家庭自动化

家庭自动化(Home Automation 缩写：HA)

家庭自动化系指利用微处理电子技术， 来集成或控制家中的电子电器产品或系统，例如：照明灯、咖啡炉、电脑设备、保安系统、暖气及冷气系统、视讯及音响系统等。家庭自动化系统主要是以一个中央微处理机(Central Processor Unit，CPU)接收来自相关电子电器产品(外界环境因素的变化，如太阳初升或西落等所造成的光线变化等)的讯息后，再以既定的程序发送适当的信息给其它电子电器产品。中央微处理机必须透过许多界面来控制家中的电器产品，这些界面可以是键盘，也可以是触摸式荧幕、按钮、电脑、电话机、遥控器等;消费者可发送信号至中央微处理机，或接收来自中央微处理机的讯号。

家庭自动化是智能家居的一个重要系统，在智能家居刚出现时，家庭自动化甚至就等同于智能家居，今天它仍是智能家居的核心之一，但随着网络技术有智能家居的普遍应用，网络家电/信息家电的成熟，家庭自动化的许多产品功能将融入到这些新产品中去，从而使单纯的家庭自动化产品在系统设计中越来越少，其核心地位也将被子家庭网络/家庭信息系统所代替。它将作为家庭网络中的控制网络部份在智能家居中发挥作用。

目前最有名的家庭自动化系统为美国的X-10。

家庭安全系统是家庭防火、防气和水漏泄、防盗的设施，它由传感器、家用计算机和相应的控制系统组成。传感器对周围的光线、温度和气味等参量进行检测，发现漏气、漏水、火情和偷盗等情况时立即将有关信息送给计算机，计算机根据提供的信息进行判断，采取相应的措施或报警。例如发生火情时，计算机可控制灭火器灭火，并通过电话机向主人或有关部门报告。

这种系统用于对空调器、收音机、电视机、音响装置、清洁器等电器的集中管理和自动控制，它由微型计算机和控制器组成。例如，它能控制空调系统，根据季节的变化自动调节室内的温度和湿度;使能源、照明和热水供应等设备最佳运行或使电子炉灶、清洁器定时完成做饭和清扫等工作。

电话、电视机等在家用计算机的控制下形成统一的家用信息系统，并通过通信线路与社会信息中心相连，使家庭信息系统成为社会信息中心的终端,随时可从信息中心获取所需要的各种信息(见可视数据系统)。利用家庭信息系统还可以进行健康管理,如对老人或体弱者每天测量体温、脉搏和血压，并将数据输入终端机，由附近医师指导给予诊断。家庭计算机辅助教育系统可用于在家中学习各种知识。利用可视数据系统，可以在家订购货物、车票、机票、旅馆房间，检索情报资料，阅读电视版报刊等。家庭自动化的进一步发展可能实现在家办公，使家庭成为工厂或办公室的“终端”。因此，家庭自动化将是工厂自动化和办公室自动化的延伸和组成部分。

所有这些功能都需要借助飞速发展的计算机技术、自动化控制技术和现代通讯技术来实现，而其中信息的传递形式为数字代码，所以一般把具有上述功能的家居环境也称为数字家居。利用上述的家庭自动化网络系统，人们可以方便地通过计算机或其它网络接入设备，远程获取家庭内各种信息，包括各种计量表读数和费用、家庭各种家电设备和监测设备的状况，并实现远程遥控各种家电设备和装置，实现家居的能量管理等。所有这些都极大地提高了人类的生活质量，同时它也是人类所追求的生活目标。

家庭自动化系统要求能够实现家庭住宅中各个设备的自动管理和人工个性管理，该系统能控制、监视和协调家电(如室内外照明、家庭保安系统、家庭环境控制系统、空调、电视机等)。该系统会在相应的时间内各个设备发出相应的指令，完成各个设备的自动化管理。该系统应该是可以适应变化的，因此，必须侦测环境的变化，而且通过识别本系统中的变化来转变，并且所识别出的变化应该在系统中被实现。系统可以是自动适应变化或是手工适应变化。系统控制的任何设备发生异常，必须通过适当的信息来通知用户并进行异常处理。该系统必须有一个数据库，内含所有该系统所控制的设备的信息，包括每一种设备连接到系统的日期，系统用户所发布的重要动作等信息。

