2023年中国智能家居互联互通白皮书.pdf

中国中国智能智能家居互联互通白皮书家居互联互通白皮书 White Paper on Smart Home Interconnection in China （2023 年）中国家用电器协会 中国通信标准化协会 2023 年 4 月 目录目录 前言.I 第一章 智能家居产业现状.1 1.1 智能家居定义.1 1.2 智能家居相关政策.2 1.3 智能家居市场及生态.3 1.4 智能家居相关技术.5 1.5 智能家居应用场景.7 1.5.1 全屋智能.7 1.5.2 智慧客厅.9 1.5.3 智慧卧室.9 1.5.4 智慧厨房.10 1.5.5 智慧餐厅.11 1.5.6 智慧卫浴.12 1.57 智慧阳台.12 1.6 智能家居的问题及挑战.13 1.6.1 用户体验有待提高.13 1.6.2 无法跨品牌互联互通.15 1.6.3 信息安全风险问题.15 1.6.4 内容服务资源不足.16 1.6.5 商业模式不清晰.17 第二章 智能家居互联互通的进展.19 2.1 互联互通的定义及发展现状.19 2.2 互联互通技术方案分类.19 2.2.1 终端设备本地互联互通.19 2.2.2 终端设备与云平台互联互通.20 2.2.3 云云互联互通.21 2.3 国内互联互通标准现状.22 2.3.1 智能家居互联互通标准联合工作组(CHEAA/CCSA JWG 1).22 2.3.2 其他国内标准组织.23 2.4 国际互联互通标准现状.26 2.4.1 CSA/Matter.26 2.4.2 HCA（家庭连接联盟）.27 2.4.3 OCF（开放互联基金会）.28 2.4.4 oneM2M.29 2.4.5 Thread.30 2.5 智能家居互联互通案例.31 2.5.1 家电行业互联互通案例.31 2.5.2 运营商/网络服务商互联互通案例.33 2.5.3 地产企业、物业互联互通案例.33 2.6 智能家居互联互通存在的问题.34 2.6.1 技术体系不兼容.34 2.6.2 标准不统一.36 2.6.3 商业利益不一致.36 2.6.4 数据价值的转换程度不足.37 第三章 智能家居互联互通需求分析.39 3.1 用户对互联互通的需求.39 3.1.1 配置入网.39 3.1.2 账号绑定及关联.40 3.1.3 设备管理及控制.40 3.1.4 交互一致性和易用性.40 3.1.5 信息安全及个人隐私数据保护.41 3.1.6 智能家居服务.42 3.2 产业链对互联互通的需求.42 3.2.1 元器件厂商的需求.42 3.2.2 设备厂商的需求.43 3.2.3 生态型厂商的需求.44 3.2.4 垂直行业应用方的需求.45 第四章 CHEAA/CCSA JWG1 智能家居互联互通标准框架.47 4.1 互联互通标准全场景视图.47 4.2 互联互通功能架构.49 4.3 互联互通标准框架.51 4.3.1 互联互通标准体系.51 4.3.2 基础部分.51 4.3.3 技术部分.52 4.3.4 测试评价部分.55 第五章 CHEAA/CCSA 智能家居互联互通发展建议.58 5.1 高质量通信网络的建设.58 5.2 互联互通协议开源化.59 5.3 建立统一标识符体系.59 5.4 信息安全建议.60 5.5 建立数据管理体系.62 5.6 风险管控应对建议.63 第六章 结束语及展望.65 附录 CHEAA/CCSA JWG1 已开展的标准工作.68 I 前前言言 随着物联网、云计算、5G、大数据、人工智能等技术的快速发展，国家产业政策支持力度的持续加大，以及产业界对商业化的不断探索，智能家居产业发展进入了快车道，被广大消费者所认知并接受。作为多种技术应用融合的产业，智能家居产业链上下游环节具有跨行业的特点，涵盖了家电、通信、互联网、房地产、酒店公寓、装饰装修、芯片、内容服务商、安全厂商等众多的参与方。同时，智能家居产品品类繁多，应用场景丰富且极具想象空间，能够为消费者带来美好的生活体验。但是，智能家居在发展的过程中也面临着众多的问题和挑战，例如跨品牌互联互通尚存壁垒、用户体验不及预期、内容服务资源不足、商业模式不清晰等。这其中又以智能家居的互联互通问题最受关注且亟待解决。从智能家居诞生起，无法跨品牌互联互通就一直是这一领域发展过程中的主要问题之一。事实上，智能家居行业并不缺乏互联互通的标准，国内外各个标准组织、产业联盟都致力于制定智能家居互联互通标准。