智能家居风潮正盛，让专家带您跟紧最新市场和技术趋势

面对智能家居如此火热的领域，《国际电子商情》杂志推出了“智能家居”封面故事话题。芯科科技（SILICON LABS）也受邀参与了本次话题讨论。

智能家居“不智能”亟需新的商业模式
所谓智能家居，是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

“在过去的几年里，智能家居生态链已经实现了显著的发展和改善，但它仍没有成熟到刺激消费者大规模采用智能家居产品。” Silicon Labs物联网解决方案资深市场经理Wennie Allen表示，智能家居生态链涉及许多利益相关者，包括上游的芯片和软件供应商，以及中下游的联网设备制造商、平台提供商、零售商、服务提供商和大数据云提供商。在与家庭用户开展合作时，每个相关供应商的需求都有所不同。

无线协议和应用层的互通性是主要瓶颈
从产业链来看，智能家居产业可分为上游、中游和下游。上游零部件主要包括芯片、传感器、无源器件和电路板等，而芯片是最核心的环节，直接反映了技术应用和产品性能；中游环节包括智能控制终端产品、智能控制中心、数据传输模块和处理模块等；下游终端是产成品，包括智能调温器、家用电器、照明、安防和小型智能单品等。

目前，单一的智能产品市场占有率不断提升，如智能冰箱、空调、电视等产品众多，然而成套的智能家居系统和解决方案并不多。智能家居产业链薄弱与高速发展的市场严重不匹配。“智能家居从上游到下游的整个生态链都面临着挑战。”Wennie Allen举例称，例如，上游市场遭受着四分五裂之苦，而且在无线网络协议栈之间缺乏互通性。中游市场面临类似的情况，用于集中器、路由器和网关的标准和协议各有不同。网关制造商也需要集成多种多样的、相互竞争的技术，同时要确保在不同的产品间可以无缝地通信。下游市场甚至更复杂，拥有许多相互竞争的、不同类型的终端产品和家庭生态系统。

从最终用户的体验来看，智能家居是一个非常复杂的环境，饱受从智能恒温器到智能照明系统，再到用于安全系统和智能家电的无线传感器等不同产品的互通性问题困扰，许多这样的智能家居产品的安装和使用很复杂。
 
Wennie Allen认为，无线协议和应用层上的互通性是当今智能家居市场面临的主要瓶颈。“许多不同的技术正在向联网家庭这个方向汇聚，可选的连接技术包括Wi-Fi，Bluetooth low energy，用于网状网络的ZigBee和Thread，以及Sub-GHz专有协议，不同的技术满足不同的需求。”Wennie Allen表示，必须考虑如何让硬件和软件单元互相通信以确保实现互通性。

“应用层上的统一标准是智能家居市场成功的必要条件。”Wennie Allen表示，目前，市场上有20多个不同的、竞争性的应用层标准，这种分裂正阻碍着可互通的智能家居产品的推出。这也是市场上仅有相对较少的大型OEM可提供一整套互通的智能家居产品的重要原因。“这个问题没有简单的解决方案，它需要供应链的所有环节和各个标准组织花费更多的时间和精力在市场上去推动融合和互通。”Wennie Allen称，“Silicon Labs在与诸如开放连接基金会（OCF）等许多重要的标准组织密切合作。我们的目标是协助统一各种竞争性标准，以推动智能家居市场中的互通性。在未来五年，我们有望看到针对智能家居应用的特殊需要，围绕一系列关键标准而进行的应用层和无线协议的一种融合和整合。”

安全性是推动智能家居的另一关键
Wennie Allen也表示，智能家居的安全性是另一个关键问题。“可以展望的是，恶意控制下的数百万、甚至数十亿部联网设备可能带来极其严重的后果。智能家居的开发人员已经意识到物联网领域中各个层面都需要这种安全性，但是对于现今的大多数开发人员来说，还不能提供具有足够安全性的元器件和流程。因此，为嵌入式系统添加先进安全功能是很自然的事情，以进一步加快智能家居行业的发展。”Wennie Allen说，目前，包括Silicon Labs在内的许多嵌入式元器件供应商正在实现对安全技术的集成，如对MCU和无线SoC进行片上硬件加密，这些技术曾经都是专为消费产品中最昂贵的安全设备而定制的。

