一文读懂智能家居与智能建筑！


智能家居是一种住宅，使用互联网连接的设备，来实现对照明和供暖等系统的远程监控和管理。

一文读懂智能家居与智能建筑！

智能家居技术，也常被称为家庭自动化或domotics(源自拉丁语“domus”，意为“家”)，允许房主通过智能手机或其他联网设备上的智能家居应用程序控制智能设备，从而为他们提供安全、舒适、方便和节能的服务。作为物联网(IoT)的一部分，智能家居系统和设备通常一起运作，它们之间共享消费者使用数据，并根据房主的偏好自动操作。

智能家居技术的示例

技术进入家庭空间的几乎生活的每个方面（灯泡、洗碗机等）都出现了智能家居替代方案：

• 智能电视连接到互联网，通过应用程序访问内容，如点播视频和音乐。一些智能电视还包括语音或手势识别功能。

• 除了能够远程控制和定制之外，智能照明系统，如Philips的Hue，还可以检测到房间内的居住者，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，如Nest Labs Inc.的Nest，带有集成Wi-Fi，允许用户安排、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，自动修改设置，为住户提供最大程度的舒适和效率。智能恒温器还可以报告能源使用情况，提醒用户更换过滤器等。

• 使用智能锁和车库门开启器，用户可以允许或拒绝访客进入。智能锁还可以检测附近的居民何时靠近，并打开门。

• 使用智能安全摄像头，居民可以在外出或度假时监控自己的家。智能运动传感器还能够识别居民、游客、宠物和窃贼的区别，如若发现可疑行为，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计时器来浇水。

• 各种厨房用具一应俱全，包括可以在特设时间内自动冲泡新鲜杯子的智能咖啡机;智能冰箱可以记录保质期、制作购物清单，甚至根据已有的食材制作食谱;较慢的炊具和烤面包机;以及洗衣房里的洗衣机和烘干机。

• 例如，家用系统监视器可以感应到电涌并关闭电器，或感应到水故障或管道结冰并关闭水龙头，这样地下室就不会被淹没。

智能家居的优缺点


家庭自动化最受吹捧的好处之一是让房主安心，允许他们远程监控自己的家，避免了诸如忘记开咖啡壶或前门未上锁等危险。

“家”对老年人也有好处，其提供的监测可以帮助老年人舒适安全地呆在家里，而不是搬到养老院或需要24/7的家庭护理。

智能家居可以便捷地满足用户的喜好。例如，用户可以通过编程打开车库门、打开灯、打开壁炉，以及在他们到达时播放最喜欢的音乐。

家庭自动化还有助于消费者提高效率。智能家居系统无需整天开着空调，而是通过学习行为，确保在房主下班回家时，房子已经冷却下来。家用电器也是如此。有了智能灌溉系统，草坪只会在需要时浇灌，并且浇灌所需的确切水量。通过家庭自动化，能源、水和其他资源得到了更有效的利用，这有助于为消费者节省自然资源和金钱。

然而，家庭自动化系统一直难以成为主流，部分原因在于其技术性质。智能家居的一个缺点是其被认为很复杂;有些人对技术有困难，或者一遇到不便就放弃。智能家居制造商和联盟正在努力降低复杂性，改善用户体验，使其对所有类型和技术水平的用户都感到愉快和有益。

为了使家庭自动化系统真正有效，设备必须是可互操作的。无论制造商如何，使用相同的协议，或至少是互补的协议。由于这是一个相对较新的市场，目前还没有家庭自动化的黄金标准。然而，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.2016年的一份报告发现，80%的美国消费者担心其智能家居数据的安全性。如果黑客能够渗透智能设备，他们就有可能关掉电灯和警报并解锁门，从而使家庭毫无防备地遭到闯入。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。2016年10月，Mirai物联网僵尸网络通过一系列分布式拒绝服务(DDoS)攻击，以安全性差的摄像头、DVR和路由器为入口点，使部分互联网瘫痪。

除了家庭安全，许多智能家居的反对者担心数据隐私问题。NTT Data的报告发现，73%的消费者担心智能家居设备共享数据的隐私。虽然智能家居设备和平台制造商可能会收集消费者数据，以便更好地定制他们的产品，或为客户提供新的和改进的服务，但信任和透明度对于希望获得新客户的制造商来说至关重要。

