一文讀懂智能家居與智能建筑!

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智能家居是一種住宅,使用互聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備,來實(shí)現(xiàn)對照明和供暖等系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

智能家居技術(shù),也常被稱為家庭自動化或domotics(源自拉丁語“domus”,意為“家”),允許房主通過智能手機(jī)或其他聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上的智能家居應(yīng)用程序控制智能設(shè)備,從而為他們提供安全、舒適、方便和節(jié)能的服務(wù)。作為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的一部分,智能家居系統(tǒng)和設(shè)備通常一起運(yùn)作,它們之間共享消費(fèi)者使用數(shù)據(jù),并根據(jù)房主的偏好自動操作。智能家居技術(shù)的示例

技術(shù)進(jìn)入家庭空間的幾乎生活的每個方面(燈泡、洗碗機(jī)等)都出現(xiàn)了智能家居替代方案:

?智能電視連接到互聯(lián)網(wǎng),通過應(yīng)用程序訪問內(nèi)容,如點(diǎn)播視頻和音樂。一些智能電視還包括語音或手勢識別功能。

?除了能夠遠(yuǎn)程控制和定制之外,智能照明系統(tǒng),如Philips的Hue,還可以檢測到房間內(nèi)的居住者,并根據(jù)需要調(diào)整照明。智能燈泡還可以根據(jù)日光的可用性進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。

?智能恒溫器,如Nest Labs Inc.的Nest,帶有集成Wi-Fi,允許用戶安排、監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制家庭溫度。這些設(shè)備還可以學(xué)習(xí)房主的行為,自動修改設(shè)置,為住戶提供最大程度的舒適和效率。智能恒溫器還可以報告能源使用情況,提醒用戶更換過濾器等。

?使用智能鎖和車庫門開啟器,用戶可以允許或拒絕訪客進(jìn)入。智能鎖還可以檢測附近的居民何時靠近,并打開門。

?使用智能安全攝像頭,居民可以在外出或度假時監(jiān)控自己的家。智能運(yùn)動傳感器還能夠識別居民、游客、寵物和竊賊的區(qū)別,如若發(fā)現(xiàn)可疑行為,可以通知當(dāng)局。

?寵物護(hù)理可以通過連接的喂食器實(shí)現(xiàn)自動化。室內(nèi)植物和草坪可以通過連接計時器來澆水。

?各種廚房用具一應(yīng)俱全,包括可以在特設(shè)時間內(nèi)自動沖泡新鮮杯子的智能咖啡機(jī);智能冰箱可以記錄保質(zhì)期、制作購物清單,甚至根據(jù)已有的食材制作食譜;較慢的炊具和烤面包機(jī);以及洗衣房里的洗衣機(jī)和烘干機(jī)。?例如,家用系統(tǒng)監(jiān)視器可以感應(yīng)到電涌并關(guān)閉電器,或感應(yīng)到水故障或管道結(jié)冰并關(guān)閉水龍頭,這樣地下室就不會被淹沒。

