在过去的十年里,智能产品和智能家居技术出现了爆炸式增长。从视频门铃来恒温器对于照明和音频系统,越来越多的家庭电子组件能够相互通信,并与中央控制。各种各样的设备都可以在混搭的基础上使用,从理论上讲,任何家庭所有人都可以购买智能设备,并将它们组装成一个响应命令的家庭系统,或执行预先编程的程序,以响应计时器或传感器。
但要让一个家庭真正智能化,需要的不仅仅是智能设备的集合。要获得令人满意的智能家居体验,你需要某种中央控制器,将家中各种智能系统集成为一个连贯的整体。
对于喜欢自己动手的人来说,买各种各样的智能组件,拼凑出一所能发挥作用的房子是件很有趣的事。但这种方法需要时间和精力,结果可能会出现故障和令人沮丧的情况。如果你想把摆弄家里的科技设备作为一种爱好,那么这个机会肯定是有的。但如果你是一个建筑商,你的目标是为你的定制家居客户提供一个好用的智能家居,那么你最好考虑一个更专业的方法:与专门的贸易承包商合作,他们擅长创造一个功能齐全的智能家居体验。
如今,有一种新的分包商类别叫做“集成商”。智能家居集成商承担起构建智能家居系统的任务,该系统能够满足房主对技术可靠运行的期望,而不需要不断调整。就像你雇一个电工给你的房子安装电线,或者雇一个暖通空调技术人员设计和安装加热和冷却系统一样,你可以雇一个集成商来设计和安装智能家居系统,让房子的技术更上一层楼。
为了撰写这篇文章,我采访了许多经验丰富的专业集成商。以下是我学到的。
三大供应商
智能家居行业是一个充满活力的市场,很多科技公司来来往往。但该行业也有稳定的一面。目前,至少有三家老牌公司被认为是家庭自动化领域的可靠供应商和合作伙伴:一家致力于,快思聪,莎凡特.
这三家巨头都有能力提供功能良好的智能家居系统,但它们之间也存在一些差异。Savant有一个流畅的、易于使用的用户界面。Control4的系统与许多第三方产品兼容。Crestron在商业和机构市场有很大的影响力,以其在高端领域的表现而闻名,为大型和昂贵的定制住宅提供服务。
但这三家巨头都在努力增强自己在被视为竞争对手强项的领域的能力。例如,Crestron开发了Crestron Home,这是一个针对住宅市场的简化的、可扩展的产品线,具有易于使用的界面。Savant正在开发与更广泛的第三方设备的互操作性。莎梵特也在标榜自己在高端市场的地位:该公司与拉斯维加斯豪华住宅建造商蓝鹭(Blue Heron)合作,最近开设了一个营销“体验中心”,将价值100万美元的自动化技术整合到价值2500万美元的样板住宅中。
整合者的角色
积分器的作用是什么呢?大型供应商往往不直接与房主打交道,甚至不与建筑商打交道。相反,他们将咨询转给了他们的集成商网络。整合者喜欢尽早参与工作。没有法律规定集成商不能与多个供应商合作。然而,在实践中,大多数集成商选择一家公司的系统来代表。
斯科特·纽纳姆经营着Audio Advice公司,除了在北卡罗来纳州经营着两家实体高保真音响和音像店外,它还是北卡罗来纳州最大的集成商。“如果是定制设计的高端住宅,通常建筑师会引入集成商,”纽纳姆说。“通常他们都有一个在自己的领域非常优秀的专家,他们会去找他。”
Newnam继续说道:“定制构建者通常也会找一个集成商,他们会尽快让集成商参与进来。我们看到的第一个错误是整合者进入太晚。”
建设者应该培养与信誉良好的集成商的关系,并将集成商引入到项目中,“一旦它是真实的”,Newnam说。“与我们合作的建筑商在整个卡罗来纳州经常在赢得客户的工作之前就给我们打电话。他们会来找我们说,‘你觉得这栋房子的照明控制怎么样?我们把它放在哪里?我们要在哪里放一个装设备的架子呢?我们是不是要把所有的电视设备都藏起来,比如Rokus和Apple tv ?’我们可以进行一次对话,帮助他们完成工作,我们会和他们一起规划对房子的调整。”
