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从技术走向生态?原厂不同视角探讨“乘风破浪”的智能家居

财经天下2020-08-07 11:05:32来源:阅读:

智能家居产品大家耳熟能详,智能音箱、智能门锁、扫地机器人、智能照明等等,但若要回答一个原始问题——智能家居是什么?恐怕答案莫衷一是,这取决于我们谈论智能家居的时候,是将其视为一个产品/技术、一个系统方案、一个业务、还是一个生态。本期深度报道,我们邀请行业内的领先厂商和行业人士,从不同角度讨论智能家居产业的趋势和机遇。

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从单品时代走向智能化、场景化方案时代

如果说消费者对于智能家居的认识是建立在种类繁多的智能产品之上,那么接下来成熟的场景化方案或许能让消费者对智能家居的认识更加立体。四川长虹网络科技有限责任公司(下文简称长虹网络)物联网事业部总经理姜海洋说道,从2013年至今,智能家居经历了众多风口,包括互联网电视、智能音箱等爆款单品之争,操作系统、服务应用等生态构建,有被资本、厂商追捧时的高光时刻,也有因体验差、不智能、低价竞争导致的市场低谷。

从技术走向生态?原厂不同视角探讨“乘风破浪”的智能家居

图注:四川长虹网络科技有限责任公司物联网事业部总经理姜海洋

前期智能家居的主旋律在硬件设备普及和连接上,如今在5G和物联网等产业快速发展的趋势下有望从智能单品进入AI智能时代,并改善前期的标准互通问题、网络问题、接口和格式壁垒问题等等,都让智能家居产品由单一的信息孤岛的闭环模式走向真正的标准化物联网时代。

目前市面上很多时候都是大量产品的强行连接,功能重复堆砌,让用户迷失在一堆单品中间,交互体验差。我们所看到的用户期望,应该是把产品回归为用户所用的本质,产品必须为痛点买单,做到功能简单,性能稳定,多场景无缝融合,自然交互,提升用户使用黏性和满意度。简单来说,就是用户上手难度趋近零,用户满意度趋近百分百。

基于不同用户场景,长虹网络致力于打造家庭上港集团股5全带宽综合业务解决方案,搭配不同技术方案和产品形态,为用户带来轻松便捷的智能家居新体验。

  • 窄带部分,长虹网络聚焦在安防和智能控制两大方向,提供智能插座、红外人体、门磁、烟感等设备。倡导“轻智能”的理念,“轻”是对消费者而言,价格合理,AI智能管理,无需过多人工干预,让消费者享受科技进步带来的生活便利和安全保障。
  • 宽带部分,依托5G、Wi-Fi 6的高带宽网络接入和覆盖能力,与音视频收看、监控、VR等大带宽场景相结合,打造各类智能融合产品,比如5G+IPC、超高清机顶盒+远场语音、Wi-Fi+NAS存储+语音控制+Zigbee等,为用户提供从轻量级控制到复杂应用的完整体验。
从技术走向生态?原厂不同视角探讨“乘风破浪”的智能家居

图注:长虹网络家庭全带宽综合业务解决方案

对于人工智能、大数据、5G技术运用,长虹网络也做了很多努力。比如在功耗管理、传感器检测、状态判定等多个领域都有自研的核心算法,能够保证产品在使用过程中功耗更低、检测更准、稳定性更高。同时长虹网络公司注重大数据分析和用户行为分析等在场景上的定义和自动化上的应用。

长虹网络的理念是“轻智能”,倡导产品给消费者带来舒适的生活体验的同时又感觉不到它的存在,不会为产品烦心。采用简约化人性化的设计理念,或者说AI化的理念,极简的交互和智能的引导无需更多的人工干预,即可享受产品带来的贴心服务,就像一个善解人意的管家一样。采用人机交互结合智能算法,让产品时刻学习用户习惯,做到更懂用户、更懂需求。

在终端产品通信协议方面,姜海洋表示,长虹网络更倾向于标准化的链接协议,如Zigbee 3.0、LoRaWAN、NB-IoT等,从根本上解决不同品牌产品互联互通的技术障碍,提升用户操作体验。产品通过相应的技术联盟认证,如Zigbee 3.0认证,做到和其他厂家产品的互联互通,打破闭环模式。同时,产品支持与谷歌,亚马逊和华为等生态的融合。在产品体系设计采用模块化和强包容的理念,云端、手机应用和产品支持多种形式的对接。客户可以单独选择其中任何一个或几个部分。

