智能家电互联互通的现状分析★

2021-09-10詹林其徐建平陈军刘斌辉夏江

电子产品可靠性与环境试验 2021年4期

詹林其，徐建平，陈军，刘斌辉，夏江

（1.工业和信息化部电子第五研究所，广东广州 511370；2.智能产品质量评价与可靠性保障技术工信部重点实验室，广东广州 511370；3.中国质量认证中心广州分中心，广东广州 510610）

0 引言

随着物联网、云计算、大数据和人工智能等技术的不断发展，这些技术在家电产品中的应用也越来越广泛。相比于传统的家电产品，智能家电的功能多样化，以及操作的便捷性更能吸引消费者购买使用，家用电器智能化成为了家用电器行业发展的大趋势[1]。随着智能家电不断地发展，各个智能家电厂商都有了一套自己的通信协议。由于各个品牌的通信协议不一致，导致不同品牌的智能家电之间的数据不能进行数据交互，导致消费者在购买了不同品牌的智能家电后无法得到良好的用户体验。为了解决这种问题，为消费者提供更好的产品与服务，跨品牌的智能家电互联互通的概念应运而生。当前，如何实现智能家电的互联互通成为了智能家电行业亟待解决的问题。

1 智能家电互联互通的意义

互联互通的意义不单单只是让消费者用一个品牌的控制终端就可以控制其购买的多个不同品牌的智能家电产品，更多的是可以让这些智能家电产品可以互相交换获取各自的设备状态信息，从而实现智能家电之间的联动，达到智能家居全屋智能化的概念[2]。例如：当智能门锁从室外被打开后通过网络向智能窗帘发送打开窗帘的指令，并对智能灯控发出检测室内光线强度的指令，智能灯控收到指令后将使用其光传感器检测室内光线强度，若室内的光线强度小于预设的光线强度，智能灯控则将灯具打开；或者当智能空调被打开后，智能空调向智能关窗器发送关窗的指令，使智能关窗器自动关窗。这些联动方式使人们的家居生活变得更加方便，但由于不同品牌的智能家电产品之间的通信兼容性差，难以相互发送数据信息，无法进行联动。如此一来，对于消费者而言，在购买智能家电产品时，需要考虑购买的智能家电能否与家中的智能家电设备进行联动。若不能与家中的智能设备进行联动，消费者对该智能家电的体验将大打折扣。消费者的消费选择就会变小，要体验别的品牌的智能家电时，就意味着可能要换掉家里大部分的智能家电，这样的更换成本是非常大的。为了避免这种情况，就需要实现不同品牌智能家电的互联互通。

2 现有的智能家电互联互通模式

目前市场上大多数的智能家电控制系统主要分为设备、服务平台和控制终端3 个部分，其通信模式如图1 所示。用户通过控制终端把控制命令发送到其家电厂商的服务平台，服务平台再把控制命令发送到智能家电终端，使其执行命令。智能家电终端也会将其设备状态发送到服务平台，服务平台再把设备状态发送到控制终端。在执行一些智能化的功能时，智能家电终端将其设备状态发送到服务平台后，服务平台会将数据进行计算分析，得到计算结果后自动把控制命令发送到智能家电终端执行。

图1 智能家电控制系统的拓扑图

目前实现互联互通有智能家电终端互联和厂商服务平台互联两个方向，前者可以通过统一智能家电设备端的通信协议，让智能家电之间相互通信；后者是通过统一服务平台之间的通信协议来实现服务平台的互联互通，使得智能家电可以进行联动。这个方向目前的主流方案有两种，一种是搭建互联互通云平台，各个智能家电厂商通过使用该平台制定的接口协议接入该平台，互联互通云平台作为各个智能家电厂商的云平台的信息传输中枢，在接收到厂商云平台发送的数据后，对数据进行解析，判断该数据需要传输到哪个厂商云平台，再进行数据传输，以此实现跨平台数据交互。对于一些没有私有云平台的智能家电厂商，可以选择把智能家电设备直接接入互联互通平台，与其他品牌的智能家电设备进行联动，做到不同品牌的智能家电也能进行互联互通，互联互通云平台的拓扑结构如图2 所示。另一种是智能家电厂商的云平台与智能家电厂商的云平台直接互联的轻量级解决方案，由中国家用电器协会牵头联合国内多家主要的家电厂商制定的团体标准T/CHEAA 0001.1—2020 《智能家电云云互联互通第1 部分：基本模型和技术要求》中使用的就是这种方案，标准中对方案的应用场景、基本规范和接口协议等进行了描述。中国家电协会发布的云云互联方案的拓扑结构如图3 所示，该互联方案通过使用标准规定的接口协议，让企业可以根据标准中的协议快速开发出通信接口，实现多个企业使用同一的接口协议传输数据。这种互联方案的优点在于不需要互联互通云平台作为信息传输中枢，厂商云平台之间直接进行数据交互，一定程度上可以保护家电企业的利益，让企业能够更加接受家电互联模式。

