古人雲:“無規矩不成方圓”，在智能家居領域也是如此。從技術上來說，智能家居建設的挑戰不是設備或實施，而是標準和協議。智能家居是壹個多行業交叉的系統工程，設備廠商按照不同的接口標準和協議生產設備。因此，不同設備之間的互連和通信非常困難。因此，建立* * *要遵循的標準和協議，是智能家居發展首先要解決的問題。目前，智能家居領域的國際標準尚未成熟，各大廠商和相關組織正在致力於建立和制定智能家居系統中設備之間的網絡接口標準和數據傳輸協議。抓住機遇，參與標準的制定，會給國內廠商帶來無盡的機會。
家庭總線系統
家居總線是實現智能家居的重要基礎，是屋內的神經系統。其主要功能是連接家中各種電子電器設備，負責連接各種通訊設備(包括安防、電話、家電、視聽設備等。)在家中形成壹個完整的家庭網絡。
日本是較早推動智能家居發展的國家之壹。較早提出了家用總線系統(簡稱HBS)的概念，成立了家用總線(HBS)研究所，在郵電部和通商產業省的指導下組建了HBS標準委員會，制定了日本的HBS標準。根據這壹標準，HBS系統由壹根同軸電纜和四根雙絞線組成，前者用於傳輸圖像信息，後者用於傳輸語音、數據和控制信號。各種家用設備和電氣設備都以某種方式與HBS相連。這些電氣設備可以在室內控制，也可以在不同的地方通過電話遙控。為了滿足大型住宅社區的需求，1988年初，日本住宅信息化推進協會推出了超級家庭總線系統(簡稱S-HBS)，適用範圍更廣，因為壹個S-HBS系統可以連接成千上萬個家庭內部網。
家庭智能化需要很多家電和網絡相互兼容，總線協議是其本質。只有接口流暢，家電才能“理解”人發出的指令，所以總線標準的物理接口形式是智能家居亟待解決的重要問題之壹。目前比較成型的總線標準協議主要由美國公司提出，包括Echelon公司的LonWorks協議、電子工業協會(EIA)的CEBuS協議、Smart House LP的Smart House協議、X-10公司的X-10協議等。
這些協議各有利弊。LonWorks協議是由美國Echelon公司開發，摩托羅拉和東芝公司倡導的現場總線技術。它支持多種物理介質，適用於雙絞線、電力線、光纜、射頻、紅外線等。，並且可以混合在同壹個網絡中。LonWorks協議支持多種拓撲結構，可以選擇任何網絡拓撲結構，組網方式靈活。LonWorks的應用範圍主要包括樓宇自動化、工業控制等，在構建分布式監控網絡方面具有良好的性能。目前，全球共有50多萬個LonWorks節點。在這四個協議中，X-10是歷史最悠久、應用最簡單的壹個。1978誕生於美國，至今仍是美國家庭自動化的領先系統。X-10協議之所以簡單，是因為它直接利用住宅電力線作為控制總線，通過電力線將各個控制器與各個功能接口連接起來，實現程序控制，更有利於改變結構空間，用戶可以自行安裝，價格也相對低廉。CEBuS作為電子行業促進協議，與歐洲的EHS標準壹起，是歐美家庭自動化電子產品的推薦性行業標準。
內部傳輸接口
智能家居系統內部傳輸接口可以通過兩種傳輸方式實現:壹種是無線傳輸；二是有線傳輸模式。目前國際上流行的物理層接口主要有射頻(RF)、電力載波(PL)、雙絞線(RS485)等。)、專線IEEE 1394、IEEE1394b、使用IEEE 1394的HAVI、藍牙技術、無線通信以太網(IEEE802.11)、X11、無線通信HomeRF(家用射頻)、紅外技術等。這些接口涵蓋了以智能設備監控為代表的低速數據鏈路接口和以家庭多媒體娛樂、視頻監控為代表的高速數據鏈路接口。
無線傳輸方式最適合家庭使用。目前家庭中使用的無線傳輸技術主要有無線通信家用射頻、藍牙技術、WAP、無線以太網等。，而且人們更看好HomeRF和藍牙技術。HomeRF主要是為家庭網絡設計的，是IEEE 802.11和DECT結合的產物。1999 65438+10月5日，HomeRF工作組公布了SWAP 1.0的版本規範，13家公司(包括IBM和Intel)承諾生產基於SWAP的產品。
藍牙(IEEE 802.15)是最新的標準，比無線以太網(IEEE 802.11)更具移動性。它可以將設備連接到局域網和廣域網，甚至支持全球漫遊。另外，藍牙成本低，體積小，可以用在更多的設備上。
其他技術或多或少都有問題。比如IEEE 802.11技術在家用市場的前景就不太好；射頻(RF)技術成熟度高，成本低，穿透性好，但缺點是沒有統壹的標準，各公司的通信協議不壹樣。紅外技術非常成熟，靈活機動，成本很低，但受限於障礙物，沒有穿透性，指向性差，沒有標準的通信協議。目前，射頻由於其可靠的數據傳輸性能和無需額外布線資源的低成本，已經成為最現實、最流行的物理層接口之壹。可以預見，隨著無線方式的逐漸成熟，它將取代有線通信，成為未來家庭網絡的最佳連接方式。但是，目前家庭布線還是以有線為主，主要包括以下三種:
首先是家庭網絡布線。這是目前應用最廣泛的技術，但也是最麻煩的技術。這種方式迫切需要解決的問題是布線的方便性和如何實現即插即用。
第二種是利用家中的電話線進行網絡連接，采用的技術是Home PNA(家用電話線聯網聯盟)。HomePNA旨在盡快推出簡單易用、價格低廉的家庭用戶，用於解決沒有網絡連接的家庭上網問題。它的缺點是網速低。支持上網，支持的接口協議有V.90，ADSL，Cable Modem。目前HomePNA的方案還在制定中，帶寬的限制是制約該技術發展的不利因素，但由於其簡單實用的網絡介質，仍然很有吸引力。
第三種方式是利用家中現有的電力線傳輸數據，使用電力線載波技術。該系統通過家庭或設備中的120V/60Hz配電系統傳輸信息。目前這種方式采用的通信協議主要是X-10。采用電力線組網方案的好處是不需要在家裏重新布線，可以使用現有的電源插座，因此也是家庭網絡的研發方向之壹。
特別值得壹提的是IEEE1394，這是壹個用於連接計算機和外圍設備的高速通用串行數字接口標準，它側重於電纜連接的應用。該標準定義了介質拓撲和傳輸協議，是壹個軟硬件集成標準。IEEE1394很可能成為未來網絡的通用接口標準，它將是下壹代計算機外設和消費電子產品的最新接口標準，目前仍在進壹步開發中。隨著數字設備的廣泛使用，各種高清多媒體、數字AV系統、數字機頂盒與計算機之間的多媒體數據交換都采用了IEEE1394接口標準，使該標準成為消費電子產品與計算機之間的* * *接口，可以實現電視、電影、錄像機、音響等系統的自動控制，並可以與外部ATM網絡連接，實現家庭與外界的信息高速公路。
外部互聯網模式
家庭內部網絡與外部互聯網的連接也可以分為有線和無線兩種方式，但目前主要采用有線方式，包括以太專線、線纜調制解調器、電話線XDSL等。其中以太網專線接入成本相對較高，適合新建小區；有線調制解調器利用現有的有線電視網絡，成本低，非常適合現有小區的改造。XDSL，類似於Cable Modem，也主要適用於老舊小區的改造。
目前有多種設備可以通過寬帶直接接入高速互聯網:第壹種是通過PC接入，這是最傳統的方式；第二種是機頂盒。從某種意義上說，這不是壹個簡單的機頂盒，而是壹臺機頂盒電腦，充當著整個家庭的娛樂中心和信息中心。第三種是藍牙網關，即接入點，它將支持藍牙協議的信息家電與家庭網絡連接起來，並接入高速互聯網。第四個是家庭控制器(IHC)，也稱為家庭信息平臺(HIP)。它不僅是家庭的控制中心，也是家庭的娛樂和信息中心。同時，它充當家庭控制網絡和互聯網之間連接的網關。有了它，人們可以通過互聯網自由控制家裏的各種電器設備。
HIP的相關方案和標準
人們對家庭信息平臺的基本要求是多功能、易用、安全可靠、價格低廉。壹些大廠商提出了關於HIP的相關標準和方案，主流的有:
1.HAVI系統
HAVI(Home Audio/Video inter operability)是家庭網絡中音頻/視頻電子產品的互聯和控制標準。基於IEEE 1394的底層協議，主要實現數字音視頻內容在Havi設備之間的傳輸以及這些內容的操作。
2.吉尼科技
1999 65438+10月，Sun公司發布了Jini技術，提供了這樣壹種機制，利用Java語言將壹組設備安全地歸屬到壹個服務網絡中，使設備可以隨時隨地建立聯系。
3.OSGi開放服務網關
OSGi(Open Service Gateway Initiative)的主要目的是定義壹個連接互聯網上的商業服務和下壹代智能家電的開放標準，該標準有可能成為智能信息家電平臺的服務標準。OSGi兼容各種局域網技術，包括各種無線和有線數據和音頻/視頻本地傳輸標準，如藍牙、HAVI、HomePNA、HomeRF、IEEE1394、電力線通信系統、USB等。OSGi的另壹個特點是它可以與其他標準共存。在物理層，OSGi兼容藍牙、HAVI、HomePNA、HomeRF、USB等標準。在設備訪問架構方面，OSGi兼容邏輯設備訪問技術，如Jini和UPnP。此外，OSGi還支持多種與廣域網的連接方式，如Modem、DSL、Cable Modem等。
智能家居標準、接口、協議相關的技術有很多。目前無法簡單確定哪些技術或哪些技術是標準，也無法準確預測未來發展中哪些技術會成為最終標準。但是當市場進入成熟階段，那些在市場上占有優勢的產品，肯定會影響標準的制定。此外，由於人類生活的多樣化和個性化，未來智能家居的設計將因地制宜、因房制宜、因家制宜，其標準化也應高度開放。因此，未來智能家居的相關標準、接口和協議必須考慮各系統的聯動控制功能和新舊系統的兼容性，將系統設計成高效、開放的系統，讓每個家庭成員都能方便、輕松地使用，為未來的產品改進和功能升級留有余地。