对于5G技术,姜海洋认为5G的三大特性——大带宽、海量连接和超低时延,可为其带来更为充满想象的产品创意空间。例如,智能家居与家庭网络覆盖技术的结合,利用Mesh技术可实现智能家居的全屋分布式控制,超高清IPC监控与5G网络的结合,带来前所未有的画质体验和延时效果。同时,依托云端平台和终端边缘计算节点,实现AI赋能,构建更为复杂的应用场景,比如家庭看护、云课堂、个人助理等。

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多协议共存、多协议连接变得更加普遍


互联互通或许是智能家居一直存在的问题,无论是国内还是国外,都存在多生态、多平台的现状,不同产品之间无缝连接还不能完美解决,天猫精灵不能唤醒小米电视,苹果设备无法在谷歌语音助手下实现操作,这与万物互联的愿景背道而驰。之所以出现这种情况,有分析认为,一是因为各个厂商更看重产品的使用体验;二是产品的授权问题;再者就是目前仍以培养消费者刚需为主。互联互通的问题同样反映在无线通信协议上,相对于生态/平台互联互通的暂时无解,无线通信协议的互联互通可以通过多协议方案缓解。

1、多协议方案需求提升

Silicon Labs亚太区IoT营销高级经理陈雄基表示,智能家居应用没有一种协议能成为绝对主流,蓝牙、Wi-Fi、Zigbee、Z-Wave、Thread和专有网络都具有不同的特性。为了充分利用各种协议的优势,优化智能家居设备的性能、功耗和效率,对多协议连接技术的需求与日俱增。因此,智能家居的一个趋势是:多协议连接变得更加普遍。在这样的趋势下,需要一种支持多种无线通信协议的芯片,对于终端厂商而言,这种芯片在成本和产品尺寸上的益处是显而易见的。Silicon Labs的Wireless Gecko第二代平台就可以提供具有动态多协议连接能力的无线解决方案,例如EFR32MG21、EFR32MG22E和EFR32BG22等SoC产品都支持多个协议。基于多协议SoC进行设计,可以将无线子系统的材料清单(BOM)减少多达40%,可以简化印制电路板(PCB)的设计,并且可以通过使用RF共存方法消除多个无线电之间的潜在干扰。

EFR32BG22支持新的蓝牙5.2规范、蓝牙测向和蓝牙网状网络,其功耗非常低,可以使蓝牙产品的电池续航时间达到10年,从而满足智能家居等物联网应用对性价比的要求。EFR32MG22是专为Zigbee Green Power(绿色能源)应用而优化的最小尺寸、最低功耗的SoC,是使用纽扣电池或通过能量收集供电的Zigbee设备的理想选择,其目标应用包括智能家居传感器、照明控制等。Silicon Labs对WirelessGecko第二代平台的芯片、软件和解决方案开发赋予长期承诺,这使得客户能够去实现先进的设计,升级到上港集团股5新的产品功能,并重复利用其硬件和软件投资(这是单点解决方案所无法做到的)。

从技术走向生态?原厂不同视角探讨“乘风破浪”的智能家居

图注:Silicon Labs亚太区IoT营销高级经理陈雄基

2、实现联网安全,同时兼顾产品特性

另外,陈雄基表示,智能家居的另一个趋势是:更强大但影响较小的安全性。这里的影响是指不能在实现安全性的同时对电池寿命、带宽、CPU使用率和系统成本等产生不可接受的影响。

Silicon Labs一直致力于在这方面进行深入研究,其Z-Wave SmartStart等新技术使智能家居技术更易于部署且更加安全。SmartStart建立在Z-Wave行业领先的S2安全框架上,该框架是与网络安全防黑客专家共同开发的,为已经完备的Z-Wave设备提供了更高的不可穿透性。通过在本地为家庭设备以及在集线器或网关中为云功能提供安全的通信,S2完全消除了设备在网络中被黑客入侵的风险。此外,Silicon Labs还于2020年3月推出了全新的SecureVault技术,该技术凭借当前最先进的硬件和软件安全保护功能组合,可以帮助物联网设备制造商提高产品安全性、简化开发并加快上市时间。

