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全网化、随身看、超稳定 把家带着走 E-HOME系统更进化

智能家居在欧美发展已有近30年历史,市场相对比较成熟。我国智能家居市场容量巨大,但目前无论是商业模式还是销售渠道,尚处于摸索阶段。再加上产品大多主要面向中高端用户。而最终要想在智能家居市场有所作为,除了金字塔顶端用户,还需不断往下延伸,慢慢渗透到普通用户市场。换言之,未来还有很长的一段路要走,如何走,还需要不断借鉴优秀经验。从台湾智能家居发展来看,现阶段发展态势如何?有哪些值得借鉴的经验?本文或将给出一些答案。
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  去年建商最关注的E-HOME趋势与需求,不约而同的都是行动化。今年,在行动数字浪潮与智慧连网的环境催化之下,行动E-HOME开始在全台各地开花结果。目前各大E-HOME系统制造商,已经把支持行动化当作基本条件,当E-HOME搭上行动装置,就能让E-HOME不再只是美丽而梦幻的泡泡,而是你我人手一台的行动遥控器。

  除了提供APP让用户远程操控,要达到良好的行动化支持,网络化技术的提升也不可少,因此智能住宅的多样系统,也演进、整合为全网络型,让安装简易、系统更稳定。本文先来了解,从主机本体到传输架构,各有哪些更网络化、行动化的进展?

  E-HOME主机朝行动进化

  从模拟对讲系统到数字式影像对讲,再跨到智能化系统,E-HOME主机已经不再是升级版的对讲产品,而是复杂的电子装置。目前市面上的E-HOME主机,大致可分为两类:一种是壁挂或埋入室内门口周边墙面的影视对讲室内机,现在多为TFT触控屏幕且搭有摄影镜头,可用来操作门禁、对讲、保全、情境开关等居家自动控制;另一种主机则是一台独立的服务器,会搭配墙上型的触控屏幕做控制。主机跟其他要控制的家用设备,会以有线或无线的方式相接,达到沟通、控制之效。

  铠锋企业总经理郭吉荣建议,主机扮演的是统合控制的角色,应具备低功耗、高稳定的特性,如果像PC一样,功能包山包海,恐怕会影响效能与稳定性。触控式的室内机,可以专做对讲、控制接口就好,大电压、电流的部份,就要独立出来。快思聪亚洲地区经理郭庆耀也认为,独立的控制系统较理想,适合专业使用,就像DVR或NVR,stand-alone的系统比PC-based更为可靠。

  主机开始搭载Android平台

  过去E-HOME主机搭载的操作系统有Linux Embedded、Windows Embedded Compact CE(即WinCE)。为了让主机连上外网,功能运用更加灵活,Android也加入E-HOME的行列,它不再只是用安装APP的方式,远程控制监视设备,而是成为E-HOME主机的UI平台。综观而言,E-HOME多采用嵌入式操作系统,因为Embedded系统的开放性,让软件设计时,能自由的去掉不需要的附加功能,并能根据实际需要,优化操作系统的源程序码,因此能针对不同的应用进行客制化调整。现在, 透过Android平台,E-HOME主机跟外部网络相连更方便,也具备使用容易、好上手的特性,但也因为普及化与开放性,开始出现很多恶意软件。

  有鉴于资安的问题,遵宇科技营销业务部副总经理臧家粱就提醒,E-HOME主机连外网多有风险,因此通常是由主机主动抓取已授权的外网讯息。此外,主机若提供USB、 MicroSD插槽等通用接口,容易有病毒入侵,系统在安全上的隐忧也变高,因此各家在I/O接口设计上应做一些调整,要方便也要保障安全,以免发生一户中毒,整区受害的窘况。

