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从照明系统到音响系统,越来越多的家庭电子元件能够相互通信或与中央控制系统通信。各种各样的设备都可以混搭,从理论上讲,任何房主都可以购买智能设备,并将它们组装成一个家庭系统,该系统可以响应命令,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,需要的不仅仅是一系列智能设备。为了获得令人满意的智能家居体验,你需要某种中央控制器,将家中的各种智能系统集成成一个连贯的整体。
对于喜欢修修补补的人来说,买各种各样的智能部件,然后拼凑出一套能做各种戏法的房子,可能会很有趣。但这种方法需要时间和精力,结果可能会出现问题,令人沮丧。如果你想把摆弄家里的科技产品作为一种爱好,那么机会就在那里。但如果你是一个建筑商,你的目标是为你的定制家庭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:与专业的贸易承包商合作,他们专门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,该系统可以满足房主对可靠工作的技术的期望,而不需要不断调整。就像你请电工给你的房子布线,或者请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。
为了这个故事,我采访了一些经验丰富的专业集成商。以下是我所学到的。
三大供应商
智能家居行业是一个充满活力的市场,许多科技公司来来往往。但该行业也有稳定的一面。目前,在家庭自动化领域,至少有三家知名公司被认为是可靠的供应商和合作伙伴: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,但它们之间存在一些差异。Savant有一个简洁易用的用户界面。Control4的系统与广泛的第三方产品兼容。Crestron在商业和机构市场占有很大份额,以其在高端市场的表现而闻名,为大型和昂贵的定制住宅提供服务。
但这三大巨头都在努力增强自己在竞争对手强项领域的能力。例如,Crestron开发了Crestron Home,这是一个针对住宅市场的简化、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。Savant也在超高高端市场占有一席之地:该公司最近与拉斯维加斯豪华住宅建筑商蓝鹭(Blue Heron)合作,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2500万美元的样板房中。
积分器的作用
积分器在哪里呢?大的供应商不倾向于直接与房主打交道,甚至不与建筑商打交道。相反,他们会向他们的集成商网络咨询。集成商喜欢尽早参与到工作中来。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。
Scott Newnam经营着Audio Advice,该公司除了在北卡罗来纳州经营两家实体高保真音像店外,还是卡罗莱纳州最大的音像店集成商。纽南说:“如果这是一个定制设计的真正高端住宅,通常建筑师会让集成商进来。”“通常他们有一个在他们的领域非常优秀的专家集成商,他们会去。”
![为智能家居设备布线](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/03/02123106/021306034-1.jpg)
Newnam继续说道:“定制建筑商通常也会有一个他们通常会去的集成商,他们会尽快让集成商参与进来。我们看到的第一个错误是积分器引入得太晚。”
Newnam说,开发商应该与信誉良好的集成商建立关系,并在项目“真正开始”时将集成商引入项目。“我们在整个卡罗来纳州合作的建筑商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?我们要把放设备的架子放在哪里?我们要把Rokus和Apple tv这样的电视设备都藏起来吗?’我们可以进行一次对话,帮助他们结束工作,我们还会与他们一起制定对房屋的调整方案。”
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,所有这些设备都需要有地方存放。通常有一个设备架需要一个地方;这可能在地下室靠近电器面板的地方。如果没有地下室,设备架就需要放在壁橱里。
![六类电缆](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/03/02123118/021306034-2.jpg)
业主入住后,集成商提供服务。蓝鹭的首席执行官泰勒·琼斯(Tyler Jones)说,这是一个关键优势。他解释说:“如果屋顶漏水或窗户破裂,或者房子有其他问题,我们可以出去评估并修复它。”“我们是建筑商和设计师,所以我们理解这一点。但当家庭自动化技术不起作用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并改变程序,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经营他们的房子,在房主住了一段时间后,他们会对房子进行调整。琼斯说:“我们的集成商Eagle Sentry最终与我们的客户保持着持续的关系,并在我们完成房屋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。(莎凡特把它的处理器称为“主机”)这是系统的大脑:一个可编程的盒子,能够与房子里所有其他智能元件对话。
![](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/03/02123131/021306034-3.jpg)