提前计划的一个重要原因是,一个复杂的智能家居需要大量的电子设备,而所有这些设备都需要一个放置的地方。通常有一个设备架需要一个地方;这个可能在地下室电器面板附近。如果没有地下室,设备架就需要放在壁橱里。
业主入住后,集成商提供服务。蓝鹭首席执行官泰勒•琼斯(Tyler Jones)表示,这是一个关键优势。他解释说:“如果屋顶漏水、窗户破裂或房子有其他问题,我们可以出去评估并修理。”“我们是建设者和设计师,所以我们理解这一点。但当家庭自动化技术不能工作或需要更新或更换某些东西时,我们无法解决这个问题。我们不知道如何进入和改变程序,所以我们100%依赖于我们的集成商。”
集成商还教育消费者如何操作他们的房子,并在房主住了一段时间后进行调整。琼斯说:“鹰哨兵,我们的集成商,最终与我们的客户保持了持续的关系,并在我们完成一个家之后继续升级和微调他们的系统。”
系统中的系统
任何全面的家庭自动化系统的核心都是一个被称为“处理器”的电子设备。(莎凡特称其处理器为“主机”)这是系统的大脑:一个可编程的盒子,能够与屋内所有其他智能元件通话。
那么处理器可以控制哪些系统呢?这份清单和家庭电子技术的清单一样长。最常见的应用是控制照明和电动阴影。接下来可能是安全系统,比如门锁、监控摄像头、报警系统和安全灯。但音频和视频也是很受欢迎的控制系统:自动化房屋通常可以控制每个房间的墙内或天花板上的扬声器,以及控制整个房子不同位置的电视。恒温控制很常见。智能视频门铃很受欢迎。在室外,游泳池和温泉、灌溉系统、景观照明和户外音乐通常集成到家庭自动化系统中。
可能性实际上是无穷无尽的。Control4母公司Snap One的建筑商销售主管杰里•考尔德(Jerry Calder)曾见过一个家用自动化系统,用于控制巨型鱼缸、船只升降机、葡萄园灌溉系统和酒窖(用来跟踪哪些瓶子被拿走了,并自动订购新瓶子)。Crestron住宅业务开发总监米歇尔•古斯(Michelle Guss)表示:“Crestron实际上只受客户想象力和预算的限制。”
那么预算呢?Guss说:“这些系统是非常可扩展的。如果你只是在一个小空间里做一些基本的控制,费用可能从几千美元不等。再加上我们生产的大量产品,它可以很容易地攀升到数十万美元。”
使用一个积分器一个专业设计的家庭自动化系统可能会花费数万美元,但当项目完成时,硬件和软件对总承包商和客户来说是没有挫折的。专业集成商与值得信赖的设备制造商合作,他们使用的设备比DIY系统具有更强大的安全性,可以防止家庭黑客,甚至企业黑客入侵。随着越来越多的人在家工作,后者越来越普遍。 |
Control4集成商Adam Zell运行波士顿自动化在波士顿大都会。目前,泽尔的公司正在位于马萨诸塞州兰瑟姆(rentham)的Mill Pond保护区(The Preserve at Mill Pond)进行开发,该项目有94个单元,包括价值超过百万美元的定制住宅。Zell与业主合作,根据他们的需求和愿望定制他们的系统。泽尔说,一个简单的系统,一个智能遥控器,一台电视和一个强大的家庭网络,包括安装和编程在内,可能需要1万到1.5万美元。一个更全面的系统,包括电视、扬声器、放大器、遥控器、网络设备等,零售价可能为4.5万美元(包括与门锁、安安全灯和摄像头的集成)。泽尔说,智能照明需要另外增加3000到7000美元,包括安装调光器、开关、键盘和编程。
一旦系统的主干建成,它可以扩展到包括车库门、灌溉、景观照明或任何其他带有通信功能的组件。
