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1、第一章、智能家居概况一、智能家居定义智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。二、智能家居的发展演变智能家居作为一个新生产业，处于一个导入期与成长期的临界点，市场消费观念还未形成，但随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。智能家居至今在中国已经历了20
2、多年的发展，从人们最初的梦想，到今天真实的走进我们的生活，经历了一个艰难的过程。智能家居在中国的发展大致可分为四个阶段，分别是萌芽期、开创期、徘徊期、融合演变期。萌芽期/智能小区期（1994年-1999年）这是智能家居在中国的第一个发展阶段，整个行业还处在一个概念熟悉、产品认知的阶段，这时没有出现专业的智能家居生产厂商，只有深圳有一两家从事美国X-10智能家居代理销售的公司从事进口零售业务，产品多销售给居住国内的欧美用户。 开创期（2000年-2005年） 国内先后成立了五十多家智能家居研发生产企业，主要集中在深圳、上海、天津、北京、杭州、厦门等地。智能家居的市场营销、技术培训体系逐渐完善起来
3、，此阶段，国外智能家居产品基本没有进入国内市场。徘徊期（2006-2010年）2005年以后，由于上一阶段智能家居企业的野蛮成长和恶性竞争，给智能家居行业带来了极大的负面影响：包括过分夸大智能家居的功能而实际上无法达到这个效果、厂商只顾发展代理商却忽略了对代理商的培训和扶持导致代理商经营困难、产品不稳定导致用户高投诉率。行业用户、媒体开始质疑智能家居的实际效果，由原来的鼓吹变得谨慎，市场销售也几年出来增长减缓甚至部分区域出现了销售额下降的现象。2005年-2007年，大约有20多家智能家居生产企业退出了这一市场，各地代理商结业转行的也不在少数。许多坚持下来的智能家居企业，在这几年也经历了缩减规
4、模的痛苦。正在这一时期，国外的智能家居品牌却暗中布局进入了中国市场，而活跃在市场上的国外主要智能家居品牌都是这一时期进入中国市场的，如罗格朗、霍尼韦尔、施耐德等。国内部分存活下来的企业也逐渐找到自己的发展方向，例如天津瑞朗，青岛爱尔豪斯，海尔，科道等。融合演变期（2011-今）进入2011年以来，市场明显看到了增长的势头。智能家居的放量增长说明智能家居行业进入了一个拐点，由徘徊期进入了新一轮的融合演变期。进入到2014年以来，各大厂商已开始密集布局智能家居，尽管从产业来看，业内还没有特别成功的案例显现，这预示着行业发展仍处于探索阶段，但越来越多的厂商开始介入和参与已使得外界意识到，智能家居的趋
5、势已不可逆转。三、智能家居产业链（1）上游智能家居行业上游包含芯片厂商（通讯协议）、操作系统、中间件厂商（传感器）三个核心环节。芯片环节是智能家居行业最核心环节，芯片直接反应技术路线特点和产品性能。操作系统是智能家居区别于传统家居的关键环节。传感器是智能家居收集信息，实现智能化的必备环节。（2）中游智能家居行业中游包含智能控制终端产品和智能控制中心两个核心环节。智能控制终端产品环节的竞争焦点在于掌握智能互联终端产品核心技术，从而快速推出多种系列终端产品。从开发能力来看，国内智能控制类厂商在智能控制领域已然具备一定的技术优势，智能终端产品线接近成型。智能控制中心环节的产品体现形式为：智能家庭网关
6、，可以简单理解为将各种安装了智能控制器家电系统的集合。主要功能：实现智能家居内网信息集成和对外信息传输，所有配置的智能家居终端产品与智能家庭网关之间，具备双向实时通信功能，同时智能网关肩负着与用户移动终端进行控制信息交互的功能。此环节是互联网类公司竞争的焦点，其核心思想是通过掌握智能家庭网关，实现对互联网交互入口的掌控，类似于另一种形式的“互联网入口之争”。（3）下游智能家居行业下游最终体现的是用户接口，智能家居信息最终通过app应用程序将信息进行集成并可视化提供给用户，实现24小时实时监控和智能控制。智能家居运营商基于这个入口，提供智能家居下游的内容和运营服务。四、智能家居产业发展存在的问题