但是，由于智能家居是多行业融合的领域，所涵盖的应用场景繁多且有机联系，一种互联互通解决方案是无法满足不同应用场景的互联互通需求。不同标准组织、产业联盟通常是从所在行业的角度来制定该行业的互联互通标准，往往忽略了其他行业或其他产业链环节的需求，无法真正地满足消费者和智能家居产业的共同需求。在这样的背景下，中国家用电器协会（CHEAA）与中国通信标准化协会（CCSA）已于 2019 年签 II 署合作备忘录，展开跨家电行业、通信信息行业的深入合作，并成立联合工作组（CHEAA/CCSA JWG 1）共同制定智能家居互联互通标准。2023 年，两家协会广泛召集智能家居行业的企业代表，共同编写了中国智能家居互联互通白皮书，以期在指导 CHEAA/CCSA JWG 1 的互联互通标准的顶层设计以及标准制定工作的同时，更好地研究分析智能家居互联互通的行业、企业、场景、用户的需求，为智能家居的互联互通提供参考及思路，从而推动智能家居行业的健康发展。中国智能家居互联互通白皮书共分为 6 个章节。其中，第一章对智能家居的定义、行业发展情况以及存在的问题和挑战进行描述和分析，并明确互联互通问题是智能家居行业发展的主要问题之一；第二章对智能家居互联互通的现状进行细致分析，包括目前行业采用的互联互通技术方案以及国内外标准组织的进展情况；第三章从用户需求、产业链上下游环节等视角，阐明和分析智能家居互联互通的需求；第四章基于上一章的需求分析，提出 CHEAA/CCSA JWG1 的互联互通标准框架以及互联互通标准体系建设的方法，为后续的互联互通标准制定提供顶层设计；第五章针对未来智能家居互联互通工作提出相应的发展意见和建议；第六章对智能家居互联互通的未来发展做出展望。1 第一章第一章 智能家居产业现状智能家居产业现状 1.1 智能家居定义智能家居定义 智能家居是以住宅为载体，利用新一代通信信息技术，实现系统平台、家居产品的互联互通，满足用户信息获取和使用的智能化生活服务系统，智能家居具有集中管理、远程功能控制、场景互联互通、自主学习迭代等功能，构建智能化家居生活场景，可以提升家居生活的舒适性、安全性、便捷性。智能家居的发展经历了三个阶段。阶段一，智能家居设备集成通信模块，通过通信模块接入网络，能够为用户提供以控制为核心的应用场景，减少用户的劳动量。阶段二，多个智能家居设备实现互联互通，能够根据用户预设的联动规则进行跨空间、跨设备的联动。阶段三，随着人工智能技术的广泛应用，智能家居系统及设备有能力不断洞察用户的需求，并结合用户的使用习惯，为用户提供主动的智能化决策服务。例如，通过智能家居设备的感知能力，感知家庭成员回家时间、回家的状态等信息，根据用户的生活习惯对灯光、温度进行调整。未来，智能家居系统及设备能够进一步实现数据和服务的互通，能够为用户提供全情境下的决策和执行的能力，同时能够帮助实现住宅-社区-城市的全场景融合，为用户带来衣食住行娱的全面智慧生活服务。2 1.2 智能家居相关政策智能家居相关政策 中国智能家居产业的飞速发展，离不开国家政策的支持。近年来，为了促进智能家居行业消费升级以及产业落地，上自国家下到地方陆续出台了不少与之相关的政策，政策重点包括推动智能家居技术融合、推动智能家居标准建设、引导智能家居产品互联互通等。2021 年 4 月，住建部等 16 部委联合印发关于加快发展数字家庭提高居住品质的指导意见，就加快发展数字家庭、提高居住品质、改善人居环境提出 4 方面 15 项意见，要求到 2022 年底，数字家庭相关政策制度和标准基本健全，基础条件较好的省（区、市）至少有一个城市或市辖区开展数字家庭建设，基本形成可复制可推广的经验和生活服务模式。2021 年 12 月，国务院发布“十四五”数字经济发展规划，强调引导智能家居产品互联互通，促进家居产品与家居环境智能互动，丰富“一键控制”、“一声响应”的数字家庭生活应用。2022 年 8 月，工信部、住建部、商务部、市场监管总局联合印发推动家居产业高质量发展行动方案，提出要加快智能家居领域标准体系建设，开展从单品智能到设备互联再到场景互通的基础标准研究和标准应用示范，促进产业互信、互联、互通发展。对家居场景涉及的多产品开展跨领域融合标准研制，形成卧室、厨房、客厅、卫浴、书房等系列家居环境标准，支撑多场景个性化家居体验。