歐洲家電市場
——智能家居和智能家電（下）

文/英國索爾福德大學(xué) 紀(jì)迎春

（接2020年第4期39頁）

4.4 智能家電和互聯(lián)設(shè)備市場

在歐盟，智能設(shè)備和互聯(lián)設(shè)備仍然是一個相對較新的市場，近期，市場份額方面的數(shù)據(jù)還未被完全統(tǒng)計。在過去，盡管對智能設(shè)備的銷售量已有研究，但對整個連接設(shè)備市場進(jìn)行更深入的研究和分析工作仍在進(jìn)行中。

2015年發(fā)表的一篇論文討論了歐盟有關(guān)智能家居和互聯(lián)設(shè)備市場，并就智能家居市場的規(guī)模提供了參考數(shù)據(jù)。這項研究的重點(diǎn)是法國、德國和英國市場，并對這些國家/地區(qū)出售的智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量進(jìn)行了深入分析。該論文討論了智能家居中的大量已連接設(shè)備，比如智能電視以及其他娛樂設(shè)備，還有通信和控制設(shè)備以及家庭自動化和安全性的相關(guān)信息。如圖7所示，智能家電（包括大家電和小家電）的數(shù)量相對還是很少的。

更具體地說，智能家居環(huán)境中的其他設(shè)備品類（如娛樂設(shè)備）有具體銷售數(shù)字，但就智能家電而言，這個研究并沒給出具體的銷售數(shù)字。根據(jù)GFK研究顯示，智能家電設(shè)備銷量從2014年1月的80萬（臺/件）增長至2015年1月的610萬（臺/件），其銷量增長迅猛，如圖8所示。

盡管數(shù)據(jù)未將銷售量像智能家居市場中的其他類別產(chǎn)品一樣顯示，但智能家用電器的銷售額增長是顯而易見的，銷量最大的智能家居產(chǎn)品是具有自定義洗滌程序等功能的智能洗衣機(jī)，其次是智能冰箱。

4.5 標(biāo)準(zhǔn)化工作

在2017年歐盟委員會的“ICT標(biāo)準(zhǔn)化滾動計劃”中，確定了五個標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)先領(lǐng)域：數(shù)字單一市場的信息通訊技術(shù)（ICT）、5G云、網(wǎng)絡(luò)安全、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)。得益于這些數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，智能能源領(lǐng)域能夠利用這些技術(shù)的發(fā)展取得長足的進(jìn)步，進(jìn)而得到廣泛的應(yīng)用。表2是國家/國際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)針對以上5個領(lǐng)域出臺的一些系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的簡要介紹。

5 智能家居和電器

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圖8 英國、法國和德國不同類別的智能家用電器產(chǎn)品的月銷量（2014年1月至2015年3月）

圖7 2014年和2015年法國、德國和英國的智能家居相關(guān)產(chǎn)品銷售量

歐盟委員會根據(jù)生態(tài)設(shè)計指令對智能電器進(jìn)行了前期研究，并將智能電器定義為“能夠支持靈活性需求的設(shè)備，該設(shè)備能夠自動響應(yīng)外部信息，例如：價格信息，直接控制信號和/或本地測量的參數(shù)（主要是電壓和頻率）”。這個定義不能與其他常用的“智能”定義相提并論，因?yàn)樗粌H僅針對于智能電器，而且在智能設(shè)備、智能家居或智能城市等其他領(lǐng)域也都適用。就本報告而言，智能電器或連接的設(shè)備是具有嵌入式信息通信技術(shù)（ICT）的設(shè)備，可以通過電纜或無線方式連接其他設(shè)備或系統(tǒng)。

5.1 智能家電和智能家居技術(shù)

智能家居技術(shù)包含不同類型的智能電器和設(shè)備。每一個設(shè)備都具有不同的功能、用途、連接和交互的類型等。智能家居系統(tǒng)的主要特征包括用戶界面、智能硬件和軟件平臺。