预连接设置基础结构
理论上,智能家居中的一切都可以无线运行。在实践中,它比系统的大多数部分硬连接要好得多。智能家居布线的主力是6类或“Cat6”电缆,有时简称为“网线”。
斯科特·纽纳姆说:“当我的一个客户或朋友来找我说,‘嘿,我有一个5万美元的预算。我应该买什么?’我告诉他们的第一件事就是‘做好基础设施。给房子装上正确的电线。凡是你认为可能需要窃听器的地方,现在就去把它装上去。”
“我知道很多人会说,‘哦,无线真棒,你可以通过无线做任何事情,’”纽纳姆继续说道。“但当你谈到家庭的关键任务功能时,任何有线设备的可靠性都比无线设备高得多。所以我们基本上把家里所有的东西都连接起来。”
最优先的预接线优先级是家庭网络。泽尔说,从大型电器商店买来的无线路由器可能对公寓或小家庭来说就足够了。家庭需要多个无线接入点。这些WiFi天线被硬连接到路由器上,位于房子的不同地方,为整栋楼的笔记本电脑、平板电脑或智能手机提供强大、无缝的WiFi覆盖。理想情况下,接入点应该放在天花板上,泽尔说:“它们像雨伞一样发出信号。”接入点没有埋在石膏墙或灰泥后面,因为那样会降低信号,泽尔补充说,“所以我们做了天花板内的塑料外壳,它们是塑料的,上面有一个塑料盖子。如果你抬头看天花板,你会看到一个白色的盖子可能有1/8英寸。透露,如果那。”
电视也应该硬连线到系统中。这通常包括一根连接电视到网络的Cat6电缆,另一根用于控制的Cat6电缆,以及在大多数情况下连接有线电视机顶盒的同轴电缆(coax)。
音频扬声器的预接线是另一个优先事项。泽尔说:“我们告诉人们在不同的房间里预先安装环绕立体声扬声器。他建议,即使房主不想马上安装真正的扬声器,也要把扬声器线路连接到可能的扬声器位置。他说,以后再来运行线路的费用非常昂贵,而预先运行几次线路以防万一的费用是可以承受的。
说到安全和监控,市场上有很多无线解决方案。窗户和门上的安全传感器通常是无线的,但控制系统的键盘往往是有线的。所以运行Cat6到键盘位置是一个好主意。许多监控摄像头也是无线的,但也有很多使用硬接线,所以把Cat6连接到摄像头位置是很好的保险措施。如果你安装了额外的Cat6电线,如果房主对覆盖范围不满意,他们可以选择添加更多的摄像头。
除了这些顶级的类别,每个家庭都有不同的可能性。你可能需要给壁炉装上电线。许多视频门铃都是硬连接的。带有无线控制的电池供电的遮光罩很常见,但最好使用硬电线遮光罩,尤其是当遮光罩位于墙上的高处时,这样需要用梯子才能换电池。
所有这些电线都连接到一个中心位置:设备架。一个典型的设备架包含处理器和其他各种电子元件。泽尔说:“你总是需要一个调制解调器来为家里提供网络。”“将会有一个路由器来控制所有的互联网流量,可能还会有一个单独的防火墙来保证安全。然后你有一个PoE(通过以太网供电)交换机为各种设备供电。如果你有WiFi接入点,它们就会由交换机供电。触屏也由开关供电。你有电涌保护和电源调节,有12或24个插座或任何你需要的。此外,我们还为分布式音频安装了扩音器。如果客厅里有环绕立体声电视,我们会把音像接收器放在架子上。 Then you have video sources such as cable boxes, Apple TVs, Rokus, etc. If you have subwoofers in the walls, you’ll have an amplifier per subwoofer. And if you have security cameras, you’ll have a network video recorder (NVR).”
