智能家居標準研制現狀淺析

顧鑫 孟華卿 魯曦 李響 劉穎 張晨鳴 周俊鋒

摘 要：本文主要介紹了智能家居行業中迄今為止發布的相關標準，包括國際標準組織發布的ISO標準，美國、韓國等國家發布的技術標準，尤其重點介紹了國內相關技術委員會發布的智能家居國家標準。通過分析，指出中國智能家居標準建設中的問題與不足，并提出建設智能家居統一標準體系建設的應對建議。

關鍵詞：智能家居，標準研制，體系建設

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.17.013

基金項目：本文受國家重點研發計劃（項目編號：2022YFF0607103）資助。

Analysis on Status Quo of Smart Home Standards Development

GU Xin1，2 MENG Hua-qing2 LU Xi1 LI Xiang1 LIU Ying1 ZHANG Chen-ming1 ZHOU Jun-feng2

（1. Hubei Standardization and Quality Institution； 2. Hubei Optics Valley Standard Innovation Technology Co.，Ltd.）

Abstract： This paper introduces relevant standards released so far in the smart home industry， including ISO standards， technical standards published by countries such as the United States and South Korea， and specifically focuses on the national standards for smart homes published by related technical committees in China. The paper points out the problems during Chinas smart home standardization， and provides suggestions to establish a unifi ed standard system for smart homes.

Keywords： smart home， standard development， standards system

0 引 言

智能家居是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統。隨著國內外的眾多企業加入智能家居行業，國家對其關注持續增加[1]，2012年初，國家智能家居列入第十二個五年計劃的九大產業，工業和信息化部、發展改革委員會和科技部皆提到發展智能家居高新技術的重要性。但因該行業缺乏統一的標準和規范，其標準化體系建設、標準研制便成了亟待解決的問題。

1 智能家居標準發展國內外現狀

智能家居標準是指為智能家居產品制定的一系列規范和標準，旨在保障智能家居產品的質量和安全性，提高智能家居產品的互操作性和兼容性，促進智能家居產業的健康發展。隨著技術的進步和時代發展，智能家居市場份額越來越大，與之對應的智能家居標準分類越來越細，功能技術要求越來越多[2]。國內外相關組織發布與智能家居相關標準也在逐年上升。如圖1所示。

2 國際組織標準

國際標準化組織（ISO）與國際電工委員會（IEC）于2010年到2013年發布了信息技術家電設備（HES）體系結構相關標準，包括了智能分組、資源分配、核心協議、智能分組和資源分配等標準，其中廢止的標準一部。

《Information technology — Terminology for intelligent homes》（ISO/IEC TR 29108：2013）主要規定了智能家居國際標準和其他規范中建議未來使用的術語。此外，它還提供了ISO、IEC和ITU-T制定的相關國際標準、技術規范、技術報告和建議中已經使用和定義的術語和定義的集合?！禝nformation technology - Intelligent homes- Taxonomy of specifications - Part 1： Taxonomy method》主要規定了適用于智能家居的標準分類和其他相關規范的概念。它旨在對ISO、IEC、ISO/ IEC JTC 1、ITU以及與其中任何一個具有聯絡狀態的組織的規范進行分類；幫助為智能家居做出貢獻的各種標準化機構。借助本報告中描述的概念，他們應該能夠對其規格進行分類。這將有利于標準化機構確定是否存在重疊規范或缺少規范的區域?！秓neM2M； Continuation & integration of HGI Smart Home activities》是對一些HGI智能家居活動在oneM2M中的延續和整合的研究。廢止的標準為《Information technology—Open Connectivity Foundation （OCF） Specification — Part 5： Smart home device specification》該標準主要是OCF智能家居設備規范。

以上幾部標準在全球范圍內對智能家居的概念以及基本術語進行了規范化，促進整個產業在各個國家發展。

2.1 美國標準

美國在智能家居領域發布了一些成果。美國給水工程協會（US-AWWA）在2007年發布了《Water Smart Home Program》標準，該標準對智能家居中水使用進行了相應的標準規定。該標準主要文稿介紹了內華達州南部水務局（SNWA）創建的水智能家居計劃，旨在鼓勵推廣和推廣采用高效電器，管道裝置和景觀設計在新的單戶住宅中建設SNWA與Southern合作。美國電氣電子工程師學會（US-IEEE）于2017年發布《Standard for Green Smart Home and Residential Quarter Control Network Protocol》綠色智能家居與小區控制網絡協議。該標準為家庭和住宅小區的測量和控制網絡提供協議，以便它們能夠實現綠色、智能的功能。同時它提供了一致性測試和互操作性測試的定義方法。