5.1.1 能源門戶

能源門戶網(wǎng)站是基于信息學(xué)的應(yīng)用程序，傳遞對于用戶而言通常是不易察覺的家庭能耗信息，并且信息傳輸方式友好，顯示方式簡單，有益于用戶解釋和理解信息。與傳統(tǒng)的賬單相比，這種類型的應(yīng)用程序提供了更詳細(xì)和直接的反饋，直觀且更易理解。這通常是能源公共公司或?qū)嶓w為用戶提供的一項服務(wù)。

主要功能：終端用戶的能源數(shù)據(jù)收集和傳輸；

界面：智能手機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，計算機(jī)軟件；

通訊：無線網(wǎng)（Wi-Fi），局域網(wǎng)（LAN）；

交互：雙向交互，允許和其他智能家居產(chǎn)品交互。

5.1.2 家用顯示器

家用顯示器擁有簡單的用戶界面，可為消費(fèi)者提供即時的能耗信息反饋，并且還具有發(fā)送定價信號的能力。給出的信息類型通常非常簡單直接。這些設(shè)備通過傳統(tǒng)的普通電表連接到家庭能源網(wǎng)絡(luò)，并通過家庭局域網(wǎng)與其他外圍設(shè)備通信。

主要功能：為終端用戶收集能源數(shù)據(jù)并實(shí)時傳輸；

界面：設(shè)備顯示屏，外圍設(shè)備顯示屏；

通訊方式：無線通訊；

交互：從設(shè)備到用戶的單向交互。

5.1.3 負(fù)載監(jiān)控器

負(fù)載監(jiān)控器會給出能耗設(shè)備的簡單能耗信息。它們通常連接在電源插座和實(shí)際設(shè)備之間，用來采集和檢測設(shè)備的能耗信息。如果用戶估算了這些參數(shù)，則負(fù)載監(jiān)控器提供的信息類型通常僅限于能耗，并且最終會計算與此能耗相關(guān)的成本信息。

主要功能：即時收集單個設(shè)備的能源數(shù)據(jù)；

界面：設(shè)備顯示；

交流：通常僅顯示視覺信息；

交互：從設(shè)備到用戶的單向交互。

5.1.4 智能家電

在智能家電的“生態(tài)設(shè)計準(zhǔn)備研究”中，智能家電被定義為“可以通信的家電”。該通信平臺可用于提供多種功能，例如需求靈活性響應(yīng)。在智能電器的能源方面，它們具有接收、解釋和處理從能源供應(yīng)商處接收到的信號并對其進(jìn)行操作的能力，此外，還可以根據(jù)能源使用者（用戶）選擇的設(shè)置來調(diào)整其操作。

主要功能：具有與用戶及其他平臺通信的能力；

界面：設(shè)備顯示屏、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序、能源門戶；

通訊：有線和無線通訊；

交互：用戶和能源及公用事業(yè)之間的雙向交互。

5.1.5 智能溫控器

智能溫控器具有與傳統(tǒng)溫控器相同的基本功能，比如控制暖通系統(tǒng)（HVAC）的溫度參數(shù)等。與傳統(tǒng)設(shè)備相比，這些智能設(shè)備的新增功能包括：允許編程、能耗模式的自學(xué)習(xí)算法，以及具有輕松用戶體驗(yàn)的直觀界面。

主要功能：溫度控制、加熱/冷卻系統(tǒng)、HVAC系統(tǒng)；

界面：設(shè)備顯示屏、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序；

通訊：無線網(wǎng)（Wi-Fi）；

互動：雙向交互。

5.1.6 智能燈

智能燈是將普通照明和嵌入式技術(shù)結(jié)合在一起的照明設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)自動控制。這類智能產(chǎn)品配備了傳感器和微處理器，可以檢測環(huán)境光或使用情況，并根據(jù)用戶定義的提示進(jìn)行操作。智能燈允許用戶通過安排時間來調(diào)整其照明需求，并減少過度照明，從而減少與照明相關(guān)的能耗。智能燈可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，甚至可以響應(yīng)能源公司的輸入來支持需求響應(yīng)程序。