2022 年 8 月，科技部印发关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知，提出针对未来家庭生活中家电、饮食、陪护、健康管 3 理等个性化、智能化需求，运用云侧智能决策和主动服务、场景引擎和自适应感知等关键技术，加强主动提醒、智能推荐、健康管理、智慧零操作等综合示范应用，推动实现从单品智能到全屋智能、从被动控制到主动学习、各类智慧产品兼容发展的全屋一体化智控覆盖。2022 年 8 月，国务院印发关于加强和推进老龄工作进展情况的报告，提出要持续扩大智能辅具、智能家居、健康检测、养老照护等适老化智能终端产品供给，实施“养老服务+行业”行动等。同时，各地政府也陆续出台智能家居相关政策。例如，2022 年 7月，广东省发布广东省数字经济发展指引 1.0，作为广东省级层面推动数字经济发展的指引性文件，文件提到鼓励推动智能家居设备产品、用户、数据跨企业跨终端互联互通，打破不同企业智能家居产品连接壁垒；同年 9 月，上海市发布上海市促进智能终端产业高质量发展行动方案（2022-2025 年），旨在全力培育上海产业高端转型，促进智能终端产业带动实体经济和数字经济发展，支持企业围绕智能家电领域，发展智能音箱、智能厨电等产品，提升居民生活品质相关政策的发布为中国智能家居产业创造了良好的政策环境，将有效推动中国智能家居产业健康、快速的发展。1.3 智能家居市场及生态智能家居市场及生态 据 MarketsandMarkets发布的市场调研报告，全球智能家居市场规模预计将从2020 年的 783 亿美元增长到 2025 年的1353 亿美元，预测期内的复合年增长率为 11.6%，在亚太地区，特别是中国市场具 4 有巨大的增长机会。根据 IDC 及 CSHIA 的数据，20162020 年间，中国智能家居市场规模由 2608.5 亿元增长至 5144.7 亿元，年均复合增长率达到18.51%。2021 年中国智能家居设备市场出货量超过 2.2 亿台，同比增长 9.2%，规模达到 5800 亿元。20222026 年，中国智能家居设备市场出货量将以 21.4%的复合增长率快速增长，到 2026 年市场出货量有望接近 5.4 亿台（如图 2-1 所示），规模将达到 8000 亿元，并在有望在不久的将来突破万亿元。图 1 20222026 年中国智能家居设备市场出货量及同比增长率预测 随着 5G、人工智能、物联网、大数据等技术逐渐成熟和普及，智能家居作为物联网应用落地较为成熟的领域，产品种类不断丰富，细分市场规模加速扩张，产业生态格局、产业链逐步成熟。中国智能家居领域生态参与者可分为底层元器件、智能设备、生态平台、应用场景、安全方案等角色。其中，底层元器件厂商包括芯片、模组、屏幕、传感器等领域的企业。智能设备厂商包括智能家电、5 智能路由器、智能音箱、智能门锁、智能网关、智能照明等领域的企业。生态平台厂商包括家电企业、运营商、手机制造商、互联网平台等。应用场景厂商包括智慧安防、住宅地产、长短租/酒店、室内装潢等领域的企业。安全厂商包括安全芯片/模组，安全服务等领域的企业。1.4 智能家居相关技术智能家居相关技术 智能家居是多技术融合的领域，涵盖了物联网、自动控制、云计算、大数据、人工智能、信息安全等众多的技术。（1）物联网技术 物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将物与网络相连接，进行信息交换和通信，实现物与物、物与人的连接，从而实现对物的智能化感知、识别和管理。物联网技术涉及感知、通信网络等关键技术。感知技术使得智能家居系统可以对物理世界进行感知和识别，通过通信网络进行感知数据和控制指令的传输，并对感知数据进行分析和处理，进而实现人与物、物与物之间的信息交互。智能家居通信网络可以分为有线和无线两种。有线网络的代表有 USB、串口、以太网、PLC 等，无线网络的代表有蓝牙、NFC、ZigBee、Z-Wave、WLAN 等无线通信技术以及 2G/3G/4G/5G 蜂窝网络和 NB-IoT、eMTC、LoRa、Sigfox 等低功耗广域网络（LPWAN）技术。（2）自动控制技术 自动控制技术是控制论的技术实现应用，是通过具有一定控制功 6 能的自动控制系统来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。智能家居中的自动化控制技术可以部署在云服务器，也可以部署在家庭边缘计算节点，为用户实现个性化、场景化、自动化控制提供技术方案。（3）云计算技术 云计算是一种基于互联网随时随地、按需使用网络、服务器、存储、应用软件、服务等共享资源的技术。