无线or有线,智能家居互联互通如何破解?

芯世相 2022-06-07 12:43

能手机与相关影音设备的互联越来越容易,只要手机和智能电视、智能投影仪等连接同一个WiFi网络就能轻易实现画面的转移,“家中电视被邻居投屏,还在搜索为何不显示画面”的笑话还可能发生在每个人身上。与居家影音娱乐不同,智能家居产业发展多年,目前仍是多种协议与系统并存的局面,这种不通畅也让智能家居的发展陷入了瓶颈。


最现实的问题摆在用户面前,为了实现远程控制,智能门锁、智能开关、智能窗帘电机等各类智能家居设备要在同一个网关下,还需要确保各类设备的通信协议互通。智能家居按照协议有WiFi、蓝牙、Zigbee、Z-wave、RF以及最近火热的Matter,操作系统有华为HarmonyOS、小米MIUI、海尔智家、欧瑞博HomeAl等等,但并没有一个统一的协议和系统来形成智能家居的完整生态,而每种协议和系统又需要不同种类的芯片来满足。


因此,面对快速发展智能家居行业,探讨一种明确的发展方向是非常迫切的需求。那么问题来了:


1、智能家居无线通信技术现状如何?

2、蓝牙Mesh有什么难点?

3、有线通信会被淘汰吗?

4、如何看待Matter标准?

5、用户到底需要什么样的智能化?


对于这一系列问题,在日前芯智库组织的,主题为“智能家居协议与系统你PICK谁?”的【相约芯期二】系列沙龙活动上,嘉宾们围绕上述问题展开了三个多小时的精彩讨论。


按照惯例,接下来和大家汇报一下本次沙龙的具体情况:


1、都有谁参加了?

2、都讨论了啥?

3、下期沙龙预告



1. 
有谁参加了



和芯智库的定位一脉相承,我们要保证沙龙活动的高浓度产业属性,因此在每次收集到报名表单后会严格筛选,本次沙龙共有20多位嘉宾报名,覆盖多家智能家电企业、研究机构、国产芯片企业,以及智能家电产业投资人。


他们分别是:


国内知名家电龙头物联技术部长

国产先进技术方案提供商芯片设计经理

国内场景营销方案设计企业副总

国产信息技术设计企业创始人

国内一站式生态解决方案提供商总经理


除此之外,还有:


全球领先移动通讯设备商工程师

国内智能控制器龙头公司供应链总监

多家知名半导体企业代表

多家顶尖产业资本高管

……



2. 都讨论了啥?



智能家居无线通信技术现状如何?


从 IHS Markit 对现有主流无线连接技术的梳理来看,有关无线连接的研究从上世纪九十年代便开始了。其中典型的代表是蜂窝网络,从起初的2G网络逐步演变成现在的5G网络;其次是WiFi技术,从最开始的802.11b标准发展到如今的802.11p标准,这些在一些局域传输产品都有应用;再是蓝牙技术,在过去几十年里不断进化;然后是LPWA通信技术,它的出现时间相对较晚,主要针对广域无线连接的产品;最后是Mesh技术,不同于之前点对点的结构,它形成了一个类似多节点的网状结构,能极大提升传输效率。


来源:IHS Markit


在物联网应用领域中,无线连接是非常重要的部分。新兴产品无论从使用的方便角度还是运用的技术角度,都会采用无线连接的形式。”因此无线通信技术并非针对某一个特定的应用,而是作为一个基础的底层连接技术存在,需要芯片产业下游的各个智能家居厂商去发掘它们的潜能。


而在下游应用场景逐渐丰富的过程中,这些协议本身也会不断升级,协议与协议之间会不断产生交集,诞生出一种相互竞争的关系。以2015年为界,不同协议之间的互动和交集越来越多,竞争愈发激烈。在蜂窝技术方面,它结合了LPWA通信技术创造出NB-loT标准,具有低成本、低功耗、广覆盖等特点,威胁着LoRa标准的市场领导地位;WiFi方面,诞生了新的标准802.11ah(HaLow),随着支持WiFi的设备进入越来越多的家庭和企业中,这一标准将在市场上获得更显著的占比;蓝牙方面,2017年蓝牙Mesh技术诞生,满足智能家居覆盖范围广、不依赖中心节点、设备数量多的需求,与同样领域的ZigBee与Thread产生了竞争关系。


蓝牙Mesh有什么难点?