主要功能：具有連接功能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和自動控制；

界面：網(wǎng)絡(luò)用戶界面和智能手機(jī)應(yīng)用程序；

通訊：無線網(wǎng)（Wi-Fi）；

互動：雙向交換。

5.1.7 智能插座

智能插座是介于電源插座和能耗設(shè)備之間的一種設(shè)備。這些設(shè)備具有內(nèi)置的智能功能，具有將非智能設(shè)備變成智能設(shè)備的特性。智能插座允許對其連接的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并提供設(shè)備能耗的反饋。

主要功能：耗能設(shè)備的控制和反饋；

界面：網(wǎng)絡(luò)用戶界面和智能手機(jī)應(yīng)用程序；

通訊：無線網(wǎng)（Wi-Fi）；

互動：雙向交換。

5.1.8 智能集線器

智能集線器是在智能家居環(huán)境中整合多個智能連接設(shè)備的設(shè)備。智能集線器的主要目標(biāo)是集成所有這些設(shè)備的功能，并在家庭網(wǎng)絡(luò)中以協(xié)調(diào)一致的方式與所有設(shè)備進(jìn)行通信。

主要功能：智能家居連接設(shè)備的連接和集成；

界面：集線器顯示，網(wǎng)絡(luò)界面和智能手機(jī)應(yīng)用程序；

通訊：無線網(wǎng)（Wi-Fi）；

互動：雙向交換。

5.1.9 智能加熱器

智能加熱器可將舊的燃?xì)饣螂姛崴鬓D(zhuǎn)變?yōu)橹悄軣崴?，使用戶能夠通過智能手機(jī)或智能集線器進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)在需要時加熱水。這些智能熱水器具有與其他暖通系統(tǒng)控制器耦合的能力，從而使整個系統(tǒng)變得智能。

主要功能：使熱水器擁有智能功能；

界面：集線器顯示，網(wǎng)絡(luò)界面和智能手機(jī)應(yīng)用程序；

通訊：無線網(wǎng)（Wi-Fi）；

互動：雙向交換。

5.2 智能家居環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)類型

智能家居的主要原理之一是使設(shè)備相互連接，允許家庭眾多設(shè)備的通信和集成。家庭網(wǎng)絡(luò)布局可以直接影響智能家庭生態(tài)系統(tǒng)的效率。智能家居環(huán)境中有幾種常用的網(wǎng)絡(luò)類型，各有優(yōu)缺點(diǎn)。

5.2.1 總線網(wǎng)絡(luò)

總線網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過電線直接連接到總線所組成的網(wǎng)絡(luò)。這是家庭中存在的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模式，其中所有設(shè)備都通過局域網(wǎng)（LAN）中的數(shù)據(jù)線連接。這種網(wǎng)絡(luò)連接簡單可靠，如果某個節(jié)點(diǎn)停止運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)的其余部分仍然可以正常運(yùn)行并相互通信?？偩€網(wǎng)絡(luò)的主要局限性是可能發(fā)生的電纜損耗。

5.2.2 環(huán)網(wǎng)

環(huán)網(wǎng)是節(jié)點(diǎn)以閉環(huán)連接的局域網(wǎng)。當(dāng)某些節(jié)點(diǎn)直接連接時，其他節(jié)點(diǎn)則間接連接，并且數(shù)據(jù)應(yīng)通過相鄰節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。如果在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)生兩個或多個中斷，則可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)完全斷開連接。帶寬在網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)之間是共享的，這可能導(dǎo)致所有節(jié)點(diǎn)之間的通信滯后。盡管這種類型的網(wǎng)絡(luò)可以用在小型網(wǎng)絡(luò)中，但環(huán)形網(wǎng)絡(luò)并不是一個非?？煽康木W(wǎng)絡(luò)連接布局。

