抓住智慧城市建設機遇，加快完善我國智能家居領域標準體系

文｜全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會 張永剛

抓住智慧城市建設機遇，加快完善我國智能家居領域標準體系

文｜全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會 張永剛

近期，國內多個城市已經開展了“智慧城市”試點工程。智慧城市能夠提供給人們舒適、綠色和高效的工作、生活以及娛樂的環(huán)境。然而據統(tǒng)計，人的一生超過70%的時間是在家里度過的，由此可見“智能家居”是智慧城市最重要的組成部分之一。特別是物聯(lián)網技術在智能家居的應用，對智能家居產業(yè)的發(fā)展帶來了難得的歷史機遇，國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部及地方城市紛紛設立專項支持物聯(lián)網在智能家居領域的關鍵技術研發(fā)、共性服務平臺及標準體系研究等工作。因此，物聯(lián)網技術的應用為智能家居的集成技術及應用帶來新的模式，將讓人與其生活、居住的家庭物理空間與信息空間完美融合，實現(xiàn)家庭生活“低碳、綠色、舒適和智能化”的目標，對于增強居民幸福感、構建和諧社會均具有非常重要的意義。抓住智慧城市建設的機遇，加快完善智能家居領域的標準體系工作，該項工作得到了國家標準化管理委員會、住房和城鄉(xiāng)建設部等行業(yè)主管部門及應用部門領導的高度重視，正在有序推進立項及編制工作。

1 國內外發(fā)展現(xiàn)狀

智能家居概念的起源很早。20 世紀80年代初，隨著大量采用電子技術的家用電器面市，住宅電子化開始實現(xiàn)；80 年代中期，將家用電器、通信設備與安全防范設備各自獨立的功能綜合為一體，又形成了住宅自動化概念；到80 年代末，由于通信與信息技術的發(fā)展，出現(xiàn)了通過總線技術對住宅中各種通信、家電、安防設備進行監(jiān)控與管理的商用系統(tǒng)，這在美國被稱為Smart Home，也就是現(xiàn)在智能家居的原型。90年代中后期，以日、歐家電企業(yè)推動的信息化家電，使得智能家居網絡化成為基本發(fā)展趨勢。進入21世紀后，智能家居的發(fā)展更是多樣化，技術實現(xiàn)方式也更加豐富，與樓宇、社區(qū)和公共網絡的聯(lián)系更加緊密，突出了智能家居服務的理念。

智能家居的典型應用體現(xiàn)在控制、監(jiān)控和信息共享三個主要方面：

（1）智能家居的控制是指通過各種人機交互設備，如預裝在墻上的按鍵開關面板、各種電器設備面板的按鈕、遙控器、手機、電腦、移動智能終端等，通過預先布設的線路或利用無線技術，對家庭內部各種設備和樓宇、社區(qū)的相關門禁、電梯、照明等設備和系統(tǒng)進行控制。

智能家居的控制分為本地控制和遠程控制。本地控制是指可直接通過網絡開關實現(xiàn)對燈及電器的各種智能控制。遠程控制是指通過遙控器、定時控制器、集中控制器或電話、手機、電腦等來實現(xiàn)各種遠距離控制。從應用的角度講，智能家居的控制可以實現(xiàn)設備的定時控制，多個設備的集中控制，以及根據環(huán)境、設備狀態(tài)和人的需求而綜合智能的場景控制。

（2）智能家居的監(jiān)控是指對家庭內部運行的各種設備的狀態(tài)，家庭內部環(huán)境和人員狀況、家庭所在樓宇和社區(qū)的環(huán)境及相關設備狀態(tài)實時掌握，并把家庭設備、人員和環(huán)境出現(xiàn)的緊急情況通過多種通信手段傳遞到相關的人員和服務機構。

智能家居的監(jiān)控主要包括網絡視頻監(jiān)控、設備和環(huán)境狀態(tài)信息監(jiān)控以及安全報警等幾個方面。智能家居的監(jiān)控不僅需要家庭內部的網絡化支持，而且需要與樓宇、社區(qū)和公共服務系統(tǒng)的連接，是智慧城市綜合網絡監(jiān)控體系的重要組成部分。

（3）智能家居的信息分享是通過家庭內部的網絡，使各個家庭設備，特別是具備顯示和播放功能的設備，如電視、電腦、手機、移動終端、音響等，與信息接收、采集和存儲設備，如電腦、DVD、機頂盒、數(shù)碼相機、網絡攝像頭、移動存儲硬盤等直接進行自由、無障礙的信息分發(fā)和共享。

智能家居的信息分享包括音視頻、照片、游戲娛樂等多媒體信息分享，如家庭影音娛樂系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)；還包括設備和環(huán)境運行狀態(tài)信息分享和家庭內外信息交互系統(tǒng)。