蓝牙Mesh近年来很火,对于大量终端用户而言,对可靠性和复杂度并没有那么高的要求,蓝牙最大的优点在于智能手机上都有这个通讯协议,在调试端方面,如果用户对云端没有特殊需求,只要通过手机就能完成现场的调试。


开发蓝牙Mesh相关的智能家居产品也有难点,有智能家居厂商在做全屋智能方向时就遇到了诸多障碍。开发全屋智能,要对所有智能产品的逻辑、云端和后台做全面的布局和部署,这对小公司来说很难承受,且少有企业会给第三方模块的接入方式。因此在分析市场现状后,他们认为商业照明在后期是比较好的发展方向,选择了基于蓝牙Mesh调整。


“蓝牙Mesh的指令集比较少,只能应用于基础商业照明,但恰恰这些指令集已经足够商业照明使用了,不止达到了一定节能效果,同时也照顾到照明舒适度的需求。Matter协议会对蓝牙Mesh有一定冲击,但这个冲击会有多大,还要看详细的时间点。”


有线通信会被无线通信淘汰吗?


“无线通信技术在后期是市场主力股,但有线通信不可能被无线通信取代。” 一个重要原因就是有线的可靠性。无线对抗干扰的能力还不够强大,且安全性方面不如有线,有线通信弥补了无线通信天生的弱项。


在有线通信方面,目前常见的是485系统、KNX系统以及DALI系统:


1. 485系统国内很多厂家在用,优点在于开发较为简单,但缺点之一是抗干扰能力较弱。且485系统物理层和通信层的定义是基于一个标准来实现的,可协议层各不相同,每家的产品基本上都无法做到兼容,后期维护较麻烦。CAN系统总体基于485系统做出一些改变,本质上差异不大。


2. KNX系统最大的优势在于有一个标准的体系,从本质上来说它是闭源,但它又完全开放协议规范,符合开源的定义只要遵照它的系统标准做产品开发,就可以进入系统,互相兼容,目前别的系统都没有做到这点。不过其费用高昂,每个产品的认证费用都是数万级,对一般厂家压力很大。


3. 照明系统DALI是这两年兴起的系统,它本身定义规范较为方便,在灯控方面有很大优势,但它主要应用于照明系统,并且是有线系统,不能拓展到其他应用体系。


如何看待家居智能化与去中心化?


家居智能化这个概念很早就有了,但目前的大市场根本支撑不起来或者说暂未有企业成长起来,主要原因在于:首先,对于智能化市场最初只看到了宏观的需求,但具体到用户体验和客户需要这方面就变得非常复杂,以家具为例,它们提供的功能是不同的,这使得产品的品类短时间变得繁多;其次,不同年龄、性别的客户的需求完全不同,其中的多元化需求非常复杂,导致从研究到落地这一过程变得异常漫长且困难。


如何实现家居智能化?有嘉宾认为,应从用户体验角度对其进行细分,就其中一两个问题进行解决,从单品智能化反向去做全屋智能。受设备、需求、地域等多样性因素影响,构建一个统一标准变得非常困难,所以要从生态层面彻底开放各自的平台。关于Matter标准,目前面临最大的问题是标准没有得到执行,所以不光要在技术层面上开放,更要在商业层面以及合作生态上开放。在实施方面,“想要开拓这个市场,就必须从如何落实产品和技术这一角度入手,进行本地化调整。”


智能家居去中心化的第一步是去中心化管理。“如果有这么一个基站,那么是用它来协调大局,还是说里面的每一个节点都是相对独立的?这就是分布式的第一个层面,它依赖于每一个终端都要有它的决策能力和设计。”


其次,去中心化的意义在其中的节点不被某一个中心控制,比如,温度升高后是开启空调还是风扇,这时由谁来做出决策和下发指令?中心化的模式有一个“大脑”来下达指令,其他设备只是执行端。反过来思考,为什么不让设备自己决定什么时候运行?这就是决策出发点的问题,也是中心化与去中心化的核心论点。


用户到底需要什么样的智能化?


站在用户角度,对智能家居系统的理解或许会更深刻。“智能化包含云管边端,但在大量的客户调研中发现,99%的用户完全不需要用到那些功能,整个智能化行业方向是错误的。


家居物联网分为感知层、网络层和应用层。“用户对于网络的需求其实是远远大于对智能化需求的”,房间与房间之间连接、网络的稳定性……这一系列基础的网络建设还有待完善。


“交互成最大的问题是如何建立AI用户的信任关系,而不是说AI在家里如何更有效地应用。”用户最终需要的是什么?技术价值的实现还是要落到为人服务上面。


比如,业主的房子出租出去后,智能门锁上面带的摄像头可能形成安全隐私等问题,这个设备要经过一个云端甚至几个云端,设备出问题谁来维护?物联网具有明确的物权,但我们可能在一个不确定的情况下使用,因此空间与用户之间存在不适配,推行的云架构在此就不成立了。