5.2.3 分布式（星型）網(wǎng)絡(luò)

分布式網(wǎng)絡(luò)通常是指有線局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)中央計算機(jī)（路由器）充當(dāng)主要控制節(jié)點(diǎn)以接收和傳輸數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)中的每臺計算機(jī)都連接到主集線器，即中央計算機(jī)，通過中央計算機(jī)與其他終端進(jìn)行通信。這種類型的網(wǎng)絡(luò)具有以下優(yōu)點(diǎn)：如果網(wǎng)絡(luò)中的一個或多個節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，則網(wǎng)絡(luò)的其余部分仍然可以運(yùn)行；如果主計算機(jī)發(fā)生故障，則會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

5.2.4 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)有望在物聯(lián)網(wǎng)中扮演重要角色。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是由分布在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的無線節(jié)點(diǎn)組成的通信網(wǎng)絡(luò)。盡管可能有時是有線的，但網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)在無線模式下具有更大優(yōu)勢。在無線模式下，網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為通過無線設(shè)備連接工作的路由器網(wǎng)絡(luò)，無線下載和上傳數(shù)據(jù)。每個節(jié)點(diǎn)同時充當(dāng)接收器和發(fā)送器，傳遞需要發(fā)送的數(shù)據(jù)。這種類型的網(wǎng)絡(luò)很特別，因?yàn)橹悄芗揖又械拿總€已連接設(shè)備都可以充當(dāng)節(jié)點(diǎn)，從而使通信更加通暢。

5.3 智能家居無線技術(shù)

無線技術(shù)是家庭中常用的一種簡單無間斷通信解決方案，用于傳輸數(shù)據(jù)和發(fā)送工作命令。這種無線技術(shù)的安裝和使用成本不高，而且對智能家居市場以及智能家電的應(yīng)用至關(guān)重要。

5.3.1 藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙是一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用于通過短波無線電波在短距離10米范圍（±10 m）內(nèi)交換數(shù)據(jù)。藍(lán)牙技術(shù)能耗很低而且數(shù)據(jù)交換迅速，容易使用，安全性強(qiáng)，目前藍(lán)牙技術(shù)是無線網(wǎng)絡(luò)中非常流行的應(yīng)用技術(shù)。

5.3.2 GSM——全球移動通訊系統(tǒng)

全球移動通訊系統(tǒng)或GSM的創(chuàng)建是用來描述數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的。盡管它被稱為移動無線系統(tǒng)，但它在智能家居中也具有用于設(shè)備通信的應(yīng)用程序。GSM的優(yōu)勢是信息傳輸距離遠(yuǎn)，可以達(dá)到幾公里的范圍。這是一種被廣泛采用的技術(shù)，具有低成本和高兼容性。

5.3.3 射頻識別

射頻識別（RFID）是使用電磁場的系統(tǒng)幫助機(jī)器或計算機(jī)識別對象，記錄中繼數(shù)據(jù)或通過無線電波來控制單個目標(biāo)。RFID可以在低頻（30 cm傳輸距離）、高頻（1.5 m傳輸距離）或超高頻率（高達(dá)15 m的傳輸距離）下運(yùn)行。該技術(shù)已穩(wěn)定成熟，在市場上被廣泛使用。被動式RFID可從附近的RFID閱讀器收集能量，主動式RFID則裝有自主電源，可以遠(yuǎn)離RFID閱讀器進(jìn)行操作。

5.3.4 無線網(wǎng)（Wi-Fi）

Wi-Fi通常用于具有傳統(tǒng)分布式（星型）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的家庭局域網(wǎng)、移動電話或計算機(jī)中，其傳輸速度很快，是智能家居環(huán)境中的關(guān)鍵通信技術(shù)。設(shè)備能夠通過無線局域網(wǎng)（WLAN）連接到互聯(lián)網(wǎng)（Internet），信息傳輸范圍可以是房間內(nèi)的幾米，或是信號暢通時的幾百米。Wi-Fi的運(yùn)行基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)和IPv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

