物联网技术让智慧家庭更聪明

随着无线技术与网际网络快速发展,以及智慧移动设备普及,为业界讨论已久的‘智慧家庭’应用迎来全新的商业模式──经由传感器连结互连的连网装置以实现物联网(IoT)应用,从而实现家庭自动化,并加速带动智慧照明、智慧监控、智慧电表和家庭智慧娱乐领域进入大众消费市场。 

根据市场研究公司IDC预计,2020年全球IoT技术与服务产生的收入将从2012年的4.8兆美元增加到8.9兆美元,CAGR为7.9%;预计在2020年底时,连网装置的装机量将达到2,120亿台。IDC强调,物联网将改变一切,成为资通讯技术领域的一种新架构。

在IoT技术的推波助澜下,智慧家庭可望成为继智慧移动设备之后另一个新的消费电子成长领域,不仅为智慧家庭带来新样貌,为半导体产业供应商提供更多成长空间,同时,结合多种技术创新,还将催生更多元化的智慧家庭产品与应用。

IoT的基础:无线连接平台

针对家庭中的智慧照明、智慧监控与娱乐系统等细分市场,无线连接技术是物联网的基础,也是实现智慧家庭产品功能的推手,特别是Wi-Fi、蓝牙与ZigBee等主流技术,吸引业界半导体厂商纷纷开发相关无线连接产品解决方案。

德州仪器公司(TI)半导体事业部业务拓展经理周翔表示,TI ZigBee整合Wi-Fi的无线解决方案已经应用在智慧家庭领域。TI CC2538 SoC不仅高度整合了ARM Cortex-M3、存储器与硬件加速器,还支援ZigBee以及其它诸如802.15.4与 6LoWPAN IPv6等基于IP的标准。

恩智浦半导体(NXP Semiconductors)资深业务拓展经理冷剑青指出,NXP去年第四季针对IoT应用推出整合32位元处理器的高性能、超低功耗JN516x系列无线SoC,以及与其搭配的ZigBee 2007/Pro协议堆栈。

智能型手机的性能持续创新与进展,逐渐发展成为智慧家庭应用领域的控制中心。NXP顺应这一潮流,推出包括IoT、智慧家庭网络闸道、iOS/Android Apps的智慧家庭参考设计,能够让用户直接使用智能型手机上的Wi-Fi或3G数据链路,透过家庭路由器与IoT网络闸道,控制基于JN516x的IoT智慧家庭设备。

“一款智慧家庭平台的搭建需要宽带媒体网络闸道以及经由网络连接的各种终端之间相互支援,”Marvell智慧家庭事业部绿色技术产品副总裁和总经理Kishore Manghnani说,“在网络闸道方面,Marvell拥有一系列整合连接芯片的应用处理器方案,例如Ethernet、G.Hn、Wi-Fi、ZigBee、蓝牙与LTE。针对智慧电视,Marvell整合了音视讯与先进的互连协议。而在智慧照明、智慧家电等相关互连设备方面,则开发内建Wi-Fi、蓝牙或ZigBee等技术的无线控制器产品组合。”

智慧传感器至关重要

智慧家庭应用以IoT技术为基础,而处于IoT感知层的传感器则扮演重要角色。受制于布线成本、安装环境以及无线通讯的需要,具有低功耗与智慧化特色的传感器成为胜出关键,可望成为未来IoT系统中的主流产品。

冷剑青指出,传感器在未来的智慧家庭领域扮演重要角色。在IoT实现的智慧家庭时代,传感器将发展得更具智慧化,能够透过机器对机器通讯(M2M)的方式直接沟通传感器与家电设备,无需人工干预就能达到自动控制与调节的目的。

他举例说,“一个基于JN516x的无线温度传感器,当侦测到环境温度超过一定阈值时,能够透过ZigBee/JenNet-IP网络直接控制空调设备,达到自动调节室内温度的智慧化目的。”

除了拥有智慧特性外,传感器还必须加快响应速度,这需要透过提高无线控制器的性能来实现。

Kishore Manghnani说,“Marvell针对家庭自动化与传感器设备的低功耗、低成本无线微控制器产品解决方案,能够大幅地提高电池的使用寿命,并让家庭系统变得更加智慧。无论多么复杂的算法都可在芯片内部运行,从而加快传感器的响应速度。无线讯号的强度和覆盖范围足以满足整个家庭的需要,而这些传感器还可透过远端或智慧移动终端进行控制与配置,有效减少安装成本。”

云端技术让智慧家庭更聪明

物联网技术带动智慧家庭产业的发展,在数据交换过程中往往还涉及数据的储存与处理。此外,有些储存数据可能使用率较低,却仍占据原已有限的存储器空间,同时,很多智慧家庭系统本身缺乏处理能力,使得智慧家庭系统的使用受到挑战。透过云端技术导入可望使这些问题迎刃而解:用户可将数据储存在云端,或透过云端运算技术强化智慧家庭系统的处理能力,同时能让家庭与社交网络、新闻管道、数据分析甚至是政府决策联系起来,让用户的生活更加便利。

Kishore Manghnani表示,云端技术为智慧家庭设备带来无限可能,同时还能降低整个系统的成本。首先,消费者家中设备的相关数据在经过收集与储存后,能够迅速进行分析与反馈,并经由提升能源利用率或转换为其他形式而为消费者节省一大笔开销。基于这些个人或者全社区的数据统计,还可为能耗使用趋势带来更大范围的信息。