无线的元素
尽管预接线很重要,但大多数现代智能家居至少都有一些无线功能。通常情况下,集成商转向无线解决方案时,硬线路方法是不切实际的或昂贵的。“门锁就是一个例子,”Savant集成商Michael Oh说马萨诸塞州剑桥智能空间公司TSP.“他们通常使用某种无线协议,因为在大多数情况下不可能用电线连接锁。你必须使用无线和电池。”
家庭自动化有两种常用的无线协议:Zigbee和Z-Wave。Zigbee的工作频段与WiFi相同,而Z-Wave的工作频段较低。这两种解决方案都是通过形成一个“网状网络”来工作的——设备与附近的其他设备通信,并根据设备的电子地址将信号从中央处理器路由到目标设备。Zigbee和Z-Wave都有局限性。Zigbee信号可能会干扰网络上的WiFi信号(反之亦然),而较低频率的Z-Wave信号带宽有限,只能执行相对简单的数据命令。
照明:“面板化”vs.“无线”
在最先进的智能家居中,灯光被集成到家庭控制系统中。使用智能手机,墙上的键盘,甚至是语音命令,用户可以打开或关闭整组灯,使灯变暗或变亮,或从各种预先编程的照明“场景”中选择,以协调区域照明,任务照明和强调照明(更多关于场景的信息在下面)。
有两种主要的方法来连接这个功能的灯。在“无线”设置(实际上并不是完全无线的)中,灯按常规连接:电源从光源到开关,再从开关到灯具。但是传统的开关被智能开关取代,通常是一个调光器,它可以与家庭处理器进行无线通信。处理器从控制源(手机、键盘等)获取输入,并向智能开关发出命令来调节灯光。
“面板化”的照明设置在高端家庭中更常见,有很多照明负载,这有点不同。这些灯直接通过本垒打连接到靠近主电器面板的子面板上,绕过了墙壁的控制装置。在照明面板中,电路连接到由主处理器控制的智能开关。然而,与无线设置一样,家庭用户可以通过键盘、电话或语音命令来控制照明。
用户界面
智能家居的关键在于让居民控制他们的生活环境。为此,智能家居系统需要一整套控制接口。三大供应商都有智能手机和平板电脑应用程序,可以控制所有的家庭功能。但用户并不局限于手机:通常情况下,灯光和音频都可以通过墙上的小键盘控制。除此之外,触摸屏(可以安装在墙上或独立的)提供了对所有家庭系统的控制。手持遥控器不仅可以控制家里的电视,还可以控制智能家居系统的所有其他功能。
斯科特·纽南说:“一般来说,使用ipad和iphone还不足以控制一个真正融合在一起的豪华住宅。你需要通用遥控器和一些专用的控制面板。”
“用智能手机控制电视并不是一种很好的体验,”纽纳姆说。“当我们安装一个Control4系统时,某人家里就有一个固定的遥控器。你不需要刷屏来打开手机,也不需要看手机寻找面部识别,也不需要打开一个应用程序,然后当你在应用程序中,如果有人给你发短信,或者手机响了,你会发现,它不再工作了,对吧?这一切都不应该发生。那里有一个遥控器,你点开,它就打开了音频,打开了电视,你就可以从固定的遥控器控制它。”
编程系统
智能家居的全部功能远远超出了对电视或灯等单一元素的简单控制。家庭自动化的真正意义在于能够通过创建场景,同时对家庭的多个方面进行协调控制。例如,当你早上醒来时,一个“早安”命令可能会拉起百叶窗,打开一些灯,播放晨间音乐,打开暖气,甚至启动咖啡机。一个“下班回家”的命令可以拉下百叶窗,打开灯,播放宁静的晚间音乐。一个“娱乐”命令可以将灯光调暗到50%,播放派对音乐。一句“晚安”的命令就能让整个房子都关门:锁好门,安装好安全系统,关上车库门,关小暖气,关掉所有的灯。在有很多灯的大房子里,当你离开家或上床睡觉时,一键控制的便利性是非常重要的。