智能家居的優(yōu)缺點(diǎn)家庭自動化最受吹捧的好處之一是讓房主安心,允許他們遠(yuǎn)程監(jiān)控自己的家,避免了諸如忘記開咖啡壺或前門未上鎖等危險?!凹摇睂夏耆艘灿泻锰?,其提供的監(jiān)測可以幫助老年人舒適安全地呆在家里,而不是搬到養(yǎng)老院或需要24/7的家庭護(hù)理。智能家居可以便捷地滿足用戶的喜好。例如,用戶可以通過編程打開車庫門、打開燈、打開壁爐,以及在他們到達(dá)時播放最喜歡的音樂。家庭自動化還有助于消費(fèi)者提高效率。智能家居系統(tǒng)無需整天開著空調(diào),而是通過學(xué)習(xí)行為,確保在房主下班回家時,房子已經(jīng)冷卻下來。家用電器也是如此。有了智能灌溉系統(tǒng),草坪只會在需要時澆灌,并且澆灌所需的確切水量。通過家庭自動化,能源、水和其他資源得到了更有效的利用,這有助于為消費(fèi)者節(jié)省自然資源和金錢。然而,家庭自動化系統(tǒng)一直難以成為主流,部分原因在于其技術(shù)性質(zhì)。智能家居的一個缺點(diǎn)是其被認(rèn)為很復(fù)雜;有些人對技術(shù)有困難,或者一遇到不便就放棄。智能家居制造商和聯(lián)盟正在努力降低復(fù)雜性,改善用戶體驗(yàn),使其對所有類型和技術(shù)水平的用戶都感到愉快和有益。為了使家庭自動化系統(tǒng)真正有效,設(shè)備必須是可互操作的。無論制造商如何,使用相同的協(xié)議,或至少是互補(bǔ)的協(xié)議。由于這是一個相對較新的市場,目前還沒有家庭自動化的黃金標(biāo)準(zhǔn)。然而,標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟正在與制造商和協(xié)議合作,以確?;ゲ僮餍院蜔o縫的用戶體驗(yàn)。另一個主要問題是智能家居安全。NTT Data Corp.2016年的一份報告發(fā)現(xiàn),80%的美國消費(fèi)者擔(dān)心其智能家居數(shù)據(jù)的安全性。如果黑客能夠滲透智能設(shè)備,他們就有可能關(guān)掉電燈和警報并解鎖門,從而使家庭毫無防備地遭到闖入。此外,黑客可能會訪問房主的網(wǎng)絡(luò),從而導(dǎo)致更嚴(yán)重的攻擊或數(shù)據(jù)泄露。2016年10月,Mirai物聯(lián)網(wǎng)僵尸網(wǎng)絡(luò)通過一系列分布式拒絕服務(wù)(DDoS)攻擊,以安全性差的攝像頭、DVR和路由器為入口點(diǎn),使部分互聯(lián)網(wǎng)癱瘓。除了家庭安全,許多智能家居的反對者擔(dān)心數(shù)據(jù)隱私問題。NTT Data的報告發(fā)現(xiàn),73%的消費(fèi)者擔(dān)心智能家居設(shè)備共享數(shù)據(jù)的隱私。雖然智能家居設(shè)備和平臺制造商可能會收集消費(fèi)者數(shù)據(jù),以便更好地定制他們的產(chǎn)品,或?yàn)榭蛻籼峁┬碌暮透倪M(jìn)的服務(wù),但信任和透明度對于希望獲得新客戶的制造商來說至關(guān)重要。智能家居如何工作新建的住宅通常都帶有智能家居基礎(chǔ)設(shè)施。另一方面,老房子可以用智能技術(shù)進(jìn)行改造。雖然許多智能家居系統(tǒng)仍在運(yùn)行X10或Insteon,但藍(lán)牙和Wi-Fi已經(jīng)越來越流行。Zigbee和Z-Wave是目前使用中最常見的兩種家庭自動化通信協(xié)議。兩者都使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù),短距離、低功率無線電信號來連接智能家居系統(tǒng)。盡管兩者都針對相同的智能家居應(yīng)用,但Z-Wave的探測距離為30米,而Zigbee的探測距離為10米,且Zigbee通常被認(rèn)為是兩者中更復(fù)雜的一個。Zigbee芯片來自多家公司,而Z-Wave芯片僅來自Sigma Designs。智能家居不是完全不同的智能設(shè)備和設(shè)備的集合,而是協(xié)同工作以創(chuàng)建可遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)。所有設(shè)備都由一個主家庭自動化控制器控制,通常被稱為智能家居中心。智能家居中心是一種硬件設(shè)備,作為智能家居系統(tǒng)的中心點(diǎn),能夠感知、處理數(shù)據(jù)和無線通信。其將所有不同的應(yīng)用程序組合成一個智能家居應(yīng)用程序,房主可以遠(yuǎn)程控制。智能家居中心的例子包括Amazon Echo、Google Home 、InsteonHubPro、SamsungSmartThings和WinkHub。一些智能家居系統(tǒng)可以從頭開始創(chuàng)建,例如,使用RaspberryPi或其他原型板。還有一些可以作為捆綁的智能家居套件(也被稱為智能家居平臺)購買,其中包含啟動家庭自動化項(xiàng)目所需的部件。