智能家居或楼宇家庭自动化

2021-05-25

智能家居或楼宇家庭自动化

智能家居是使用联网设备来远程监控和管理电器和系统（例如照明和暖气）的住宅。

智能家居技术通常也称为家庭自动化，通过允许他们控制智能设备（通常是通过智能家居应用程序）来为房主提供安全性，舒适性，便利性和能源效率智能手机或其他联网设备。作为物联网（IoT）的一部分，智能家居系统和设备通常一起运行，在彼此之间共享消费者使用数据，并根据房主的偏好自动执行操作。

智能家居技术示例

技术进入家庭空间的几乎每个方面（灯泡，洗碗机等）都看到了智能家居替代品的引入：

智能电视连接到互联网，以通过诸如点播视频和音乐之类的应用程序访问内容。一些智能电视还包括语音或手势识别。

除了可以远程控制和定制之外，智能照明系统还可以检测到有人在房间内，并根据需要调整照明。智能灯泡还可以根据日光的可用性进行自我调节。

智能恒温器带有集成的Wi-Fi，可让用户安排，监控和远程控制家庭温度。这些设备还可以学习房主的行为，并自动修改设置，为居民提供最大的舒适度和效率。智能恒温器还可以报告能源使用情况，并提醒用户更换过滤器等。

使用智能锁和车库门开启器，用户可以授予或拒绝访问者的访问权限。智能锁还可以检测居民何时在附近并为他们解锁门。

借助智能监控摄像头，居民可以在外出或度假时监视他们的房屋。智能运动传感器还能够识别居民，访客，宠物和小偷之间的区别，并且如果检测到可疑行为，则可以通知当局。

宠物护理可以通过连接的喂食器实现自动化。室内植物和草坪可以通过连接的计时器浇水。

提供各种厨房用具，包括智能咖啡壶，它们可以在编程的时间自动冲泡新鲜的杯子；智能冰箱，可以跟踪到期日期，制定购物清单，甚至根据当前的食材创建食谱；较慢的炊具和烤面包机；以及洗衣间，洗衣机和烘干机。

例如，家用系统监控器可能会感测到电涌并关闭电器，或感测到水故障或冰冻管道并关闭水，从而使地下室不会泛滥。

智能家居的利与弊

家庭自动化最受吹捧的好处之一就是让房主安心，使他们能够远程监控房屋，以应对诸如遗忘的咖啡壶或未锁上前门等危险。

家庭自动化还可以帮助消费者提高效率。智能家居系统无需整天离开空调，而是可以学习行为，并确保在房主下班回家时房屋已被冷却。家电也是如此。使用智能灌溉系统，仅在需要时以所需的确切水量浇水。通过家庭自动化，可以更有效地利用能源，水和其他资源，这有助于为消费者节省自然资源和金钱。

然而，部分由于其技术特性，家庭自动化系统一直在努力成为主流。智能家居的一个缺点是它们的复杂性。有些人在技术上有困难，或者会在不便之处放弃它。智能家居制造商和联盟正在努力降低复杂性并改善用户体验，以使各种类型和技术水平的用户都可以享受并受益。

为了使家庭自动化系统真正有效，无论制造商如何，设备都必须可互操作，并且使用相同的协议，或者至少使用互补协议。由于这是一个相对较新的市场，因此尚无家庭自动化的金标准。但是，标准联盟正在与制造商和协议合作，以确保互操作性和无缝的用户体验。

另一个主要问题是智能家居安全。NTT Data Corp.在2016年的一份报告发现，美国80％的消费者担心其智能家居数据的安全性。如果黑客能够渗透到智能设备中，则他们有可能会关闭电灯和警报并解锁门，从而使家中无力入侵。此外，黑客可能会访问房主的网络，从而导致更严重的攻击或数据泄露。

除了家庭安全以外，许多智能家居反对者还担心数据隐私。NTT数据报告发现73％的消费者担心其智能家居设备共享的数据的隐私性。尽管智能家居设备和平台制造商可能会收集消费者数据以更好地定制其产品或为客户提供新的和改进的服务，但信任和透明性对于希望获得新客户的制造商至关重要。

