办公灯 吊线？物联网生长促进人工智能进入情境感知的智能家居

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物联网生长促进人工智能进入情境感知的智能家居

2022-02-25    

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　　无论是市场上的装备数目照样安装装备的家庭数目，智能家居在已往十年中一直保持着连续增进。Futuresource Consulting最近的统计数据显示，今年智能家居装备的全球零售营业收入将到达60亿美元，预计到2022年营业收入将有望增至三倍。

　　这种快速增进与Amazon Alexa、Apple Siri和Google Home等语音助手的普及直接相关。由于这些语音助手接纳了简朴直观的控制装备方式，因此它们正在提高消费者对智能家居的兴趣。然而它们具有有限的内置智能能力。

　　随着智能家居产物开发的生长，工程师需要构建加倍适合消费者及其生涯环境的产物。为了捉住智能家居装备的新时机，制造商既要战胜庞大的手艺挑战，又要同时思量产物成本和上市时间。

　　当前，我们比以往任何时刻都更靠近一个情境感知智能家居，其应用能够通过传感手艺检测用户靠近度或环境因素，然后自动响应并顺应家庭和环境转变。情境感知应用依赖于无线毗邻到系统中的传感器，来网络有关家庭、栖身者和其他条件的数据，然后在算法和人工智能(AI)中使用这些数据以提高用户与装备交互的质量。这种智能数据的使用水平可以确立智能家居环境，允许用户使用最少的语音下令控制周围区域，并使得智能家居能够更自动的调整它的装备。

　　新手艺使用栖身者出席、位置和其他环境信息(例如温度或湿度)来提供情境厚实的应用和服务，展望用户需求并基于状态感知去激活照明、恒温器和其他智能家居装备。这些由人工智能和智能传感器装备驱动的情境感知的智能家居应用只有在芯片级手艺增强的情形下才有可能实现，这些手艺增强能够实现更长的电池寿命、更远的通讯距离、更强的智能边缘盘算、以及更高的平安品级。

　　新型传感器

　　智能家居中的情境数据来自家庭中的装备，例如物体感应传感器、可穿着装备、温度和平安传感器、以及网络室外数据的环境传感器。

　　今天的智能家居专注于控制和治理，允许用户和房主去执行下令来打开灯、调治温度、看看谁在家。这些功效基于毗邻智能家居装备的种种无线协议，包罗Wi-Fi、Bluetooth、Thread和Z-Wave。这些通讯协议中的每一种都提供一组功效，而且装备制造商选择的协议能够影响装备在智能家居环境中的操作方式，以及智能操作的能力。

　　这些无线手艺中的每一种都有利有弊。以下是一些潜在的限制：大多无线装备接纳电池供电;通讯距离短，需要扩展器;较低的处置能力以削减电池消耗。这些限制可能会阻止智能家居真正智能化。室内外的远程装备可能无法到达，电池供电装备(例如无线传感器)可能需要经常替换。

　　现在想象一下一个接纳纽扣电池供电可运行10年的无线传感器，它可以被安装抵家中的新位置，并为机械学习引擎提供传感器数据，通过连系有关天气、装备和时间等数据来编程和实现智能应用，该机械学习引擎能够明白周围环境，从而将自顺应的自动化带入家庭。这些提高能够使房主获得保险折扣、降低能源用度、并提高家人的平安。

　　例如，下一代Z-Wave 700系列芯片组将实现更多新功效：更长距离、更低的功耗以支持纽扣电池供电情形下使用寿命达十年、提升的处置能力使更快更节能的边缘盘算加倍智能。

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　　这些功效能够为尚未实现的新型传感器提供时机。700系列Z-Wave平台的节能远程无线通讯将使得智能家居传感器跳出当前的限制，使得智能家居能够延伸到庭院和车道终点，并无缝笼罩家庭中的多层修建。该平台极低的功耗将使得新型的小尺寸Z-Wave传感器能够安装到诸如家具内等新位置。