此外,设备的维护也变得更为简单,只需透过远端作业或由技术人员进行诊断检查即可。由于云端服务的出现为实现远端家庭自动化愿景开启更多的可能性,例如远端智慧视讯监控以及警示监测家庭安全、远端管理冷暖气空调与开关灯等等。

冷剑青说:“大数据与云端运算是IT产业近年来最热门的关键字。在大数据时代,智慧家庭、IoT(传感器网络)等应用为服务供应商收集用户信息,分析用户的使用习惯,以及对产品与服务进行最佳化供应,这一切都有赖于位于网际网络远端的云端服务器(Cloud Server)。”

“此外,云端服务还为智慧家庭的各种应用提供加值的可能性,如基于云端配置的资料备份服务,远端在线故障诊断,统一平台多节点管理以及远端智慧等。基本上,云端服务可降低智慧家庭本地智慧化与储存的需求,从而降低整体拥有成本与现场维护成本,”他强调,也许在云端服务的加持下,智慧家庭的杀手级应用随时可能出现。

手势/语音控制蓄势待发

手势辨识以及语音控制等新兴的对话模式逐渐在智慧移动设备上崛起,由于能够符合人类对于原始语言的使用,从而大幅提升了用户体验。如今,这些对话模式也悄悄地扩展至智慧家庭市场,发展出语音遥控器以及可用手势控制的智慧电视等产品。

冷剑青表示,语音和手势控制系统也是传感器应用之一,但较传统的遥控器更加自然,更符合用户的日常习惯。NXP开发出磁性传感器KMZ49、角度传感器KMA221等可用于各种姿势控制系统,此外,其Cortex-M系列微处理器产品也广泛应用于语音辨识与控制等领域。

然而,手势以及语音控制方式目前仍处于起步阶段,还未能大规模地推广,大多数公司针对这类控制方式的产品仍停留在准备阶段。

软/硬件、标准与成本缺一不可

‘智慧家庭’一词已经讨论很长一段时间了,但距离广泛应用与市场普及仍有长远的路要走。如今在以无线与网际网络为基础的IoT技术推波助澜下,能否有助于拉抬智慧家庭市场起飞?

事实上,随着连网设备的快速崛起──从高阶的恒温器到低成本的DIY套件等,消费用户对于家庭自动化与IoT市场的兴趣正迅速扩展。然而,目前许多现有的产品并不是真正的IoT设备,而只是一些单独连接到网际网络但彼此之间并未相互连结的系统。

为了引爆IoT以实现真正的智慧家庭,家庭自动化软件平台供应商必须提供开放的应用程序界面(API),而这还只是个起点。业界厂商还必须针对智慧家庭领域持续开发出广泛的智慧设备产品组合,从单独的智慧系统到整个家庭自动化系统以至于实现更先进复杂的能源管理系统。除了软件平台以外,未来可望更进一步成长的领域还包括硬设备、智慧电表等。另一方面,涉及无线与云端系统的相关环境法规与安全议题,也将为这一市场成长带来挑战。

“智慧家庭的概念存在已久,近年来更面临叫好不叫座的尴尬局面,市场起飞尚有待时日,”冷剑青说,“究其根本原因有三:首先,所谓的杀手级应用到底是什么?光让消费者觉得新奇是不够的,还需要实用化。其次,智慧家庭领域的互连互通标准规范尚待统一,这也有赖于众多主导家电业者之间达成共识。最后,智慧传感器、低功耗无线控制器等半导体产品的成本还得再进一步降低,才能打开市场空间。”

他补充说:“其实相关技术都已经存在并且日渐成熟,但通讯协议标准的统一和应用开发,还需要业界标准制定者、应用开发商以及半导体厂商的共同努力与合作”

值得注意的是,冷剑青强调,“以无线电遥控器为核心的家电控制应用与以智慧传感器为核心的家庭智慧化控制应用正迅速发展,并持续向市场推出新产品。此外,随着成本逐渐降低,无线智慧照明系统正从商业建筑物走入住宅市场。”

Kishore Manghnani也指出,智慧家庭市场至今尚未出现重大进展。过去,各大厂商的智慧家庭解决方案都非常昂贵,而且需要专业的技术人员来进行安装,因此只有金字塔顶端的少许消费用户才能负担得起这套系统。此外,当时在缺乏统一标准的规范下,也限制了各种产品的开发以及设备之间的互通性。

如今,随着相关标准迈向统一,以及高效能、低功耗的无线微控制器产品出现,带动可执行各类移动应用程序的智慧终端设备普及,预计将使得更多终端客户也能负担得起各种智慧家庭设备与应用系统。

 

移动信息化交流QQ群:一号群:211029692 二号群:344692795 CIO交流群:316076815(需认证)

移动化问答社区:wenda.yidonghua.com



1 星2 星3 星4 星5 星 (还没有打分,快来打分吧!)
Loading...
 
已有 1 条评论
  1. @移动化那些事 :不错,挺好,欢迎关注我,我们是监控工程商?

    2013年11月25日 10:58来自新浪微博 回复
返回顶部

无觅相关文章插件,快速提升流量