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无线通信协议LoRa推动智能家居差异化设计


未来智能家居仍然是多种无线通信协议并存,没有可以通吃智能家居的唯一无线通信协议,只有符合场景和用户需求的无线通信协议,在这样的情况下,LoRa以新姿态进入智能家居领域。

Semtech中国区销售副总裁黄旭东(Mike Wong)表示,智能家居是一个历史悠久、但还在持续增长且不断创新的市场。从商业模式来看,无论是开发商先期集成、还是装修公司全屋整装、以及消费者单品购买(DIY),这几个市场都在快速发展,Semtech及伙伴也提供相应的支持;从技术趋势来看,诸如Wi-Fi、Zigbee、Z-WAVE和蓝牙等技术已经在智能家居中得到了广泛的应用,但是LoRa的低功耗和广覆盖能力,正在使其从各种无线通信协议中脱颖而出,提供智能家居应用一个全新的、具有差异化和优化功能的技术。

从技术走向生态?原厂不同视角探讨“乘风破浪”的智能家居

图注:Semtech中国区销售副总裁黄旭东(Mike Wong)

实际上LoRa已经加快了在智能家居的商业化。Semtech公司的LoRa技术和芯片产品在全球物联网领域内得到了广泛的应用,诸如柚石科技(YoSmart)等公司采用LoRa器件一直在深耕智能家居这个市场,并已经取得了不俗的业绩。柚石科技利用LoRa器件开发了YoLink消费级智能家居套件,它包括一系列传感器,用于移动追踪、门锁管理、车库门监控、燃气/水阀使用、管道泄漏检测和电源插座监控等应用。该解决方案可与现有的家庭基础设施无缝集成,并提供包括能源使用量和使用状态在内的实时数据。此外,门锁和管道泄漏传感器会提醒房主注意潜在的风险,让用户对其家居安全性感到放心,并能够迅速做出反应以防止威胁的产生。

1、LoRa智能家居器件LLCC68d

Mike Wong介绍,Semtech在中国宣布推出全新的LoRa智能家居器件(LLCC68d),从而将LoRa的市场应用范围从以行业类低功耗广域网(LPWAN)为主,大幅度扩展到智能家居、社区和消费者应用。LLCC68d收发器可为室内和邻近区域内的物联网(IoT)设备提供低功耗和稳定的覆盖,以连接用于安全防护、环境监测和提供便利等应用场景的无线传感、控制设备。新的LoRa智能家居芯片LLCC68d兼容国际LoRa联盟(LoRaAlliance)标准LoRaWAN®协议,可满足诸如智能锁和照明等低延迟智能家居应用,实现了低成本网络扩展,并在今天的物联网市场中为许多基于LoRaWAN的B2B和B2C解决方案提供了桥梁。

这款新型收发器可支持电池供电无线传感、控制设备。它具有600nA的休眠电流和4.6mA的工作接收电流功耗等级。借助其对低功耗局域网(LAN)使用场景LoRa调制模式,以及针对传统使用场景的(G)FSK调制的支持,该器件可与现有的LoRaWAN网络兼容,并且还可以支持专有通信协议。

从技术走向生态?原厂不同视角探讨“乘风破浪”的智能家居

2、LoRa为厂商、用户带来更多价值

在智能家居市场中,无论是专业的电气工程师,还是可能没有电子技术基础的消费者,他们的共同需求都是易于安装和即插即用的便捷性、不受建筑材料及形态影响的无线连接能力、能够长达数年不用维护的电池续航能力、以及可以从室内扩展到建筑周边的全面覆盖。而LoRa技术的低功耗和长距离特征,加上LoRaWAN协议带来的互联互通,可以完全满足这些专业用户和最终消费者的需求,同时还提供组网灵活、以及可以跟踪监控室外资产、老人/小孩、宠物等附加功能,从而支撑智能家居系统提供更多的价值。

随着物联网和智能化技术及应用的发展,无处不在的联网和智能成为了一枚硬币不可分割的两面,因此Semtech采用了多层次的物联网和智能化融合策略,并通过与各领域内的伙伴协作,实现两者协同发展。Semtech为了推动物联网与人工智能/软件算法的融合,提供了LoRa Cloud这一简便易用的云服务,它提供复杂的解决方案组件,并将其转换为API调用,使用户可以在LoRa网络之上快速开发各种智能应用。除此之外,Semtech在中国有很多合作伙伴都在云端提供人工智能和各种应用算法,他们与基于Semtech的LoRa技术的网络相结合,形成了一个完整的物联网/智能化大生态,并促进了各自的发展。

