AG集团-首页

CVI高清产品

当前位置:主页 > 产品中心 > CVI高清产品 >

物联网发展打造智能家居AI应用

2019-07-31 12:48

  近十年来,智慧家庭应用持续发展,上市产品和智能家居装置的数量皆稳定成长。Futuresource Consulting近期发表的调查报告指出,全世界的智能家居装置今(2018)年销售额将达60亿美元,预测至2021年,销售额可望成长三倍。

  智能家居产业的迅速成长,与语音助理的普及息息相关,例如Amazon Alexa、AppleSiri和Google Home等热门产品。这些语音助理带动消费者对智能家居应用的兴趣,尽管内建的功能有限,用户却能利用简单且直觉的指令操作装置。

  随着智能家居应用趋势不断开发,打造贴近消费者居家需求和情境的应用装置,也成为工程师们的首要课题。为了掌握智能家居产品的市场商机,制造商还必须克服复杂的技术挑战,同时降低成本并加速产品上市周期。欢迎点击阅读原文访问Silicon Labs(亦称“芯科科技”)中文社区参考应用完整的趋势文章内容。

  智能家居的应用无所不在,这些居家应用能够自动侦测和因应环境变化,透过感测技术搜集使用者情境和环境条件。这些情境式应用是透过传感器与系统无线连接,搜集住家、住户和其他相关数据,将数据导入演算与人工智能(AI)程序中,提升用户与装置的互动质量。运用这些情境感测数据打造出的智能居家环境,使用者能够以最简易的语音指令控制周遭装置,并自动化调整智能家居的各种应用。

  这种新兴技术透过搜集住户实况、位置和其他环境信息,例如温度或湿度条件,触发情境式的应用与服务,透过感测信息预测用户的需求并判断场景,启动照明、恒温器和其他装置。这些由人工智能和传感器驱动的情境式智能家居应用装置,只有在芯片级技术增强的情况下才能延长电池寿命、远距离应用、边缘智能运算并提升安全性。

  智能家居应用的情境感测数据来自家中各种装置,譬如在场传感器(occupancy sensor)、穿戴式设备、温度和监控设备,以及侦测住家外部环境的传感器。

  目前智能家居应用侧重控制和管理,让使用者和屋主能够执行开关灯、调整温度的指令,并掌握居家动态。这些智能家居应用以无线协议来连接各种设备,包括Wi-Fi、Bluetooth、Thread、Zigbee和Z-Wave等,这些通讯标准各有特色,无线协议的选用将直接影响装置的功能定位和运作。

  这些无线技术的应用各有利弊,譬如无线装置耗电量大,需要短距离延伸器、降低处理能力以减少电池损耗等潜在缺点,限制了智能家居装置的应用范围。从室内到庭院的远距离传输或许会力有未逮,电池供电装置必须频繁更换电池,例如无线传感器。

  不如想象一下,无线传感器依靠一颗钮扣型电池至少能够使用10年,若将它嵌入家中各个角落,便能向机器学习引擎提供感测数据,结合天气、装置,以及每日编程触发信息,智能应用装置便能够判断场景,进而将自动化适应带入居家生活。这些进展能让住户获得保险折扣、节省电源费用并加强居住安全。

  举例来说,新一代Z-Wave 700系列芯片组展现更佳的效能,例如延长传输距离、更低功耗,可在钮扣电池上使用十年,并以快速、节能的运算,提升智能边缘的处理效能。

  这些功能可能为一些开发中的新款传感器提供新契机。Z-Wave平台700系列的节能、远距无线通信特色,让智慧家庭传感器突破现有的框架,将应用装置扩展到庭院和车道尽头,并能缜密覆盖住家的各个楼层。Z-Wave传感器基于低功耗特性,有效缩减外型尺寸,有利于被嵌入新装置中,例如家具。