那么处理器可以控制哪些系统呢?这份清单就像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遮光罩。接下来可能是安全系统,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:自动化住宅通常会对每个房间的墙内或天花板上的扬声器进行控制,以及对整个房子不同位置的电视进行控制。温控器控制是常见的。智能视频门铃很受欢迎。室外,游泳池和水疗中心、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。
可能性几乎是无限的。Control4母公司Snap One的建筑销售主管杰里·考尔德(Jerry Calder)曾看到一个家庭自动化系统被用于控制巨型鱼缸、船只升降机、葡萄园灌溉系统和酒窖(用来跟踪哪些瓶子被移走,并自动订购新瓶子)。Crestron住宅业务开发总监米歇尔•盖斯(Michelle Guss)表示:“Crestron实际上只受制于客户的想象力和预算。”
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,它可能从几千美元不等。再加上我们生产的大量产品,它很容易就会攀升到数十万美元。”
使用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都是毫无挫折的。专业集成商与可靠的设备制造商合作,他们使用的设备具有比DIY系统更强大的安全性,可以防止家庭黑客甚至企业入侵。随着越来越多的人在家工作,后者越来越普遍。 |
Control4积分器Adam Zell运行波士顿自动化在大都市区波士顿。目前,泽尔的公司正在米尔池塘的保护区(The Preserve at Mill Pond)工作,这是马萨诸塞州兰瑟姆(rentham)一个包含94个单元的定制住宅项目,价值超过100万美元。Zell与房主合作,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,包括一个智能遥控器、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、安全灯和摄像头的集成)。泽尔表示,智能照明还要增加3000至7000美元,包括调光器、开关、键盘和编程的安装费用。
一旦系统的主干安装好,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。
预布线设置基础设施
从理论上讲,智能家居中的一切都可以无线运行。在实践中,这比硬连接系统的大部分要好得多。智能家居布线的主力是6类或“6类”电缆,有时简称为“网线”。
斯科特·纽南说:“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。给房子装好电线。在任何你认为可能需要电线的地方,现在就把它放在那里。”
“我知道很多人说,‘哦,无线很棒,你可以用无线做任何事情,’”纽南继续说道。“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的所有东西都连接起来。”
![智能家居电动百叶窗](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/03/02123148/021306034-4.jpg)
最优先的预接线是家庭网络。泽尔说,虽然从大型电器商店买来的无线路由器对公寓或小房子来说可能已经足够好了。家中需要多个无线接入点。这些WiFi天线被硬连接回路由器,位于房子的各个地方,为整个建筑物的笔记本电脑、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:“它们就像雨伞一样发出信号。”接入点不会埋在干墙或灰泥后面,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,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。说出来吧。”
![触摸屏智能安全控制](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/03/02123200/021306034-5.jpg)
电视也应该硬连接到系统中。这通常包括将电视连接到网络以提供流媒体内容的Cat6电缆,另一条用于控制的Cat6电缆,以及在大多数情况下用于连接有线电视机顶盒的同轴电缆。
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。”他建议将扬声器电线安装到可能的扬声器位置,即使房主不想立即安装实际的扬声器。他说,以后再回来运行电线的费用非常昂贵,而为了以防万一而运行几组电线的前期成本是可以承受的。
在安全和监控方面,市场上有很多无线解决方案。门窗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6号猫到键盘位置是个好主意。许多监控摄像头也是无线的,但很多都使用了硬布线,所以将Cat6连接到摄像头位置是很好的保险。如果你安装了额外的Cat6电线,如果房主对覆盖范围不满意,他们可以选择在以后添加更多的摄像头。
除了这些顶级类别外,每个家庭还有很多不同的可能性。你可能想预装一个壁炉。许多视频门铃都是有线的。带无线控制的电池驱动的遮阳罩很常见,但最好是硬接遮阳罩,尤其是如果遮阳罩安装在高墙上,需要梯子才能换电池的话。
![智能照明控制](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/03/02123219/021306034-6.jpg)
所有这些电线都回到一个中心位置:设备机架。一个典型的设备机架包含处理器和其他电子元件的分类。泽尔说:“你总是会有一个调制解调器为家里提供互联网。”“将会有一个路由器来控制所有的互联网流量,可能还有一个单独的防火墙来保证安全。然后你有一个PoE(以太网供电)交换机为各种设备供电。如果你有WiFi接入点,它们由开关供电。触摸屏也由开关供电。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。如果你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).”
