竇強，葛鑫，冉述，宋東，曾傑
（成都理工大學信息科學與技術學院，四川 成都 610059）
【摘 要】對智能家居的發展現狀進行了分析，主要指出了智能家居在目前形勢下的發展狀態，智能家居的未來市場規模，也同時指出智能家居市場所面臨的主要問題。並對智能家居按服務功能的不同進行了分類。
關鍵詞 智能家居；分類；市場；現狀
0 引言
從古至今，家居一直在人類社會發展中扮演著重要的角色，它是生活水平的一種象徵。家居的變遷也反映人類在科技水平，經濟發展上的進步。智能家居將會逐漸改變人類的習慣，以後智能家居是以住宅為平台，綜合利用通信，自動控制等技術，將家居生活有關的設施集成。如今的智能家居市場相較於智慧型手機或智能穿戴設備市場來說規模不大，但增速在一直上漲。而現在，隨著科技水平不斷發展，生活水平的提升，智能家居雖然目前發展緩慢，但在不久的將來勢必會成為各大科技公司繼智慧型手機，智能穿戴設備之後的第三戰場。2014年後各大科技公司在這智能家居，物聯網一領域投入更多資源，其間競爭也愈加激烈。由於家居市場的產品種類繁多，在智能化時所要運用的技術，實現的附加功能不一樣，或是服務對象的不同，我們由此進行了對智能家居的分類。同時指出了智能家居市場所面臨的因為技術標準不一，售價尚高而導致難以推廣普及的問題，也展望了未來智能家居市場的美好前景。
1 智能家居發展現狀分析
1.1 市場調研
市場研究公司Juniper發布的相關數據顯示，2013年全球智能家居市場規模為330億美元，較2012年的250億美元增加32.0%。同時該機構還預測，2018年全球智能家居市場規模將達到710億美元，如果市場規模能夠保持目前的穩定增速，那麼在四年之後勢必將突破這一預測值。
2014年初，國際物聯網貿易與應用促進協會發布了《2013年度中國智能家居行業研究報告》，報告中稱，未來三年，中國智能家居市場增速會不斷提升，到2016年預計可達到29.17%，預測2017年中國智能家居行業市場規模將達80億元。根據IDC數據顯示，到2025年，亞太智能城市的投資總額約為1.04萬億美元。英特爾預測，在未來20年里，全球城市將投入41萬億美元為物聯網升級基礎設施，智能家居將從由每個家庭擴展到整個社區乃至整座城市。
1.2 市場現狀
而2014年成為了智能家居元年。百度指數顯示，2011年到2014年間，以「智能家居」為
關鍵詞 進行的搜索次數上漲了約3倍。2015年微軟在WinHEC發布會上表示物聯網平台是Windows10的一個發展重點，而智能家居是物聯網平台的服務對象之一。蘋果在2014年發布了智能家居平台HomeKit，2015年CES大會上，大量的HomeKit設備參與了展出，智能家居平台的配套產品已經如雨後春筍般出現。谷歌收購了智能家居品牌Nest。三星也早已推出了智能電視，智能洗衣機，智能鎖在內的多種產品。除了傳統科技大公司，中國的公司在智能家居領域也有動作，包括小米，魅族，海爾等不少企業已經發布了多款智能家居產品。
1.3 技術標準
但是到目前，智能家居行業並沒有統一的技術標準。這是智能家居發展中的一個主要瓶頸，並且在關於智能家居的討論中常常占據突出位置。技術標準是指家居設備間的通訊協議，由於協議多樣性和不兼容導致智能家居的「碎片化」，與智能家居的設計初衷背道而馳。目前而言，無線技術與有線技術相比更占優勢，僅流行的無線標準就有ZigBee,Z-Wave,藍牙，WiFi等，它們優劣不同，常常令消費者在選擇上頭痛不已。這幾種標準里ZigBee是這個領域的鼻祖，但目前有被Wi-Fi標準取代之勢。
2 智能家居分類
智能家居領域種類繁多，大到冰箱空調，小到開關燈泡。我們從智能家居的功能上對其進行一個大致分類，主要分為以下三類。
2.1 家居助手