2.2 韓國標準

韓國（KR-KS）在2016年發布了智能家居設備控制協議，包括了第一部分：消息；第二部分：照明；第三部分：門鎖等十三個部分內容，并于2021年進行重新修訂。2019年發布了《物聯網應用和服務可訪問性要求》和《智能家庭網絡的園區服務器協議》?！禟S X 4505》對服務器和智能設備之間的聯動協議報文進行了規定，同時《KS X 4501-4-2011（2016）》該標準為家庭網絡互聯協議標準的功能執行和適用提供了指南?！禟S X 4506》第一部分對智能家居設備控制協議重新定義了OSI七層結構，將其劃分為通信媒體層、網絡協議層、中間件層、服務層。第二部分到第十三部分家庭網絡主張值和RS-485數據通信聯動的燈具、門錄、室內通風、氣閥、檢測儀器、窗簾、鍋爐、溫控儀儀器、一攬子斷路器設備、防盜擴展、系統空調、大氣電力斷路器之間的互聯協議進行了規范化要求。

3 國內標準

在我國，智能家居作為現代化產業并且能夠改善人民生活品質的一項內容，已經得到了我國互聯網以及科技巨頭公司的重視。隨著智能家居產品更新換代，各行業對智能家居的技術提出了標準規范。

3.1 電力行業相關智能家居標準

2014年由中國電力企業聯合會標準化管理中心歸口的電力行業出臺了DL/T 1398《智能家居系統》行業標準，推開了國內智能家居標準模塊的大門。該標準總共分為四個部分，包含了第1部分總則、第2部分功能規范、第3-1部分家庭能源網關技術規范、第3-2部分智能交互終端技術規范、第3-3部分智能插座技術規范、第3-4部分家電監控模塊技術規范、第4-1部分通訊協議等內容。

3.2 物聯網相關智能家居標準

2017年至2022年，全國智能建筑及居住區數字化標準化技術委員會（SAC/TC 246）共發布了12個智能家居相關的國家標準包含物聯網智能家居的圖形符號、設備描述方法、通用安全規范、自動控制設備通用技術要求等內容?！段锫摼W智能家居 圖形符號》標準號為GB/T 34043-2017，規定了物聯網智能家居系統圖形符號分類以及系統中智能家用電器類、安防監控類、環境監控類、公共服務類、網絡設備類、影音娛樂類、通信協議類的圖形符號。適用于物聯網智能家居等類似智能系統的設計文件；《物聯網智能家居 設備描述方法》標準號為 GB/T 35134-2017，規定了物聯網智能家居設備的描述方法、描述文件的格式要求、功能對象類型、描述文件元素的定義域和編碼、描述文件的使用流程和功能對象數據結構；《智能家居自動控制設備通用技術要求》標準號為GB/T 35136-2017，規定了家庭自動化系統中家用電子設備自主協同工作所涉及的術語和定義、縮略語、通信要求、設備要求、控制要求和控制安全要求；《物聯網智能家居 數據和設備編碼》標準號為GB/T 35143-2017，規定了物聯網智能家居系統中各種設備的基礎數據和運行數據的編碼序號，設備類型的劃分和設備編碼規則；《信息技術 智能語音交互系統 第2部分：智能家居》標準號為GB/T 36464.2-2018，規定了智能家居交互系統的術語與定義、系統框架、要求和測試方法；《物聯網智能家居 用戶界面描述方法》標準號為GB/T 39189-2020，規定了物聯網智能家居系統中用戶的交互模型、設備數據、數據服務、用戶界面等；《物聯網智能家居 設計內容及要求》標準號為GB/ T 39190-2020，該標準規定了物聯網智能家居系統中用戶交互模型、設備數據、數據服務、用戶界面等要求。

3.3 通信技術相關智能家居標準

全國通信標準化技術委員會（SAC/TC 485）發布了兩項國家標準?！豆婋娦啪W 智能家居應用技術要求》標準號為GB/T 39579-2020，該標準規定了基于公眾電信網的智能家居系統的業務分類，智能家居系統架構和實體功能，以及支持智能家居業務的公眾電信網的各層的要求、系統的安全及Qos的要求；《公眾電信網 智能家居應用測試方法》標準號為GB/T 40657-2021，該文件描述了基于公眾電信網智能家居應用各業務場景中網絡元素間的關系，及各業務場景的相應測試方法。

3.4 信息安全技術相關智能家居標準

全國信息安全標準化技術委員會（SAC/TC 260）2022年發布了一項國家標準《信息安全技術智能家居通用安全規范》，標準號為：GB/T 41387-2022，該標準系統性地分析了智能家居各個部分所面臨的問題，對智能家居系統組成及安全框架進行了解讀，智能家居的安全框架包含了智能家居的終端、網關、控制端、通訊網絡、以及應用服務平臺。并且提出了對硬件、固件、操作系統、應用、接口、通訊、數據、網關的要求，建立了一套適用于智能家居產品的安全基線。

