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技术解析:智能家居如何快速接入NB-IoT

2017-08-21 11:26:22  来源:飞象网

摘要:NB-IoT(窄带物联网)凭借低功耗、低成本、广覆盖的特点,能够满足依赖电池的低能源消耗装置连接和发送少量信息的需求,越来越多的被应用于物联网行业。
关键词: 智能家居
      NB-IoT(窄带物联网)凭借低功耗、低成本、广覆盖的特点,能够满足依赖电池的低能源消耗装置连接和发送少量信息的需求,越来越多的被应用于物联网行业。随着这一新技术的室内覆盖增加、装置成本的下降,能耗的降低,智能家居行业也对NB-IoT技术的应用开展了探索,7月27日,海尔牵头在“新物联、新场景、新生态——智能家居行业NB-IoT应用推广高峰论坛”上,联合制定首个智能家居NB-IoT标准,发布了智慧家庭行业首个NB-IoT解决方案——NB-UHomekit,并在现场展示涵盖智能家电、智慧社区、商用电器3套完整落地的NB-IoT商用解决方案。下面请看记者对海尔U+开发总监范纪青的采访,了解NB-IoT是如何与智能家居实现融合的。

  一、 技术背景

范纪青总监首先对NB-IoT技术的发展进行了介绍。他说到,无线通信凭借其方便快捷的先天优势,在近几年得到了飞速发展,不仅在商业上被广泛的应用,在军事应用上也得到了巨大的发展。随着网络提供的服务内容愈渐丰富,通信终端信息处理能力也随之加强,移动办公、手机购物等服务也最终由幻想变为现实,智能家电智能家居也走进寻常百姓家。在多种多样的无线通信技术中,Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、蜂窝移动通信技术等技术被广泛用于智能家电智能家居。随着智能化要求越来越高,连接的设备种类越来越多,需求也呈现多样化趋势。目前,高速率使用3G、4G通信系统可以满足,中速率使用2G通信可以满足,低速率还没有完善的低功耗蜂窝应用标准协议。4G、3G、2G无法满足低功耗、低成本、广覆盖和大容量的需求,Lora、Sigfox、WiFi,Bluetooth,ZigBee在信息安全、移动性、覆盖范围和容量等方面存在缺陷。

  为满足物联网发展需求,窄带物联网通信标准随之产生。

  智能家电常用无线通信技术优缺点对比,见下表

  二、智能家居行业在发展过程中面临的挑战

  目前我国智能家居市场已经有了一定规模,但在大部分普通消费者看来,智能家居所带来的生活便利依然是属于“锦上添花”。范纪青总监就目前智能家居行业发展所面临的挑战进行了总结,他认为主要包含四个方面。

  (一)操作便利性

  智能家居的目的是使人们享受生活,让生活变简单。但由于技术特点的原因,多数智能家电、智能家居组网、绑定、使用均有一定的难度。原本是想是享受更便捷、更从容的生活,但复杂的操作反而让使用变成了高难度,严重影响了用户体验。

  如何使操作更简单,功能更能为用户所接受、所依赖,是行业面临的第一个挑战。

  (二)网络容量及信号覆盖

  居家环境千差万别,当智能设备多到一定数量后,相互之间的通信就收到影响,从而影响用户正常使用设备;复式或别墅等大房子的网络覆盖是智能家居行业所必须面对的挑战,阳台、卫生间等无线网络死角的热水器、洗衣机等组网和或通信困难。

  (三)安全隐患

  网络安全是通信行业都要面对的,智能家居同样面临该问题。如何在便利性和安全性之间权衡是每一个厂商都需面对的问题。

  (四)标准不统一

  由于标准体系不成熟,不同品牌的智能家电家居之间无法相互识别,相互通信。智能家电智能家居在用户家里是一个设备,在用户手中是一个APP,背后是复杂度云平台服务系统。设计开发智能家电投入巨大,短时间难见成效。所以,对一些中小企业是巨大的挑战,设计智能家电家居投入大、周期长、问题多。