7、（1）缺乏统一行业标准智能家居集成了综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术等。目前，总线控制方式主要有：KNX/EIB，RS485，电力载波等，无线控制方式主要有：RF(315M/433M)、ZWave、ZigBee、蓝牙、WIFI、红外等。由于智能家居行业没有国际上统一的标准，导致智能家居企业采用的技术标准与协议都不同。虽然每个控制方式都有成千上万种产品支持，但同一控制方式的产品并不能实现互联互通。家电厂商并不在意统一的标准，总是希望用户购买更多自家的产品及服务，封闭性也代表了一种营销手段，目前智能家居领域尚没有出现明确统一标准的迹象。例如：三星和LG在CES均推
8、出了全套的智能家居系统，三星的智能家居系统名为Smart Home，消费者在家中可以将各种设备通过网络相连接，然后可以很容易的通过智能手机、平板电脑、智能手表甚至是智能电视来控制家中的智能家居系统。但其智能家居系统中接入的都是自己的产品，其规划中有第三方产品接入的一步，但可以看出他们的平台主要目的还是为了推自己的家电产品，而不在于纯粹的做平台。（2）同质化问题日趋明显目前，中国市场上的智能家居产品越来越多，给用户带来了全新的智能生活体验，但问题也随之而来，那就是产品的同质化。越来越多的企业涌入智能家居行业，无论是互联网公司、硬件厂商、芯片厂商，还是传统的小微企业和创业者，都不愿意错过这一波智能
9、家居浪潮，想要分得智能家居市场的一块蛋糕。但是，智能家居属于高新技术企业，需要强大的技术研发和创新支撑，盲目的投入智能家居行业而没有核心技术和行业的积累，做所谓的轻智能化产品是目前智能家居行业的普遍现象。（3）价格不亲民，智能家居仍是高档货对于消费者来说，智能家居的功能还停留在“手机遥控+语音控制+互联网”的初级阶段。然而，“智能”产品的价格往往都是普通产品的数倍，让不少消费者望而却步。例如：“一个有睡眠唤醒功能的智能灯泡，标价400多元，只有一套插孔的智能插座将近200元，普通的飞利浦的多功能插座售价才不到100元。”创维集团总裁杨东文曾表示：一般而言，产品的售价和普及速度遵循“倍数规律”，
10、当智能产品价格是传统、功能性产品1.2倍的时候，产品的普及速度会非常快。“现在这个倍数大概是2倍、3倍”，这让很多智能产品在市场上仍是“小众”的高端产品。（4）产品不成熟、体验差从理论上说，智能家居产品应该能够实现用户在任何时间、任何地点操控和获得所需要的服务，以这个标准来看，目前智能家居产品可能还差的很远。市场上的产品相比于消费者的需求仍然不够成熟，消费者的购买意愿不强烈。同时使用体验也不够好，售后服务差，再次购买的动力不足。五、市场空间 根据中国产业信息网测算，我国智能家居潜在市场规模约为 5.8 万亿元，发展空间巨大。其中，家电类智能家居产品市场份额最高，市场占比超过 70%。但是由于产
11、品价格和功用性等问题，家电类智能家居设备整体增速较慢。另一方面，智能照明、家用摄像头等小型产品不仅价格较低，而且能够满足消费者的即时需求，因此市场增速较快。预计我国智能家居市场未来 3-5 年的整体增速约为 13%，市场爆发时点尚未到来。 全球智能家居市场规模在2014年达410亿美元，增速逐渐趋缓，预计仍然维持每年约80亿美元的增速，2018年市场规模将达到710亿美元。中国的智能家居市场逐渐成为全球智能家居市场增长重心，占全球智能家居比重有望从2014年的11%提升到2018年的31%。（数据来源：中国产业信息网）第二章、智能家居发展方式智能家居包含通讯、硬件、软件三个环节，切入智能家居行