   无线+行动通讯装置 远程操控变容易

  无线通信是E-HOME扩充控制设备的关键,当WiFi、3G成为生活的一部分,主机搭上无线通信,也扩大远程遥控的可能性。Zigbee、Z-wave在智能家庭领域短兵相接,E-HOME主机势必要支持其中一种通讯方式,让家用控制设备的增减变得更有弹性。尤其家中使用到的设备,往往都没有特别的沟通接口;因此,E-HOME系统一定要提供更多的有线或无线的应用方案,来方便设计师、建商导入数字家庭。

  因应行动化趋势,一般遥控器已经无法满足现代人的使用需求,以行动装置远程操控,绝对是让许多人接受与了解E-HOME的关键,也是建商最好的卖点,因此,几乎每个制造商都提供支持自家系统的APP,目前多数提供的是Android APP,其次是iOS APP。多数厂商为提供更好的兼容性,并且在E-HOME系统网络化的催化之下,也同时提供Web平台,让用户只要透过网络浏览器,不管是PC、NB、平板或手机都可以随处遥控,不用再到门口罚站了。

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  E-HOME系统迈向全网络化

  从传统模拟式的对讲结构,迈入数字化之后,现在的E-HOME更从封闭的保全系统,逐渐跨入全网络型的开放架构。从数字进化到网络,智能家庭跨到了新的里程碑,不过,除了采用全网络架构,在成本、过去技术的局限下,目前市场上仍可看到4种E-HOME架构。

  全网络型

  全网络型顾名思义,就是系统架构是以网络线当作主干,再延伸贯串所有控制设备。当布线作业简化成一种网络线就能搞定,搭配的主机也多有Andriod平台,习惯使用行动操作系统平台的人,就能享受全面网络化的畅快感受。

  用一种线把对讲、门禁、防盗、监视系统通通拉进来,在过去各系统自成一格的时期是很难想象的,不过现在的技术对于讯号的转换、互通已经不是问题,因此能够成为简易的网络主架构。

  在网络架构下,因应控制设备的讯号需求,会先把终端设备传送的RS-485讯号及较早期的RS-232、RS-422等工控讯号,透过转换器,由RJ-45端口传送出TCP/IP讯号,再跟主机沟通,控制开关、马达设备的DI/DO、AI/AO的讯号输出入也是只要透过转换,就能把情境、娱乐、保全、温湿度、消防设备等不同通讯的方式,用网络线跟主机互连。除了注意数据传送及接收的格式,其它要配合的还有接脚(PIN)的脚位数,输出入埠的形式等。即便保全系统、开关控制、窗帘马达等终端,都需要另购讯号转换设备做通讯接口,但是利用网络传输,在速度、传输量都比传统工业控制讯号来的好,且新建案配有的FTTH(光纤到府),让宽带传输变得没有限制,从整栋大楼到宅内,都能提供更好的网络通讯环境。

  全网络架构整合各自独立的系统,具备施工方便、结构简单、配管配线较省、安装容易等优势。WAFERLOCK副总经理赵安华表示,因为网络架构简化了主干线路,面对设备故障,可以迅速找到问题点,原厂也能透过外部网络进行远程维修,工程商就不用跑一趟,建商也不用担心问题找上门。

  维芯科技技术长陈俊仁也表示,真正的网络型,应该是任何设备由原厂整合、测试后,只要有RJ-45端口,接上网络线驱动后就能使用了,因此E-HOME设备如果能遵循同一种通讯协议,像是以SIP(Session Initiation Protocol)作为通讯方式,就可以在不同网络环境下,建立多方通讯。至于全网络型架构最大的缺点是成本较高,除了要添购RS-485等工控讯号的转换器,再加上为了讯号稳定,需选购高价位的Hub、Switch、AP等,也相对会增加一些费用。