智能家居管理平台利用云计算技术，具备灵活开放的能力，云计算的关键技术包括对象存储和虚拟化等。（4）大数据技术 智能家居系统所产生的数据的覆盖面非常广，既有硬件传感器的数据和硬件本身的数据运行状态，也包括用户和硬件交互的数据，还有用户通过 APP 等客户端产生的数据，更有用户自身的使用习惯和生活场景的数据等等。这就导致智能家居所产生数据的积累速度和数量都很大。数据的发布订阅技术，为智能家居设备间互联互通所衍生出的各种生活场景提供了数据通道，每一个智能家居设备既是数据的生产者，也是数据的消费者。大数据是智能家居竞争的制高点，不仅可以帮助企业挖掘用户的设备使用行为，让厂商可以了解自己的用户、优化产品策略和市场策略，还可以对用户进行学习，建立用户画像，针对不同的用户提供个性化智能体验等。（5）人工智能技术 7 人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。例如，智能语音在智能家居领域有着广泛的应用，使用语音控制智能家居可显著提升用户体验；智能视觉应用于智能家居中的安防监控，智能摄像头等终端可以根据人工智能视频与图像算法进行识别、跟踪、判断和决策。人工智能与物联网相互融合的 AIoT，是目前智能家居最重要的技术发展方向之一，不仅能够实现智能家居设备和场景间的互联互通，还可实现物-物、人-物、物-人、人-物-服务之间的连接和数据的互通，以及通过人工智能技术对物联网的赋能进而实现万物之间的相互融合。（6）信息安全技术 智能家居系统及设备所面临的信息安全威胁远远超过易被入侵的计算机。智能设备信息网络的开放性及形式多样性导致系统极易受到黑客及恶意软件入侵，严重威胁用户的自身安全。因此，必须设置具有针对性的信息安全防护系统，为用户提供严密的保护机制，使得智能家居网络中的服务系统及数据免受攻击。1.5 智能家居应用场景智能家居应用场景 1.5.11.5.1 全屋智能全屋智能 全屋智能是智能家居发展到一定阶段的产物，超越了以往智能家居主要依靠单品功能和简单联动来为用户提供服务的模式。全屋智能以智能家居子系统为主要单元，如智能安防系统、智能影音系统、智能照明系统等，辅以相应的控制系统以及管理平台，旨在为用户带来 8 舒适、便捷、智能的生活体验。定制化是目前市场上布局全屋智能解决方案的主要方式，即根据用户需求及家居条件配置专属用户的智能家居产品，从而实现全屋智能化。全屋智能的主要功能主要包括集中控制家中的智能家居设备、系统化地实现用户意图以及智能化地实现设备间的联动。目前，全屋智能解决方案主要通过智能面板、智能手机应用程序、智能音箱等载体集中控制家中所有的智能设备，从而使得家中的智能家居设备不再是一个个孤岛。用户能够在远程或本地掌握所有智能设备的工作状态、信息参数。智能家居系统能够根据用户的需求配置各种设备的操作和运行规则。例如，用户可通过智能面板设置回家场景、在家场景、离家场景等。安全是人们在家居生活中关注的重中之重。全屋智能中的智能安防系统，能够系统化配置相应的安防设备，如智能门锁、智能摄像机、人体红外传感器、门磁传感器、烟雾传感器、燃气传感器、水浸传感器等。一旦发生安全事故，系统能够根据规则自动做出反应，如烟雾传感器探测到烟雾后，会给用户发送告警信息并打开窗户。全屋智能还能够实现按照用户意图和习惯配置使用规则，智能化触发使用条件以及实现设备联动。例如，在智能灯光系统中，智能灯控系统能够帮助用户通过按键、语音、手势等交互方式控制灯光的开启、色调、亮度等。灯光在系统中不再是仅具备单一的照明功能，更能够根据氛围调节不同的适用场景；在智能空气调节系统中，若室内的温湿度传感器检测到温湿度异常，会将信息报告给中控系统，中控 9 系统自动启动各类空气调节设备的相关程序调节温湿度。总而言之，全屋智能超越了智能家居的单机智能，更加系统地建立了人机互动和设备间的联动，让智能家居拥有了更具用户价值的功能和更好的用户体验。1.5.21.5.2 智慧客厅智慧客厅 智慧客厅是智能家居应用场景中最重要的一部分，通常具有影音娱乐、休闲健身、环境调节、全屋交互等多种重要功能。影音娱乐功能可通过智能电视、智能沙发、智能音响、智能灯等设备的互联来塑造完美的视觉和听觉享受，达到最佳的观影效果。全屋交互功能可通过中控智慧屏、智能音箱、智能网关、智能电视等入口设备与全屋智能设备的互联来实现。例如，可通过中控屏查看所有智能设备的状态以及温度、湿度、访客等信息；为了更加便捷地实现环境调节功能，可通过智能音箱控制智能空调、窗帘、扫地机器人等设备。