实现连接性和安全性是开发人员在开发智能家居产品时面临的两个最大挑战。首先，没有统一的行业协议标准，很难实现不同产品之间（尤其是不同生态系统之间）的互联互通。其次，家庭网络和互联网之间的通信容易受到黑客攻击。此外，对于智能家居中流行的智能语音技术，还需要攻克语音识别、语义理解、人工智能平台和算法不成熟等技术难题。

对此，本杂志采访了业内几家领先的半导体厂商——Labs、Qorvo、Qorvo，请他们谈谈智能家居领域的最新技术趋势，并针对上述挑战，有哪些新的解决方案可用。

市场趋势：便利性、能源效率、连接性、智能

Z-Wave/IoT 产品营销经理 Johan 表示，在智能家居领域，随着消费者越来越认识到，该行业在此类设备可以为他们的生活带来的好处以及功能和部署方面的进步方面正在向前发展传感器、灯泡和门锁等产品。有几个智能家居领域的采用率正在增长，包括定制安装、专业安装的安全系统、零售和新零售以及电信，每个领域在设备采用和部署方面都有自己的趋势。在中国和亚洲其他国家，多住宅单元建筑 (MDU)、公寓和住宅的新建为开发商提供了在旁边的新建筑中添加智能家居技术的机会。此外，亚洲出现了一种新趋势，服务提供商和电信公司开始提供智能家居技术。

Johan，Z-Wave/物联网产品营销经理

一般来说，人们希望管理安全功能和智能照明的添加已成为市场跨界的关键驱动力，而无线物联网技术的进步将有助于传感器类别的新兴普及，这为传感器提供了更多信息智能家居。

英飞凌科技副总裁、大中华区数字安全解决方案事业部负责人程家宇指出，社会老龄化趋势，对可持续能源供应的需求，以及人们对环保意识的增强和对家的追求便利性将智能家居从一个未来的概念推向千家万户的现实。作为与物联网和人们日常生活息息相关的切入点，持续推动物联网的发展。

英飞凌科技大中华区副总裁兼数字安全解决方案负责人程嘉宇

智能家居的市场规模也在不断增长。根据《ABI Data, Q1 2018》的研究，智能家居市场正在增长，预计未来几年智能家居总收入的年均增长率为25.0%。新的智能家居安装数量将从 2016 年的 1711 万激增至 2022 年的 7720 万。对于市场而言，这意味着未来几年将有许多创新的智能家居元素需求旺盛。

智能家居配备了使生活更加方便和节能的技术，包括智能家电、移动设备和家庭自动化系统，所有这些都可以互连。要变得“聪明”，需要配备合适的半导体解决方案的设备和系统。

Qorvo 低功耗无线事业部总经理 Cees Link 指出，智能家居市场正在出现各种应用，如安防、环境控制（恒温器）、照明等，非常分散。每次在手机上推出一个新的应用程序，它通常不能与其他应用程序一起使用，这就形成了一个开发市场。智能家居市场目前处于相对较新的阶段，尚未真正整合。所以从根本上说，有很多学习：消费者需要学习如何使用产品，生产商需要了解有哪些很酷的产品，而芯片供应商需要弄清楚市场真正需要什么技术。

Cees，Qorvo 低功耗无线事业部总经理

IoT事业部产品营销总监Ted 花王表示，作为人机交互技术提供商，一直致力于提升家电在人类生活中的作用。多年来，该公司还与行业合作伙伴合作，解释技术解决方案并将其服务部署到最终产品中。公司认为，该领域目前将继续发展壮大，并将随着人机交互技术和互联技术的发展而不断加速发展。

此外，语音助手由于其自然语言交互的先天优势，已经开始部署在各种家电中。 “今年我们支持的客户项目中，电视机、机顶盒占比明显提升，空调、家庭网关等设备也逐步有序部署。”他说。

智能家居需要哪些技术

Labs 在多协议技术方面拥有非常丰富的专业知识。 Johan 认为，将网状网络与物联网技术相结合，可以极大地提升产品的互操作性，使开发者、服务提供商、集成商和终端消费者能够利用各种各样的大而多样的生态系统和各种终端设备，获得最佳的智能家居体验。 .