在国内，家庭自动化一直是各厂家争夺智能家居市场的主战场，我国主要的两大阵营是由海尔主导的e家佳和由联想推动的闪联，两者都获得了工信部的批准，前者侧重于家庭，后者关注于办公，但最终都聚焦于家庭网络化。近期，随着物联网实现路线的日趋明朗，政府和市场对物联网热情追捧，很多热门的物联技术也涌入家庭自动化领域，如ZigBee、Z-Wave、Insteon。这些协议和标准的相互竞争，促进了自动化领域的技术繁荣，也推动了智能家居向生活智能化的进程，然而，繁荣的背后也存在着一定的制约因素。

创造社会价值是行业存在的唯一理由，多方共赢的商业模式是家庭自动化系统真正走进家庭的不二选择。众所周知，市场由人口、购买力、购买意愿和环境等几个方面构成，满足大众需求可以做大市场蛋糕。

目前，市场需要性能稳定、价格适宜、使用方便的自动化产品，这就需要相关企业提供即插即用、适时可得、性价比高的实用化、傻瓜化、模块化的智能产品，垄断技术、提高壁垒、撇脂定价这些满足少众需求的竞争手段和方式只会使整个行业停滞，提高行业透明度和资源利用率，通过协作和规模效应来降低产品成本，是共同推动行业的健康发展的王道。

按照马斯洛需求理论，人的需求分为生理需求、安全需求、归属与爱的需求、尊重需求和自我实现需求五类，只有在较低层次的需求得到满足之后，较高层次的需求才会有足够的活力驱动行。

作为一个新兴的产业，以提高生活质量为己任的家庭自动化，是人们在满足了生理需要的基础下进一步的需求。所以，大规模商用家庭自动化，首先应该满足人们安全需求市场。安全需求包括人身安全、健康保障、家庭安全、财产保障等，先行导入家庭智能监控、远程健康医疗等家庭监控类产品是实现家庭自动化产业化的必由之路，目前由运营商主导的多个移动物联网业务已经开始了这方面的尝试。

让生活更智能是家庭自动化的终极目标，这需要政府、企业和公众的共同努力。从大处着眼，进行行业规范，从小处着手，解决紧迫问题，循序渐进，步步为营，智能家居终将实现。

多因素限制家庭自动化发展

在家庭自动化发展的过程中，一直不乏市场的关注和使用者的期待。但是目前家庭自动化还只是少数人的“专利”。从可考证的资料来看，目前家庭自动化亚太地区整体市场约5亿美元，主要集中在日韩发达国家，离业内专家估计的千亿美元市场还有相当一段距离。国内发展更为缓慢，家庭自动化仅仅停留在体验厅和部分试点楼盘，与提供舒适丰富的生活环境、方便灵活生活方式、高效可靠的工作模式的目的大相径庭。在一些大家看好、用户期待、技术支持的项目上，未能大规模商用，究其原因，主要有三个方面的问题。

其一行业标准的融合难。因历史成因和经济利益，目前国内采用两大标准e家佳和闪联，分别代表家电厂商和IT厂商，两者已将行业进行人为分割，各自建设。目前，e家佳在家电智能化方面优势明显，而闪联在设备互联产品化方面有一定优势。但随着3C融合日趋成熟，家庭自动化成为两者最主要的战场。经验表明，适度竞争可以促进技术进步，但过多竞争就会造成资源的浪费和本位主义滋生，兼容成本和垄断成本高企，短期利益的驱使会将技术和市场引向歧途。跨行业和部门的融通、产业链的融合已经迫在眉睫。

