打造家居互联

作者:Dennis Natale,Silicon Labs物联网业务拓展副总裁

家居互联是物联网(IoT)最大、增长最快的领域之一。不过,带动家居互联持续增长的关键问题是,如何能使最初的使用者上升成为主流的消费者。那些影响它成功的因素包括技术标准、商业模式、数据所有权和分享模式,以及在家居互联的生态系统中满足产业链上所有参与者的安全模式,从组件和平台厂商、服务供货商和零售商一直到终端用户。

 

技术与权衡

典型的家居互联网络是由一件或多件(也可能是数百件)不同的智能装置互联并连到因特网,好让终端用户能控制、自定义和监控家里的环境。主要的应用场景促使大家接受设备互联,包括传感器、执行器和安防环境监控设备、娱乐终端和电视机、小家电和健康检测与看护设备。监控摄影机和门锁是最普及的安保联网装置。互联的温控器和照明设备通过更好的管理升降温实现节能,名列节能榜榜首,促使发达国家的家庭实现降低一半能源消费。能远程操作电视机和音响也驱使娱乐设备接入网络。

这些设备都集成了已经广泛应用的低功耗的嵌入控制器无线芯片以及传感器,能够与家庭生态系统中的其它设备共享数据与命令。领先的半导体和软件供应商已经提供不同组合的元器件以及开发工具,让设备开发者以及业务供应商规避了采用单一标准的风险。这种多元化也增加了并行使用不同架构和不同通信协议的产品以满足家居互联用户的不同需求的机会。其它用以支持家庭互联必要的技术,比如,操作系统,应用开发平台以及互联协议,取自于嵌入式产业和移动物联网应用的丰富资源,所以开发人员也是随手可得。

然而,对于设备和业务供应商,易用性以及安全等需求使得互联家居市场比物联网的其它市场更加复杂。不过在装置与服务供货商方面,有竞争关系的易用性和安全性这种需求会使家居互联市场比物联网的其他领域要来得复杂。比方说,试想在智能仪表的市场上,像公共设施常常能决定着网络中各层级的解决方案要怎么设计与布建。智能仪表的系统是由公用设施的专家来挑选、安装、维护与升级,所以能全年无休地专注在维护仪表与智能电网系统的技术问题上。

相形之下,互联家居的决策权则是操控在各自房主的手上,对管理互联家居的要求、需求与关注点各不相同,更遑论是技术水准。非专业的用户普遍偏好易于安装与管理的系统,而高级用户或许偏好能让他们在系统所能达到的功能上加以调配并发挥到极致的系统。雇用服务供货商的住家用户或许偏好端点对端点的支持,所侧重的是运转时间要最长,本身花的工夫则要尽可能少。与此同时,服务供货商想要支持的装置是在安装与维护上简单,但又没有简单到让住家用户不需要供货商的服务。

住家用户的差别会影响到安装经验的技术要求,包括设备搜寻、特性配置和安全管理。例如在安装每件设备时,住家用户都必须输入冗长的安全密钥,这就可能对使用安装造成极大阻碍;设备自动搜寻与握手协议允许更多的住家用户可以自行轻松导入、安装和升级设备。在某些情况下可以针对刚接触家居互联的新住家用户提供所需要的安装自动化,同时以策略性的隐藏手法来支持进阶用户对微调功能的渴望。

住家用户可以选择供货商来为联网设备建构出自行动手或找人来做的理想组合。家居互联的价值链包含了许多关联厂商,包括芯片和软件供货商、联网装置制造商、平台供货商、零售商、服务供货商,像是有线电视、电信或安保公司,以及大数据云端供货商。在跟住家用户打交道时,这些产业链上的参与者有各种不同的要求。例如服务供货商在满足“替我动手”时,会关注所安装装置的电池寿命,以尽量降低合约有效期内的劳动力成本以及替换成本。零售商在迎合自己动手的顾客时,则会强调买价低廉,而不太关注耗能与电池寿命。

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平衡商业模式

除了住家用户的体验外,还有好几个问题会直接影响产业链厂商。什么样的商业模式能让产业链上的厂商和个人对家居互联生态系统有所创新与贡献,并依据他们的创新与贡献带给他们营收?家居互联生态系统所搜集到的数据由谁拥有?以及产业链厂商和个人以何种方式取得这些数据?安全由谁负责?在家居互联生态系统以及相关产业链上公司和个人的远距服务或云端服务中,实体与逻辑安全要如何确保?