Labs 最近收购了 Z-Wave 技术，补充了我们用于智能家居的全面无线硬件和软件组合，他说。该产品组合现在包括 Wi-Fi、蓝牙、专有协议和 Z-Wave，使客户能够为各种应用开发智能家居产品，包括照明、安全和舒适，以及集线器和网关、智能灯泡、传感器、门锁、恒温器、警报器、墙插、安全面板等产品。从少数设备到整个智能家居控制，这些设备在所有家庭智能家居系统中协同工作。目前亚洲市场有安防领域不断壮大的趋势。 Z-Wave 广泛应用于安防领域；通过与 90% 的安全服务提供商合作，并与中国的运营商和服务提供商合作提供教育和信息，该公司预计安全产品将会增长。

程家宇指出，英飞凌在物联网安全、传感器、电源管理和跨平台控制方面具有核心优势，可以帮助客户打造更智能、更安全、更节能的智能家居解决方案。

英飞凌致力于为客户提供完整的“从产品思维到系统理解”（P2S）解决方案，能够提供从设备到云端所需的所有产品和解决方案。通过这一领先的易于集成的解决方案、高度可靠的产品和强大的全球支持团队，它可以帮助客户快速高效地创建创新的智能家居应用并缩短上市时间。

Qorvo 针对中国市场和全球其他市场采取垂直营销策略。 “我们非常专注于远程控制应用，但也非常专注于照明和安全应用。真正了解这些垂直应用的需求，确定满足这些需求的最佳产品，继续降低成本并为我们的客户提供竞争优势。” Cees Link 快递。

Ted Kao 表示，他一直致力于通过收购 () 和多媒体部门来革新人机交互，包括生物识别和控制、语音交互、计算机视觉、多媒体和边缘计算处理器以及界面产品线。

在物联网部门，智能语音产品线涵盖语音前端的方方面面，为家居产品赋能提供技术解决方案。目前，公司已在电视、机顶盒、条形音箱、智能家居控制中心、家庭网关、温控器、空调、冰箱等家电产品中实现了远场语音交互功能。 “这么多产品实现起来难度很大。我们需要和各大AI平台合作，了解各种产品的特点，并在各个专业领域与系统集成商、ODM商和品牌商合作和支持。”他指出。

在国际上，基于和生态系统的服务终端制造商。为了提供最佳的用户体验，在中国市场，公司与自动语音识别（ASR）厂商、AI平台厂商、品牌商合作，主要专注于电视、机顶盒、车载设备等智能家电。

安全、互联、低功耗、小体积是智能家居设计的重点

安全和互联的客户体验是设计、部署和管理智能家居产品的核心。 Johan 认为，要实现这一点，需要一种包含多个协议的解决方案，以实现无缝用户界面。

根据市场研究公司 Parks 关于消费者智能家居支出的报告，“75% 的智能家居价值（75% 的智能家居设备购买者重视连接性）”随着数字的增加，连接性对消费者的重要性也在增加。智能家居市场是相互关联的，因此所有大小公司都可以参与构建产品并将它们连接到不断发展的生态系统。

他指出，Z-Wave 是一种通信协议，可以实现智能家居设备的互联，并允许用户通过同一个智能手机应用程序控制整个生态系统。当今市场上有来自 700 多家制造商的 2,400 多种 Z-Wave 认证设备，用户和安装人员可以从多种设备中进行选择，以创建自己的智能家居，并根据自己的需求和所需功能进行定制。通过使用 Z-Wave，公司可以为产品生态系统做出贡献，并通过它提供的互操作性将设备添加到现有的智能家居系统中。此外，Z-Wave 技术不断发展，具有更快的开发时间、支持更轻松安装的功能以及可以带来新功能以增强设备功能的未来芯片组，包括： 单个纽扣电池的电池寿命更长 长达 10 年，更多处理能力，更远的距离等。

英飞凌领先的半导体解决方案组合使客户能够创建满足当前和未来需求的创新智能家居应用。 “我们的产品可以帮助客户实现智能、安全、节能的目标。我们可以一站式满足客户项目所需的所有产品和解决方案。此外，我们的产品可以很容易地集成到客户的设计中。”程佳宇：“我们在产品方面的深厚专业知识以及在智能家居和家庭自动化系统方面的深厚技术专长，将确保我们能够在客户探索智能家居领域新的、未开发的领域时全力支持他们。我们处于问题的关键. 走在智能家居技术的最前沿，引导客户探索新的机会和商业模式，探索这个令人兴奋的新市场。那些刚接触智能家居市场的人将特别受益于我们易于使用的智能家居和解决方案的演示。 ”

