技術解析：智能家居如何快速接入NB－IoT

　　NB-IoT（窄帶物聯網）憑借低功耗、低成本、廣覆蓋的特點，能夠滿足依賴電池的低能源消耗裝置連接和發送少量信息的需求，越來越多的被應用于物聯網行業。隨著這一新技術的室內覆蓋增加、裝置成本的下降，能耗的降低，智能家居行業也對NB-IoT技術的應用開展了探索，7月27日，海爾牽頭在“新物聯、新場景、新生態——智能家居行業NB-IoT應用推廣高峰論壇”上，聯合制定首個智能家居NB-IoT標準，發布了智慧家庭行業首個NB-IoT解決方案——NB-UHomekit，并在現場展示涵蓋智能家電、智慧社區、商用電器3套完整落地的NB-IoT商用解決方案。下面請看記者對海爾U+開發總監范紀青的采訪，了解NB-IoT是如何與智能家居實現融合的。

　　一、技術背景

 

　　范紀青總監首先對NB-IoT技術的發展進行了介紹。他說到，無線通信憑借其方便快捷的先天優勢，在近幾年得到了飛速發展，不僅在商業上被廣泛的應用，在軍事應用上也得到了巨大的發展。隨著網絡提供的服務內容愈漸豐富，通信終端信息處理能力也隨之加強，移動辦公、手機購物等服務也最終由幻想變為現實，智能家電智能家居也走進尋常百姓家。在多種多樣的無線通信技術中，Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、蜂窩移動通信技術等技術被廣泛用于智能家電智能家居。隨著智能化要求越來越高，連接的設備種類越來越多，需求也呈現多樣化趨勢。目前，高速率使用3G、4G通信系統可以滿足，中速率使用2G通信可以滿足，低速率還沒有完善的低功耗蜂窩應用標準協議。4G、3G、2G無法滿足低功耗、低成本、廣覆蓋和大容量的需求，Lora、Sigfox、WiFi，Bluetooth，ZigBee在信息安全、移動性、覆蓋范圍和容量等方面存在缺陷。

 

　　為滿足物聯網發展需求，窄帶物聯網通信標準隨之產生。

 

　　智能家電常用無線通信技術優缺點對比，見下表

　　二、智能家居行業在發展過程中面臨的挑戰

 

　　目前我國智能家居市場已經有了一定規模，但在大部分普通消費者看來，智能家居所帶來的生活便利依然是屬于“錦上添花”。范紀青總監就目前智能家居行業發展所面臨的挑戰進行了總結，他認為主要包含四個方面。

 

　　（一）操作便利性

 

　　智能家居的目的是使人們享受生活，讓生活變簡單。但由于技術特點的原因，多數智能家電、智能家居組網、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，但復雜的操作反而讓使用變成了高難度，嚴重影響了用戶體驗。

 

　　如何使操作更簡單，功能更能為用戶所接受、所依賴，是行業面臨的第一個挑戰。

 

　　（二）網絡容量及信號覆蓋

 

　　居家環境千差萬別，當智能設備多到一定數量后，相互之間的通信就收到影響，從而影響用戶正常使用設備；復式或別墅等大房子的網絡覆蓋是智能家居行業所必須面對的挑戰，陽臺、衛生間等無線網絡死角的熱水器、洗衣機等組網和或通信困難。

 

　　（三）安全隱患

 

　　網絡安全是通信行業都要面對的，智能家居同樣面臨該問題。如何在便利性和安全性之間權衡是每一個廠商都需面對的問題。

 

　　（四）標準不統一

 

　　由于標準體系不成熟，不同品牌的智能家電家居之間無法相互識別，相互通信。智能家電智能家居在用戶家里是一個設備，在用戶手中是一個APP，背后是復雜度云平臺服務系統。設計開發智能家電投入巨大，短時間難見成效。所以，對一些中小企業是巨大的挑戰，設計智能家電家居投入大、周期長、問題多。

 

　　范紀青總監認為，如何面對挑戰，克服困難設計輸出簡單好用的智能家電家居，是整個行業共同面對的問題。

 