第一類是家居助手，家居助手類產品主要目的是最大程度方便家居生活，可以通俗的解釋為「懶人福利」。這個領域中的產品種類最多，技術實現相對容易。比如帶Wi-Fi的智能開關插座，集路由，網絡儲存，電源於一身，可供手機，平板充電，並提供無線網絡。還有智能掃地機器人，放在家裡它自己就能自動掃地，電量快耗盡時自己去插座充電。也有用手機作遙控器，控制一個智能家居遙控器，從而間接在手機上能使電視機調台，音箱播放，空調調溫，燈泡亮滅。這裡詳細介紹智能鎖，可以輸入密碼開啟或關閉，也能夠發送簡訊簡訊，同時它監視家庭濕度，室溫，是否煤氣泄漏。一旦裝上這種密碼鎖，不必再離家以後擔心是否已關門，客人來時自己不在家，家中無人時是否出現火災，煤氣泄漏等危險情況，能夠提前預知危險情況的發生，就能夠減少人身與財產的損失，它的實現僅僅是在普通的鎖里加上一個STM32晶片，通過這個「中心大腦」收集傳感器傳來的數據，通過算法判斷環境情況是否正常，一旦出現問題可有控制模塊使其中的SIM卡給主人發送通知簡訊或直接報警。上述的家居助手類產品的技術實現與智能鎖差異並不大，大都是利用嵌入式技術來實現，它們集成化越來越高，體積越來越小，實物越來越少，功能越來越多，也越強大。以前需要人們自己做的事情，現在人們控制家居讓它自己去做就行了。
2.2 家居健康
第二類是家居健康產品，顯而易見它與用戶的身體健康有關。這類產品相對第一類來說種類較少，科技含量更高，價格也更高。比如一個智能水杯，它能根據用戶的飲水量，體質，活動量，溫度為用戶設計最合理的飲水時間和飲水量，還可以通過手機記錄每天飲水情況。而智能電子秤能夠精準測出體重，通過藍牙傳輸到手機，分析紀錄體重變化趨勢，給出用戶BMI指數。這方面最典型的產品是空氣凈化器，2014年12月，小米公司發布了一款空氣凈化器，操作非常簡單，只需手機一鍵就可以進行模式切換等基本操作，它還能讀懂天氣預報，根據室外空氣品質提醒你打開凈化器或開窗通風，但CADR(潔凈空氣輸出比率)值406噪音雖符合標準，但還是太大，三檔CADR值190立方米每小時，也低於專業凈化器，由此可見，健康類產品所需要考慮的指標更多，如何提升指標，設計出各方面平衡的健康類家居是不小的難題。與第一類家居助手產品不同的是用戶需要從家居健康類產品中得到更多的信息，並且能夠隨時查看，這就涉及到了APP開發，各個平台APP開發技術不盡相同，小規模創業團隊也難以兼顧所有平台，所以增加了開發難度。除此之外，健康領域所要求傳感器，電子設備的運算精度，穩定性也比之前的更高。隨著中國老齡化社會的到來，身體健康會被逐漸重視起來，或許在以後選購家具健康類產品會成為為健康買單的一種方式，這是一個不能被忽視的市場。
2.3 家居能源
第三類智能家居產品在一定程度上和「綠色建築」是重疊的，主要目的是最大限度節約資源，提供健康，高效的能源使用方式。與之前分類最大的不同是這類家居很少是一個整體,它們通常管道布線藏在看不見的地方。比如TED Superstore智能家庭電能監視器，它使用8個子監視器，分布在房屋的不同位置，來收集，儲存和分析用戶家庭的電能數據。用戶甚至能使用它監視單個房間或單個電器所使用的電量。而如果你在家裡裝了LOXONE的家具套件，那麼無論你在哪裡，手機一鍵可以通過調節房間溫度，燈光亮度，安全系統，開關窗簾或百葉窗，也能斷掉插座電源，從而達到節省能源的目的。家居能源類產品不僅能夠節約能源，甚至能產生能源。據中國科學報報道，我國已有團隊研究出了智能發電窗，它使用了二氧化釩材料，能利用它在高低溫下的化學結構不同，使其在高溫時會反射紅外線，起到隔熱效果，同時也能利用太陽光發電，同時吸收大部分紫外線，達到調節房間溫度，儲存電能的目的。這一類產品，能夠使能源被更有效率的運用起來，也可以儲存和生產能源，減少在能源上的花費和二氧化碳排放，可謂一箭雙鵰。試想未來千家萬戶裝上家居能源設備後，全球能源緊張的情況將在一定程度上得到緩解。
3 科技發展與智能家居的未來
綜上所述，智能家居的前景毫無疑問是美好的，在其技術發展已基本成熟的情況下市場一直處於不溫不火的狀態。這裡的原因除了缺失技術標準之外，最主要的還是價格。在美國，一個搭載Z-Wave的交流插座賣39美元，而普通插座只需要1.49美元。這樣的差價再加上學習和搭建成本會讓很多人覺得「普通插座已經足夠好了」。而很多智能家居在設計上缺乏美感，再加上智能家居應用場景多種多樣，單一外觀設計已經不再能夠滿足所有用戶的需求，加重了設計成本問題。但由於科技的發展，產品技術會更加成熟，加入這一領域的公司越來越多，競爭逐漸白熱化，智能家居產品價格的下降只是時間問題。
隨著中國經濟的不斷發展，生活水平逐步提高，技術瓶頸逐漸突破，技術標準最終建立，相信在不久的將來，這些冷冰冰的數據將以穿戴著「智能家居」的外衣進入到的千家萬戶，屆時智能家居所帶來的便捷體驗將惠及工作生活的方方面面。
參考文獻
［１］趙虹鈞.基於ZigBee技術的智能家居系統的設計[D].上海:上海交通大學,2007.