智能家居發(fā)展大致經歷了三代。第一代主要是基于同軸線、雙絞線、電話線等總線技術以及紅外等無線技術進行家庭組網，實現(xiàn)燈光、窗簾控制和少量安防等功能。第二代主要基于現(xiàn)場總線技術、射頻無線技術和IP 技術進行組網，實現(xiàn)可視對講、安防等功能外，還實現(xiàn)了家庭智能控制的集中化，出現(xiàn)家庭網關，具備安防、控制、計量、娛樂等功能。最新的智能家居基于全IP 技術，末端設備基于無線傳感等物聯(lián)網技術，智能家居服務采用“云”技術，并可根據用戶需求實現(xiàn)定制化、個性化。目前智能家居大多屬于第二代產品。

美國智能家居以數(shù)字家庭和數(shù)字技術改造為契機，偏重于豪華感，追求舒適和享受，如家庭分布式娛樂系統(tǒng)、泳池和車庫控制，家庭安防等。在家庭內部主要基于同軸電纜和無線技術實現(xiàn)設備互聯(lián)。日本的智能家居充分利用信息、網絡控制與人工智能技術，實現(xiàn)住宅技術現(xiàn)代化。德國的智能家居追求燈光、安防、暖通等專項功能的開發(fā)，以現(xiàn)場總線技術為主要連接方式，注重基本的功能性。韓國政府對智能小區(qū)和智能家居采取多項政策扶持，規(guī)定在漢城等大城市的新建小區(qū)必須具有智能家居系統(tǒng)。目前韓國由80%以上的新建項目采用智能家居系統(tǒng)，產生了像三星、LG 等知名的智能家居品牌。

發(fā)達國家和跨國企業(yè)相關產品的有力競爭讓我國家庭網絡產業(yè)發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)。家庭網絡市場正在成為全球信息產業(yè)競爭的重要戰(zhàn)場。目前，國外企業(yè)正在通過各種手段積極尋找中國市場，微軟、Intel、三星、飛利浦、索尼等跨國公司也紛紛加大科研投入，力圖搶占家庭信息產業(yè)的技術制高點，同時涌現(xiàn)出一批由某個行業(yè)技術特征為出發(fā)點的標準組織，如DNLA、OSGI、ECHONET、LonWorks 、BACnet、KNX 等，都試圖從自身的業(yè)務優(yōu)勢出發(fā)，爭奪整個產業(yè)標準發(fā)展的話語權，達到快速占領市場制高點的目的。

在我國信息化和互聯(lián)網的快速發(fā)展下，智能家居概念逐漸深入人心，從遙不可及的夢想變得日益平民化。雖然我國智能家居產業(yè)起步較早，正在蓬勃發(fā)展，但是仍然存在一系列問題急需解決。

首先，標準兼容性差，設備互聯(lián)互通困難。數(shù)字家庭網絡首先是家庭終端設備的互聯(lián)互通。新一代數(shù)字家庭網絡技術涉及IT、消費電子、通信、內容及運營服務等廣泛的領域，各種家電與通信設備之間的通訊協(xié)議及制式互不相同，而且產業(yè)技術發(fā)展重點正逐步從終端設備互聯(lián)互通逐步轉向業(yè)務融合。當前，我國數(shù)字家庭網絡標準建設才剛起步，還存在著許多互不兼容的技術標準，各種標準和媒體格式讓數(shù)字家庭網絡處于各自為政的無序狀態(tài)。各個標準化組織均代表著不同的利益集團，為了各自的知識產權和核心技術優(yōu)勢，進而引領整個產業(yè)的發(fā)展潮流，從中獲得巨大的市場和經濟利益，都不肯輕易讓步。同時，各個標準體系也都存在著一些不完善或缺陷的地方，這在一定程度上增大了數(shù)字家庭網絡終端設置和管理的復雜程度。

在我國，E家佳聯(lián)盟和閃聯(lián)聯(lián)盟是兩個由大企業(yè)牽頭的標準組織。由于各種原因，家庭網絡標準和閃聯(lián)標準之間還沒有實現(xiàn)完全互聯(lián)互通，符合E家佳家庭網絡標準的設備還不能發(fā)現(xiàn)和操作符合IGRS 標準的設備，兩個標準還不能夠在市場上形成合力，共同開拓中國的數(shù)字3C 市場，共同抵御國外技術標準的侵蝕。數(shù)字家庭網絡終端處在整個網絡的末端，涉及的用戶最多、對易用性和互通性的要求最高、市場空間巨大，如果標準不統(tǒng)一、不完善，必然導致整個產業(yè)鏈不敢輕易啟動，嚴重阻礙應用和產業(yè)的發(fā)展。如何將這些標準構建在一個統(tǒng)一的平臺上，開發(fā)能被業(yè)界和消費者共同接受的增值服務，將是實現(xiàn)數(shù)字家庭網絡商用服務的前提條件。