智能电视往往承载了 AI 摄像、大小屏互动、AI 健身、智慧投屏等智能化技术，是实现影音娱乐、休闲健身、环境调节、全屋交互等功能的关键设备，在智慧客厅场景中通常处于核心地位。1.5.31.5.3 智慧卧室智慧卧室 卧室是家中休息和放松的场所，卧室的设计对人们的睡眠质量起着至关重要的作用。顾名思义，智慧卧室就是将智能化元素融入卧室中。由于卧室是人们的睡眠空间，床的智能化就成为智慧卧室的核心。10 在智慧卧室中，智能床能够实现机械与数据的结合，具备智能化控制功能，可以调节成各种角度，支持睡前按摩放松。数据方面，智能床可以与大数据相结合，通过传感器全面监测睡眠情况，将睡眠信息形成相应报告，针对睡眠质量和相应健康指标提供咨询和建议，从而提升人们的健康水平。智慧卧室还可配备智能灯光系统，用户能够根据自己的习惯调节各种灯光模式，如阅读、睡前、起夜等。环境也是智能卧室场景下需要考虑的重要因素之一。智慧卧室应配置相应的环境健康检测系统，如温湿度感知系统、空气净化系统、二氧化碳传感器等。当各种环境传感器采集到环境参数后，将数据反馈给控制系统，控制系统自动控制相应空调的调节、门窗的开关、无需用户干预。1 1.5.4 5.4 智慧厨房智慧厨房 厨房是家庭中重要的功能区域。相较而言，厨房的功能和场景比较独特，人们对于厨房的核心需求是烹饪，而烹饪是一项繁琐且重复的劳动，围绕着这一功能的流程中又衍生出很多其他的劳动，如食材的选取和贮藏、以及洗碗等家务性质的劳动。因此，人们迫切希望智慧厨房能够提升烹饪的效率。家庭厨房的专用设备比较多，传统的智慧厨房以单机智能为主，如智能冰箱、智能烟机、智能灶具、智能洗碗机、智能烤箱、智能电饭煲、智能炒菜机、智能空气炸锅等。此后，随着技术的演进，智慧厨房加入了很多联动功能，如烟灶联动，吸油烟机会随着灶具的启动而启动，并可根据燃气炉的火力大小自动调节吸油烟机的运行功率。再如，安全报警系统在探测到煤气泄露后会在 11 手机 APP 上产生告警信息并主动触发门窗开关进行室外通风。除此之外，智慧厨房还出现了很多基于人机交互、人工智能、大数据方面的应用。例如，通过冰箱大屏、智能音箱等指导用户做饭，通过智能烤箱、智能灶具设定好的程序实现一键烹饪从而减少人的劳动，通过对冰箱内部食材及用户习惯的分析自动制定菜谱等。未来，随着人工智能、大数据、XR 等技术的发展，智慧厨房可能会出现虚拟人协助人们烹饪等新型应用场景。随着厨房的气转电、多功能集成化、智能化发展，厨房可能会成为全部家庭成员互动的主要空间之一。1 1.5.5.5.5 智慧餐厅智慧餐厅 餐厅是家庭生活中重要的社交区域。在当下快节奏的城市生活中，在家中餐厅就餐是每个家庭成员享受家庭生活的重要活动。一个理想的餐厅不仅可以通过智能照明设备的自动调节来营造愉悦轻松的气氛，还可以根据家居环境自适应调节餐厅环境温湿度。随着越来越多的智能小家电（如无油烟炒菜机、空气炸锅等）被人们搬进餐厅，一家人可以在一个智能舒适的环境和谐互动、一同分享美食成果。智能饮水机可以满足不同家庭成员对饮品类型和水温的个性化识别；智能桌面清洁工具和智能洗碗机还可以根据当天的食物自适应匹配清洁程序，帮助人们轻松完成餐后清洁工作。12 1 1.5.6.5.6 智慧卫浴智慧卫浴 卫生间是人们家居生活中的重要空间，也是具有重要功能的空间，与人们的健康息息相关。卫生间的智能化能够提升人们的舒适度与健康水平。在智慧卫浴系统中，智能马桶是主要的设备之一。近几年，智能马桶的功能越来越丰富，如臀部清净、座圈保温、暖风烘干、自动除臭等。智能化让人们在如厕时体验到舒适、健康和人性化。智能洗浴系统能够根据用户习惯自动为用户备好热水，智能浴缸能够智能调节水温，还具备智能按摩和杀菌功能。智能魔镜可以显示新闻、天气、环境温度等各种信息，部分产品还具备中控功能，能够控制智慧卫浴系统中的其他设备。另外，针对卫生间、浴室等隐私场景不方便配置摄像头进行安全监测，智慧卫浴可以通过毫米波雷达技术监测用户在卫生间或浴室的位置变化和行动特征轨迹，如老人在沐浴、如厕过程中跌倒、滑倒或晕倒等，及时获得相关信息并向相关方推送报警信息进行施救。1 1.5.7.5.7 智慧阳台智慧阳台 过去，阳台往往会沦为家中的“闲置物收纳区”。现在，随着智能化水平和空间利用率的不断提升，阳台也成为智能家居的重要应用场景之一。智慧阳台最有代表的场景是智能洗烘。