Cees Link 表示，从收购 Qorvo 的第一天起，公司就一直致力于以最低的功耗实现最稳定的覆盖，即最长的电池寿命。 “人们希望他们的产品能够一直工作并保持连接，而无需过多关注。因此，只要有可能，这就是我们关注的重点，”他强调说。

Ted Kao 表示，该技术主要侧重于人机交互和界面技术，包括声音和图像处理、生物识别和多媒体处理。体现在芯片产品上，从ADC、DSP、传感器到主处理器、NN核，集成各种软件算法和SDK。 “以智能语音处理解决方案为例，独特的智能声源拾取技术在许多方面超越了其他竞争对手的多麦克风阵列，仅2个麦克风。结合唤醒词的低功耗和小尺寸模型，前端处理方案可以封装在一个非常小的低功耗模块上，方便客户快速量产各种智能家居产品。同时，在一些多功能的家庭终端产品中，处理器具备边缘计算能力，可以显着提升本地智能，为客户提供更丰富的产品规格。”他说。

智能音箱技术展示（提供照片）

不同国家智能家居市场的差异

智能家居应用在全球范围内都是相同的，但该设备的受欢迎程度和采用的原因因地区而异。比如在亚洲，安全是最大的驱动力，其次是门锁、传感器等；在美国，智能照明很受欢迎；在欧洲，能源管理是用户的主要考虑因素。 Johan 指出，对于安全或家庭管理是主要关注点的情况，用户可以通过添加额外的可互操作设备轻松地为 Z-Wave 智能家居添加额外的功能。

Labs 最近在中国开设了新的 Z-Wave 认证测试设施，这将为中国制造商提供更强大的认证测试能力。 Z-Wave 认证对于确保智能家居设备生态系统的互连性至关重要，这一过程由 Z-Wave 联盟管理。

Cees Link 认为，不同国家的智能家居存在很多差异，但没有根本性差异。 “销售模式不同，分销模式不同，人们决定购买的方式不同，安装方式不同，但归根结底，最终满足人们基本需求的技术世界各地也不例外，”他说。 ，无论在中国、美国还是欧洲买车智能家居设计，人人都喜欢中控锁：只需按一下按钮，就可以锁上所有车门。安全，保险，没有区别。无论是在中国、美国还是欧洲，人们都希望为自己和孩子过上安全、舒适、幸福的生活。”

Ted Kao介绍，今年在中国社会学学术领域有一个名词叫“超尺度”。研究中外差异是一种独特的视角，智能家居市场也存在这种差异。首先，中国人口众多，市场潜力巨大。正是因为中国的超大规模，不同地区的产品需求不同，多个生态系统并列。以智能语音为例：百度的度米、腾讯的云晓微和叮当，阿里的、斯派奇、科大讯飞，包括各个品牌厂商，也在自主打造。这和国外有很大的不同，整个西方世界基本都是被苹果霸占了。

在智能家居领域，智能语音技术具有超脱独立性，可适配各种平台，满足设备厂商和平台厂商产品设计和业务合作的灵活性。同时，也针对各种生态系统中各种产品的应用需求提供响应式解决方案。

如何应对连接性和安全性等挑战

在开发智能家居产品时，实现连接性和安全性是开发人员面临的一项挑战。 Johan 指出，采用开放标准是实现智能家居连接和设备生态系统的关键因素。 Z-Wave 规范对公众开放，因此云服务开发商、网关制造商等可以自由、轻松地访问 Z-Wave 互操作层并为 Z-Wave 技术创建插件，同时深入到 Z-Wave Wave 生态系统，开发人员可以直接在其他经过认证的设备和网关上进行操作。

在家庭网络和互联网之间实现安全通信给产品开发带来了许多挑战。智能手机上大量允许远程访问家庭自动化设备的应用程序进一步加剧了这些挑战，尤其是对黑客而言。黑客一直对物联网领域很感兴趣，因此消费产品的安全性非常重要。每隔一周，我们就会看到有关大型公司或政府机构再次遭遇安全漏洞的新闻报道。