其次，缺乏底層核心技術，產品價格高。由于在底層基礎通信技術和處理芯片研發(fā)投入不足，科研力量分散等現(xiàn)象普遍存在，在家庭網絡領域我國廠商所掌握的技術大多位于網絡層與應用層，以及模塊和整機產品方面，而部分底層核心技術和關鍵元器件仍然依靠進口，缺少具有自主產權的核心產品和技術。面臨國外專利和知識產權的保護，目前數(shù)字家庭的相關產品整體價位偏高。在對價格極度敏感的消費電子市場，高位的價格不利于產品的普及。這是當前家庭網絡設備市場叫好不叫座的重要原因，也是當前我國家庭網絡產業(yè)急需解決的一大瓶頸問題。

第三，內容和服務滯后，價值鏈尚未形成。家庭網絡產業(yè)不僅僅需要解決 “設備與產品間的互聯(lián)互通及互操作性”的問題，產業(yè)關鍵問題在于“如何在互聯(lián)互通的基礎上創(chuàng)造用戶價值，提供全面滿足用戶現(xiàn)代化生活需求的融合性服務” ，現(xiàn)在提供的內容和服務基本上都是終端設備制造商自己提供的，比較單一。這個環(huán)節(jié)的滯后，也導致了“數(shù)字家庭網絡”始終無法真正進入人們的生活。因此打造完善的產業(yè)鏈，建立各方面合作共贏的業(yè)務模式，成為目前制約數(shù)字家庭網絡走向成功的關鍵。

數(shù)字家庭網絡的核心價值體現(xiàn)于“網絡融合”及“業(yè)務融合”，這一理念決定了數(shù)字家庭產業(yè)的創(chuàng)新性、服務性與綜合性，該產業(yè)需要內容提供商、網絡運營商、設備接入商、增值服務商、軟硬件提供商、智能小區(qū)開發(fā)商、智能家居廠商、信息家電廠商等一系列商家的共同參與密切合作，共同努力，創(chuàng)新業(yè)務模式。

2 智能家居標準情況

與智能家居關聯(lián)的技術產業(yè)眾多，涉及的技術標準體系比較廣泛，如電子、通信、建筑、家電等幾個領域。

（1）電子信息領域

工業(yè)和信息化部成立了“家庭網絡標準工作組”、“資源共享、協(xié)同服務標準工作組”（IGRS），以及廣州數(shù)字家庭產業(yè)聯(lián)盟，中國電子視像行業(yè)協(xié)會數(shù)字家庭分會、武漢三網融合暨數(shù)字家庭產業(yè)聯(lián)盟等多個標準制定和產業(yè)推廣組織，提出國家標準立項計劃共19項；中國電子技術標準化研究院組織相關國內企業(yè)在IEC/TC100 提交了家庭多媒體網關規(guī)范，在ISO/IEC JTC1/SC25 提交了閃聯(lián)系列技術標準，目前已有多項國際標準正式通過。

（2）通信領域

中國通信標準化協(xié)會組建了家庭網絡特別工作組，于2006 年頒布了首批兩個標準：《基于公用電信網的寬帶客戶網絡設備技術要求第1 部分：網關》和《基于公用電信網的寬帶客戶網絡總體技術要求》，初步解決了家庭網絡的電信網關與電信網絡的銜接問題。

（3）建筑與社區(qū)信息化領域

國家標準化管理委員會于2006 年頒布了由住房和城鄉(xiāng)建設部制定的《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術應用》系列國家標準，其包括4個子標準，分別為《第1 部分系統(tǒng)通用要求》、《第2 部分檢測驗收》、《第3 部分物業(yè)管理》和《第4 部分控制網絡通信協(xié)議應用要求》。該系列標準涵蓋了建筑及住宅社區(qū)數(shù)字技術應用領域的各方面，包括控制網絡通信協(xié)議、產品設計、系統(tǒng)搭建、檢測驗收和物業(yè)管理實施等，是目前國內該行業(yè)內覆蓋面最全的一個國家級標準。

2008 年4 月，全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會（SAC/TC426）成立，負責智能建筑物數(shù)字化系統(tǒng)領域國家標準的修訂工作，特別將智能家居的標準體系作為重要工作方向列入標準體系中。2010 年組織編寫了《家用及建筑物用電子系統(tǒng)（HBES）通用技術條件》（CJ/T 356-2010），2011年編寫了《居住區(qū)數(shù)字系統(tǒng)評價標準》（CJ/T 376-2011），現(xiàn)均已頒布實施。