其二技术专业化程度高。与计算机产品和家电产品的即插即用不同，目前家庭自动化产品是一个整体系统，需要专业人员进行安装、调试和使用培训，用户无法从使用中获得体验和乐趣，降低使用和购买的意愿。这就降低产品价值，抬高价格和使用门坎，限制行业的发展。同时，产品的专业化也意味着研发投入大，技术共享难，各个厂家专注于标准，对产品重视度不够;市场培育期长，客户认知时间长，行业规模化进展慢，这些因素直接反应在产品价格和性能上，形成价高和寡的市场局面。因此，加强技术实用性，提高产品普及性，首要解决技术的复杂性，让更多从业者进入该行业，降低成本，推动市场化进程。

其三产品智能化进展慢。智能家居涉及到计算机、通信、自动化、电子等多个学科领域，没有一个企业能够以一己之力毕其全功，成就如Microsoft者，也只是在部分领域进行了完全智能化。目前国内与家庭自动化行业相关的产品比比皆是，但智能化水平偏低，其产品和服务仅仅作为人工的一种补充，满足一些机械功能的实现，而不是改变生活方式的主要力量。这是没有进行合理的行业分工造成的，也是家庭自动化无法在房地产推广上兴起的主要原因。

突破瓶颈需多方面努力

在政府“感知中国，智慧城市”的政策推动下，家庭自动化行业迎来了前所未有的市场机遇，若想抓住机遇，突破瓶颈，企业必须从行业引导、市场机制、产品导入等方面进行多方努力。

家庭自动化是一项系统工程，需要事无巨细的规划和永无止境的改进。公信力是家庭自动化整体规划的必要条件。政府和行业协会应该科学主导行业发展，保持适度竞争，促进技术融合。

目前，国内的家庭自动化产业集合了房地产、家电、通信、安防等多领域的企业。各自专属的领域、独有的技术和细分的市场，这些要素的融合融通、利益的分配、业务的分工等都需要有权威的机构来主导和推动。没有一项技术和标准是完美无缺的，持续的改进是行业从生存到发展的基本要求，无论是e家佳，还是闪联，都需要在互联互通的基础上，推进标准普及。

随着无线网络技术与有线网络技术(主要是与电话线产品)价格差的缩小，以及对室内移动家庭自动化无线网络操作设备需求的增加，无线网络技术的应用不断增加。在家庭中主要有三大类无线网络技术的应用，包括家电控制、语音/数据设备、多媒体应用。其中家电控制，数据通讯速率一般不大于10Kbps;语音/数据通讯，通讯速率一般为1~2Mbps(有些场合仍可以通过模拟拨号连接Internet);多媒体应用中，视频需要较高的通讯速率，一般DVD需要大约3~8Mbps，HDTV系统需要大约19Mbps。近期无线网络产品应能满足8Mbps，以便应用于多媒体应用。而且应注意目前所给出的WLAN(Wireless Local Area Network)速率都只是理论速率，并非真正速率，只有借助于压缩技术才能真正适用于HDTV类型的视频流。

结合当前信息技术的发展和人类对居住环境的要求，可以预见未来的数字家居应能提供以下功能：

1、 收发和保存信息：通过家庭网络，主人可以方便的收发电子邮件、浏览各种网上信息，订阅各种电子期刊或杂志等;

2、管理个人或家庭的经济情况：通过家庭网络配套管理系统，主人可以方便地查阅自己的各种帐目和收支情况，管理系统软件还可以根据个人经济情况，作出最优的收支规划，提供相应的合理建议和提示;

3、管理家庭的通讯需求：对家庭内各种通讯设备的通讯进行管理，包括网络通讯协议的执行和网络资源的分配，使信息在网络上的传输畅通无阻，整个家庭网络系统运行正常;

4、管理电源和设备的使用：这一方面也是数字家居所应具有的主要功能之一。同样是通过网络管理系统软件，监控家庭内各种设备，如家庭内灯光的控制、电器设备的远程控制、室内环境的优化调节等。同时还能够提供一些经济方面的优化决策控制，如能够根据不同用电时段和峰谷电费差价，合理控制家电的运行。