Z-Wave 在协议中内置了 2(S2） 框架，因此制造商可以轻松确保其设备具有最高级别的安全性，并确保其与相同的安全生态系统连接工作。

另一个挑战在于服务提供商和电信公司：如何提供智能家居技术，捆绑哪些产品，如何营销和教育客户，以及如何提高网关访问率。

程家宇也认为，智能家居面临的主要挑战是安全性。未受保护的智能家居设备对攻击者极具吸引力，攻击者可能会侵入家庭网络，窃取和滥用敏感的个人数据，甚至闯入家庭。此外，连接的智能家居设备可能会被滥用于更大规模的攻击，例如 DDOS 攻击，这可能会导致整个服务器网络瘫痪。

在安全方面 在威胁日益增加的时代，安全解决方案可以保护所有活动和系统免受入侵。例如，智能家居需要配备智能报警系统以确保安全。生物压力传感器可以自动检测打开窗户的气压变化，触发警报系统以吓跑入侵者。此外，智能家居通过视频、传感器、摄像头和麦克风收集大量数据，相应的数据安全和隐私措施可以防止数据落入坏人之手。

你能帮忙吗？制造商和消费者了解他们面临的威胁，并提供足够的安全保护机制，这将是智能家居成功的关键。英飞凌的 Trust 和 TPM 等硬件安全解决方案可以帮助客户完美解决智能家居中的身份验证问题。 、安全通信、安全数据存储、数据完整性以及固件升级等安全问题为智能家居保驾护航。

对于智能家居设计中的挑战，Cees Link 表示，我们都在寻找正确的答案。 “根据我的经验，我们在 1991 年发明了 WiFi 并推出了我们的第一款产品，当时非常难卖。我们必须真正向人们展示 WiFi 的价值，我们需要找到合适的使用模式智能家居设计，合理的成本/价格WiFi 直到 1999 年才真正起飞配备 WiFi 手机、平板电脑或笔记本电脑，这是不可能的！”他说：“对于智能家居或物联网，我们正在经历相同的旅程：什么是正确的模型、正确的成本/价格定位、正确的应用程序以及正确的套件/集成等，我们试图从根本上指导思想：如何将其融入服务模式以提供价值，如何使其易于安装。同时，许多人都在不断开拓创新，我们都在学习和探索智能家居如何真正提供价值。”

智能家居显示图（照片由 Qorvo 提供）

Ted Kao 指出，首先，没有统一的行业协议标准，这将导致不同的产品，尤其是不同的生态系统之间难以互联互通。对于语音智能家居，由于智能平台（尤其是ASR）的封闭性，很多解决方案都会将唤醒词、前端处理、模块和ASR包结合使用，这对于客户优化产品方案和供应链安全很重要两者都不理想。

其次，在智能语音领域，中国幅员辽阔，口音众多，文化多元。唤醒词的发展以及语音识别和语义理解的技术领域提出了巨大的挑战。此外，家居企业对物联网和传感技术以及人工智能平台和算法的采用还处于起步阶段，还有一个探索的过程。

作为行业领先的人机交互解决方案技术提供商，我们致力于在智能家居中扮演“桥梁”角色。例如，通过提供独立的远场语音解决方案来匹配不同的ASR引擎，提供交钥匙产品解决方案，实现单个语音产品对多台家电的统一控制。通过针对不同类型智能家居产品的应用需求提供SoC、DSP、音频编解码和算法，为不同需求、不同技术优势的合作伙伴提供整体解决方案。

智能家居市场成功案例详解

目前，Labs 正在与智能家居社区的成员进行多层次的合作。 Johan 表示，在中国，该公司正在与新建筑开发商和新住宅建筑商合作，在施工期间安装智能家居产品。

程家宇表示，2018年5月，英飞凌与美的推出新一代智能门锁解决方案，充分发挥英飞凌在高性能安防芯片领域的技术优势，深度融合美的在智能门锁领域的系统设计经验。家电行业。作为首个由银行卡检测中心（BCTC）实施并参与完善风险防范机制的智能锁解决方案，安全性能全面提升，让消费者更放心；英飞凌高性能安全芯片通过国际权威CC EAL5+金融级安全认证，为美的智能门锁提供硬件级安全保障，推动中国智能家居产业进一步发展。