（4）家電領域

國家發(fā)展和改革委員會于2006 年頒布了由中國家用電器研究院制定的《網絡家電通用要求》QB/T11-162836-2006。

為有序推進智慧城市建設，根據國家有關部委的要求，全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會自2010年開始組織開展了智能家居標準體系的研究工作，目的是通過對家庭內部的智能家居設備互聯(lián)、信息共享和通信、數(shù)據、設備等方面的技術規(guī)范要求，以及家庭內外智能家居系統(tǒng)進行信息交互，實現(xiàn)應用服務的數(shù)據格式、通信協(xié)議和應用管理描述等方面的技術規(guī)范要求的標準研究，為將來智能家居的標準研制提供重要、完備的指導。智能家居標準體系包括基礎標準、通用規(guī)范和專用規(guī)范三個部分，基礎標準是指在智能家居專業(yè)范圍內作為其他標準的基礎并普遍使用，具有廣泛指導意義的術語、符號、基本分類、基本原則等標準，如智能家居術語標準、智能家居術語和符號標準等。通用標準是指針對智能家居標準化對象制定的覆蓋面較大的共性標準，如通用的設計、施工、驗收要求，通用的質量要求，以及通用的技術架構等。專用標準是指針對某一具體標準化對象作為通用標準的補充、延伸制定的專項標準。它的覆蓋面一般不大，如某個范圍的技術要求，某種產品的應用技術以及管理技術等。

需要指出的是，由于智能家居系統(tǒng)產品、系統(tǒng)和服務種類繁多，相關領域技術發(fā)展迅速，為了保持標準體系的可持續(xù)性以及與技術發(fā)展的同步性，標準的研究制定將會根據新業(yè)務的需要不斷完善擴充；同時，為了保證標準中數(shù)據與指標來源的客觀性、可靠性和科學性，必要配套的技術驗證和檢測平臺建設也是必須的。

3 做好智能家居標準化工作近期需要推進的工作

智能家居的標準體系包括管理、技術、服務等方面的標準內容，是一項較為長期和復雜的工程，為做好標準化工作需要：

（1）抓管理：管理機構、制度以及信息系統(tǒng)是實現(xiàn)智能家居領域標準體系實施的管理措施的三個組成部分。管理制度規(guī)范了產業(yè)參與者的職責、權利和義務，以及設計、實施、驗收、評估、審批等各個環(huán)節(jié)有效的流程和措施，并依托現(xiàn)有的法律和政府規(guī)定明確獎懲規(guī)則，從而鼓勵產業(yè)健康發(fā)展。對技術、產品、服務、設計及實施、檢驗和監(jiān)督等各個組織就智能家居領域，依據技術標準進行有效管理，同時還需要一個高效和可靠的機構保證。對測試、認證、產品和系統(tǒng)的質量、項目和服務的運行狀況等進行信息化管理的系統(tǒng)也將成為必要的手段。全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會將在未來三年，隨著技術標準的確立和產業(yè)的發(fā)展，逐步完善制度、機構和支撐信息系統(tǒng)。

（2）建體系：智能家居標準體系的建立、推廣實施、運行維護和監(jiān)督全過程均需要專門的服務機構，通過服務信息網絡，針對服務對象的要求，提供合適的服務內容。全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會將在住房和城鄉(xiāng)建設部和國家標準化管理委員會的領導下，開展智能家居綜合服務平臺以及智能家居系統(tǒng)驗證平臺的研制及搭建，利用標準宣貫、教育培訓、樣板示范工程建設，技術支持和質量檢測等多種服務手段，向住宅開發(fā)商、系統(tǒng)集成商、設備廠商、服務提供商、普通用戶和政府及相關行業(yè)管理部門提供智能家居整體概念、解決方案和服務，從多方面發(fā)揮技術標準體系的產業(yè)指導作用，促進行業(yè)整體發(fā)展。

（3）促合作：隨著市場需求的不斷明確，全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會將利用已取得的標準體系的研究成果，積極開展與相關的國內外標準組織的合作，以直接采用、根據需要修訂、合作制定等多種方式，充分利用現(xiàn)有的技術標準研究成果，加速標準的制定過程。重點圍繞智能家居系統(tǒng)結構和基礎標準、智能家居系統(tǒng)安全標準、智能家居應用服務框架、社區(qū)與智能家居信息交互、家庭信息終端要求、智能家居綜合布線系統(tǒng)要求等標準的立項及研制工作。

（4）推應用：全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會將在住房和城鄉(xiāng)建設部的支持領導下，積極開展智慧社區(qū)試點示范項目，通過引導基于智能家居的智慧社區(qū)建設，形成具有中國特色可持續(xù)發(fā)展的智慧社區(qū)建設、服務及運營模式，為產業(yè)發(fā)展提供有效的支撐。