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智能家居的健康、安全功能将更受关注

随着5G、AI、云计算等技术的发展,智能化产品已经渗透到我们生活的方方面面,智能家居的发展已经势在必行。近几年,智能家居是以住宅为平台,基于物联网技术、软件系统、云计算平台构成的家居生态圈,通过数据收集,分析用户行为数据,从而为用户提供个性化的服务。而在所有智能家居中,家电智能化的比较多,可以说现在我们的生活中已经出现了很多智能家电的身影,比如我们可以远程通过智能手机、智能音箱指挥扫地机器人、电视机等家电的工作。

传统家电行业的发展已经放缓,多数传统品类呈现了下滑趋势。据资料显示,全球智慧家庭市场空间预计2023年将增长到1570亿美元。艾迈斯半导体(ams)认为,从智能家居的细分领域来看,除了智能家电,智能安防、智能照明、智能音响等市场也在不断扩大。

智能安防在家庭中也逐渐扮演着越来越重要的角色,像智能门锁、智能摄像机、智能安防传感器等或将成为下一个爆发点,尤其是在一些有老人和孩子的家庭,他们对于智能安防类产品的需求会更大。特别是在新冠肺炎疫情暴发以后,人们对于健康和安全的关注度会更大,因此,消费者对于智能设备的需求将更加强烈。人们更加希望在特殊时期,智能设备可以代替人工劳动,或是希望智能设备更好地保护人们安全,例如,为了避免人直接接触电梯按键的无接触智能乘梯解决方案,实现园区内电梯、门禁、摄像头、蓝牙等设备的互联管理,住户通过手机APP、微信小程序或者手机蓝牙即可远程呼叫电梯。

不管是哪种智能家居,都需围绕用户需求,让智能家居的场景真正懂人性,所有用户指令,都将围绕自身与家庭的需求,进行场景生成。只有真正从用户体验出发,智能家居行业才能走得更长远。

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提升智能产品使用体验,传感器角色加重

艾迈斯半导体(ams)是全球领先的先进传感器解决方案设计和制造商,众多全球领先制造商均凭借艾迈斯半导体的传感技术实现先进系统的设计。“传感即生活”,ams致力于创建使设备和技术更智能、更安全、更易用、更环保的传感器解决方案。

ams认为,目前智能家居还没有快速推广和应用的原因之一就是行业内缺乏统一的通信协议标准。智能家居的理想形态一定是多场景联动的全屋智能。虽然目前智能家居众多单品放量,但由于品牌众多、通信协议复杂,智能家居生态处于割裂状态,设备之间相互独立,用户体验相对单一。

另一个原因就是安全问题。由于智能家居应用场景的特殊性与私密性,安全问题便成了摆在行业面前的一大难题。而这主要分为三个方面,即平台安全、设备安全和通信安全。平台安全主要是指智能家居平台存在的各类安全问题,包括用户身份认证、设备访问控制、设备联动安全等方面;设备安全研究主要集中在设备固件漏洞挖掘和设备侧信道分析等方向;通信协议安全主要用于保护用户敏感信息在传输过程中不被泄露或窃取。因此,通信安全研究主要集中在协议漏洞挖掘和网络使用分析。

用户的认可是智能家居快速推广和应用的一个要点。厂商可以从用户的角度出发,现在的一些智能家居产品只是专注于自身技术和功能的实现,对用户体验重视不够,因此用户会产生一种“高大空”的感觉。真正的智能家居要围绕用户需求,以对家庭的关爱为主导,并可以通过云端的计算了解用户行为并反馈,形成双向的人机交互。

针对这些问题,ams接下来会尝试创新一些适用于智能家电的传感方案,并大力推进与方案厂商、家电厂商的合作,协助客户研发各类新型的产品。

1、智能家电或成为行业发展的突破口

智能家电很有可能率先成为智能家居的突破口。随着生活水平的提高,消费者对智能化的需求也越来越高,一些系统稳定、体验感强的智能家电越来越被认可。而在全部的智能家居应用中,智能影音和娱乐类产品市场份额约40%,智能电视、智能投影、智能音响类产品市场增长迅速。

