技术解析：智能家居如何快速接入NB－IoT

    青岛新闻网8月17日讯  （记者  夏巧怡）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。