无线元素
尽管预布线至关重要,但大多数现代智能家居至少具有一些无线功能。通常情况下,集成商转向无线解决方案,因为硬连线方法不切实际或成本高昂。“门锁就是一个例子,”Savant集成商Michael Oh说马萨诸塞州剑桥的TSP智能空间.“他们通常使用某种无线协议,因为在大多数情况下不可能连接到锁上。你必须使用无线和电池供电。”
家庭自动化有两种常见的无线协议: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),而频率较低的Z-Wave信号带宽有限,只能使用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,墙壁键盘,甚至语音命令,用户可以打开或关闭一整套灯,调暗或亮灯,或从各种预编程的照明“场景”中选择,以协调区域照明,任务照明和重点照明(关于场景的更多信息见下文)。
有两种主要的方法来连接这个功能的灯。在“无线”设置中(实际上并不是完全无线),灯是按常规布线的:电源从电源到开关,再从开关到灯具。但是传统的开关被一个智能开关(通常是一个调光器)所取代,它可以与家庭处理器无线通信。处理器从控制源(电话、键盘等)获取输入,并向智能开关发出命令来调整灯光。
“镶板式”照明设置在有大量照明负荷的高端家庭中更常见,略有不同。这些灯通过全垒打直接连接到靠近主电气面板的子面板上,绕过了墙壁的控制。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
智能家居的关键是让居民能够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。三大手机厂商都有智能手机和平板电脑应用程序,可以控制家庭的所有功能。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键盘控制。除此之外,触摸屏(可以安装在墙上,也可以独立安装)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:“使用ipad和iphone通常不足以控制一个真正一体化的豪宅。你需要万能遥控器和一些专用的控制面板。”
纽南说:“用智能手机控制电视并不是一种很好的体验。“当我们安装Control4系统时,某人家里就有一个固定的遥控器。你不需要滑动来打开你的手机,也不需要查看它的面部识别,并打开一个应用程序,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,你看,它不再工作了,对吧?这些都不必发生。那里有一个遥控器,你点击‘打开’,它就会打开音频,打开电视,你就可以通过固定的遥控器来控制它。”
系统编程
智能家居的全部功能远远超出了对电视或灯等一个元素的简单控制。家庭自动化的真正意义在于,通过创建场景,可以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“早上好”的命令可能会打开百叶窗,打开一些灯,播放晨间音乐,打开暖气,甚至打开咖啡机。一个“下班回家”的命令可以放下百叶窗,打开灯,播放宁静的晚间音乐。“娱乐”命令可能会将灯光调至50%并播放派对音乐。一句“晚安”的命令就可以让整个房子关闭:锁好门,武装安全系统,关上车库门,关掉暖气,关掉所有的灯。在有很多灯的大房子里,当你离开家或睡觉时,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集成商的工作。Michael Oh说:“我们通常会在所有这些场景中做第一遍。我们来做一个有根据的猜测,这是你的晚上场景,这是你的白天场景。然后当房主搬进来,我们得到他们的反馈,我们就会开始做出改变和调整。通常需要几个星期。
Oh说:“有些人可能刚搬进新家,在头几周,他们的键盘旁边会有一个小标签,告诉他们哪个按钮有什么功能。”“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所有这些。然后几周后,我们会订购他们想要的键盘按钮,并安装它们,所以一切都很好和干净。
“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,‘我周五有一个派对,我想做这个新场景’,我可以远程进入,为他们创建一个新场景,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•泽尔说:“如果你购买了这个系统,你就是在花钱请一个集成商把它做好。”“人们最终会搬起石头砸自己的脚,他们做得有点过火,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改变。真的,最好的方法是创建非常简单的场景,比如“你好”、“再见”、“晚安”、“娱乐”、“放松”、“看电影”。“把简单的场景控制在五到六个。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。今年8月,Crestron Home的布莱恩·切利(Bryan Celli)在Crestron纽约展厅的虚拟之旅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;只需敲击一下手机、手持遥控器和家里的触摸屏,就可以节省时间。
DIY的选择
一个专业设计和制造的智能家居系统价格不菲:单是处理器就要花掉你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:花几百美元买一个智能家居“中心”,投资一些智能组件,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。这里只是你可以买到的众多集线器的一个样本:亚马逊的Echo(第四代)是一款内置集线器的智能扬声器,提供Zigbee集成和Alexa语音控制;Aeotec的智能家庭中心作为Zigbee和Z-Wave网关;Hubitat的Elevation家庭自动化中心还提供Zigbee和Z-Wave兼容,并且可以在没有实时互联网连接的情况下工作。
![智能户外路灯](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/03/02123254/021306034-7.jpg)
现在你需要一些智能设备——路tron Serena电动遮阳罩、路tron或Hue智能灯泡、Nest恒温器、Ring视频门铃,或者只是一些智能墙上插头。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,接下来的工作就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WiFi。然后,您可以下载并使用集线器附带的软件来识别您的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集线器或亚马逊Echo集线器,则内置了语音控制。对于像Hubitat Elevation这样的第三方中心,你需要使用中心的应用程序和谷歌Home或亚马逊Alexa应用程序来启用谷歌或Alexa。
![路创Caseta智能墙壁插头](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2022/03/02123322/021306034-10.jpg)
泰德·库什曼是新英格兰北部修订能源公司的太阳能顾问。照片,除非特别注明:由制造商提供。
图片:由制造商提供。
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