家电的智能化要根据周围环境的不同自动做出响应,不需要人为干预,这种自动感知周围环境,必然少不了传感器的参与。因此先进的传感技术是支持智能家居发展的重要因素。目前有四类传感器应用在智能家电上,分别是红外对管、接近传感器、1D ToF传感器(区别于3D ToF)和三角距离传感器。其中,红外对管和接近传感器具有成本小、功耗低的优势,但容易受到外界因素影响。比较适用在智能家居的自动翻盖和自动掀马桶圈的卫浴、自动水龙头等对精度要求不高的场景。1D ToF传感器的价格偏贵,但性能较高,适用在扫地机器人的障碍物识别和楼梯检测;智能电视的人体靠近检测;智能灯的靠近点亮;投影仪的人眼保护以及自动对焦功能;3D智能门锁等应用场景。

除了传感技术,人工智能、5G、大数据等技术都是推动智能家居发展的关键。因为智能家居不仅提供了传统家居的居住功能,同时还兼备了设备网络化、设备信息化、设备自动化,具备全方位交互信息的功能。比如,人工智能中的语音识别、图像识别等基础技术,是智能家居的标准配置。5G速度快、频段多、功耗低和低时延的特点,使智能设备之间的“感知”更精确更迅速,这有利于提高整个智能家居控制系统的智慧化程度。

从技术走向生态?原厂不同视角探讨“乘风破浪”的智能家居

图注:1D ToF传感器TMF8801结构

2、1D ToF传感器在智能家居的应用多样化

ams针对智能家居市场推出了包括0.1℃的高精度温度传感器AS6200,可以做温度控制,实时记录房间的温度,从而通知空调等家电做出调整;应用于智能照明方案的AS7221,可以自动调整室内的灯光亮度和色温;1D ToF测距方案TMF8801/TMF8701用于智能扫地机器人的避障、3D方案可以用于智能门锁、光谱方案用于知道洗衣机衣物是否清晰干净等。

ams非常看好1D ToF传感器在智能家居中的应用,其相比其它传感器具有很多优势,比如可识别多个物体、精度高、监测距离较远、可自动校准、抗污能力强等等。以ams的新产品TMF8801为例,其内置算法可以根据测量的结果,自动切换近距和远距离模式,使近距和远距的距离计算更加精准。2cm~2.5m检测距离,可以给智能家电提供了更大的设计空间。

众所周知,看电视的距离关系着眼部健康,离电视越近,眼内的直肌收缩力也愈强,也就愈容易造成视疲劳,特别是自控力不足的小孩子,不自觉地就会被电视吸引,越靠越近。我们试想一下,可否在电视中装一个能够测量人是否接近的方案,一旦有人出现在电视前一定范围内,电视就会自动提醒或调解亮度或关闭显示器,以此来达到保护视力的目的。现在市场上的部分激光电视,为了防止人靠近激光发射端伤害人眼,已经加了距离类的感应传感器。

除了人体接近检测外,1D ToF传感器还可以搭配智能电视的摄像头实现自动对焦功能。目前主流的相机对焦方案有两种,一种是基于CCD半导体成像器件的聚焦方案,其利用物体光反射的原理,物体反射回来的光被相机上的传感器CCD接收,通过计算机处理,带动电动对焦装置进行对焦。随着相机的像素越来越高,对焦时间会越来越久。另一种是测距的对焦方案,使用1D ToF传感器,可以直接给出对焦距离,这提高了对焦速度,相对于其他对焦方案速度更快,成本也更低。

总之,随着智能家居的不断发展,传感器也将迎来更广阔的发展前景。“以传感器解决方案打造完美世界”一直是ams的使命,而智能家居是打造世界的第一环,未来ams继续在智能家居行业发力,把芯片做的越来越容易使用,且拥有更多创新功能,以我们自己的方式推进智能家居进一步升级,从而让用户获得更好的体验。

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先进IP方案推动人工智能在智能设备中的应用

人工智能(AI)的介入使得智能设备实现可自主判断和决策,随着技术突破,AI引起全世界热潮,普遍认为人工智能时代即将来临,而Imagination Technologies的IP方案可为这个目标提供有力的技术支撑。

