技術(shù)解析：智能家居如何快速接入NB－IoT

　　NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）憑借低功耗、低成本、廣覆蓋的特點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足依賴(lài)電池的低能源消耗裝置連接和發(fā)送少量信息的需求，越來(lái)越多的被應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。隨著這一新技術(shù)的室內(nèi)覆蓋增加、裝置成本的下降，能耗的降低，智能家居行業(yè)也對(duì)NB-IoT技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)展了探索，7月27日，海爾牽頭在“新物聯(lián)、新場(chǎng)景、新生態(tài)——智能家居行業(yè)NB-IoT應(yīng)用推廣高峰論壇”上，聯(lián)合制定首個(gè)智能家居NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布了智慧家庭行業(yè)首個(gè)NB-IoT解決方案——NB-UHomekit，并在現(xiàn)場(chǎng)展示涵蓋智能家電、智慧社區(qū)、商用電器3套完整落地的NB-IoT商用解決方案。下面請(qǐng)看記者對(duì)海爾U+開(kāi)發(fā)總監(jiān)范紀(jì)青的采訪(fǎng)，了解NB-IoT是如何與智能家居實(shí)現(xiàn)融合的。

　　一、技術(shù)背景

 

　　范紀(jì)青總監(jiān)首先對(duì)NB-IoT技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了介紹。他說(shuō)到，無(wú)線(xiàn)通信憑借其方便快捷的先天優(yōu)勢(shì)，在近幾年得到了飛速發(fā)展，不僅在商業(yè)上被廣泛的應(yīng)用，在軍事應(yīng)用上也得到了巨大的發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)內(nèi)容愈漸豐富，通信終端信息處理能力也隨之加強(qiáng)，移動(dòng)辦公、手機(jī)購(gòu)物等服務(wù)也最終由幻想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，智能家電智能家居也走進(jìn)尋常百姓家。在多種多樣的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)中，Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)等技術(shù)被廣泛用于智能家電智能家居。隨著智能化要求越來(lái)越高，連接的設(shè)備種類(lèi)越來(lái)越多，需求也呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)。目前，高速率使用3G、4G通信系統(tǒng)可以滿(mǎn)足，中速率使用2G通信可以滿(mǎn)足，低速率還沒(méi)有完善的低功耗蜂窩應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。4G、3G、2G無(wú)法滿(mǎn)足低功耗、低成本、廣覆蓋和大容量的需求，Lora、Sigfox、WiFi，Bluetooth，ZigBee在信息安全、移動(dòng)性、覆蓋范圍和容量等方面存在缺陷。

 

　　為滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求，窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)隨之產(chǎn)生。

 

　　智能家電常用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，見(jiàn)下表

　　二、智能家居行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中面臨的挑戰(zhàn)

 

　　目前我國(guó)智能家居市場(chǎng)已經(jīng)有了一定規(guī)模，但在大部分普通消費(fèi)者看來(lái)，智能家居所帶來(lái)的生活便利依然是屬于“錦上添花”。范紀(jì)青總監(jiān)就目前智能家居行業(yè)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了總結(jié)，他認(rèn)為主要包含四個(gè)方面。

 

　　（一）操作便利性

 

　　智能家居的目的是使人們享受生活，讓生活變簡(jiǎn)單。但由于技術(shù)特點(diǎn)的原因，多數(shù)智能家電、智能家居組網(wǎng)、綁定、使用均有一定的難度。原本是想是享受更便捷、更從容的生活，但復(fù)雜的操作反而讓使用變成了高難度，嚴(yán)重影響了用戶(hù)體驗(yàn)。

 

　　如何使操作更簡(jiǎn)單，功能更能為用戶(hù)所接受、所依賴(lài)，是行業(yè)面臨的第一個(gè)挑戰(zhàn)。

 

　?。ǘ┚W(wǎng)絡(luò)容量及信號(hào)覆蓋

 

　　居家環(huán)境千差萬(wàn)別，當(dāng)智能設(shè)備多到一定數(shù)量后，相互之間的通信就收到影響，從而影響用戶(hù)正常使用設(shè)備；復(fù)式或別墅等大房子的網(wǎng)絡(luò)覆蓋是智能家居行業(yè)所必須面對(duì)的挑戰(zhàn)，陽(yáng)臺(tái)、衛(wèi)生間等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)死角的熱水器、洗衣機(jī)等組網(wǎng)和或通信困難。

 

　　（三）安全隱患

 

　　網(wǎng)絡(luò)安全是通信行業(yè)都要面對(duì)的，智能家居同樣面臨該問(wèn)題。如何在便利性和安全性之間權(quán)衡是每一個(gè)廠商都需面對(duì)的問(wèn)題。

 

　　（四）標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

 

　　由于標(biāo)準(zhǔn)體系不成熟，不同品牌的智能家電家居之間無(wú)法相互識(shí)別，相互通信。智能家電智能家居在用戶(hù)家里是一個(gè)設(shè)備，在用戶(hù)手中是一個(gè)APP，背后是復(fù)雜度云平臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)智能家電投入巨大，短時(shí)間難見(jiàn)成效。所以，對(duì)一些中小企業(yè)是巨大的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)智能家電家居投入大、周期長(zhǎng)、問(wèn)題多。

 

　　范紀(jì)青總監(jiān)認(rèn)為，如何面對(duì)挑戰(zhàn)，克服困難設(shè)計(jì)輸出簡(jiǎn)單好用的智能家電家居，是整個(gè)行業(yè)共同面對(duì)的問(wèn)題。

 

　　三、NB－IoT解決方案——NB-UHomeKit

 