［２］王凱明.智能家居系統的研究[D].西安:西安科技大學,2005.
［３］Gill,K.&Shuang-Hua Yang.A Smart Home Architecture Based on Resource Name Service[J].Consumer Electronics, IEEE Transactions,2009,55(2):422-430.
［４］郭晨.基於GSM的電子鎖芯報警系統設計[D].南京:南京師範大學,2014.
［５］鍾召輝.基於ZigBee的無線智能鎖系統設計[D].杭州:杭州電子科技大學,2013.
［６］Hailing Wang.&Saboune, J.A. Control your smart home with an autonomously mobile smartphone[C]//Multimedia and Expo Workshops (ICMEW), 2013 IEEE International Conference on. July 2013.
［７］馬菁菁.Zigbee無線通信技術在智能家居中的應用研究[D].武漢:武漢理工大學,2007,5.
［８］Cui Yang.&B. Yuan.A Smart Home Architecture Based on Resource Name Service[C]//Computational science and Engineering (CSE), 2014 IEEE 17th International Conference on.2014.
［９］童曉渝,房秉毅,張雲勇.物聯網智能家居發展分析[J].移動通信,2010(9).
［１０］馬季.智能家居遠程監控系統的研究與實現[D].青島:中國海洋大學,2009.
［責任編輯：湯靜］
（成都理工大學信息科學與技術學院，四川 成都 610059）
【摘 要】對智能家居的發展現狀進行了分析，主要指出了智能家居在目前形勢下的發展狀態，智能家居的未來市場規模，也同時指出智能家居市場所面臨的主要問題。並對智能家居按服務功能的不同進行了分類。
關鍵詞 智能家居；分類；市場；現狀
0 引言
從古至今，家居一直在人類社會發展中扮演著重要的角色，它是生活水平的一種象徵。家居的變遷也反映人類在科技水平，經濟發展上的進步。智能家居將會逐漸改變人類的習慣，以後智能家居是以住宅為平台，綜合利用通信，自動控制等技術，將家居生活有關的設施集成。如今的智能家居市場相較於智慧型手機或智能穿戴設備市場來說規模不大，但增速在一直上漲。而現在，隨著科技水平不斷發展，生活水平的提升，智能家居雖然目前發展緩慢，但在不久的將來勢必會成為各大科技公司繼智慧型手機，智能穿戴設備之後的第三戰場。2014年後各大科技公司在這智能家居，物聯網一領域投入更多資源，其間競爭也愈加激烈。由於家居市場的產品種類繁多，在智能化時所要運用的技術，實現的附加功能不一樣，或是服務對象的不同，我們由此進行了對智能家居的分類。同時指出了智能家居市場所面臨的因為技術標準不一，售價尚高而導致難以推廣普及的問題，也展望了未來智能家居市場的美好前景。
1 智能家居發展現狀分析
1.1 市場調研
市場研究公司Juniper發布的相關數據顯示，2013年全球智能家居市場規模為330億美元，較2012年的250億美元增加32.0%。同時該機構還預測，2018年全球智能家居市場規模將達到710億美元，如果市場規模能夠保持目前的穩定增速，那麼在四年之後勢必將突破這一預測值。
2014年初，國際物聯網貿易與應用促進協會發布了《2013年度中國智能家居行業研究報告》，報告中稱，未來三年，中國智能家居市場增速會不斷提升，到2016年預計可達到29.17%，預測2017年中國智能家居行業市場規模將達80億元。根據IDC數據顯示，到2025年，亞太智能城市的投資總額約為1.04萬億美元。英特爾預測，在未來20年里，全球城市將投入41萬億美元為物聯網升級基礎設施，智能家居將從由每個家庭擴展到整個社區乃至整座城市。
1.2 市場現狀
而2014年成為了智能家居元年。百度指數顯示，2011年到2014年間，以「智能家居」為