目前,消费者正迅速地了解真正的AI所带来的好处,他们将对设备的智能化程度提出更高的要求,这将导致对内置AI功能的新型智能家电的需求激增。Imagination Technologies资深产品总监Andrew Grant表示,“随着终端客户对其供应商的要求越来越高,我们看到了一种普遍的趋势。通过研究我们发现,在这些市场中终端客户需要高质量的、可为他们带来明显优势的AI控制产品。幸运的是,Imagination的产品非常适用于加速家居监控、通信、可穿戴设备和语音等应用。”

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图注:Imagination Technologies资深产品总监Andrew Grant

用户需要简单、易用的解决方案。例如,炉灶可以自行关火,从而不会使食物煮焦;又如,可以远程使用家居监控系统来查看谁在自己家门口,从而可以与访客或快递员进行沟通。用户还希望设备可以了解自己的喜好,例如知道是谁订购了产品,或者了解用户对家中空调或暖气的使用偏好,甚至知道冬天的早晨应该何时开灯。当我们将真正的AI置入设备中时,上述所有功能就会伴随着AI的便利性而实现了。

据介绍,Imagination Technologies是一家芯片IP供应商,其IP作为构建模块被用于专业的系统级芯片(SoC)中。Imagination可以为家用电器和可穿戴设备提供全面支持,包括基于Imagination神经网络加速器(NNA)系列产品的嵌入式人工智能(AI)解决方案、图形处理器(GPU),以及通过Imagination的Wi-Fi和低功耗蓝牙(Bluetooth LE)产品所实现的连接能力。

1、提升边缘设备运行AI神经网络能力

Imagination的技术可以应用于嵌入式和移动设备、电视、空调以及家庭和工作场所中的许多其他设备。Imagination打造了在边缘设备上运行AI神经网络推理的能力,从而使自己成为人工智能物联网(AIoT)领域的领导者。Imagination的NNA具有无与伦比的可扩展性,从小于1平方毫米的单核到拥有极高算力的多核,Imagination可提供从1TOPs(每秒万亿次运算)到160TOPs的计算能力。相比运行相同任务的CPU,NNA的计算速度可以快1上港集团股500倍。

Imagination是边缘和终端设备AI推理的全球领导者。Imagination的NNA为设备提供了“大脑”,可以非常快速地运行神经网络和机器学习AI任务,从而支持边缘设备运行面部识别、物体识别和分类功能,其运行速度放在以前只有数据中心应用才能达到。而现在,这些功能在家里的设备上就可以执行,或许这对隐私和性能都有好处。

Imagination可以转换和运行原本用于数据中心的网络,例如百度飞桨(PaddlePaddle)框架,并将它们导出为适用于边缘推理的版本。这意味着用户可以在家用AI设备上受益于对速度/性能和精确度进行了优化的小型网络模型。

2、着眼于未来的应用场景,探索AI应用机遇

Imagination将重点关注在未来的探索和创新过程中会出现的终端用户应用场景,并创建可以在未来几年支持这些应用场景的IP。例如,Imagination可以设想消费者和终端客户将如何在家中使用家用机器人,然后确保Imagination的芯片设计具有前瞻性、未来适用性和高度灵活性,从而可以用于全新的应用场景。

Imagination相信,人工智能在智能家居领域拥有非常光明的前景,而Imagination才刚刚起步。Imagination正致力于探索中国的白色家电、空调和其他AI应用的机遇,期待可以帮助终端客户在未来享受智能家居带来的优势。

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语音交互成主流,多功能微控制器加速离线语音开发

使用体验是智能设备开发时的关注点,除了借助新型传感器之外,当涉及到机器学习的时候,还依赖具备一定算力的微控制器:在语音识别应用上,机器学习在开发上更加便利,开发者不需要有深厚的经验,仅需有足够的数据即可,因此带动机器学习在更多场景中的运用。云端实现的语音识别存在隐私问题,并且使用体验受限于网络连接质量,因此,基于机器学习的离线语音识别技术开始普及。