5、提供安全和可靠的环境：通过在家庭内安装各种检测报警装置来实现家庭的保安、消防以及其它需求。如通过加装摄像头，可以监视房间周边环境和诸如婴儿房等特殊场所;通过烟气传感器、温度传感器、特殊气体传感器，预防房间失火和有害气体过量;通过加装红外传感器、门磁、薄膜窗花、无线微波等报警装置，可防止窃贼入侵等等;

6、无需维护的运行：整个家庭内各种设备都连接到其网络上，通过网络上运行的管理软件，可实现对设备的监测和故障诊断功能。一旦出现故障，家庭管理系统会给出故障提示，并自动通过家庭内的网间接口设备向设定的相应维修单位保修，无需主人亲自动手;

7、简单的操作：因为该网络系统是在千家万户中使用的，考虑到使用者的年龄、职业、经历以及受教育程度等的差异，所以该类系统的操作必须简单，方便，而且可靠，以适应不同使用人群的需要。

8、可根据个人或家庭生活方式定制：随着信息时代的到来，个性化的要求在不断提高。未来数字家居应能够根据不同使用者的家庭环境、设备数量和类型、以及生活方式等可做相应的配置和调整，如可根据消费者的需求和可接受费用，定制相应的系统解决方案;又如可根据使用者的生活习惯，调节室内环境参数，定时启停家电设备等等。

由上述功能的描述，可以反映出了一个基本事实：数字家居中家庭自动化网络的建立仅仅为完成上述功能提供了一个硬件平台，而要真正完成这些功能还需要有强大的系统管理运行软件支撑。同时也可以看出数字家居是一个多学科技术综合应用的系统。

(1)电视;(2)远程PC或膝上电脑;(3)Internet浏览器;(4)电话、数字电话、移动电话;(5)按钮传输器;(6)远程控制器;(7)语音控制;(8)触摸屏等。

在实现系统功能介入时，也需要进行有效的控制，如通过读卡器、无线射频设备、或生物测定机，使用口令，生物测定识别技术、IC卡、或授权的特殊权限技术等方式介入，保障正常用户的权益不受侵害。

未来的家庭自动化网络系统也需要具有大量的自适应功能，如以下几点：

(1)无障碍性：支持大量已有室内连线方案，如电话线、结构化布线、同轴电缆等。

(2)灵活性：能够接受不同类型的连线方案和标准，以便系统方案的升级和扩展。

(3)廉价：因为网络只是用于连接各种设备，而其本身不是末端设备。价格的优势将加快其应用的脚步。

(4)易于实现：无论用户还是供应商都可以方便地设计和实现网络方案，这无疑会带来更多的用户.

1988年,美国国防分析研究所(IDA)以武器生产为背景, 对传统的生产模式进行了分析,首次系统化地提出了并行工程的概念。几年来，并行工程在美国及西方许多国家十分盛行，已成为制造自动化的一个热点。

90年代是信息时代，更确切地说是知识的时代。大量新知识的产生，促使新知识的应用的更迭周期越来越短，技术的发展越来越快。如何利用这些技术提供的可能性，抓住用户心理，加速新产品的构思及概念的形成，并以最短的时间开发出高质量及价格能被用户接受的产品，已成为市场竞争的焦点。而这一焦点的核心是产品的上市时间。并行工程作为加速新产品开发过程的综合手段迅速获得了推广，并行工程已成为90年代制造企业在竞争中赢得生存和发展的重要手段。

并行工程是集成地、并行地设计产品及相关过程, 包括制造过程和支持过程的系统化方法。这种方法要求开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求，而不是已经做到哪一步，再考虑下一步怎么走。