5.3.5 無線局域網(wǎng)

無線局域網(wǎng)（WLAN）是使用擴(kuò)頻技術(shù)通過無線分配方法連接兩個或多個設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)。WLAN具有比Wi-Fi更大的傳輸距離，也符合IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPv6。WLAN是一種更通用的無線網(wǎng)絡(luò)，而Wi-Fi是WLAN的一種。

5.3.6 Z波

Z-Wave用于組建網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，通常用于家庭自動化。它是專有標(biāo)準(zhǔn)，旨在遠(yuǎn)程控制住宅和商業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用程序。Z-Wave具有簡單的命令結(jié)構(gòu)，并且不受其他網(wǎng)絡(luò)的干擾。Z-Wave提供可靠的、低延遲小數(shù)據(jù)包傳輸，傳輸速率高達(dá)100 kbps，室外傳輸范圍可達(dá)100 m。

5.3.7 ZigBee

ZigBee作為Z-Wave的一種，是用于家庭自動化的另一種常見通信協(xié)議，不同之處在于它的工作方式符合IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)；它也可作為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，用于個人局域網(wǎng)的小數(shù)據(jù)包傳輸。與其它無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)相比，ZigBee設(shè)備通常具有較低的成本和較低的功耗。ZigBee在低信道帶寬下工作，通訊有效距離平均可達(dá)10～30 m。與Wi-Fi相比，ZigBee的傳輸速度要低得多，與超過10 mps的Wi-Fi相比，傳輸速度僅為250 kbps。

5.3.8 低功耗無線個人局域網(wǎng)6LoWPAN

6LoWPAN是一項新技術(shù)，它允許IPv6數(shù)據(jù)包（Internet協(xié)議的第6版和最新版本）在IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義的小型鏈層框架內(nèi)傳輸，是低速個人局域網(wǎng)的操作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。6LoWPAN的傳輸距離可達(dá)200 m，同時能耗較低。

5.4 智能家居中的傳感器類型

智能家居生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分是運(yùn)行和發(fā)射感測建筑物內(nèi)人類活動的信號所需的傳感器。

智能家居生態(tài)系統(tǒng)的主要功能之一是家庭安全性，該功能是僅次于家庭娛樂的第二重要領(lǐng)域。隨著家庭安全的需求，市場上出現(xiàn)了一些相應(yīng)的傳感器，例如檢測門或窗戶打開的接觸式傳感器，同時也有直接的環(huán)境傳感器，例如二進(jìn)制傳感器。二進(jìn)制傳感器通過1或0值檢測對象的存在/不存在或移動。智能家居中的二進(jìn)制傳感器通常包括移動檢測、壓力或接觸傳感器。移動檢測傳感器有多種類型，例如被動紅外檢測技術(shù)用于測量人體熱量，通常用于家庭安全；微波傳感器發(fā)出微波脈沖以測量移動物體的反射；雙重技術(shù)運(yùn)動傳感器結(jié)合了不同傳感器的技術(shù)，需要觸發(fā)兩個傳感器來導(dǎo)致警報動作。其他傳感器包括從發(fā)光二極管（LED）發(fā)出紅外線的區(qū)域反射型傳感器，發(fā)射超聲波脈沖的超聲波傳感器，以及檢測振動并可以通過加速度計或通過壓電裝置觸發(fā)的振動傳感器。