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图注:离线语音识别与云端语音识别对比

离线语音识别设备可以让用户在无需联网的情况下使用,隔绝外部数据收集,保证用户的安全与隐私,在实现操控的同时,兼顾便利与安全。新唐科技微控制器应用事业群副总经理林任烈介绍,在智能家居领域,对于大部分具有控制需求的家电,都可以透过附加离线语音识别的能力来及提升产品价值,比如:空调、洗衣机、烤箱、微波炉等。

通常离线语音识别的核心部分是“唤醒词”引擎或者算法,该算法根据收集到的足够多的音频样本,建立出唤醒词数据集,并用此进行训练。林任烈表示,离线语音识别的难点在于,客户需要对语音识别算法有一定的基础才能开发产品。针对这个上港集团股5问题,新唐科技提供新一代的机器学习架构,并提供相关的开发平台,协助客户快速开发语音识别产品,用户仅制作集唤醒词数据集,即可完成设计。新唐科技NuMaker-PFM-M487、NuMaker emWin M487平台支持自行定义语音指令、语言与数量。新唐提供的语音训练模型与云端训练相比,是较为轻量化的语音关键词识别,核心微控制器M487特性包括:

  • 高达192MHz的指令周期(Cortex-M4内核),工业级操作温度范围-40°C至105°C
  • 完整的硬件加解密加速器支持包含AES、DES、TDES、ECC、SHA、HMAC等加解密算法,以及RNG随机数产生器
  • 支持Secure Boot、KPROM、SPROM、Flash Lock、Tamper detection等安全功能
  • 支持Ethernet 10/100 MAC、USB高速接口(带片上PHY)、USB全速界面(带片上PHY)、CAN BUS2.0B界面
  • 丰富模拟外设包含一组12bit5 MSPS ADC、两组12bit 1 MSPSDAC、三个运算放大器、两个模拟比较器提供完备软件开发平台与多种RTOS,如Arm Mbed、FreeRTOS、AliOS,迅速开发应用软件,连至云服务,产生新智能应用。

新唐使用深度神经网络(DeepNeural Networks, DNN)和卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)两种不同的机器学习模型,并使用梅尔频率倒谱系数(Mel-Frequency Cepstral Coeff icient,MFCC)来撷取音频特征,并输入模型训练。用户可以根据训练结果,自行调整模型大小和参数,取得最适合的机器学习模型。

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图注:新唐科技NuMaker-PFM-M487(上)和NuMaker-emWin-M487(下)开发板

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克服传统扫地机器人弊端,SLAM技术前景看好


扫地机器人是一个热门智能家居产品,早期的扫地机器人移动轨迹并无规律,碰壁、被障碍物卡住等问题是常见的现象。新技术的运用使得目前的扫地机器人已变得非常智能,可通过传感器对室内的环境进行扫描建图,并实现自主规划式清扫,还能做到自主回充、断点续扫等功能。

这种技术被称为SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)可即时定位与地图构建,SLAM使得机器人或其他设备在自身位置不确定的条件下,在完全未知环境中创建地图(Mapping),同时利用地图进行自主定位和导航(Localization),实现路径规划(Navigation)的技术。传统的视觉定位导航、GPS定位导航、超声波定位导航等存在缺憾,日渐式微,相比之下,SLAM开始乘势而起,技术的不断演进,SLAM解决了其运算量巨大、需要PC级别处理器的瓶颈。

从技术走向生态?原厂不同视角探讨“乘风破浪”的智能家居

图注:深圳乐动机器人营销总监David Nie

据深圳乐动机器人营销总监David Nie介绍,SLAM在智能家居行业的前景还是广阔的,除了居家安防机器人外,还可以用于空调清洁移动机器人和陪伴机器人等需要底盘控制及室内检测的等产品。乐动机器人所采用的核心芯片为100%国产主流Arm构架的四核1.3GHz/1.4GHz高性能芯片,算力可以支持视觉、SLAM算法、运动控制、精准避障、快速定位、即时建图等机器人绝大多数功能,为国内扫地机器人行业所使用的最高等级处理器,并提供双核1.2GHz芯片的降本方案。

