联网住宅和智能建筑:解决可靠性、收敛性、连通性

　　从流行文化到现实

　　自动化家居的概念并不是一个新的概念:自20世纪30年代以来，这个理念就在世界各地的博览会场所中流传开来，在大众文化中，电视节目和电影可以想象未来家庭生活的未来——固化了公众对家庭自动化的好处的看法。

　　在20世纪80年代，现代版的自动化住宅开始出现在市场上。“联网住宅”的概念最初是由美国住宅建筑商协会(American Association of Homebuilders)推出的，并形成了我们现在认为的“家庭自动化”的基础。联网的房子提供了一种新的方式来连接、连接和控制现代家庭中的所有设备。然而，事实证明，它过于昂贵、笨重、难以建造，而且仅限于豪华住宅建筑市场。

　　在整个20世纪90年代，自动化的家庭技术停滞不前——在很大程度上，私有(和昂贵的)系统只能用于豪华住宅。这些专有技术通常是系统特有的，只控制家庭的照明或娱乐系统。把这些系统结合成一个单一的、有凝聚力的、容易控制的整体是一个挑战，只有最精明的系统集成商才能解决。

　　与此同时，一个DIY (DIY)市场围绕着电力线通信系统发展起来，一些早期的市场进入者为家庭自动化引入了无线产品。发明家们开始开发自组装的无线网络协议，而现在流行的ZigBee标准将在世纪之交出现。

　　在2000年之后的第一个十年里，技术创新者开发了各种各样的专有的、开放的无线和无线电协议，用于家庭自动化。ZigBee、ZWave、EnOcean、C-Bus和KNX是在此期间帮助实现家庭自动化应用程序开发的一些协议。这些协议是家庭自动化的“语言”，允许设备彼此通信。随着这些协议的发展，连接设备的现实变得越来越明显，同时也证明了对于闭环的传感器和执行器的需求，学习家用自动化解决方案。

　　收敛

　　随着技术成本的降低，消费者对连接的家庭解决方案越来越感兴趣，更依赖于云的效率，家庭自动化的解决方案变得更加复杂和易于访问。

　　全球家庭自动化市场现在包含了现代家庭中所有可控制的元素。连接照明，电器，娱乐和接入设备都是商业上可用于专业和DIY安装。

　　在安全、安全、节能潜力和方便的驱动下，照明、安全、安全、娱乐、暖通、能源管理等主要的家庭自动化元件，现在都可以使用现有的技术来控制。市场驱动和技术的趋同导致了巨大的市场增长潜力，2012年的市场总价值估计为36亿美元，到2019年将增长到164亿美元。这一增长由北美主导，占全球家庭自动化安装总数的40.7%。

　　安全与安全

　　像ADT2这样的老牌安全公司正在利用互联的家庭趋势作为基础，通过SHaaS(智能家居作为服务)扩展家庭自动化产品。此外，美国电话电报公司(AT&T)和康卡斯特(Comcast)等宽带提供商以及英国天然气等能源公司也通过SHaaS3创造了新的收入来源。宽带、有线电视和能源运营商在这个市场上的地位是独一无二的，因为他们有数百万的客户依赖于他们的能源管理和数据访问服务。

　　由于这些服务提供商很少设计自己的组件，所以广泛的商用、可互操作、易于部署的硬件(如继电器、交换机、连接器、传感器、钝化器)对SHaaS市场的增长至关重要。

　　连接国内市场的司机。

　　联系消费者

　　联网的消费者是连接国内产业的主要推动力。78%的美国消费者拥有移动设备，他们意识到控制家庭功能的价值——比如加热和冷却系统——无论在什么地方。能够从办公室调整家里的温度，或者检查一扇门是否被锁住，这在10年前是不可能的。

　　移动设备内置的GPS跟踪功能可以通过地理跟踪创建新的应用程序选项，例如，当房主进入他或她的车道时，可以打开一扇门并打开电灯。其他功能是通过与个人可穿戴设备的接口来实现的，比如健身和健康监控设备，当用户意识到用户睡着了，或者当用户醒来时打开百叶窗时，可以将家庭自动化系统发出信号。

