由于目前企业选择抱团,大家都结成了一个个小团体,本该“互联网”的世界,结果却变成了“局域网”。

当然从这些企业的自身利益角度出发,无可厚非。但目前的情况下,不管是输入端、云端还是接入端,想达到垄断整个市场都是比较困难的,所以从用户角度出发,只有真正全面开放智能家居所在的各个平台,才能在用户体验上获得提升,毕竟客户大多时候并不会购买相同品牌下的整套家电,这是可以理解的,但是不能因为用户的喜好就造成了用户在体验感受的下降。

所以家电企业要多去吸纳更多的物联网操作系统及同时增加开放性,而云端则要保持较高开放性,对于智能终端来说,还要在物联网系统上有所突破,像目前华为已经开发出的LiteOS,不仅占用空间小,而且反应十分迅捷,这也是为何美的会在今年与华为建立战略合作关系,而不挑选小米的原因之一。

智能家居行业的未来展望

传统的智能家居行业,无法摆脱WiFi的覆盖模式,当然这对于大多数的家庭来说已经足够,再配备一个智能移动终端,基本上就可以操作家里所有的家电,但是这样的家电环境,根本谈不上“智能”二字,如果智能终端的作用只是代替一个遥控器而存在,那么只要支持相应红外线功能的终端,都可以进行遥控,但又如何真正体现“智能”呢?

从整体环境来看,移动终端口到云端再到家电端口,两边的终端不必详说,而真正的“智能”应该全都体现在云端上方,但是云端的技术也只是很多都是大数据与云计算的应用,而如果要将云端的智能一面展现出来的话,那么就只有依靠人工智能了!相比大家最为担心的问题,是人工智能会不会在未来统治人类,却有点杞人忧天的感觉,因为毕竟,现在的人工智能目标应该更好的为大家提供服务。

只有人工智能才能实现智能家居

人工智能可以以硬件设备作为载体,也可以像《钢铁侠》里面的管家“贾维斯”一样,成为系统一部分,无处不在。但是最为关键的问题就是,人工智能的“大脑”如何在云端发挥它的优势,越强大的云端可能在云计算与大数据处理上面会很突出,但是这对于人工智能来说还不够,深度学习才是目前最需要解决的问题。

深度学习就是机器学习研究中的一个新的领域,其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络,模仿人脑的机制来解释数据,例如图像,声音和文本。简单说,就是要让用户身边的家电具备自主思考的能力,进一步减少或者省略用户操作的步骤,从而达到全面贴合用户的使用习惯。比如,天气闷热,用户快到家的时候,空调自动调节好之前主人比较喜欢的温度,但这只是大数据分析后的结果。

如果加入了深度学习以后,家电就就能根据实际情况去推测今天用户是不是刚参加完户外活动,温度要不要比平时更低一些,在这背后,其实是深度学习在发挥作用。甚至在未来,家电能真正达到与用户不同场景中进行思维交互。

所以,智能家居的未来发展主要取决于人工智能领域的进步,在体系内真正保持平台高开放性的前提下,融入今后发展成熟的人工智能,那么,类似《钢铁侠》中的管家“贾维斯”,或许真的可以成为现实也说不定呢。

文章来源:中国派

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作为智能家居的大脑,在华丽变身成为机器人形态之前,“家庭中控”还曾经历过各式变换,而未来的产品形态,似乎也逐渐有迹可循……

基础形态:手机们的好基友
  
较早的家庭中控产品,往往需要通过APP端来实现设备管理与指令下达,对手机的依赖性较强,比如直接以手机为载体的京东超级APP、飞利浦Hue+网关、新和创的家庭服务器、风向标的风机,以及领耀东方的Smartbox空气盒子。其中,后三者可以支持场景设置与设备联动,以实现智慧安防、智慧空气等服务场景。
  
隐身变形: 融入智能产品内部
  
相较于冷冰冰的网关中控,将之与日常生活中可视的、经常与人交互的设备进行结合,显然更容易让用户建立亲切感。同时,也会显得更物有所值,毕竟就现阶段而言,大多数用户并不愿意单纯地为智能家居买单,若设备附带有中控功能,反倒让人有一试的兴趣。
  
也因如此,越来越多披着功能外壳的中控设备开始出现,比如彩易生活就是以电视作为家庭入口,将电视/OTT/机顶盒/IPTV作为控制中心组网拉通智能设备,希望通过高频应用(视频娱乐)带动低频应用(智能家居)。相同做法的还有云智家的智家宝(中控+IPC),以及BroadLink的智能遥控“黑豆”(中控+环境监测+IPC)等。
  
华丽升级:闪亮亮的机器人来了!
  
而自2015年起,让机器人充当“家庭中控”的趋势就越来越明显,去年年底的深圳高交会现场,为数不多的几款家庭机器人几乎都拥有中控能力,今年年初,各大企业也相继放出大招,比如开篇提及的海尔Ubot,以及美的Bubble机器人与BroadLink的Rokid,多是主打家庭管家概念,功能大体相似,支持家电智能管理、安防监控、生活助手等功能。
  
家庭智能机器人概念热炒的背后,除却资本市场热度高、产品营销需卖点外,更为重要的是,用户对于活泼、听话的机器人产品容忍度更高,偶尔犯点小错并不会引起失望、不喜等负面情绪,这也是导致产品形态向机器人升级的原因之一。
  
其二,机器人是进入家庭的最佳角色与入口。相较于依赖手机/遥控器等设备进行手动控制与语音交互,机器人简直人味儿十足!试想下这两种场景:通过手机/遥控器来完成灯的开关,或者对着小机器人说“hey robot,帮我把灯打开行吗”,体验简直千差万别呢。
未来的智能家居中控会是什么样的?

图注:手机语音交互VS机器人交互

其三,科幻电影的长期熏陶。还记得那个又暖心又萌的大白吗?层出不穷的科幻类电影,让我们对机器人始终抱有着一定程度的美好期待与幻想。(当然,那些带来灾难与毁灭的机器人大片就暂时忽略吧…)
  
终极形态:科技式未来已在路上
  
不过,当前的家庭智能机器人仍然停留在问答式交互上,听话却未必懂你。未来依托于人工智能+自学习,机器人可以从每一次互动中掌握你的喜好与生活习惯,根据习性每天早上自动为你播报天气与感兴趣的资讯,当你说“我累了”的时候会自动调节成你最喜欢的舒缓环境等等,让机器人真正成为家庭中的智慧大脑。
  
此时的智能设备们则可以相应做减法,变得更加头脑简单,只需接收中控大脑所发送的指令并执行即可,不用自己做判断。比如衣物洗护,洗衣机不必需要判断衣物材质的能力,而改为由机器人来判断,并下达相应的洗护指令。
  
另外一种声音则认为,未来,与中控大相径庭的家居控制模式可能会是“去中心化”。在通信协议统一标准之后,让每台智能设备都拥有自己的小大脑,互相对话互相联动,而不必要一个控制中心来进行统筹。也许这一天来的更早,也未可知呢?

来源: 智慧产品圈

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