图2 互联互通云平台拓扑结构

图3 中国家电协会发布的云云互联拓扑结构

3 目前智能家电互联互通的问题

目前，智能家电产品互联互通的发展依然存在着一些问题，这些问题也制约着智能家电互联互通的发展。

3.1 生态割裂

从行业现状来看，由于在智能家电快速发展期间，各家家电龙头企业、互联网企业和智能硬件企业都纷纷对智能家电领域进行布局，为占据有利地位，多家企业都搭建了自己的智能家电云平台，形成自己的一套生态系统。一些小智能家电厂商没有自己的云平台或是租用第三方平台，要实现互联互通只能加入到已有的生态中。如图4 所示，目前智能家电生态模式有3 种：1）已经形成了自己的生态的企业通过开放数据接口让其他企业接入自己的平台，融入自己的生态系统，让自身处于主导地位；2）各家地位平等的企业以合作团体形式形成生态系统；3）由第三方平台作为中枢，各家企业的云平台或智能设备接入该平台形成生态系统。无论哪种模式，都可以在其生态中实现互联互通。但是如此一来，由于各个生态联盟所使用的通信协议并不统一，导致行业面临着生态割裂的问题，跨生态之间的智能设备依然无法实现联动。让消费者的产品消费选择被限定在同一生态联盟内显然是不现实的，而且消费者对想要购买的智能家电是否与家里的智能家在同一生态中也并不了解。

图4 行业里的生态割裂现象

3.2 实现互联互通后的智能家电产品会出现功能不全的现象

在功能比较丰富的智能家电互联互通时，会出现像一些实现了互联互通的智能冰箱的变温室温度在使用其他品牌的App 不能控制，需要使用自身品牌App 才能设置的现象。这种现象导致消费者购买的智能家电不能实现其自身完全的价值，对消费者来说是一种损失。

3.3 信息安全问题

智能家电的信息安全问题一直是人们关注的热点，这个问题同样会出现在智能家电互联互通上[3]。智能家电在互联互通时不仅涉及到智能家电设备与云平台的数据传输，还涉及到各个云平台之间的数据传输。云平台之间共享的数据，如果涉及个人敏感信息必须严加保护，并且在征得用户的同意后才能实现信息共享。同时，在设备与云平台通信时，必须确保数据完整性和真实性，以免被他人利用[4]。

3.4 一般的家庭网关难以支撑大量智能设备的接入

家庭网关作为智能家电互联互通的桥梁，在整个互联互通链路中有着举足轻重的地位[5]。在使用着大量智能设备的家庭中，会出现由于大量的智能设备接入家庭网关导致通讯质量下降的问题。但部分消费者对于家庭网关的预算不大，导致智能家电不能有良好的通讯环境，消费者的体验感降低。

4 智能家电互联互通发展展望

目前，智能家电有着良好的发展势头，但是只有实现互联互通才能更好地让家电企业发挥各自的优势。各个智能家电厂商应该增强大局意识，不要各自为营，要互助合作，统一网络协议、端口标准等，对智能家电要做到真正意义上的互联互通，从而形成有边界的系统方案，积极构建良性生态圈，形成合作共赢的关系[6]。厂商之间的竞争应该在产品的优劣和技术研发上，这样才能让整个行业的发展更为迅速。有关部门、机构继续修订相关标准，填补智能家电互联互通标准体系中的空白，开展智能家电互联互通方向相关的测试认证，保障智能家电互联互通的安全，促进行业互联互通的发展。从消费者购买产品的角度来说，同一生态圈的产品，厂商需要给予消费者一定的标识，使消费者能轻易地了解该智能家电是否能与家中其他电子产品的生态兼容。

智能家电的互联互通也不单单局限于智能家电之间的互联，也可以通过与其他行业进行互联提高消费者的体验感。比如：通过互联电商平台获取用户购买食材的历史记录，提升对食材图像识别的准确率，解决现有技术对食材识别准确率低的技术问题；或者通过与车联网互联互通，实现在回家途中提前开好空调、煲好汤，让消费者有更便捷、更人性化的体验。此外，智能音箱作为公共控制终端更应该继续提高智能化水平，开发更多像语音配网、声纹识别的便捷功能，为消费者提供更优质的服务[7]。为了给消费者更好的体验，智能家电应当从被动服务转变为主动服务，在智能家电交互信息的同时，公共控制终端可以预测到消费者的需求，询问是否执行操作，让消费者更加有被家电智能化服务的感觉[8]。