　　这些健康监测方案也在创造新的市场空间，例如，能够实时监测老年人和家中设备的年龄-地点应用程序，这是一个更好的替代方案，可以将他们转移到更昂贵的辅助生活设施。

　　这样的市场和开发应用程序的增长将需要连接所需的硬件。

　　无线广播协议

　　连接国内市场的另一个技术驱动因素是无线和无线协议的合并。开放和封闭的协议和通信标准的smorgasbord在新兴行业中是典型的。ZigBee、ZWave、KNX、Thread/6LowPAN、蓝牙LE和Wi-Fi都在这个市场上发挥作用，一些制造商在一项协议上提出了自己的要求，其他人则在他们的产品中进行了两项或更多的对冲。

　　每个协议都有其优点，尽管它们都是不同的，但它们在市场空间中的联合渗透是有价值的，因为每个协议都说明了在家庭自动化实现中可能发生的事情。然而，很可能只有一两个协议将会占上风。幸运的是，无论实现何种通信芯片或协议，连接的硬件都是相同的。

　　有关家庭领养的限制。

　　主要的因素是推动互联国内市场的增长，包括:

　　建立通信协议

　　支持这些协议的硬件。

　　与所有主家庭自动化系统(HVAC，安全，安全，娱乐，照明)接口的硬件

　　基于云的移动设备访问。

　　基于云计算的inter-protocol翻译

　　改进和更合理的价格点。

　　然而，目前有许多障碍被广泛采用，值得一提的是:

　　数据安全

　　数据安全是家庭自动化和物联网(IoT)连接设备的一个问题。每当一个新的系统或产品发布时，它就成为了网络攻击的新目标。在不久的将来，将会开发出一种铁质的解决方案来攻击联网的家庭系统。然而，今天的联网消费者已经习惯了这些风险，并接受了这些风险，以换取connectivity7提供的好处。

　　标准化

　　在广泛的竞争者中缺乏凝聚力和标准化也可能限制家庭自动化技术的采用。消费者已经表达了对一个特定系统的关注，该系统不能与其他设备进行互操作——他们不想对产品做出承诺，只是发现他们不能将其与其他系统集成。协议和通信的这些差异限制了规模经济，但却是任何新技术革命的特征。

　　幸运的是，硬件在协议中仍然是一样的——因此，像TE这样的公司开发的硬件将有助于推动家庭自动化的采用，无论哪种协议成为标准。

　　消费者意识

　　虽然许多家用自动化设备今天都在商店的货架上，或者在网上购买，但许多消费者对这个价值主张感到困惑。例如，一个在市场上购买新冰箱的消费者需要一个有知识的零售销售助理和互联网上的综合内容来解释一个连接的家电的好处和价值。在销售周期中，如果没有一线教育，消费者就可以选择退出，而联网的家庭功能和价值将无法实现。

　　联网的国内市场仍处于早期采用者阶段，许多初创公司都在争夺职位和消费者的注意力。像TE这样的制造商可以通过在产品设计上的合作来加速开发新的和有吸引力的家庭自动化产品。

　　TE在连接国内市场的角色

　　TE与家庭和建筑市场的主要家庭自动化设备oem关系密切，包括BCC研究报告的十大家庭自动化供应商。连接性对于高效的制造、组装和安装是至关重要的，而TE的产品被设计成能够驱动家庭自动化创新的OEM产品。TE通过直接销售关系，通过其分销合作伙伴将该公司作为这个快速发展的市场的主要零部件供应商，进一步关注二线oem和三线公司。

　　TE的客户关系扩展到许多家庭自动化类别，如集线器、占用传感器、家用电器、暖通空调设备和恒温器。TE的互连和切换技术扮演关键角色在家庭自动化系统的发展:例如,TE使路由电源和信号内部,有时外部使用电气互联,在这些设备和路由电源和信号通过开关组件(例如,一个功率继电器需要在每个无线或wire-controlled连接AC壁装电源插座)。

　　在自动化住宅的所有主要子系统中都发现了TE客户的设备，包括:

　　照明设备和控制

　　安全设备和控制

　　娱乐

　　便携式消费电子产品

　　暖通空调设备和控制

　　能源管理设备和控制。

　　白色家电

　　便携式电器

　　为设备选择合适的连接器、开关、继电器或传感器，其应用是确保产品寿命长、无问题的关键。例如，产品的误用可能是OEMs最头疼的问题，导致产品故障可能需要数年时间才能纠正。TE的全球产品和开发工程师团队、应用程序和销售工程师、客户经理和技术专家帮助其客户在产品开发过程的早期做出这些重要的决定，在这个过程中优化设计是最重要的。