所谓的智能化、精细化也可能给用户带来一些困扰,比如智能家居显示的甲醛指数可能引发不明用户的恐慌,老年人无法适应改版后的智能电视系统等等。“家是一个固定的地方,但并非生活着完全固定的人,居住过程中,时间、感情生活的变化会让住户产生对这个家完全不同的需求。


因此有嘉宾呼吁,业界应该重新关注到最底层,网络层、传输层第一层的架构不应该被完全重构,这层架构不应只限于一种技术,同时这种基础设施不应该被大型企业垄断,要看向绝大部分企业。


当然,智能家居无线通信协议只是行业发展的一部分。“行业发展一直缓慢的原因,可能需要业界重新思考底层关系,而不仅仅局限于探讨我们需要哪一项技术。”


接下来简要介绍一下芯智库沙龙:


芯智库是由天风研究和芯片超人发起成立的中国半导体产业的专家智库和高端圈子。自2月23日芯智库成立大会后,芯智库已经陆续举办了十期的【相约芯期二】沙龙,聚焦汽车芯片、数据中心、智能家居相关热点话题,与会嘉宾阵容强大。


汽车芯片沙龙覆盖到上下游的156位产业专家(去重后)参加了我们的沙龙,其中46%是芯片厂商37%是Tier1供应商5%的整车厂伙伴,以及12%的产业研究和投资的伙伴



以上嘉宾包括但不限于:


  • 博世、大陆、安波福等知名Tier1公司的半导体专家、采购负责人

  • 来自北汽、上汽、大众、吉利的传统整车厂代表

  • 来自哪吒、小鹏等造车新势力的代表

  • 地平线、芯驰、黑芝麻智能、云途等汽车芯片领域的明星企业代表

  • 多位拥有产业从业经验的产业分析师和研究院代表

  • 多位拥有产业投资经验,汽车领域多家顶尖产业资本高管


其中,第二期沙龙结束后,我们组织了汽车功率半导体龙头企业和汽车客户的专项对接会,高效率帮助8家汽车客户成功对接;


第五期我们邀请了包括4家主机厂和30家Tier1在内的50多家企业(总市值超1.3万亿)共65位嘉宾参与;


第七期沙龙整合了前六期优质内容,扩大参与规模,共有1200位芯智库会员在线参加,邀请多位行业嘉宴,从疫情和提价对汽车排单的影响,芯破局的实践现状到宏观的发展趋势,到汽车芯趋势、芯机会的预判,为大家带来了一场汽车芯片的内容盛宴。


第八期沙龙复刻了汽车沙龙的探索路径,把目光瞄准数据中心,探讨了“东数西算背景下的芯机会”,共有来自服务器、终端应用、运营企业、相关芯片企业的49位专家参与。


第九期沙龙把目光瞄准了智能家居领域,探讨智能家居芯片的热点话题,报名的有来自美的、和而泰、公牛、追觅、全志、涂鸦、爱立信、澎湃微、晟矽微、地平线等30多家企业的相关专家。


第十期沙龙着重探讨了智能家居无线连接技术与协议标准化方面的问题,共有来自美的、泰达、Wistron、泰凌等20多家企业的相关专家参与。


无论从用户需求推导,从科技巨头布局观察,从产业趋势演变跟踪,都共同指向一个方向—元宇宙大趋势。芯智库相约芯期二(第十一期)沙龙头号世界2.0元宇宙系列沙龙从总而论之,到各环节专项,到最后的元宇宙大会,都热烈欢迎上下游产业同仁参与。本期相约芯期二活动,我们将线上线下结合,召集元宇宙达人们共同开启元宇宙深度研究和合作之征程!


6月7日(本周二)芯智库第十一期沙龙将在线上举办,期待与你一起参与交流!报名通道持续开放,扫描下方二维码了解报名详情。





如有疑问可添加工作人员微信




关于芯智库


芯智库是由天风研究和芯片超人发起成立的中国半导体产业的专家智库和高端圈子。结合芯片超人深度扎根产业的优势和天风研究在各行业的体系化研究优势,以打造芯片专家智库和芯片专家圈为起点,进一步通过深度访谈和立体化跟踪打造各领域的企业库、项目库、资源库、数据库、产业图谱和指数化趋势分析。(了解更多芯智库相关信息可查阅芯智库成立:我们决定连接芯片行业的一切




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