英飞凌一直致力于中国智能家居的合作与发展。 2016年11月，英飞凌与合作伙伴在北京联合启动了“智能家居互联安全开放实验室”，旨在就物联网在家居领域的应用开展技术交流。开放实验室合作伙伴集成英飞凌基于硬件的安全解决方案，以满足智能设备和家庭自动化的通信需求。

Cees Link 认为 Qorvo 有很多成功的应用，但最有趣的是辅助生活。 “这个应用程序可以帮助老年人在家里度过更多的时间，并在出现问题时向他们的家人/朋友发送提醒。一个简单的版本是一个可以随身携带的按钮，当出现问题时只需按下即可。只需按下按钮。但事实是，人们可能不想戴纽扣，或者在发生某些事情时（比如淋浴时）他们碰巧没有戴纽扣。所以智能家居其实就是一套家庭传感器（没有摄像头），它可以逐渐了解人的行为：人什么时候起床，什么时候完成日常活动，通常需要多长时间去购物等。如果有异常，它会通知监护人（如家人、朋友、照顾者等）发送消息。该系统使用AI（人工智能）引擎，可以自动理解人的行为，也可以适应随着时间的缓慢变化。听起来很简单，其实很复杂，却是一个非常典型的智能家居例子。”他说。

自2014年以来，一直协助客户开发智能语音产品，还创造了多项第一，如：与三星合作开发全球第一台远场智能语音电视；与LG U+共同开发开发出全球第一款远场语音机顶盒；与乐视联合开发国内第一台远场语音电视；与腾讯云小微、海美滴推出国内首款远场语音OTT Box；首创远场语音空调、热水器、台灯等家电产品； Ted Kao 说，Alexa 的第一个经过认证和宣布的远场语音解决方案等等。

正在研究哪些新技术？

随着智能家居产品的发展进步，工程师需要设计出更适应消费者和使用环境的设备。 Johan 指出，为了抓住智能家居设备的新机遇，制造商必须克服复杂的技术挑战，同时平衡设备成本和上市时间。

Labs 今年早些时候收购了 Z-Wave 业务，Z-Wave 技术也随之不断发展。 Labs 将通过下一代 Z-Wave 平台上的新功能支持这项创新。未来的改进将包括更大的覆盖范围、更长的单个纽扣电池的电池寿命以及更多的处理能力。这些进步将推动无线连接和边缘智能的融合。电池寿命超过十年的无线传感器将很快面世，使我们能够将它们嵌入智能家居难以触及的角落，同时使物联网系统能够自动响应不断变化的环境条件和用户偏好。 Z-Wave 平台的进步有望在智能家居中实现无处不在、价格合理的传感，从而可以在每个家庭部署数十甚至数百个 Z-Wave 设备，同时与现有的数百万已安装的 Z-Wave 设备和网关保持一致已连接。

Cees Link 认为，与智能家居相关的技术无处不在，而物联网和智能家居面临的真正挑战是如何一致且轻松地推出这些技术。例如，“我的房子里有一个照明系统，它有运动传感器，一旦有人进入房间，它就会打开灯。同样，在这个房间里，我们也有运动传感器，可以在窃贼闯入时触发警报。在家里。我的妻子一直问我：为什么我们有两个运动传感器？我完全同意她的观点，拥有两个真是太疯狂了！我们还有很多工作要做！”

Ted Kao透露，在硬件领域，正在研究集成处理器、超低功耗DSP、神经网络加速和支持边缘计算的新一代芯片；在软件领域，正在开发基于神经网络的下一代降噪解决方案。该算法对噪声抑制效果更好。

他总结说，中国多年来一直强调品牌战略。然而，随着智能行业的兴起，尤其是 Alexa 等生态系统的创建，品牌需要跟上平台的战略。归根结底，谁最终接触到消费者，谁掌握了信息交换的钥匙，谁就掌握了控制权。因此，相信各大家电品牌、智能生态厂商和平台商都会积极进行布局、收购、投资和组建新团队，甚至对组织架构进行重大调整，这将是行业的一个显着特点。这些努力将促进行业有序健康发展。相信智能家居市场将成为消费转型的动力源泉。