3.5 智能家電相關標準

全國家用電器標準化技術委員會（SAC/TC 46），結合考慮我國年齡層級等問題，針對老年人同樣發布了相關的國家標準，GB/T 40439-2021《用于老年人生活輔助的智能家電系統 架構模型》、GB/ T 41529-2022《用于老年人生活輔助的智能家電系統 通用安全要求》，考慮到老年人的身體能力特征以及其風險容忍水平問題，對裝置、功能、網絡、平臺、應用服務、信息系統、個人信息、運維、部署9個方面進行了更細致要求。

3.6 協會發布的相關智能家居標準

除了上述國家、行業標準外，社會團體也參與到智能家居相關標準的建設中。中國通信標準化協會在2018年至2021年發布了移動互聯網+智能家居系統相關的8個標準，中國輕工業聯合會在2021年發布了《智能家居產品通信可靠性測試評價》，上海市電子電器技術協會2019年至2021年也發布了多項智能家居產品安全的標準。

4 存在的問題及對策

從以上的國內外智能家居相應的建設情況來看，智能家居標準工作還存在以下問題：

（1）標準碎片化：智能家居領域涉及多個技術、協議和設備類型，導致標準碎片化的情況普遍存在。各個標準化組織制定了自己需要的標準，缺乏整體性和統一性。

（2）標準滯后：智能家居技術的發展速度較快，新興產品更新迭代比較頻繁，標準的制定往往滯后于技術的創新和市場需求。這導致一些新興技術和應用缺乏統一的標準指導，限制了智能家居市場的發展和創新。

（3）參與者不足：智能家居標準的制定需要各方的參與和共同努力，包括技術專家、廠商、學術界、政府機構等。然而，國家、行業標準制定過程中還存在參與者不足的問題，缺乏廣泛的利益相關者的參與和協商。

（4）法律和法規缺失：智能家居涉及到用戶隱私、數據保護等重要問題，但相關的法律和法規相對滯后，國內標準大都聚焦于技術標準，對于信息安全相關標準的制定并沒有重視。未能及時跟上智能家居的發展。缺乏相關法律的規范和監管，可能導致數據濫用、安全漏洞等問題。

面對上述問題，就目前而言，由于智能家居行業沒有形成一個有力的行業歸口，各行業對于智能家居標準的建設僅僅停留于因用而建的尷尬境地，沒有形成統一的標準體系[3]。因此，為加快智能家居標準建設，需要重點開展以下幾個方面的工作：

一是建立智能家居相關標準的協調統籌機制，加快構建智能家居標準體系，實現智能家居全行業和領域的覆蓋，整體規劃智能家居國家標準、行業標準、地方標準、團體標準的銜接和標準修訂工作。

二是加快制定急需的技術標準，包括各個設備接口標準、用電標準，尤其是信息安全相關標準，充分發揮標準的引領作用以及支撐作用，保障智能家居在使用時的功能安全和隱私安全。

三是構建完善的標準實施和監管體系，結合行業特點，形成標準集成應用指南，加強標準的實施和監督工作。同時加強智能家居標準制定的引導和宣貫，突出其重要性，倡導智能家居產業鏈、技術研究機構、應用端等多方人員參與，加強標準研制的充分性和普適性。

四是多參加國際以及其他國家的標準交流合作，借鑒國際標準或者其他國家標準轉化成適合我國的相應標準，提升國內國際標準一致化的水平，出臺相關政策，完善相關法律法規，政府引領企業對智能家居標準化做出相應的貢獻。

5 結 語

我國的智能家居標準建設工作與國外相比，雖然數量有優勢，但建設方式還有一定差距。要建立統一、綜合的智能家居標準體系[4-5]，完善安全、技術相關標準文本，需要加強標準化組織的作用，促進各方參與，并與技術創新和市場需求保持緊密聯系，確保標準能夠及時地適應和引領智能家居領域的發展。

參考文獻

[1]劉海川，陳富海，王立祺.智能化家居發展研究[J].合作經濟與科技，2022， 680（9）：95-97.

[2]焦利敏，胡亞欣，王淼，等.智慧家庭中智能家居智能化能力等級評估技術和標準研究[ J ] .家電科技，2022（S1）：793-797.

[3]孫婷，徐鴻，石文鵬.智能家居助眠技術與標準體系研究[J].家電科技，2022（S1）：582- 584.

[4]陳挺，林潔芳，董楚楚，等. 智能家居技術標準體系建設與應用[C]//中國標準化協會.中國標準化年度優秀論文（2022）論文集.《中國學術期刊（光盤版）》電子雜志社有限公司，2022：5.

[5]楊勝坤，李銳，孫勝敏，等.智能家居標準化體系建設及發展探究[J].中國標準化，2022， 607（10）：102-104.

作者簡介

顧鑫，博士，標準化高級工程師，國家軟件與系統工程分技術委員會”（SAC/TC 28/SC 27）專家委員，主要研究領域為數字標準化、信息安全、大數據挖掘等。

（責任編輯：張佩玉）