在遇到这些问题时,重点是要记住,家居互联系统跟传统的嵌入式系统不同。每个元器件都不是孤立状态,设备必须在生态系统内互通。例如像智能型恒温器这样的设备或许少不了其他设备的数据,像是运动检测器的网状网络。这就是像温控器类设备可以智能决定什么时候动态地调节灯光和气候设置,适时配合所监控的环境。

在这个例子中,假如恒温器和运动检测器全都服务于单一供应商,那传统的商业模式可能还是能运作。不过,假如这个系统有一部分设备升级服务于不同的供应商,这些装置或许就无法再一起运作。这一点非常容易发生,特别是在升级和淘汰的时候。

家居互联生态系统市场,已有各式各样的应用架构、操作系统和通信协议在争夺行业领导权,而且市场不太可能会往某一套标准靠拢。比较可能的最终结果是,存在某种折中,每种设备、外设以及集中器能互相响应,以保护最终用户的投资消费,并保护产业链上公司和个人可以规避一些采用不成功标准的风险。

遥控器的演进就是个例子,说明了如何调整商业模式来适应这些问题。遥控器从来没有依循标准的外观样式、按键布局或命令协议。这是制造商刻意的决定,以便把遥控器的设计与本身的产品紧密结合起来。假如遥控器可以互换,产品制造商就无法确保使用体验,尤其要是某一家制造商的遥控器不具备另一家制造商产品的重要功能的话。

到最后则出现了万能遥控器来作为变通之道,而万能遥控器在遥控命令和装置操作上一般都不尽相同。在这个例子中,第三方所提供的桥接功能允许最终用户在家电的层次上从一流的装置中选择,同时在搭售的层次上得到选择装置的诸多好处。

这些桥接型产品无论是出自第一或第三方厂商,都会比原本的产品要复杂,但却能简单解决用户的问题。同样地,家居互联市场的商业模式或许会诞生第三方厂商来衔接其他各方。提供数据搜集和主要分析功能的第三方或许也会受到鼓励,提供某种外设,用以协调和接纳旧有和当前标准。不过,要了解什么样的商业模式比较能支持成功的家居互联生态系统,就不得不谈到数据拥有权与安全的问题。

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数据所有权与安全

家居互联产品的终端用户日益担忧的是可能发生的数据外泄导致个人资料遭窃,而不是技术的成本,并且也关注本身的资料会遭到搜集贩卖。

家居互联设备具有搜集通信并将传感器数据传到云端的能力,这个能力将这些设备从单纯的业务交换转变为持续发展的关系。对所有联网装置所搜集到的数据加以分析,或许能让家居互联具备当前连想都想不到的更有价值功能。假如大数据分析可以从不同的住家看出用户群体的趋势,就可能带来其他的好处。但如果要发挥这种潜能,第三方就必须声明对设备、平台与服务数据的拥有权与安全。

产业链上的每个厂商都想要取得联网设备的使用数据,但谁拥有这些数据并能从中获取利益却不清楚。每个产业链上的参与者都想要掌控系统所搜集到的数据,但没有一个会想要分享对本身的竞争优势至关重要的数据。例如白色家电的制造商有很强的竞争力,所以不会想要分享自家的家电是如何被使用的数据。对于住家用户的数据要怎么搜集、存储和分享,这需要提出明确的政策,消费者才会有信心把联网设备带进家里。

商业模式所依赖的前提条件假设为——联网家庭装置所能搜集到的信息会为用户和产业链厂商带来更多附加价值。不过,以分析这些搜集到的信息为基础的商业模式必须适应并满足用户对于选择加入或退出所关注的功能(在搜集到资料的前后皆然),当数据资料遗失或遭窃时提供补救之道,并针对厂商是如何使用信息提供外部检查的通道入口。

与数据分享密切相关的是要确保联网家庭的安全,有别于产业用户是依赖信息科技部门里的全职安全专家,普通的住家用户一般并不会想要变成安全专家。安装和更新联网装置需要简单又强大到足以让人对保护住家用户有信心。

使这个问题变复杂的是,联网设备的制造商对安全的看法各异。例如相较于照明开关的制造商,门锁制造商对安全所抱持的关注度或许比较高。如此一来,安全便成了多层次的课题。其中可能包括在设计时集成安全保护功能用以强化芯片,在标准单位内设法确保标准是采用适当的安全协议,在软件安装启动上确保有适当的安全审查与强化,以及对住家用户要确保他们的设备采用了合适的安全等级。

 

驾驭家居互联

家居互联已成为物联网行业成长最快并且是最大的领域,对于设备和业务供应商,易用性以及安全等需求使得互联家居市场比物联网的其它市场更加复杂。欲繁荣家居互联产业要靠生态系统使新的产业链厂商变得壮大,并增加互补性的产品和服务来为消费者提供更多价值。

欲了解更多Silicon Labs智能家居解决方案及参考设计信息,请访问:http://cn.silabs.com/solutions/home-automation-and-entertainment.html

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