乐动机器人使用的是775-795纳米波长(三角测距雷达)及905纳米(ToF激光雷达)技术,激光安全等级FDA Class1,为市场主流扫地机器人所采用雷达激光规格,采用三角测距法或ToF方案通过电机带动激光头做360°激光扫描,实现对环境的边界测量并构建地图。激光雷达具有价格经济性好和环境适应性强的优势,在白天和黑夜的工作环境下都能实现比较好的地图构建及规划,但对小障碍物体识别能力上没有视觉SLAM(VSLAM)强,但如果搭配线激光雷达(如乐动固态激光雷达),可以极大的弥补这方面的短板。VSLAM为未来扫地机及AI视觉提供了一个方向,是一个极好的卖点,如不考虑成本的因素(如一个双目摄像头的成本为100元人民币以上,加上更高的算法芯片及更高的光滤波零件,总成本增加约150-180元人民币以上),搭配足够强的算法团队,VSLAM应该可以提供更好的障碍物规避,居家安防等功能,但是视觉方案受限光的干扰,天生对环境适应能力差,比如在落地窗等高光,以及黑暗环境下的识别能力大打折扣。

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智能设备仍不是消费者刚需,家装渠道或为其“带货”


厂商以新技术、新功能力推智能产品的时候,消费者买单吗?建博网创始人兼总经理大荔(殷春燕)认为,智能家居概念已经火了很多年,但这个行业圈内红火、圈外冷,换言之,就是搞产品、搞电子制造的供应商很活跃,但是另外一边,消费者对于智能家居产品的接受度并不高,因此,智能产品要想大规模渗透到市场,渠道的力量很关键。

从技术走向生态?原厂不同视角探讨“乘风破浪”的智能家居

图注:建博网创始人兼总经理大荔(殷春燕)

大荔表示,消费电子是靠技术创新去驱动的一个产业。以智能手机为例,每一轮智能手机技术革新都是因为处理器芯片的升级,驱动力来自于诸如高通、Arm这样的公司不断提升处理器性能,手机随之迭代,不断支持更大、更复杂软件和应用,在这个过程中,用户粘度会越来越强。另一个驱动力来自于像华为这样的公司,在通信技术上走在世界的前列,让我们有更大的无线网络带宽,从而带动消费电子产业的升级,本质上也是技术成熟驱动。

智能家居和消费电子产业的逻辑不一样,是技术先行,最早就是由通信技术公司开始推动市场,他们从技术的角度看到市场的未来,但是从市场的角度来看,结果却未尽如人意,智能家居发展了将近有10年的时间,其实并没有真正的大热起来。问题出在哪里呢?大荔认为,技术只是智能家居的基础层,比如说无线通信技术,包括甚至是5G,都是智能家居的基础层。但是智能家居是一个系统方案,不是一个产品、一个技术,现在最大的瓶颈在于场景方案不成熟。产品公司设计了一堆产品功能,但是消费者感知不到这些功能有什么实质性价值。很多智能产品在消费者手中真正使用期限只有三个月,也就是说,消费者出于新鲜感,将产品买回去,然后发现没有什么实际用处,三个月之后产品就很有可能被消费者搁浅,这其实违背了做智能家居和物联网的初衷。

大荔认为,目前智能家居产品落地往往有两种方式,一种是爆品,通过品牌本身在C端具有较高认知度实现产品落地,比如像小米、华为,这种产品往往具有很强的消费力。另一种是全屋整装,通过诸如地产这样的精装渠道,以前装智能家居系统方案的形式落地。在第二种方式中,消费者感知的并不是某一两款智能产品,而是全屋整装解决方案,包含精装修、家电、控制系统、软装等,此时智能产品只是智能家居一个组成部分。许多智能家居厂商已经开始与房地产、家装公司合作,将其产品集成进智能家居整体解决方案,一方面借助线下渠道的力量更快地触达消费者,一方面将目标用户拓展至消费能力更强、年龄层次更广的群体中。

但是智能家居厂商面临的难题是,第一,如何让传统的、有很强落地和带货能力的家居建装渠道商选择好的产品和方案,第二,如何让这些渠道商更好地推广产品,向消费者传递产品价值,甚至是知道如何设计出场景化、系统化方案。第三,家居电商才是最了解消费者需求的渠道商,未来下一代智能家居解决方案或将由家居电商向上游产品和系统方案商提出需求,智能家居厂商需要考虑如何与家居电商深入合作。要解决上述难题,就需要一个中间媒介,实际上这是建博网创建的初衷,也就是在智能产品供应商和家居电商渠道之间建立通道,让前者的产品更快进入市场。


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