火災(zāi)和一氧化碳傳感器是在安全范圍內(nèi)的家庭環(huán)境中使用的其他類型傳感器，如果一氧化碳濃度到達(dá)危險等級，則將警告居家人員。除了一氧化碳探測器外，還有其他環(huán)境傳感器可以評估傳統(tǒng)的氣象參數(shù)，例如溫度、壓力或濕度，以及環(huán)境參數(shù)，例如污染指數(shù)、空氣質(zhì)量、灰塵或花粉。除了傳感器本身，還有一個非常重要的方面需要考慮，即用戶可以根據(jù)智能家居系統(tǒng)的功能定義有用警示。例如，某些智能溫控器可以檢測用戶在家的時間，并從建筑物的使用模式中學(xué)習(xí)，而其他智能溫控器則取決于地理圍欄（網(wǎng)絡(luò)中的虛擬地理邊界），這意味著當(dāng)與智能手機(jī)上的應(yīng)用程序連接時，當(dāng)系統(tǒng)意識到用戶從工作場所進(jìn)入房屋，則將根據(jù)用戶的設(shè)置開始為房屋供暖，而不是使用缺乏靈活性的預(yù)先定義變更系統(tǒng)。

6 智能電器的電力需求調(diào)節(jié)

智能電器可以自動避開電力使用高峰期，這對于可再生能源的電力系統(tǒng)而言非常重要，因?yàn)榭稍偕茉窗l(fā)電量隨外界條件變化很大。智能設(shè)備可以與電力系統(tǒng)進(jìn)行通信，這其中的大多數(shù)動作必須自動完成。協(xié)調(diào)自動化取決于解決和協(xié)調(diào)多個智能電器和家庭電力需求的互通性。智能家電還將需要連接智能電表和接收動態(tài)電價信息，使真正的“需求響應(yīng)”成為可能。盡管消費(fèi)者似乎對智能電器持積極態(tài)度，但人們通常不愿意改變習(xí)慣，除非這種改變給他們帶來可觀的收益——比如節(jié)能，并且人們不傾向于處理過于復(fù)雜的控制界面。研究表明，人們也擔(dān)心這些新技術(shù)的可靠性、隱私性和安全性。

當(dāng)匹配電網(wǎng)中的供需、系統(tǒng)的短期平衡并減少能耗時，使用智能電器可以使電力系統(tǒng)受益。它可以減少對化石燃料備用的需求，并有利于增加風(fēng)能的使用。盡管收益似乎很多，但成本并不明朗。歐盟委員會認(rèn)識到智能設(shè)備的潛力，并提倡發(fā)展智能基礎(chǔ)設(shè)施。歐洲議會認(rèn)為，只要能使消費(fèi)者受益并同時提供高信息數(shù)據(jù)應(yīng)用和保護(hù)隱私，則歐洲議會也將對此表示認(rèn)可。

6.1 需求調(diào)整的類型

能量需求調(diào)整可以用于“響應(yīng)”或“靈活”負(fù)載，而不必在嚴(yán)格確定的時間運(yùn)行。這有兩種可能性，例如，推遲使用洗碗機(jī)、洗衣機(jī)和滾筒式烘干機(jī)等設(shè)備，可以在不改變能源消耗或持續(xù)時間的情況下靈活地安排時間表（在方便用戶的時間）來執(zhí)行任務(wù)。第二種是“中斷”，可用于冰箱、電鍋爐和熱泵等電器。可以將它們設(shè)置為在較低的水平上運(yùn)行，例如使用溫控器降低溫度設(shè)置，從而僅降低能耗?；蛘?，可以在運(yùn)行有限的時間內(nèi)中斷電源（通常一次不超過15至30分鐘）。

6.2 自動化水平

智能電器可以在各種自動化級別上運(yùn)行。例如延遲啟動功能已廣泛應(yīng)用于許多家用電器，使用戶可以預(yù)先手動設(shè)置家用電器的啟動時間。但是，這并不是真正意義上的“智能”功能，現(xiàn)在人們已經(jīng)認(rèn)識到，純粹的手動操作調(diào)控可能不會導(dǎo)致需求的重大調(diào)整，因?yàn)橛脩粽J(rèn)為這過于繁瑣且不方便使用。理想的情況將是智能的手動功能，可使用戶根據(jù)具體情況設(shè)置完成任務(wù)的時間，然后將其留給設(shè)備來確定執(zhí)行任務(wù)的最佳時間，這一時間將從智能電表中獲取?！霸O(shè)完不管”的操作意味著，在設(shè)置過程中，系統(tǒng)會按照用戶所提供的偏好自動執(zhí)行任務(wù)。諸如智能冰箱和冰柜之類的一些全自動操作，用戶幾乎不了解也注意不到，并且這些操作也不允許用戶進(jìn)行修改。