智能家居的工作方式/智能家居的实施

新建房屋通常是采用适当的智能家居基础设施来建造的。另一方面，较旧的房屋可以使用智能技术进行翻新。尽管许多智能家居系统仍可以在X10或Insteon上运行，但蓝牙和Wi-Fi已变得越来越流行。

Zigbee和Z-Wave是当今使用的两种最常见的家庭自动化通信协议。两者都使用 网状网络技术，短距离，低功率无线电信号来连接智能家居系统。尽管两者都针对相同的智能家居应用，但是Z-Wave的射程为30米，而Zigbee的射程为10米，Zigbee通常被认为是两者中较为复杂的一种。Zigbee芯片可从多家公司获得，而Z-Wave芯片仅可从Sigma Designs获得。

智能家居不是各种智能设备和电器的集合，而是可以协同工作以创建可远程控制的网络的智能家居。所有设备均由家庭自动化主控制器（通常称为智能家庭集线器）控制。智能家居集线器是一种充当智能家居系统中心点的硬件设备，能够感应，处理数据并进行无线通信。它将所有不同的应用程序合并到一个可由房主远程控制的单个智能家居应用程序中。

可以使用原型板从头开始创建一些智能家居系统。可以作为捆绑的智能家居套件（也称为智能家居平台）购买其他套件，其中包含启动家庭自动化项目所需的部件。

在简单的智能家居场景中，事件可以定时或触发。定时事件基于时钟，例如，下午6:00降下百叶窗，而触发事件则取决于自动化系统中的动作；例如，当所有者的智能手机接近门时，智能锁将解锁，并且智能灯会亮起。

机器学习和人工智能（AI）在智能家居系统中变得越来越流行，从而使家庭自动化应用程序能够适应其环境。例如，语音激活系统包含虚拟助手，这些助手可以根据居民的喜好和模式来学习和个性化智能家居。

智能建筑

虽然每个智能家居都是智能建筑，但并不是每个智能建筑都是智能家居。各种形状和大小的企业，商业，工业和住宅建筑-包括办公室，摩天大楼，公寓建筑以及多租户办公室和住宅-正在部署IoT技术以提高建筑效率，降低能源成本和环境影响并确保安全性，以及提高乘员满意度。

智能家居中使用的许多相同的智能技术都已部署在智能建筑中，包括照明，能源，供暖和空调以及安全和建筑物访问系统。

例如，智能建筑可以使用传感器检测房间中有多少人，从而降低能源成本。温度可以自动调节，如果传感器检测到会议室已满，则打开冷空气，或者如果办公室中的每个人都回家，则将热量调低。

智能建筑还可以连接到智能电网。在这里，智能建筑组件和电网可以彼此“交谈”和“聆听”。借助该技术，可以有效地管理能源分配，可以积极地进行维护，并且可以更快地响应停电。

除了这些好处之外，智能建筑还可以为建筑物所有者和管理人员提供预测性维护的好处。例如，当使用传感器监控肥皂或纸巾分配器的电量不足时，看门人可以重新补充洗手间用品。或者可以预测建筑物制冷，电梯和照明系统的维护和故障。

智能家居的起源

随着1975年发布的用于家庭自动化的通信协议X10，智能家居（曾经是Jetsons的梦想）得以实现。X10将120 kHz射频（RF）数字信息脉冲串发送到房屋现有的电线上，并将其发送到可编程的插座或开关。这些信号将命令传送到相应的设备，以控制设备的工作方式和时间。例如，发射器可以沿着房屋的电线发送信号，告诉设备在特定时间开启。

但是，由于电气布线的设计并未消除无线电频段的“噪声”，因此X10并非总是完全可靠的。信号将丢失，并且在某些情况下，信号将不会穿过以不同极性接线的电路，此外，X10是最初是一种单向技术，因此，尽管智能设备可以执行命令，但它们无法将数据发送回中央网络。但是，后来有两路X10设备问世，尽管成本更高。

当家庭自动化公司Insteon在2005年出现时，它引入了将电线与无线信号相结合的技术。此后出现了其他协议，包括Zigbee和Z-Wave，以解决X10容易出现的问题，尽管X10至今仍是一种广泛安装的通信协议。