  范纪青总监认为,如何面对挑战,克服困难设计输出简单好用的智能家电家居,是整个行业共同面对的问题。

  三、NB-IoT解决方案——NB-UHomeKit

  NB-IoT技术标准的出现为低速率、低功耗、广域网应用提供了一个非常好的解决方案,是目前设备接入技术的很好的补充。海尔U+根据NB-IoT的技术特点,结合多年来在智能家电家居领域的行业经验,设计完成NB-IoT完整接入方案——NB-UHomeKit,并提供给行业使用。

  范总监就海尔NB-UhomeKit开源应用解决方案做了详细介绍,他提到NB-UhomeKit是海尔U+智慧生活平台为使用NB-IoT技术接入U+平台,实现智能家电和家居设计应用的解决方案和协议标准。

  NB-UhomeKit组成:由设备端SDK、客户端SDK和M2M接入网关等部分组成;

  NB-UhomeKit系统框架如下图:

  NB-UhomeKit技术优势包含以下五点:

  1)专用压缩算法:解决NB-IoT技术流量小与智能家居大数据需求的矛盾;

  2)专用数据采集算法:解决NB-IoT技术低速率与智能家居实时性需求的矛盾;

  3)标准协议:解决互联互通的问题;

  4)国家安全标准:解决安全需求与简单易用的矛盾;

  5)标准开发套件:减少开发投入,缩短开发周期,缩短上市时间。

  四、解决方案实例:

  范总监还对海尔在解决方案上的实际应用案例做了介绍,他说,2016年6月NB-IoT标准冻结后,海尔积极与华为、高通、电信、移动、联通等公司展开技术沟通和战略合作。海尔U+在2016年年底完成NB-IoT在智能家居应用的标准;2017年7月电信在国内率先实现NB-IoT网络全覆盖。海尔U+在2017年6月底完成NB-UHomeKit解决方案设计研发和技术实现。7月份使用NB-UHomeKit解决方案在短时间内使智能空调、智能门锁、智能社区洗衣机三类设备以NB-IoT技术接入U+平台;

  U+现在已经完成三类设备的接入,可提供完整的三大商用解决方案:

  家用电器类设备——家用空调

  1)采用优化的设备端、APP端、云端的NB-UhomeKit,轻松接入。

  2)通讯数据解压缩技术,满足APP对数据的要求。

  3)无需配网,上电即入网

  4)使用简便,扫码即操控

  5)任何地方、任何地点,稳定连接

  电池供电类设备——智能门锁

  1)采用优化的设备端NB-UhomeKit,降低功耗。

  2)采用U+安全SDK,确保门锁安全。

  3)NB-IoT门锁,上电扫码绑定即用

  4)楼梯间信号强势覆盖

  5)超低功耗,2年电池免更换

  6)开关锁短信实时通知,居家安全,随时掌控

  7)通信可靠,售后无忧;

  商用电器类设备——社区洗洗衣机

    1)采用优化的设备端的NB-UhomeKit,设备状态实施监控。

    2)标准API接口,APP端无需修改。

    3)洗衣机上电即用。实施监控机器状态,收入随时掌控。

    4)信号覆盖广,运用费用低。

通过范纪青总监的介绍,记者真切的感受到,海尔U+作为智慧家庭行业的引领者,在智能家居领域始终走在前列,通过布局与行业各领袖企业的合作,共同探索智能家居领域基于NB-IoT的行业应用解决方案。海尔发布的智能家居行业首个NB-IoT开源应用解决方案NB-UhomeKit,为行业提供了快速接入、云端一体、安全可靠、通信标准的NB-IoT解决方案,推进了NB-IoT与智能家居的深度融合,助力企业快速接入NB-IoT,构建以NB-IoT在各智能化产品适配为基础的智慧家庭生态。记者相信,随着NB-UhomeKit的落地及应用,中国家电领域将突破性地提升NB-IoT应用能力,占领物联网技术应用的国际制高点,中国智能家电领域必将迎来新的爆发期。



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