6.3 能源管理系統(tǒng)

家庭能源管理系統(tǒng)（EMS）可實(shí)現(xiàn)智控制，也可與智能電表，以及家庭網(wǎng)絡(luò)覆蓋的所有智能家電通信，接收有關(guān)實(shí)時電價、實(shí)時可再生能源發(fā)電量和用戶預(yù)設(shè)的信息，并相應(yīng)地協(xié)調(diào)智能電器的運(yùn)行。

家庭網(wǎng)關(guān)沒有與電力系統(tǒng)的物理鏈接，也不需要一個房屋內(nèi)部的物理設(shè)備，而是通過互聯(lián)網(wǎng)連接智能電器，并對其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和編程。盡管這一功能有可能被智能電表接管，但是否需要這樣做仍然需要進(jìn)一步討論。

6.4 互通性

智能電器之間已經(jīng)可以通過某種運(yùn)作形式相互協(xié)作，這是因?yàn)樵S多智能電器都設(shè)置了相關(guān)專用應(yīng)用程序，可進(jìn)行編程和遠(yuǎn)程控制。目前智能電器之間的協(xié)作通常僅在同一生產(chǎn)商生產(chǎn)的設(shè)備之間才可能進(jìn)行，這一點(diǎn)常常限制消費(fèi)者的選擇。為了克服產(chǎn)品間的互通性問題，歐盟委員會提供了相關(guān)財政援助，以鼓勵和幫助創(chuàng)建智能設(shè)備的通用語言（“參考本體”）。這種智能電器參考（SAREF）本體在2015年成為歐洲標(biāo)準(zhǔn)能源相關(guān)數(shù)據(jù)的參考語言。這個通用語言和歐盟所有智能電器設(shè)備中使用的微芯片采用的語言一致，這使得智能電器設(shè)備可以和智能電表進(jìn)行通信并根據(jù)電價和用戶需求進(jìn)行使用協(xié)調(diào)。許多家庭中的這些設(shè)備還可以由第三方（例如集合商，即電力系統(tǒng)運(yùn)營商、電力零售商或獨(dú)立服務(wù)提供商）進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，用戶在有補(bǔ)償?shù)那闆r下為電力系統(tǒng)提供靈活性以便第三方能更好的管理電力系統(tǒng)。

6.5 需求響應(yīng)

通常的需求響應(yīng)有兩種類型。委員會聯(lián)合研究中心（JRC）表示，隱性或基于價格的需求響應(yīng)，可促進(jìn)終端用戶根據(jù)電力價格隨時間的變化而改變用電方式。這一辦法對于芬蘭或瑞典的終端用戶而言是因降低用電量而減少電費(fèi)。以動態(tài)定價的電價支付可以幫助用戶節(jié)省15%至30%的電費(fèi)。顯性或基于獎勵的需求響應(yīng)則是在市場電價高企或電網(wǎng)可靠性受到威脅時，減少用電量。對于居民用戶來說可因改變消費(fèi)行為而直接受益。聚集者將匯集大量家庭的需求響應(yīng)并將其置于各種能源市場。用戶可以同時參與隱性和顯性需求響應(yīng)。