　　TE产品支持家庭自动化产品开发

　　家庭自动化的进步正在改变TE客户的产品，并将继续这样做。考虑一下30年前的恒温器:它们大多是热电机械装置，使用双金属元件来开关热或冷却。

　　快进到今天:现代恒温器的内部开始看起来像里面的手机新技术包括TE的连通性和传感器产品——例如,连接恒温器通常包含多个印刷电路板含有电子元件、无源设备、传感器、细间距连接器,wire-to-board连接器后备电池小微粒包。切换和控制HVAC设备是至关重要的，所以低姿态继电器经常被合并。对于用户界面，迷你的触觉开关常用于选择器或复位按钮。

　　另一个例子:在每个家庭的墙上都发现了无处不在的电源插座。这项技术在过去的100年里基本上没有改变，现在却被一个连接的插座所取代，其中包括电源继电器、天线、控制电路，当然还有一个复位按钮。

　　TE连接性恒温器与TE元件的图像。

　　图1:连接的温控器与TE组件。

　　微型连接器和交换机

　　通过TE的大量产品，该公司能够为最小的传感器组件提供微型的连接器和开关。微观规模的问题:消费者希望他们的家庭自动化设备尽可能的小和不引人注目。这意味着这些设备的内部组件需要按比例缩小，而这些设备的附加功能将进一步复杂化。例如，占用传感器也可能包含环境光水平传感器、麦克风或其他传感/监测元件。

　　大电流的能力

　　TE还为暖通空调设备和家用电器提供高电流的连接器、开关和开关继电器，使其能够在自动化的家中进行连接和控制。联网的电子设备本身具有低电压或低功耗的特点，需要继电器来改变家里的高电压/高功率负载。这些负载可以是任何东西，从咖啡机或烤面包机插入连接的壁插座，到连接到连接恒温器的锅炉控制器。

　　产品设计师的选择范围

　　TE的产品组合是全面的，让设计师能够找到他们独特的想法和产品所需要的东西。在几乎所有的电子设计中，都需要连接器和传感器来提供和路由电源和/或信号进出电路。

　　下面是在上面列出的所有子系统中找到共同使用的TE连接性产品系列的高级项目。

　　接线端子

　　快速终止连接器

　　点终止触点(FASTON、PIDG等)

　　小格式继电器

　　功率继电器

　　数据I / O连接器

　　微细连接器

　　无源印刷电路板组件。

　　开关

　　春天的联系人

　　集成/增值功能

　　高性能标签

　　传感器

　　定制解决方案

　　TE工程师可以与客户一起开发一种符合他们要求的半定制或自定义设计。这个过程是通过与TE的一个销售或现场应用工程师一起工作而开始的。

　　TE工程师使用最新的金属和高分子材料为定制应用开发完美适合的产品。工程师的能力从广泛的制造技术，如高速进步冲压，注塑，各种电镀技术，和自动化装配，帮助确保长期产量，设计优化的制造和终端客户的应用。

　　无线创新

　　远程和无线通信以及控制和监测将是连接的家庭生态系统的组成部分。这些连接的功能通过节省时间和金钱为消费者带来价值，并且将是驱动需求和主流消费者采用的关键。

　　TE正在改变家电的连接方式，以使更有关联的设备能够为消费者和OEM提供许多好处。例如，TE的设备团队开发了一种名为ADNEXHA的产品，它消除了现代设备中常见的复杂的点对点线束装配。它通过对设备中的所有设备进行电子总线控制和电源。

　　其结果是通知的连接性。想象一下，消费者从洗衣机里收到的短信，洗衣机的洗涤周期已经完成，或者他们所使用的洗洁精几乎消失了。ADNEXHA系统可以将设备的详细信息反馈给主设备控制器——如果它连接到一个家庭的Wi-Fi系统，它就可以将状态信息传送回房主的移动设备。

　　TE的力量

　　TE是一个独特的定位，帮助客户成功地在连接的国内市场。从继电器和连接器等材料组件到智能组件，如传感器和天线等连接性组件，TE提供了所有使终端产品智能和连接的内部元素。

　　智能建筑:机遇。

　　商业楼宇自动化空间在许多方面与家庭自动化不同。它的增长与商业建筑的发展趋势密切相关，在这十年中，商业建筑的发展速度相对缓慢，并且在中国商业建筑建设速度的下降中有所缓和。因此，由此产生的建筑自动化空间，在8.5%的地区，在一些地区的复合年增长率(cagr)，在其他地区，低于5%，全球平均增长率约为5.5%。对这个特定市场的增长预期远低于对家庭自动化的预期。