首先,在新房子里设置这些场景是整合师的工作。Michael Oh说:“我们通常会做所有这些场景的第一关。我们来做一个有根据的猜测,这是你的夜景,这是你的白天景。然后当房主搬进来,我们得到他们的反馈,我们会开始做出改变和调整。通常需要几个星期。
“有些人可能住在他们的新家,在头几周,他们在键盘旁边有一个小标签,告诉他们哪个按钮有什么作用,”Oh说。“他们可能会改变它:‘让我们改变这个按钮来控制阴影,这个按钮来控制灯光。“一旦我们有了基本的设置,我们就可以通过软件来完成这一切。几周后,我们会订购他们想要的键盘按钮并安装它们,所以一切都很好,很干净。
“但这一切都是软件可编程的,”Oh解释道。“这就是真正的智能家居建筑的美妙之处:如果有人说,‘我周五要参加一个派对,我想要做这个新场景’,我就可以远程进入,为他们创建一个新场景,并把它放在他们的手机上或键盘上。”这就是我们工作的魔力所在。”
亚当•泽尔表示:“如果你购买了这个系统,你就是在花钱请集成商把它做好。”“人们最终搬起石头砸自己的脚的地方是他们做得有点过火了,他们做了太多的定制编程,这变成了一场噩梦。然后他们打电话来,每次都要花一大笔钱来做出改变。实际上,最好的办法是创造非常简单的场景,比如“你好”、“再见”、“晚安”、“娱乐”、“放松”、“看电影”。“把它控制在5到6个简单的场景。然后你就没事了。”
然而,越来越多的供应商软件使房主能够修改场景,甚至从头开始创建自己的场景。Crestron Home的布莱恩·切利(Bryan Celli)今年8月在Crestron纽约展厅的虚拟参观中展示了该公司软件的功能。在iPad上运行该软件,房主可以创建并命名一个新场景;设置灯光、音乐、暖通空调、安全设置或其他元素;用一个键就可以把整个房间的手机、手持遥控器和触摸屏都搞定。
DIY选项
一套专业设计和制造的智能家居系统价格不菲:单是处理器就要花费你1000美元左右。如果你想要挑战,你可以花更少的钱进入家庭自动化领域:花几百美元买一个智能家居“枢纽”,投资一些智能组件,然后自己组装一个系统。你可以从小处开始,慢慢积累。与专业安装的系统不同,DIY智能家居将完全依赖无线连接。
智能家居中心有很多种风格,关于它们的购物指南超出了本文的范围。以下是你可以买到的众多集心器中的一些:亚马逊的Echo(第四代)是一款内置集心器的智能音箱,提供Zigbee集成和Alexa语音控制;Aeotec的智能家居Hub可以作为Zigbee和Z-Wave网关;Hubitat的Elevation家庭自动化Hub还提供Zigbee和Z-Wave兼容性,并且可以在没有实时互联网连接的情况下工作。
现在你需要一些智能设备——路创Serena电动遮光罩、路创或Hue智能灯泡、Nest恒温器、Ring视频门铃,或者只是一些智能墙插头。您需要仔细选择:您的设备需要与您的集线器兼容。有了集线器并安装了一些智能设备之后,下一项工作是让集线器识别和控制设备。第一步是下载并运行设备自带的软件,并连接到你的WiFi。然后,您可以下载并使用集线器附带的软件来识别设备并将它们连接到集线器。要操作你的智能家居,你需要通过谷歌home或亚马逊Alexa进行语音控制。如果你使用的是谷歌hub或Amazon Echo hub,则内置了语音控制功能。对于像Hubitat Elevation这样的第三方hub,您需要通过hub的应用程序和谷歌Home或Amazon Alexa应用程序来启用谷歌或Alexa。
泰德·库什曼(Ted Cushman)是新英格兰北部ReVision Energy公司的太阳能顾问。照片,除注明外:由制造商提供
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