關鍵詞 進行的搜索次數上漲了約3倍。2015年微軟在WinHEC發布會上表示物聯網平台是Windows10的一個發展重點，而智能家居是物聯網平台的服務對象之一。蘋果在2014年發布了智能家居平台HomeKit，2015年CES大會上，大量的HomeKit設備參與了展出，智能家居平台的配套產品已經如雨後春筍般出現。谷歌收購了智能家居品牌Nest。三星也早已推出了智能電視，智能洗衣機，智能鎖在內的多種產品。除了傳統科技大公司，中國的公司在智能家居領域也有動作，包括小米，魅族，海爾等不少企業已經發布了多款智能家居產品。
1.3 技術標準
但是到目前，智能家居行業並沒有統一的技術標準。這是智能家居發展中的一個主要瓶頸，並且在關於智能家居的討論中常常占據突出位置。技術標準是指家居設備間的通訊協議，由於協議多樣性和不兼容導致智能家居的「碎片化」，與智能家居的設計初衷背道而馳。目前而言，無線技術與有線技術相比更占優勢，僅流行的無線標準就有ZigBee,Z-Wave,藍牙，WiFi等，它們優劣不同，常常令消費者在選擇上頭痛不已。這幾種標準里ZigBee是這個領域的鼻祖，但目前有被Wi-Fi標準取代之勢。
2 智能家居分類
智能家居領域種類繁多，大到冰箱空調，小到開關燈泡。我們從智能家居的功能上對其進行一個大致分類，主要分為以下三類。
2.1 家居助手
第一類是家居助手，家居助手類產品主要目的是最大程度方便家居生活，可以通俗的解釋為「懶人福利」。這個領域中的產品種類最多，技術實現相對容易。比如帶Wi-Fi的智能開關插座，集路由，網絡儲存，電源於一身，可供手機，平板充電，並提供無線網絡。還有智能掃地機器人，放在家裡它自己就能自動掃地，電量快耗盡時自己去插座充電。也有用手機作遙控器，控制一個智能家居遙控器，從而間接在手機上能使電視機調台，音箱播放，空調調溫，燈泡亮滅。這裡詳細介紹智能鎖，可以輸入密碼開啟或關閉，也能夠發送簡訊簡訊，同時它監視家庭濕度，室溫，是否煤氣泄漏。一旦裝上這種密碼鎖，不必再離家以後擔心是否已關門，客人來時自己不在家，家中無人時是否出現火災，煤氣泄漏等危險情況，能夠提前預知危險情況的發生，就能夠減少人身與財產的損失，它的實現僅僅是在普通的鎖里加上一個STM32晶片，通過這個「中心大腦」收集傳感器傳來的數據，通過算法判斷環境情況是否正常，一旦出現問題可有控制模塊使其中的SIM卡給主人發送通知簡訊或直接報警。上述的家居助手類產品的技術實現與智能鎖差異並不大，大都是利用嵌入式技術來實現，它們集成化越來越高，體積越來越小，實物越來越少，功能越來越多，也越強大。以前需要人們自己做的事情，現在人們控制家居讓它自己去做就行了。
2.2 家居健康
第二類是家居健康產品，顯而易見它與用戶的身體健康有關。這類產品相對第一類來說種類較少，科技含量更高，價格也更高。比如一個智能水杯，它能根據用戶的飲水量，體質，活動量，溫度為用戶設計最合理的飲水時間和飲水量，還可以通過手機記錄每天飲水情況。而智能電子秤能夠精準測出體重，通過藍牙傳輸到手機，分析紀錄體重變化趨勢，給出用戶BMI指數。這方面最典型的產品是空氣凈化器，2014年12月，小米公司發布了一款空氣凈化器，操作非常簡單，只需手機一鍵就可以進行模式切換等基本操作，它還能讀懂天氣預報，根據室外空氣品質提醒你打開凈化器或開窗通風，但CADR(潔凈空氣輸出比率)值406噪音雖符合標準，但還是太大，三檔CADR值190立方米每小時，也低於專業凈化器，由此可見，健康類產品所需要考慮的指標更多，如何提升指標，設計出各方面平衡的健康類家居是不小的難題。與第一類家居助手產品不同的是用戶需要從家居健康類產品中得到更多的信息，並且能夠隨時查看，這就涉及到了APP開發，各個平台APP開發技術不盡相同，小規模創業團隊也難以兼顧所有平台，所以增加了開發難度。除此之外，健康領域所要求傳感器，電子設備的運算精度，穩定性也比之前的更高。隨著中國老齡化社會的到來，身體健康會被逐漸重視起來，或許在以後選購家具健康類產品會成為為健康買單的一種方式，這是一個不能被忽視的市場。
2.3 家居能源