  这些情境感测式应用需要强大的处理能力和更多内存为基础,才能在瞬间实现边缘运算的决策和复杂应用,而不需要加装协同处理器。

  当传感器被嵌入家中墙壁,或是容易淹水、渗水却难以触及的位置,甚至是户外的信箱时,电池的续航力对智能家居应用装置便显得格外重要。这些传感器信息也能让虚拟管家掌握居家情境,这种作法有双重益处:以更精准、数据驱动效能,预测安全或潜在危险,并增加智能家居应用案例。

  把传感器安装在信箱里,未来的智能家居应用便能在邮件或包裹送达时,亮起灯号或推送通知。居家环境条件出现异常时,靠追踪便能及时预防危险;或是将传感器安装在地下室,便能根据长时间的湿度变化判断是否漏水或发霉。

  智慧家庭的情境感测是透过多具装置搜集数据,无线传输到另一端后,根据感测资料进行反应。例如Wi-Fi是为了让连续的数据流能够穿透墙壁,将计算机与宽带无线连接;开发Bluetooth则是为了短距离的数据传输,例如将耳机连接到手机。在物联网发明之前,这两种技术的附加但书并非至关重要,例如传统的Wi-Fi技术在电池装置上的操作非常耗电,Bluetooth技术主要是为近距离装置的提供点对点连接,而非为充满无线设备的大楼所设计。

  后续的技术发展如采用2.4 GHz频段的Zigbee产品,便是透过专用无线「术语」优化各种应用,例如照明、智能家居和智能能源。以Z-Wave技术打造的生态系统,则强调跨品牌的互操作性,Z-Wave采用较不拥挤的900 MHz频段,允许一套开放性的描述和规则,让由不同制造商出产的各种装置使用共通的语言。基于它们的互通操作性和安全性,AG集团迄今Z-Wave才能开发出最具规模的智能家居应用系统。

  在购买智能家居产品时,装置的联机能力不见得是消费者的首要考虑,他们通常较为关注各个装置的应用功能。我们都是智慧家庭技术的第一线用户,透过DIY产品开发,住户不再受限于单一装置,而能够为智能家居的生态系统添加其他互联设备。因此,装置的互操作性未来将成为首要之务。灯光、智能锁与恒温器目前或许缺乏共通性并且可能有不同的应用程序,但智能家居的发展却与跨装置通讯息息相关,若要实现各种装置之间的智能互联,并确保安全规范,唯一的办法就是采用共同的通讯语言。

  物联网为装置连接、平台与操作系统、通讯、甚至是联机系统,带来全新的安全风险与挑战。当传感器搜集的数据涉及住户与家庭成员位置时,这项应用显得更加私密,使消费者的疑虑有增无减。随着智能家居应用功能更加广泛。信息安全无疑是物联网的关键议题,许多企业也开始重视安全性的需求。

  在各种智慧家庭协议中,Z-Wave沿用已久,也最重视网络安全议题,其要求装置必须遵循Z-Wave Security 2(S2)安全架构。在S2之前,Z-Wave建立在应用层之上。由制造商实施安全性,然而并非所有制造商都能具备专业的知识水平,或意识到网络安全的重要性。目前透过S2安全架构使黑客无法轻易地绕过安全应用层,有效保障了信息传输的安全性。通讯协议基础大幅提升了传输安全,制造商便能更专注的开发高智能、高互动的智能家居应用产品。

  新兴的IoT技术加速无线连接和边缘智能功能整合。使用寿命至少十年以上的无线传感器,已经能够被嵌入过去智慧家庭中难以触及的位置,使物联网能自动化响应变动的环境条件与用户偏好。

  目前美国家庭平均每户安装6到10个智慧家庭设备。Z-Wave平台的发展实现智慧家庭中,无所不在且经济实惠的感测环境,使每户家庭能够安装并运作数十个,甚至数百个Z-Wave装置,同时维持上百万具装置和网关的互操作性。

Copyright©2015-2019AG集团版权所有

粤ICP备14101120号