　　三、NB－IoT解決方案——NB-UHomeKit

 

　　NB-IoT技術標準的出現為低速率、低功耗、廣域網應用提供了一個非常好的解決方案，是目前設備接入技術的很好的補充。海爾U+根據NB-IoT的技術特點，結合多年來在智能家電家居領域的行業經驗，設計完成NB-IoT完整接入方案——NB-UHomeKit，并提供給行業使用。

 

　　范總監就海爾NB-UhomeKit開源應用解決方案做了詳細介紹，他提到NB-UhomeKit是海爾U+智慧生活平臺為使用NB-IoT技術接入U+平臺，實現智能家電和家居設計應用的解決方案和協議標準。

 

　　NB-UhomeKit組成：由設備端SDK、客戶端SDK和M2M接入網關等部分組成；

 

　　NB-UhomeKit系統框架如下圖：

　　NB-UhomeKit技術優勢包含以下五點：

 

　　1）專用壓縮算法：解決NB-IoT技術流量小與智能家居大數據需求的矛盾；

 

　　2）專用數據采集算法：解決NB-IoT技術低速率與智能家居實時性需求的矛盾；

 

　　3）標準協議：解決互聯互通的問題；

 

　　4）國家安全標準：解決安全需求與簡單易用的矛盾；

 

　　5）標準開發套件：減少開發投入，縮短開發周期，縮短上市時間。

 

　　四、解決方案實例：

 

　　范總監還對海爾在解決方案上的實際應用案例做了介紹，他說，2016年6月NB-IoT標準凍結后，海爾積極與華為、高通、電信、移動、聯通等公司展開技術溝通和戰略合作。海爾U+在2016年年底完成NB-IoT在智能家居應用的標準；2017年7月電信在國內率先實現NB-IoT網絡全覆蓋。海爾U+在2017年6月底完成NB-UHomeKit解決方案設計研發和技術實現。7月份使用NB-UHomeKit解決方案在短時間內使智能空調、智能門鎖、智能社區洗衣機三類設備以NB-IoT技術接入U+平臺；

 

　　U+現在已經完成三類設備的接入，可提供完整的三大商用解決方案：

 

　　家用電器類設備——家用空調

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

 

　　2）通訊數據解壓縮技術，滿足APP對數據的要求。

 

　　3）無需配網，上電即入網

 

　　4）使用簡便，掃碼即操控

 

　　5）任何地方、任何地點，穩定連接

 

　　電池供電類設備——智能門鎖

　　1）采用優化的設備端NB-UhomeKit，降低功耗。

 

　　2）采用U+安全SDK，確保門鎖安全。

 

　　3）NB-IoT門鎖，上電掃碼綁定即用

 

　　4）樓梯間信號強勢覆蓋

 

　　5）超低功耗，2年電池免更換

 

　　6）開關鎖短信實時通知，居家安全，隨時掌控

 

　　7）通信可靠，售后無憂；

 

　　商用電器類設備——社區洗洗衣機

　　1）采用優化的設備端的NB-UhomeKit，設備狀態實施監控。

 

　　2）標準API接口，APP端無需修改。

 

　　3）洗衣機上電即用。實施監控機器狀態，收入隨時掌控。

 

　　4）信號覆蓋廣，運用費用低。

 

　　通過范紀青總監的介紹，記者真切的感受到，海爾U+作為智慧家庭行業的引領者，在智能家居領域始終走在前列，通過布局與行業各領袖企業的合作，共同探索智能家居領域基于NB-IoT的行業應用解決方案。海爾發布的智能家居行業首個NB-IoT開源應用解決方案NB-UhomeKit，為行業提供了快速接入、云端一體、安全可靠、通信標準的NB-IoT解決方案，推進了NB-IoT與智能家居的深度融合，助力企業快速接入NB-IoT，構建以NB-IoT在各智能化產品適配為基礎的智慧家庭生態。記者相信，隨著NB-UhomeKit的落地及應用，中國家電領域將突破性地提升NB-IoT應用能力，占領物聯網技術應用的國際制高點，中國智能家電領域必將迎來新的爆發期。