　　商业建筑的建筑自动化始于早期的气动控制，现已发展成为一个成熟的市场。这些系统的开发人员已经超越了原先高度隔离的系统，分别控制HVAC、安全/接入、照明控制、建筑安全和物理工厂控制。今天，通过集成的系统控制器，这些独立的系统现在可以使用现代串行总线通信(如BACNET和KNX)实现的通用语言进行通信。

　　标准化推动了商业市场的发展

　　云的能力使这个市场的管理和控制水平在过去没有出现过，并且已经使得复杂的启发式成为可能，使得现代建筑比它的前身更加智能化。在今天的商业建筑系统中，许多现在在家庭自动化中体现出来的bug和问题已经通过BACNET和KNX协议的标准化解决了很久。云简化了多构建管理，并作为一个数据聚合器，用于构建负责多个建筑物的管理人员，而不需要大型IT人员管理专用系统。

　　虽然这两种系统最初都以硬连线方式出现，但它们已经扩展到无线领域，以便在不太容易获得的条件下提供连接性。由于安装、维护和故障排除等系统的简单性，绝大多数的商业构建系统仍然处于连接状态。

　　商业系统稳定可靠的另一个因素是，它们都是专业安装和设计的，在建筑架构师、总承包商、电气承包商和低压控制承包商之间进行密切沟通。在某些情况下，即使是业主也参与了决策过程，因为在其控制下拥有多个工厂的业主几乎总是选择相同的系统。通过这种方式，设备维护人员有一个共同的系统来维护、控制和排除故障，在商业控制空间中创建一个强大的品牌联盟。

　　对传感器的高需求

　　在商业建筑空间中，传感器的需求更为重要。建筑经理需要知道什么是他们的建筑,包括建筑和什么时候访问,使用多少能量,能量在哪里使用,什么建筑被占领的地区,温度以及统一的环境条件如何,以及如何有效地物理工厂正在运行(例如,一个轴承坏或过滤器堵塞)。

　　除了传感器，在商业建筑中还有更多的致动器。一个集中的控制系统可以从建筑物内的多个气流传感器读取读数，并动态调整气流阻尼器以确保整个建筑物的气流和舒适性。从安全的角度来看,如果烟雾或火焰检测器显示火灾在建筑物的一部分,该系统可以完全关闭空气阻尼器检测到的地方火上饿死火的氧气,同时激活建筑灭火系统通过远程驱动阀门。

　　TE在互联建筑市场的角色

　　连接的建筑行业是由诸如约翰逊控制、霍尼韦尔、西门子、施耐德和联合技术等全球性公司组成。由于系统往往是紧密连接的，TE声称由于其广泛的连接器产品(尤其是在终端块领域)，因此具有市场优势，因为这是在全世界使用的I/O终止方法。

　　无线设备也为TE产品提供了机会。所有这些设备至少有一个开关用于重置和配置设备，许多使用多个DIP风格的开关将不同的特性转换成不同的设备。

　　TE公司专注于工厂和设备制造，这意味着该公司在商业建筑的锅炉、空气处理设备和空调系统中提供多种连接器和传感器。TE的连接器、继电器、开关和传感器在主控制单元、卫星控制器、各种传感器设备以及商用建筑设备oem提供的执行机构中都能找到。

　　未来的建筑将会比以往任何时候都更加重要，人们越来越关注环境质量(包括空气、舒适、光线)，以最大限度地提高建筑居民的效率和舒适感。能源效率将继续成为主要的市场驱动因素，而零净能源(ZNE)建筑的趋势也将如此。ZNE要求从地面设计建筑，以尽量减少能源消耗，最大限度地利用太阳能、风能和其他地质资源利用可再生能源。这些特点根据建筑所在的气候区而有所不同，但可以包括在建筑物的南面放置可调节的遮阳篷，以遮阳窗户，以减少夏季的冷却负荷;或者更多的天窗和灯管使用更多的自然光源，减少照明用电。

　　与家庭自动化设备类似，商业建筑设备将会有显著的微型化和智能化。TE的多年经验和产品宽度的互联小，消费者的设备使公司能够很好地应对这一趋势。

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