　　情境感知的应用需要更高的处置能力和更多内存，以便能够在边缘快速处置决议及庞大的应用，在一秒钟内完成平安融合，且无需协处置器。

　　在小型电池供电情形下装备能够使用更长时间对于智能化智能家居尤为主要，这是由于智能家居的传感器要能够被安装抵家庭的干砌墙内，不容易遭受浸水或渗漏的地方，甚至邮箱内。来自这些传感器的信息可以传送到虚拟助手，使其有能力领会家居环境。这种方式有双重利益，即拥有更精准且数据驱动的能力以展望平安风险，以及支持新的智能家居使用场景。

　　通过邮箱中的传感器，未来的智能家居可以在邮件或者包裹到达后闪灯或发送推送通知。室内环境条件发生异常也可被跟踪以防止危害发生，例如地下室中的传感器可以追踪湿度随时间的转变，这可能指示漏水或霉变。

　　　　基础互操作性

　　情境感知的智能家居依赖于多个装备网络数据，将其无线传输到另一个装备，然后在吸收到该数据后执行操作。例如，Wi-Fi的推出是为了提供延续的数据流，这些数据可以穿过墙壁并将盘算机毗邻到宽带而无需线缆。Bluetooth是为短距离数据传输而确立的，例如在耳机和移动电话之间通讯。在物联网之前，两种手艺都存在不被重视的因素。例如，传统的Wi-Fi手艺消耗较多的能量而不适用于电池供电装备，蓝牙设计用于靠近的两个物体之间的点对点毗邻，而不是整幢楼中的无线装备。

　　使用2.4 GHz频段的后续演变手艺，例如Zigbee，也推出了智能产物，这些产物专为种种无线应用而优化设计，例如照明、智能家居和智能能源等。其他手艺，如Z-Wave，选择确立生态系统，强调跨品牌互操作性是主要目的。使用不那么拥挤的900MHz频段的Z-Wave接纳一组开放的形貌符和规则，允许来自任何制造商的差异类型的多个工具之间通过通用语言交互。依附其强制要求互操作性和平安性的决议，Z-Wave迄今已经能够开发出最大的智能家居产物生态系统。

　　在购置智能家居产物时，装备毗邻可能不是消费者的主要思量因素，他们更专注于每个装备的功效。我们正处于智能家居接纳曲线的初期;随着DIY向宿世长和房主增添更多装备来确立智能家居生态系统而不是少数单一装备，互操作性将变得至关主要。灯泡、智能锁和恒温器现在可能不会相互通讯，而且可能有差其余应用程序，但若是装备间不能通讯智能家居无法增进。实现智能交互的唯一方式是在各装备间接纳强制平安和通用通讯语言。

　　　情境感知的智能家居平安

　　对于可毗邻装备、其平台和操作系统、其通讯甚至是它们所毗邻的系统来说，物联网带来了众多新的平安风险和挑战。当关系到领会栖身者和家庭成员位置的传感器时，这将变得加倍个性化而且越来越受到消费者的关注。鉴于新型智能家居装备功效的笼罩局限，网络平何在物联网中变得越来越主要，许多行业的公司正在急于知足提高平安性的需求。

　　在种种智能家居协议中，Z-Wave确立较早;因此它最注重网络珍爱，并已经推出了名为Z-Wave Security 2(S2)的平安框架。在S2之前，Z-Wave平安确立在应用层之上。那时它由制造商来落实平安性，然而并非所有制造商都具有相同水平的专业知识，也不都认可平安的主要性。现在使用S2，由于黑客无法绕过平安应用层，因此所有传输都是平安的。大幅提升的平安性直接确立在协议中，制造商可以专注于开发加倍智能、交互更强的智能家居产物。

　　新兴的物联网手艺正在推动无线毗邻和边缘智能的融合。电池寿命为十年或更长时间的无线传感器现在可以安装在智能家居中难以触及的位置，这使得物联网系统能够自动响应不停转变的环境条件和用户偏好。

　　今天，美国家庭平均已经拥有6到10台智能装备。 Z-Wave平台的提高将在整个智能家居中实现无处不在且经济的感测，这使得每个家庭部署数十甚至数百个Z-Wave装备成为可能且可行，而且可以同时与当前安装的数百万的Z-Wave装备和网关保持互操作性。

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