其中，洗衣机可以识别衣物的类型、材质、数量、脏污度等，并智能设置洗涤参数（包括水量、水温、转速等）；干衣机可以识别衣物的类型、材质、数量等，并智能设置烘干参数（包括烘干温度、时长等）；晾衣机可以感 13 知衣物类型和状态，并结合环境因素，自动启动烘干、杀菌等功能。同时，晾衣机可以与洗衣机联动，洗衣机洗涤结束并检测到用户打开洗衣机门后，晾衣杆会自动下降到用户习惯的高度，方便用户晾晒衣物；干衣机也可以与洗衣机联动，根据洗衣机的洗涤参数设置，智能设置烘干参数。1.6 智能家居的问题及挑战智能家居的问题及挑战 智能家居产业在发展的过程中仍旧面临不少问题和挑战。一方面，从用户（终端消费者/智能家居使用者）端来看，智能家居需要持续给用户提供核心价值点的易用性、便捷性、智能化等；另一方面，各品牌厂商则仍需继续挖掘跨品牌互联互通的商业场景，提升互联互通体验等。目前，智能家居行业主要面临的问题和挑战包括用户体验不够好、无法跨品牌互联互通、内容服务资源不足、商业模式不清晰等。1 1.6.1.6.1 用户体验有待提用户体验有待提高高 智能家居时常引发消费者的“吐槽”，为了智能而智能，用户体验不够好。智能家居的用户体验可以从可用性、易用性和智能化三个方面来考虑。可用性是指产品本身的功能特性，其中主要包括智能家居系统及设备的可靠性和兼容性，可靠性是指智能家居系统及设备能够正常工作的能力，如对网络干扰和电磁干扰的适应能力和恢复能力。易用性一般包括智能家居系统及设备操作的便利性、人机交互体 14 验、对于用户差错的防御性、用户界面舒适性以及对于老年人和残障人士特殊需求的适应能力。智能化是指智能家居系统及设备能够自动辨识用户的显性和隐性需求，并且主动、高效、安全、绿色地满足用户个性化需求的能力。目前，智能家居系统和设备使用中影响用户体验的常见问题包括：（1）智能家居通信依赖的网络存在稳定性差、覆盖面不足的问题，不能很好满足用户对低延迟、高可靠和强兼容性的要求。（2）智能家居产品智能分级不明确，智能场景在不同发展阶段、不同空间、不同使用条件下体验各异，缺少统一的行业标准。（3）智能家居系统过于繁杂、人机交互体验不够人性化、功能多却实用性不足。有些智能家居设备特别是一些无屏幕设备，上手困难，配网步骤复杂。（4）对于一些比较复杂的智能家居系统，如全屋智能产品，存在厂商服务不到位的问题，在用户遇到技术问题时存在售后服务不规范、人员技术水平不足、服务不到位无法解决用户问题、代理商“踢皮球”等不良现象，影响用户体验。此外，稳定性和兼容性也是考量智能家居用户体验的重要指标，频繁的版本升级会影响智能家居设备的使用体验。同时，产品的兼容性也是用户选择的主要因素，支持主流标准是向前向后兼容的重要保障。因此，相关标准化组织可以考虑从用户体验角度出发，在兼容性和稳定性等方面来制定相关的标准，提升用户体验15 1 1.6.2.6.2 无法跨品牌互联互通无法跨品牌互联互通 互联互通是智能家居场景体验的技术底座，也是智能家居产业快速发展的基石。但是，从诞生起，无法跨品牌互联互通就一直是困扰智能家居发展的主要问题。近年来，智能家居设备的单品体验持续提升，智能家居市场整体规模逐年增长，用户家中拥有智能家居产品的数量持续增加。然而，跨品牌、跨生态的智能家居单品之间实现统一管理、连接、控制、联动的智能家居体验需求长期无法得到满足，这已经严重影响到智能家居产业的健康发展。1 1.6.3.6.3 信息安全风险问题信息安全风险问题 随着智能家居的普及，物联网规模化应用不断落地，信息安全和隐私保护成为智能家居产业需要直面的核心问题和重要挑战。智能家居设备种类多，技术和业务具有多样性、复杂性。这带来了严峻的安全风险与挑战。这些挑战包括：（1）智能家居平台安全基础薄弱：智能家居业务系统和平台是一个综合性的庞大的云计算信息架构，对信息安全技术和能力的要求较高。（2）智能家居设备安全防护存在短板：智能家居设备的计算资源参差不齐，无法实现很多适合通用计算机设备的安全保护功能，抗攻击能力差。同时，固件升级成本高，无法及时修复漏洞也是巨大的风险。（3）智能家居移动应用缺乏加固：APP 是大多数智能家居场景 16 的控制入口，逆向 APP 成本一般会低于逆向固件。（4）网络连接规模导致攻击放大：智能家居设备规模庞大以集群的形式存在，容易被攻陷，形成僵尸网络、发起 DDoS 拒绝服务攻击等。（5）行业合作链长、安全责任模糊：智能家居业务涉及用户、设备制造商、网络运营商和服务供应商等众多的产业链上下游环节，当安全问题发生时，安全责任的划分将变得非常困难。