传统的产品开发模式为功能部门制，信息共享存在障碍;串行的流程，设计早期不能全面考虑产品生命周期中的各种因素;以基于图纸的手工设计为主，设计表达存在二义性，缺少先进的计算机平台，不足以支持协同化产品开发。全球化大市场的形成，要求企业必须改变经营策略：提高产品开发能力、增强市场开拓能力，但传统的产品开发模式已不能满足激烈的市场竞争要求，因而提出了并行工程的思想。并行工程是一种企业组织、管理和运行的先进设计、制造模式;是采用多学科团队和并行过程的集成化产品开发模式。它把传统的制造技术与计算机技术、系统工程技术和自动化技术相结合，在产品开发的早期阶段全面考虑产品生命周期中的各种因素，力争使产品开发能够一次获得成功。从而缩短产品开发周期、提高产品质量、降低产品成本、增强市场竞争能力。一些著名的企业通过实施并行工程取得了显著效益，如波音(Boeing)、洛克希德(Lockheed)、雷诺(Renauld)、通用电力(GE)等。

传统产品开发过程信息流向单一、固定，以信息集成为特征的CIMS可以支持、满足这种产品开发模式的需求。并行产品的设计过程是并发式的，信息流向是多方向的。只有支持过程集成的CIMS才能满足并行产品开发的需求。

并行工程具有以下特点：

●强调团队工作(Team work)精神和工作方式;

●强调设计过程的并行性;

●强调设计过程的系统性;

●强调设计过程的快速“短”反馈;

利用并行工程对改造传统产业有重要作用，并将对提高中国企业新产品开发能力、增强其竞争力具有深远的意义。

电饭煲、电炒锅、电煎锅、电烤箱、电磁炉、微波炉、三明治机、烤面包机、洗碗机、破碎机、果汁机、制冰机、冰淇淋机、绞肉机、排油烟机、豆浆机、消毒碗柜、垃圾处理器、切片机、和面机、压面机、去皮机、打蛋机、电动开罐机。确实随着自动化技术向生活各方面的渗透，人们的生活也越来越方便了，厨房的电器化和自动化，不仅给人们带来了方便也大大提高了生活质量。

在人们的记忆中最早出现在厨房同时也是用得最普遍的电器应该是电饭煲吧。早期的电饭煲是简单的电器，功能不强，煮出来的饭也一般般了，随着竞争的激烈现在的电饭煲都是智能的，加入了模糊控制芯片，即节能省电方便，味道还不错哦。再看现在的微波炉吧，不仅可以热食物，还可以做菜，很多厂家卖产品的同时都提供菜谱。这些电器功能的增强其实都是自动化技术和电子技术在厨房电器上应用的结果。

其实这么多电器管理起来也麻烦，不过请放心，随着网络技术的发展，以后的家用电器包括厨房电器都带联网功能，这样家里的电器都连到互联网上，你就可以在一台计算机或控制器上管理家里所有的东西了，还可以在办公室或其他地方远程控制它们，比如回家之前打开微波炉热杯咖啡，这样厨房才算真正实现了自动化。不过提醒一句千万不要变懒哦。

还有更绝的，最近据国外报道“机器人厨师”已经出现，它为繁忙的职业妇女分担烧饭做菜的辛劳，并将改变人类烹饪及家居的方式。一个以电脑控制的“机器人厨师”将取代传统的瓦斯、电炉，只要放入一张张的食谱记忆卡片，这个“厨师”就可以精确地自动烹调出一道道中国、法国或意大利的各式菜肴。它的体积约比一般的烤面包机略大，但却兼具有煎、炒、煮、红烧等功能，总重量约在5磅左右。目前市面上带电脑设计的电锅、烤面包机、发面机等都只以算是“低科技产品”，且只拥有单一功能。而“机器人厨师”则是一件非常精密的厨房高科技产品。它的主要组合是一个电脑微处理器、一个小的变速机箱。一个记忆箱。一个记忆卡及一个锅子。使用时，把所有切好的食物材料，装入上面的分隔器中，将食谱记忆卡插入，电脑就可以根据卡中指示，在适当的时候将食物放入，何时应炒或翻面，甚至什么时候将食物放入，加什么佐料，均由电脑控制。只要把食物放好，就可以去做其他事，几分钟之后回来，“机器人厨师”就已为你炒好了一道可口的“电脑菜”。 看来真正的“厨房革命”快要到来了。