第三類智能家居產品在一定程度上和「綠色建築」是重疊的，主要目的是最大限度節約資源，提供健康，高效的能源使用方式。與之前分類最大的不同是這類家居很少是一個整體,它們通常管道布線藏在看不見的地方。比如TED Superstore智能家庭電能監視器，它使用8個子監視器，分布在房屋的不同位置，來收集，儲存和分析用戶家庭的電能數據。用戶甚至能使用它監視單個房間或單個電器所使用的電量。而如果你在家裡裝了LOXONE的家具套件，那麼無論你在哪裡，手機一鍵可以通過調節房間溫度，燈光亮度，安全系統，開關窗簾或百葉窗，也能斷掉插座電源，從而達到節省能源的目的。家居能源類產品不僅能夠節約能源，甚至能產生能源。據中國科學報報道，我國已有團隊研究出了智能發電窗，它使用了二氧化釩材料，能利用它在高低溫下的化學結構不同，使其在高溫時會反射紅外線，起到隔熱效果，同時也能利用太陽光發電，同時吸收大部分紫外線，達到調節房間溫度，儲存電能的目的。這一類產品，能夠使能源被更有效率的運用起來，也可以儲存和生產能源，減少在能源上的花費和二氧化碳排放，可謂一箭雙鵰。試想未來千家萬戶裝上家居能源設備後，全球能源緊張的情況將在一定程度上得到緩解。
3 科技發展與智能家居的未來
綜上所述，智能家居的前景毫無疑問是美好的，在其技術發展已基本成熟的情況下市場一直處於不溫不火的狀態。這裡的原因除了缺失技術標準之外，最主要的還是價格。在美國，一個搭載Z-Wave的交流插座賣39美元，而普通插座只需要1.49美元。這樣的差價再加上學習和搭建成本會讓很多人覺得「普通插座已經足夠好了」。而很多智能家居在設計上缺乏美感，再加上智能家居應用場景多種多樣，單一外觀設計已經不再能夠滿足所有用戶的需求，加重了設計成本問題。但由於科技的發展，產品技術會更加成熟，加入這一領域的公司越來越多，競爭逐漸白熱化，智能家居產品價格的下降只是時間問題。
隨著中國經濟的不斷發展，生活水平逐步提高，技術瓶頸逐漸突破，技術標準最終建立，相信在不久的將來，這些冷冰冰的數據將以穿戴著「智能家居」的外衣進入到的千家萬戶，屆時智能家居所帶來的便捷體驗將惠及工作生活的方方面面。
參考文獻
［１］趙虹鈞.基於ZigBee技術的智能家居系統的設計[D].上海:上海交通大學,2007.
［２］王凱明.智能家居系統的研究[D].西安:西安科技大學,2005.
［３］Gill,K.&Shuang-Hua Yang.A Smart Home Architecture Based on Resource Name Service[J].Consumer Electronics, IEEE Transactions,2009,55(2):422-430.
［４］郭晨.基於GSM的電子鎖芯報警系統設計[D].南京:南京師範大學,2014.
［５］鍾召輝.基於ZigBee的無線智能鎖系統設計[D].杭州:杭州電子科技大學,2013.
［６］Hailing Wang.&Saboune, J.A. Control your smart home with an autonomously mobile smartphone[C]//Multimedia and Expo Workshops (ICMEW), 2013 IEEE International Conference on. July 2013.
［７］馬菁菁.Zigbee無線通信技術在智能家居中的應用研究[D].武漢:武漢理工大學,2007,5.
［８］Cui Yang.&B. Yuan.A Smart Home Architecture Based on Resource Name Service[C]//Computational science and Engineering (CSE), 2014 IEEE 17th International Conference on.2014.
［９］童曉渝,房秉毅,張雲勇.物聯網智能家居發展分析[J].移動通信,2010(9).
［１０］馬季.智能家居遠程監控系統的研究與實現[D].青島:中國海洋大學,2009.
［責任編輯：湯靜］
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