在簡單的智能家居場景中,事件可以定時或觸發(fā)。定時事件基于時鐘,例如,在下午6點(diǎn)降下百葉窗,而觸發(fā)事件則取決于自動化系統(tǒng)的操作;例如,當(dāng)主人的智能手機(jī)靠近門時,智能鎖就會解鎖,智能燈就會亮起來。機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能(AI)在智能家居系統(tǒng)中越來越受歡迎,使家庭自動化應(yīng)用程序能夠適應(yīng)其環(huán)境。例如,語音激活系統(tǒng),如Amazon Echo或Google Home ,包含智能助理,可根據(jù)居民的偏好和模式學(xué)習(xí)和個性化智能家居。智能建筑雖然每個智能家居都是智能建筑,但并不是每個智能建筑都是智能家居。各種形狀和規(guī)模的企業(yè)、商業(yè)、工業(yè)和住宅建筑——包括辦公樓、摩天大樓、公寓樓以及多租戶辦公室和住宅——都正在部署物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),以提高建筑效率,降低能源成本和環(huán)境影響,并確保安全,同時提高居住者的滿意度。智能家居中使用的許多智能技術(shù)也應(yīng)用在智能建筑中,包括照明、能源、供暖和空調(diào),以及安全和樓宇門禁系統(tǒng)。例如,智能建筑可以通過檢測房間里有多少人的傳感器來降低能源成本。溫度可以自動調(diào)節(jié),如果傳感器檢測到會議室有人,則打開冷氣;如果都離開了,則可以降低溫度。智能建筑也可以連接到智能電網(wǎng)。智能建筑構(gòu)件和電網(wǎng)可以互相“交談”和“傾聽”。借助這項(xiàng)技術(shù),能源分配可以得到有效的管理,維護(hù)可以主動處理,電力中斷也可以更快的響應(yīng)。除了這些好處之外,智能建筑還可以為建筑業(yè)主和管理人員提供預(yù)測性維護(hù)的好處。例如,當(dāng)使用傳感器監(jiān)測到肥皂或紙巾使用不足時,清潔工可以補(bǔ)充廁所用品?;蛘呖梢灶A(yù)測建筑制冷、電梯和照明系統(tǒng)的維護(hù)和故障。智能家居的起源隨著1975年X10(家庭自動化通信協(xié)議)的發(fā)布,智能家居(曾經(jīng)是TheJetsons的白日夢)應(yīng)運(yùn)而生。X10將120kHz的射頻(RF)數(shù)字信息發(fā)送到家庭現(xiàn)有的電線到可編程插座或開關(guān)。這些信號向相應(yīng)的設(shè)備發(fā)送命令,控制設(shè)備如何以及何時運(yùn)行。例如,發(fā)射器可以沿著房屋的電線發(fā)送信號,告訴設(shè)備在特定的時間打開。然而,由于電線的設(shè)計并不是為了免受無線電波段“噪音”的影響,X10并不總是完全可靠的。信號會丟失,且在某些情況下,信號不會穿過連接在不同極性上的電路。這是在將220伏服務(wù)分成一對100伏饋電時產(chǎn)生的,這在美國很常見。此外,X10最初是一種單向技術(shù),所以雖然智能設(shè)備可以接受命令,但無法將數(shù)據(jù)傳回中央網(wǎng)絡(luò)。所以,后來雙向X10設(shè)備出現(xiàn)了,盡管成本更高。當(dāng)家庭自動化公司Insteon于2005年出現(xiàn)時,其引入了將電線與無線信號相結(jié)合的技術(shù)。此后出現(xiàn)了包括Zigbee和Z-Wave在內(nèi)的其他協(xié)議,以應(yīng)對X10容易出現(xiàn)的問題,盡管X10至今仍是廣泛安裝的通信協(xié)議。Nest Labs成立于2010年,并于2011年發(fā)布了第一款智能產(chǎn)品Nest學(xué)習(xí)恒溫器。該公司還開發(fā)了智能煙霧/一氧化碳探測器和安全攝像頭。2015年被谷歌收購,同年成為AlphabetInc.的子公司。2012年,智能家居公司(SmartThingsInc.)發(fā)起了一場Kickstarter眾籌活動,為其智能家居系統(tǒng)籌集了120萬美元資金。2013年8月上市,2014年被三星收購。最近,包括亞馬遜、蘋果和谷歌在內(nèi)的公司都發(fā)布了自己的智能家居產(chǎn)品和智能家居平臺,包括Amazon Echo, Apple HomeKit 和 Google Home.

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2022-05-13
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智能家居是一種住宅,使用互聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備,來實(shí)現(xiàn)對照明和供暖等系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

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