　　NB-IoT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)為低速率、低功耗、廣域網(wǎng)應(yīng)用提供了一個(gè)非常好的解決方案，是目前設(shè)備接入技術(shù)的很好的補(bǔ)充。海爾U+根據(jù)NB-IoT的技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合多年來(lái)在智能家電家居領(lǐng)域的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)完成NB-IoT完整接入方案——NB-UHomeKit，并提供給行業(yè)使用。

 

　　范總監(jiān)就海爾NB-UhomeKit開(kāi)源應(yīng)用解決方案做了詳細(xì)介紹，他提到NB-UhomeKit是海爾U+智慧生活平臺(tái)為使用NB-IoT技術(shù)接入U(xiǎn)+平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能家電和家居設(shè)計(jì)應(yīng)用的解決方案和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　NB-UhomeKit組成：由設(shè)備端SDK、客戶(hù)端SDK和M2M接入網(wǎng)關(guān)等部分組成；

 

　　NB-UhomeKit系統(tǒng)框架如下圖：

　　NB-UhomeKit技術(shù)優(yōu)勢(shì)包含以下五點(diǎn)：

 

　　1）專(zhuān)用壓縮算法：解決NB-IoT技術(shù)流量小與智能家居大數(shù)據(jù)需求的矛盾；

 

　　2）專(zhuān)用數(shù)據(jù)采集算法：解決NB-IoT技術(shù)低速率與智能家居實(shí)時(shí)性需求的矛盾；

 

　　3）標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議：解決互聯(lián)互通的問(wèn)題；

 

　　4）國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)：解決安全需求與簡(jiǎn)單易用的矛盾；

 

　　5）標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)套件：減少開(kāi)發(fā)投入，縮短開(kāi)發(fā)周期，縮短上市時(shí)間。

 

　　四、解決方案實(shí)例：

 

　　范總監(jiān)還對(duì)海爾在解決方案上的實(shí)際應(yīng)用案例做了介紹，他說(shuō)，2016年6月NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)后，海爾積極與華為、高通、電信、移動(dòng)、聯(lián)通等公司展開(kāi)技術(shù)溝通和戰(zhàn)略合作。海爾U+在2016年年底完成NB-IoT在智能家居應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)；2017年7月電信在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。海爾U+在2017年6月底完成NB-UHomeKit解決方案設(shè)計(jì)研發(fā)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。7月份使用NB-UHomeKit解決方案在短時(shí)間內(nèi)使智能空調(diào)、智能門(mén)鎖、智能社區(qū)洗衣機(jī)三類(lèi)設(shè)備以NB-IoT技術(shù)接入U(xiǎn)+平臺(tái)；

 

　　U+現(xiàn)在已經(jīng)完成三類(lèi)設(shè)備的接入，可提供完整的三大商用解決方案：

 

　　家用電器類(lèi)設(shè)備——家用空調(diào)

　　1）采用優(yōu)化的設(shè)備端、APP端、云端的NB-UhomeKit，輕松接入。

 

　　2）通訊數(shù)據(jù)解壓縮技術(shù)，滿(mǎn)足APP對(duì)數(shù)據(jù)的要求。

 

　　3）無(wú)需配網(wǎng)，上電即入網(wǎng)

 

　　4）使用簡(jiǎn)便，掃碼即操控

 

　　5）任何地方、任何地點(diǎn)，穩(wěn)定連接

 

　　電池供電類(lèi)設(shè)備——智能門(mén)鎖

　　1）采用優(yōu)化的設(shè)備端NB-UhomeKit，降低功耗。

 

　　2）采用U+安全SDK，確保門(mén)鎖安全。

 

　　3）NB-IoT門(mén)鎖，上電掃碼綁定即用

 

　　4）樓梯間信號(hào)強(qiáng)勢(shì)覆蓋

 

　　5）超低功耗，2年電池免更換

 

　　6）開(kāi)關(guān)鎖短信實(shí)時(shí)通知，居家安全，隨時(shí)掌控

 

　　7）通信可靠，售后無(wú)憂(yōu)；

 

　　商用電器類(lèi)設(shè)備——社區(qū)洗洗衣機(jī)

　　1）采用優(yōu)化的設(shè)備端的NB-UhomeKit，設(shè)備狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控。

 

　　2）標(biāo)準(zhǔn)API接口，APP端無(wú)需修改。

 

　　3）洗衣機(jī)上電即用。實(shí)施監(jiān)控機(jī)器狀態(tài)，收入隨時(shí)掌控。

 

　　4）信號(hào)覆蓋廣，運(yùn)用費(fèi)用低。

 

　　通過(guò)范紀(jì)青總監(jiān)的介紹，記者真切的感受到，海爾U+作為智慧家庭行業(yè)的引領(lǐng)者，在智能家居領(lǐng)域始終走在前列，通過(guò)布局與行業(yè)各領(lǐng)袖企業(yè)的合作，共同探索智能家居領(lǐng)域基于NB-IoT的行業(yè)應(yīng)用解決方案。海爾發(fā)布的智能家居行業(yè)首個(gè)NB-IoT開(kāi)源應(yīng)用解決方案NB-UhomeKit，為行業(yè)提供了快速接入、云端一體、安全可靠、通信標(biāo)準(zhǔn)的NB-IoT解決方案，推進(jìn)了NB-IoT與智能家居的深度融合，助力企業(yè)快速接入NB-IoT，構(gòu)建以NB-IoT在各智能化產(chǎn)品適配為基礎(chǔ)的智慧家庭生態(tài)。記者相信，隨著NB-UhomeKit的落地及應(yīng)用，中國(guó)家電領(lǐng)域?qū)⑼黄菩缘靥嵘齆B-IoT應(yīng)用能力，占領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的國(guó)際制高點(diǎn)，中國(guó)智能家電領(lǐng)域必將迎來(lái)新的爆發(fā)期。