智能家居如何工作


新建的住宅通常都带有智能家居基础设施。另一方面，老房子可以用智能技术进行改造。虽然许多智能家居系统仍在运行X10或Insteon，但蓝牙和Wi-Fi已经越来越流行。

Zigbee和Z-Wave是目前使用中最常见的两种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Z-Wave的探测距离为30米，而Zigbee的探测距离为10米，且Zigbee通常被认为是两者中更复杂的一个。Zigbee芯片来自多家公司，而Z-Wave芯片仅来自Sigma Designs。

智能家居不是完全不同的智能设备和设备的集合，而是协同工作以创建可远程控制的网络。所有设备都由一个主家庭自动化控制器控制，通常被称为智能家居中心。智能家居中心是一种硬件设备，作为智能家居系统的中心点，能够感知、处理数据和无线通信。其将所有不同的应用程序组合成一个智能家居应用程序，房主可以远程控制。智能家居中心的例子包括 Amazon  Echo、 Google Home  、InsteonHubPro、SamsungSmartThings和WinkHub。

一些智能家居系统可以从头开始创建，例如，使用RaspberryPi或其他原型板。还有一些可以作为捆绑的智能家居套件(也被称为智能家居平台)购买，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，在下午6点降下百叶窗，而触发事件则取决于自动化系统的操作;例如，当主人的智能手机靠近门时，智能锁就会解锁，智能灯就会亮起来。

机器学习和人工智能(AI)在智能家居系统中越来越受欢迎，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，如Amazon Echo或 Google Home  ，包含智能助理，可根据居民的偏好和模式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。各种形状和规模的企业、商业、工业和住宅建筑——包括办公楼、摩天大楼、公寓楼以及多租户办公室和住宅——都正在部署物联网技术，以提高建筑效率，降低能源成本和环境影响，并确保安全，同时提高居住者的满意度。

智能家居中使用的许多智能技术也应用在智能建筑中，包括照明、能源、供暖和空调，以及安全和楼宇门禁系统。

例如，智能建筑可以通过检测房间里有多少人的传感器来降低能源成本。温度可以自动调节，如果传感器检测到会议室有人，则打开冷气；如果都离开了，则可以降低温度。

智能建筑也可以连接到智能电网。智能建筑构件和电网可以互相“交谈”和“倾听”。借助这项技术，能源分配可以得到有效的管理，维护可以主动处理，电力中断也可以更快的响应。

除了这些好处之外，智能建筑还可以为建筑业主和管理人员提供预测性维护的好处。例如，当使用传感器监测到肥皂或纸巾使用不足时，清洁工可以补充厕所用品。或者可以预测建筑制冷、电梯和照明系统的维护和故障。

智能家居的起源


随着1975年X10（家庭自动化通信协议）的发布，智能家居（曾经是TheJetsons的白日梦）应运而生。X10将120kHz的射频(RF)数字信息发送到家庭现有的电线到可编程插座或开关。这些信号向相应的设备发送命令，控制设备如何以及何时运行。例如，发射器可以沿着房屋的电线发送信号，告诉设备在特定的时间打开。

然而，由于电线的设计并不是为了免受无线电波段“噪音”的影响，X10并不总是完全可靠的。信号会丢失，且在某些情况下，信号不会穿过连接在不同极性上的电路。这是在将220伏服务分成一对100伏馈电时产生的，这在美国很常见。此外，X10最初是一种单向技术，所以虽然智能设备可以接受命令，但无法将数据传回中央网络。所以，后来双向X10设备出现了，尽管成本更高。

当家庭自动化公司Insteon于2005年出现时，其引入了将电线与无线信号相结合的技术。此后出现了包括Zigbee和Z-Wave在内的其他协议，以应对X10容易出现的问题，尽管X10至今仍是广泛安装的通信协议。

Nest Labs成立于2010年，并于2011年发布了第一款智能产品Nest学习恒温器。该公司还开发了智能烟雾/一氧化碳探测器和安全摄像头。2015年被谷歌收购，同年成为AlphabetInc.的子公司。

2012年，智能家居公司(SmartThingsInc.)发起了一场Kickstarter众筹活动，为其智能家居系统筹集了120万美元资金。2013年8月上市，2014年被三星收购。

最近，包括亚马逊、苹果和谷歌在内的公司都发布了自己的智能家居产品和智能家居平台，包括Amazon Echo, Apple HomeKit 和 Google Home.