（6）数据收集广泛、安全保护困难：智能家居基于大数据、云计算、人工智能等技术，能够有效地为用户和家庭提供信息服务，但是在整个服务周期中，敏感数据在数据的采集、传输、存储、处理等各环节中都有可能被泄露。1 1.6.4.6.4 内容服务资源不足内容服务资源不足 智能家居概念已经出现多年，相关产品也在近年来陆续上市，但是纵观整个智能家居产业，仍存在生态碎片化问题在智能家居快速发展的过程中，各个智能家居厂商都在不断进行商业化探索和实践，通过采用私有的互联互通协议，构建了自有的生态系统，不同生态之间形成了信息孤岛。以作为智能家居入口之一的智能音箱或者智能手机 APP 为例，不同厂商的智能音箱或者智能手机 APP 都具有一系列的生态产品，但与其他生态的多数品类无法兼容，导致用于体验下降，生态系统割裂。如果不同智能家居生态能够通过统一的协议实现互联互通，将更有利于整个智能家居生态系统做大做强。17 虽然智能家居的厂商都在提供各种各样的场景服务，以满足用户对于智慧生活的需求，但是整体来看，生态服务内容的缺乏依然是当下智能家居产业发展的痛点。如何为用户提供更好的内容和服务也是智能家居亟待解决的问题。1 1.6.5.6.5 商业模式不清晰商业模式不清晰 不同类型的智能家居厂商因战略方向和定位的差异，商业模式也各不相同，但普遍面临智能家居产品用户价值难以量化评价、投入产出及持续盈利能力不足等来自企业内部和外部的挑战。手机厂商为构建丰富的用户智能家居场景，提升用户对手机品牌的依赖与粘性，通常会引入大量生态单品，除了为企业带来产品硬件收入，难以量化衡量智能家居业务对核心手机业务增长所带来的贡献。家电与智能硬件品牌厂商普遍通过丰富产品功能特性达到提升产品力的目的。同时，这类型企业为保护非核心或竞争力较弱的产品，往往采取较为封闭的策略。平台型企业的商业模式则围绕提升平台市场占有率与收入规模制定。但是，由于平台企业的定位，仅提供智能家居平台解决方案，在价值链分配中难以获得可观的利润，持续能力减弱。对于拥有智能音箱、中控屏等入口级产品的平台，设备厂商在考虑如何“站队”的过程中变得更加谨慎，这造成平台封闭与割裂，提高了消费者的选择和使用成本。地产开发商希望低成本、高品质地搭建全屋智能场景，18 但是受设备厂商“站队”的影响，优质的产品通常分散在各个智能家居平台，导致在全屋方案设计过程中耗费大量人力物力。19 第二章第二章 智能家居互联智能家居互联互通的进展互通的进展 2.1 互联互通的定义及发展现状互联互通的定义及发展现状 智能家居互联互通是指不同厂商、不同类型的智能家居设备、智能家居网关、智能家居控制终端、智能家居云平台采用统一的标准协议实现控制指令、数据的传输和一致性解析，从而形成统一的智能家居应用和服务的生态。现阶段，智能家居硬软硬件厂商众多，产品和应用服务种类繁多。出于对设备和用户数据保护的需求，以及市场竞争的目的，智能家居互联互通存在着不同的架构体系、标准协议和技术方案，形成了多个不能相互联通的智能家居生态系统，也成为制约智能家居行业进一步发展的关键因素。2.2 互联互联互通技术方案分类互通技术方案分类 智能家居互联互通可以通过智能家居终端设备本地互联互通、设备与智能家居云平台互联互通、云云互联互通三种技术方案实现。2 2.2.1.2.1 终端设备本地互联互通终端设备本地互联互通 智能家居终端设备及控制终端采用统一的应用层协议，实现终端设备的发现、配网、连接、控制指令/状态数据等的传输及响应。对于采用不同物理接入技术的终端设备，智能家居网关能够实现异构中继的作用。目前，终端设备间互联互通的标准协议既包括 Matter、20 OLA、OCF 等，还包括各个厂商自有的连接协议，如海尔智家 Umesh、华为的 HarmonyOS Connect、中国电信的 e-Link，中国移动的And-link、中国联通的 Wolink、三星的 Samsung Connect、苏泊尔的NFC-Link 等。图 2 终端设备间互联互通 2 22.2.2.2 终端设备与云平台互联互通终端设备与云平台互联互通 终端设备与云平台通过统一的连接协议，接入智能家居云平台，从而实现智能家居的互联互通。互联互通可以实现远程访问智能家居设备，智能家居控制终端可以通过云平台与智能家居设备交互，包括获取智能家居设备的实时数据、控制智能家居设备执行操作等。智能家居终端设备可以通过局域网协议连接路由器进而连接云平台，也可以直接通过广域网协议（如 NB-IoT）连接云平台，智能家居控制终端可以通过 4G/5G 协议连接云平台，实现智能家居设备的远程访问。