无线SoC和微控制器是两大机遇
虽然目前智能家居市场最为热闹的是下游设备厂商和资本市场，但不可否认的是，智能家居的技术门槛使得下游设备厂商在布局智能化产品时不得不依靠上游的智能硬件及技术。作为智能家居产业的核心环节，上游芯片厂商又有何布局?他们又将如何推动智能家居产业的发展?
 
“在智能家居应用中，为确保设备至设备的互通性，一个快速崛起的趋势就是使用能够‘讲’多种无线语言的多协议SoC”Wennie Allen介绍称，这种类型的系统级芯片（SoC）实现支持各种无线标准是关键性的第一步，确保支持这些标准的各种联网设备之间的互通性。不过，Wennie Allen同时也指出，这要求SoC器件必须有足够的闪存空间，以能够在固件中存储多种协议栈，并能够在设备加入网络时支持其在各种协议之间实现动态切换。同样重要的是应用层软件，它将最终用户连接至硬件。这种面向多协议连接的、统一的硬件和软件，可承诺在许多不同的智能家居设备之间实现互通性，从照明器材到无线传感器节点，再到致动器。
 
针对智能家居市场，Silicon Labs的策略是通过提供能够支持多种无线协议的同一个具有高性价比和灵活性的SoC器件，支持多协议无线平台实现网络的互操作性。为了帮助客户简化设计工作，并加速产品的上市时间，Silicon Labs致力于提供开发综合性联网家庭产品所需的关键芯片元器件、软件协议栈和工具。Wennie Allen称，Silicon Labs提供一个丰富的产品组合，包括超低功耗8位和32位微控制器、多通信协议和多频段无线SoC（支持用于网状网络的ZigBee和Thread，以及Bluetooth low energy和Sub-GHz专有协议）；以及大量用于无线感测应用中的光学和环境传感器。“我们除了提供硬件，也为智能家居客户在其云连接应用的软件方面提供帮助。”

众所周知，联网家庭应用主要包括两个类别：第一类应用是控制和监测，包括终端用户通过其移动设备去远程开关家庭中的智能设备，如灯或空调系统；第二类应用是遥测，即从家中的传感器去收集诸如温度、湿度和电量使用情况等关键数据。目前，Silicon Labs提供的解决方案支持智能家居客户去实现这两类应用。“这些领域的目标智能家居应用包括部署于家电设备和安全系统中的联网照明、智能恒温器和无线传感器等。”Wennie Allen说。

Wennie Allen称，Silicon Labs为智能家居客户带来的一个关键优势就是“简便”，具体体现在Simplicity Studio开发环境中。此外，Silicon Labs提供综合性的、易用的参考设计来加速诸如联网照明和智能家居传感器等应用的开发。

目前，Silicon Labs不仅为联网照明品牌制造商提供无线SoC和模块，并且其芯片也被大量应用于智能表计、恒温器、安全设备和智能门锁等产品上。在Wennie Allen看来，智能家居终端产品，如网关、传感器和联网照明用品等是市场的动力。另外，全球市场对ZigBee产品的需求强劲，尤其是来自于联网照明设备制造商的需求。

未来5年智能家居或进入人们的生活
至于智能家居何时能真正落地并广泛进入到人们的生活，Wennie Allen表示，消费者对智能家居产品的真正大规模使用还需要好几年的时间。行业必须解决阻碍智能家居产品大规模部署的众多挑战，例如互通性、无线网络和应用层标准的融合、易用性和家庭网络的安全性等。对于那些处于供应链任何环节的单个公司来说，解决这些挑战都是力所不及的。“走向成功需要整个行业共同的努力来实现标准化，并朝着共同的解决方案携手工作。在未来5年内行业有可能实现一定程度的整合，以助力推动智能家居产品的广泛采用。

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