  开放型

  如果把全网型的网络信号转换器省略,讯号直接跟主机沟通,就是开放型的系统架构,同样可以透过行动平台远程控制。开放型架构广纳多种讯号与线路,包含网络通讯讯号,RS-485、RS-232、RS-422等工控讯号与DI/DO、AI/AO的讯号等。有别于全网型,开放型针对不走网络协议的设备,不进行讯号的转换,而直接跟主机相接,因此主机要符合网络通讯规格,也要支持其他控制讯号,才能做个别、群组化的自动控制。开放型架构的主机要支持早期发展的通讯方式,因此主机在设计上需要更多的I/O接口,而非以愈来愈高速的网络协议为单一主流,是兼容并蓄的架构。

  但是,当主机与延伸的架构较复杂,在通讯技术与时俱进的此刻,传输效能或许会被传送速度较慢、因距离而衰减的工控讯号拖累,接线时也比主干布线单一的网络型麻烦一点。不过,若希望享有网络特性又有总体成本的考虑,仍不失为一个好方案。

  <3>数字交换型

  数字交换机型是先将模拟讯号数字化之后传送,解决了传统通信的占线问题,并能控制户内多样设备,因此在饭店被广泛的使用。数字交换技术非常成熟,但有别网络是以封包(packet)为传送基础,线路交换技术需要在传输双方建立固定路径,线路必须从主机拉出来,每扩充一个设备便需要重新布线。这种星状布线线路复杂,维修检测往往要从一堆扁平电缆中找问题,当交换机不敷使用时,必须将整套系统更新,而旧系统只能独立运作。因此,就现在来看,比较像是过渡时期的产品,未来使用的情况会愈来愈少。

  <3>无线型

  无线型的E-HOME系统不单单可使用无线遥控器、手机、平板计算机等远程控制,它最大的特色,就是不受限于既有的管线通路,因为主机支持Zigbee、Z-wave、蓝牙或IR等无线传输功能,室内不需要布下繁杂的线路,从灯光、窗帘、空调、影音、保全以及任何家电,只要搭配无线传输的模块,就能以主机、触控面板、手机或遥控器管理室内设备(如图1所示)。

  Zigbee通讯协议因技术发展成熟并具备传输量大、距离远、节点多等优势,已然成为无线应用的主流,目前市面上能与其抗衡的,是主打家庭自动化控制的Z-wave。无线技术虽然发展已久,但为了达到更稳定的控制效果,有很多设备是辅以有线的方式,跟Zigbee、Z-wave或IR等控制模块相连,保障遥控时的准确性。

  举例来说,IR因技术上的限制而无法做到无向性、长距离的操控,但偏偏大多数家电都以红外线遥控操控,因此,E-HOME系统会采红外线模拟的方式,有线连接控制家电;灯光及马达设备则可利用Zigbee技术,采用无线方式控制。使用者可利用无方向性的Zigbee遥控器、行动装置上的APP控制软件或是墙上的情境开关,连接主机发出控制讯号,控制家中设备。Zigbee本身也会透过最短的无线路径,让讯号以蜂巢式的讯号传输,每一个Zigbee控制设备都具备接收及放大讯号的功能。无线架构方便好用,缺点是整套系统费用偏高。不过,目前对E-HOME制造商来说,整入无线并不困难,可在主机先装设支持无线传输的芯片或模块,让建案先以有线架构当基础建设,把无线传输当扩充架构。

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   网络+无线技术成熟家庭智慧化市场看俏

  智能居家的全网络化,是网络环境推播下的产物,也是建筑体传输的大跃进。在网络与无线通信的快速发展下,E-HOME从曲高和寡的噱头式商品,开始转变成一套务实好用的系统,跟行动装置串连之后,更大大提升了便利度与吸睛度,因此家庭智慧化被看好是安控市场的明日之星,成为门禁、监控、防盗、对讲等安控厂商,争相抢食的大饼。

  E-HOME再进化,要囊括不同层面的系统,因此厂商除了不断精进技术、扩大应用范畴,也要快速掌握不同领域的合作伙伴,将整合产品增加、做到好,才能甩开叫座难叫好的阴霾,一起做大这块人人垂涎的新兴智慧市场。

 

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