12、业一般也是选择其中的一个或两个。一、通讯通讯是智能家居的重要组成部分。智能家居通讯分为有线和无线两种，有线的需要布线，相对要复杂一点，价格方面也会高许多，无线的即插即用，安装简易。在智能家居领域应用较多的无线通讯协议是wifi和zigbee。（一）Wifi协议（1）技术解析Wifi协议是生活中最常见的无线协议，采用的是2.4G免费频段，直接连入互联网，手机下载APP，就可以直接进行控制。Wifi只支持星型网络拓扑结构，通过多基站的方式实现网络空间拓展。协议稳定性、安全性比较差，容易断开连接，被人破解。在功率消耗上面能耗巨大，假如家里面安装了许多的wifi产品，那么一个月下来用电量都不可小观。W
13、ifi设计只有16个信道，而且其中有一个是占用的，理论上是可以连接15个产品但是实际中连接10个就极不稳定了。一个家庭产品上面远远不止10个。Wifi的穿墙能力和衍射能力较弱等等。这些方面就足以说明wifi不适合做智能家居系统，但是就因为价格便宜，协议简单的原因，所以很多厂家用wifi协议来做智能单品，而且销量很可观。也正因为wifi本身设计就是为了无线传输大数据的原因，所以能够解决目前的无线协议无法进行摄像头数据的传输，所以在智能家居系统中，电子门铃和摄像头只能是走wifi协议或是有线连接的方式。（2）技术应用目前的“智能家电”大多都是采用无线WiFi的联网方式，特别是智能电视、智能烤箱、智
14、能空调、智能电饭煲等智能单品。小米的做法就是利用单品进入家庭，然后做一个超级APP把路由器、电视、插座、手环等一系列单品全部纳入其中，就这样抢占智能家居市场。市面上的智能单品大多是走wifi协议的，包括阿里智能、JD+等智能生态中的产品。WiFi协议的核心是WIFI模块或WIFI芯片，高端产品采用WIFI芯片，低端产品采用WIFI模块，预计WiFi芯片2016年的总出货量将达到1亿颗。WIFI芯片出货量的迅速增长，也带来了芯片价格的快速下降，由2013年的40元降低到现在的6元。（二）ZigBee协议 （1）技术解析 ZigBee网络主要是为了工业现场自动化控制数据而建立的。对于井下定位，停车
15、场车位定位，室外温湿度采集，污染采集非常具有吸引力。在智能家居领域，ZigBee协议也是公认的目前最适合的协议之一。基于IEEE802.15.4标准定义了phy和mac。Phy制定了实体层规范，通讯速度50-250KB，Mac规范定义无线信号如何共享空中通道。ZigBee介质存取层网络拓扑结构多样。分为星状拓扑结构，树状拓扑结构和网状拓扑结构。ZigBee协议发送数据包时必须等待对方的接收信息，确认信息回复。如果没有确认，会重新寻找通讯对象，确定彼此间的通讯，对原有的网络进行刷新。运用动态路由结合网状拓扑结构很好的解决传输问题，在传输过程中遵循“梯度法”传输，即最近的进行传输。在信号传输方面，
16、ZigBee的每一个产品都是一个中继器，产品之间信号可以连跳7次，所以ZigBee协议节点具有多大65000个，但是实际应用中200-300个节点时稳定性上就会衰减。ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。采用扩频技术对ZigBee的抗干扰能力进行了改进和完善，可以起到避开干扰的作用。当系统网络受到干扰时，整个网络整以动态的切换到另一信道上。在安全性上面采用AES128位高级加密法，确保了整个系统的安全可靠。综上所述：ZigBee协议具有自组网能力，安全性，可靠性，抗干扰能力，自我恢复能力都比较强。具有极低的功耗。在国内选用2.4G频段通讯，所以ZigBee协议的穿墙能力和衍射能力较弱，传输距离只有20米，传输数据上面50-25