云平台提供注册管理、设备管理、数据管理、网络管理、应用管理等基本功能，也可以提供机器学习、区块链等扩展功能，服务各类 21 移动应用。图 3 终端设备与云平台互联互通 2 2.2.3.2.3 云云互联互通云云互联互通 云云互联互通是指不同厂商的智能家居云平台之间采用统一的标准协议及接口，从而实现跨生态间的互联互通。云云互联互通的优点在于，通过轻量级的技术方案实现跨生态的互联，最大程度保证智能家居生态方的自有利益，如用户、设备、数据等都保留在厂商自有的云平台中。具有代表性的云云互联互通技术方案是中国家用电器协会在 2017 年发布的智能家电云云互联互通标准，并于 2022 年成为 CHEAA/CCSA JWG 1 的双编号标准。该标准采用 HTTP/HTTPS 接口+JSON 格式，实现了设备类用户类、数据和安全的接口，从而实现跨生态的互联互通。22 图 4 云云互联互通 2.3 国内互联互通标准现状国内互联互通标准现状 2 2.3.1.3.1 智能家居互联互通标准联合工作组智能家居互联互通标准联合工作组(CHEAA/CCSA JWG 1)(CHEAA/CCSA JWG 1)近年来，智能家居产业蓬勃发展，家居智能化产品日趋丰富。智能家居已成为家电行业与信息通信业深度融合、创新发展的重要方向。中国家用电器协会携手中国通信标准化协会于 2020 年 12 月 9 日共同成立了“中国家用电器协会&中国通信标准化协会 智能家居互联互通联合工作组”（CHEAA/CCSA JWG1），旨在为智能家居产业的互联互通贡献创新性的中国解决方案，加快智能家居产业发展，减少企业标准化工作负担，提升标准质量。工作组总体路线为“基于中国家用电器协会与中国通信标准化协会的标准化战略合作，包容并蓄，形成合力，更广泛地覆盖智能家居领域跨界、多元的互联互通需求及技术实现”，并规划三个阶段分步实现：第一阶段完善关键要素，第二阶段面向全周期、全场景，第三阶段兼顾稳态和动态。联合工作组自成立以来，召开了多次会议，开展标准宣讲会、工 23 作路线图发布会、专题项目讨论会等诸多活动，已启动 7 项联合标准的制定工作。首项联合标准成果 T/CHEAA 0019-2021T/CCSA 328-2021智能家居系统 跨平台接入身份验证技术要求已于 2021年 12 月底正式发布，并已推进为通信行业标准移动互联网+智能家居系统 跨平台接入认证技术要求（项目号：2021-0252T-YD），其他双编号标准也将陆续发布。双编号团体标准的发布，验证了行业间通过团体标准开展合作的可行性和有效性，通过“联合制定、联合发布”的标准化工作机制创新，能够充分调动两个行业的积极性和参与度，使得标准在两个行业中真正落地实施，实现标准的有效供给。2 2.3.2.3.2 其他国内标准组织其他国内标准组织 由于智能家居产业具有跨行业、跨领域的特点，除了前文已经提到的中国家用电器协会和中国通信标准化协会，多个标准化组织都参与到国内智能家居互联互通标准的工作中。例如，全国信息技术标准化委员会信息技术设备互连分技术委员会（SAC/TC28/SC25），全国家 用 电 器 标 准 化 技 术 委 员 会 智 能 家 电 分 技 术 委 员 会（SAC/TC46/SC15），全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会（SAC/TC242），全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会（TC426），开放智联联盟（Open Link Association,OLA）等。全国信息技术标准化技术委员会下从事信息技术设备互连领域标准化工作的全国性标准化技术组织，共设 3 个工作组、1 个国内技 24 术对口工作组。其中，智能家居工作组（WG5）负责家庭及小型商业环境中信息设备、家居、照明、安防等设备、系统或平台间的互联标准、接口标准、测试标准、评估标准等智能家居标准。全国家用电器标准化技术委员会智能家电分技术委员会（SAC/TC46/SC15，以下简称智能家电分委会），由山东省市场监督管理局筹建，中国轻工业联合会进行业务指导。虽然智能家电分委会关注的专业范围是整机智能化标准，但也在互联互通领域做了大量工作，其组织制定的一些智能家居通信标准为互联互通标准的制定和实施提供了坚实的基础，包括系列标准 GB/T 38052.1-2019智能家用电器系统互操作 第 1 部分：术语、GB/T 38052.2-2019智能家用电器系统互操