7 用戶面臨的問題

7.1 用戶接受程度

盡管用戶通常對智能家電和避開高峰用電持積極態(tài)度，但這種接受也是相對比較謹(jǐn)慎的。2013年英國的一項研究表明，用戶愿意使自己的房屋自動化，但不希望改變自己的習(xí)慣或降低舒適度體驗(yàn)，除非房屋自動化可以幫助他們節(jié)省大筆資金。根據(jù)歐洲可持續(xù)能源系統(tǒng)智能家居設(shè)備（Smart A）項目，如果智能設(shè)備的價格比常規(guī)版本高25歐元，則用戶預(yù)計最多可在三年內(nèi)回收多余的投資。另一方面，在沒有任何財務(wù)收益的前提下，用戶通常愿意接受不高于25歐元的費(fèi)用以換取更好的舒適性、安全性和易操作性。

7.2 用戶疲勞

盡管人們普遍接受智能電器設(shè)備，但參與一個線性項目（一項在現(xiàn)實(shí)生活中記錄了智能設(shè)備使用情況的大型研究）的用戶會發(fā)現(xiàn)使用智能設(shè)備有時會非常繁瑣，以至于必須改變很多習(xí)慣。這個項目的研究成果表明，為響應(yīng)動態(tài)價格而手動調(diào)整需求實(shí)際上是行不通的，這是因?yàn)閷θ粘Ｉ畈煌潭鹊母蓴_導(dǎo)致了用戶放棄。配備智能電器設(shè)備的研究參與者，除了那些遇到技術(shù)問題的人之外，他們感受使用疲勞的可能性相對更小。但是，人們對所有家用電器的容忍程度都不盡相同，例如電動汽車的放棄率最高是因?yàn)椴倏亟缑孢^于復(fù)雜。研究人員得出結(jié)論，為避免用戶疲勞，用戶因配置家用智能電器系統(tǒng)而花費(fèi)的精力應(yīng)該越小越好。

7.3 可靠性

2013年英國一項調(diào)查研究顯示：用戶和專家擔(dān)心智能家居系統(tǒng)的可靠性，也擔(dān)心用于打開和關(guān)閉智能設(shè)備的信號網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障。專家認(rèn)為，手動操作可以最大程度地降低這種風(fēng)險。歐洲可持續(xù)能源系統(tǒng)智能家居設(shè)備（Smart A）項目研究證實(shí)，用戶需要做到完全控制和自主優(yōu)先選擇，這兩者缺一不可，以增強(qiáng)智能家居系統(tǒng)的可靠性。

7.4 隱私權(quán)與安全性

服務(wù)器或基于云服務(wù)上的網(wǎng)絡(luò)攻擊使智能電器設(shè)備的安全性受到嚴(yán)重關(guān)注。此類攻擊可能會中斷設(shè)備的正常功能，或?qū)⒂脩魯?shù)據(jù)暴露給未經(jīng)授權(quán)的訪問者。例如，用戶會擔(dān)心隱私丟失，讓陌生人知道他們的日常習(xí)慣或居家時間。

8 結(jié)論

本文從智能家居的定義、相關(guān)政策法規(guī)，以及智能家電和互聯(lián)設(shè)備功能、市場情況等方面對歐洲智能家居和智能家電的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)闡述了智能家居系統(tǒng)與供需能源之間的關(guān)系。研究表明，智能電表的推出、智能電網(wǎng)的存在、暢通無阻的需求響應(yīng)市場以及高速互聯(lián)網(wǎng)，這些技術(shù)對于智能家居系統(tǒng)的發(fā)展和節(jié)約能源至關(guān)重要。與此同時，具體介紹了智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、無線互聯(lián)技術(shù)、傳感技術(shù)的應(yīng)用對智能家電和智能家居信息通訊的影響，需要通過完善的標(biāo)準(zhǔn)體系和政策支撐以實(shí)現(xiàn)人機(jī)間、設(shè)備間更加安全便捷的通訊與交互。此外，對于智能家居的發(fā)展還應(yīng)該充分考慮用戶的接受程度，產(chǎn)品使用過程中存在的用戶疲勞問題，產(chǎn)品的可靠性、信息的隱私性、安全性等方面，這些將是智慧家居未來發(fā)展中不可忽視的重點(diǎn)，值得行業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)深入探究。