市场将近3000亿美元 但智能网关还有存在的必要吗？

电子发烧友报道（文/黄山明）近几年，国内物联网市场正在快速发展，同时在今年新基建及5G的大力推动下，万物互联的场景正在加速实现。智能家居作为物联网的重要一环，也是万物互联技术的集中体现，而智能网关则是智能家居的重要组成部分。

智能家居市场快速发展 厂商积极布局网关领域

据IDC全球智能家居设备跟踪报告显示，2018年全球智能家居设备出货量达到6.4亿台，预计2022年出货量将达到13亿台，年均复合增长率超过20%。2017年全球智能家居市场规模约为1621.92亿美元，2022年智能家居行业规模将达到2769.82亿美元。而智能网关作为智能家居的关键设备，也将随着智能家居的爆发而快速成长。

面对今年的市场，唯传科技董事长姚晓海表示：“今年‘新基建’成为政策热词，在5G、人工智能、物联网等技术的加持下，智能家居行业取得进一步发展。同时，在新冠疫情的影响下，智能家居企业不再局限于传统的ToC市场，而是更多的转向ToB市场，在智能建筑、智慧大厦、智慧社区等着力点上，实现新的业务增长。”

针对ToB场景的应用，唯传科技推出基于LoRaWAN协议的智能网关，集成多种Sub-G通信技术，内置“NS”，可本地化也可接云端，解决用户在项目实施中所面临的高功耗、近距离以及组网复杂等技术瓶颈。

Semtech中国区销售副总裁黄旭东对此表示：“智能家居市场是一个充满了多样性的市场，也是一个新技术迭出、创新快速涌现的市场。这些应用多样性和持续创新，加上与音视频网络及家庭网络等交融发展，使得智能家居网关百花齐放。但就其两大核心功能，包括数据处理/控制和网络连接而言，各自独立成体系、仅有一两种通信协议的技术商业模式也面临很多挑战。从发展趋势来看，模块化和组件化是非常重要的方向，智能家居网关需要根据面向应用的终端/传感器和网络来添加连接模块，从而引入相应的通信协议和感知及控制设备。”

Semtech对此已经有全面的布局，并在不久前发布了LoRa Corecell参考设计，已广泛适用于中国物联网市场中的室内网关应用，包括智能家居、楼宇和工厂自动化等应用，该参考设计包括的射频器件，其频段和发射功率均符合国家规定。

LoRa Corecell参考设计提供了构建网关应用的“最小、优化解决方案”，以名称“core”和“cell”表示。该参考设计由两块全新的芯片组成，包括基于LoRa的网关基带收发器（SX1302）和低功耗多频段Sub-GHz射频前端（SX1250），使客户能够部署经济高效的室内网关解决方案，这种射频器件的频段和发射功率符合中国规定。

云里物里副总经理龙招喜认为：“作为物联网场景的心脏，网关是整个智能家居系统运行的控制器，它不仅包括了对信息的采集、输入、输出，还有集中、远程和联动控制等，它是一把钥匙，控制着智能化的大门。最近几年随着智能家居建设理念不断成熟，应用范围不断拓宽，智能家居网关也在经历着更新换代的过程，设备更精致、功能更全面、覆盖范围更广、运行效率更快、指令传达更精准、联接安全性更高等等，智能家居网关正在走向应用性更广、适应性更强的方向。”

云里物里作为全球领先物联网解决方案供应商的国家级高新技术企业，非常重视智能家居网关的研发，也发布了蓝牙智能IoT网关G1-D。G1-D采用圆形吸顶式设计，美观富有科技感，超高蓝牙接收灵敏度，不仅可以监测到任意蓝牙BLE设备数据，对iBeacon数据及蓝牙传感器进行解析识别，还可以实现对任意蓝牙设备的连接控制。通过Wi-Fi或PoE以及4G 网卡连接互联网，将监测到的蓝牙数据上传到物联网云平台，从而与智能家居实现数据互通，达到控制效果。未来，云里物里将更加注重在智能家居网关的研发与创新，向市场推出更安全更智能的智能家居网关设备。

协议不统一 网关也不是万能的

需要注意到的是，目前的物联网协议五花八门，在智能家具体系中，Wi-Fi、ZigBee、BT等通信协议较为常见，但问题在于并没有一个完整的标准去规定智能家居应该用哪种协议。这也使得不同协议之间的智能家居产品，如何联动成为了一个问题。

智能家居领域这几年来发展非常快，联接智能设备的网关也出现了各类不同的通信协议，各类协议也在不停的更新版本改进缺点弥补短板，但是又没有一种真正意义上国际标准用于智能家居的通讯协议。不过龙招喜认为，每种通信协议的出现必然就有其存在的意义，有其优劣势，不同的通信协议应针对不同的产品需求去选择，以发挥其技术特性。

黄旭东认为物联网行业的一个规律是没有一种通信协议能够满足所有应用的需求，在智能家居行业也是一样，反映在智能网关设计上就是要充分考虑客户的需求和应用场景，因此对通信协议的选择和引用要更贴近应用。

由于各个联盟之间互不相通，协议之间的融合目前来说相对较难。但想要让不同的通信协议进行互联互通，姚晓海表示，可以通过数据中台、IoT Hub、云端汇聚等方式，在网关层面作出相应的协调。

此外，在越来越多的应用中，尤其是近年来在智能家居行业中探讨的复杂场景中，黄旭东表示LoRa能够比其他无线通信技术提供连接更可靠、电池巡航时间更长和部署更灵活等特点。因此，如果根据应用场景的需要来为网关选择通信协议和技术，可以考虑LoRa的这些特性来构建智能家居系统。

针对未来智能家居通信协议的发展，云里物里更看好蓝牙协议。蓝牙功耗低传输速率快，建立连接的时间短，稳定性好、安全度高，而且目前我国智能手机的普及程度高，各类移动终端设备基本都能通过蓝牙进行互联，所以蓝牙设备的应用范围非常广，通过与智能手机相连，能够实现对智能设备的控制，在实际生活中的应用也更方便。

由于还未出现一个明确的标准来规范智能家居的通信协议，因此智能家居体系中充斥着不同的协议产品。此外，在智能家居市场中，不同的厂商由于互不相融，导致用户想要更换产品需要付出更高的成本。

龙招喜认为，这种现象是物联网快速发展过程中的阶段性现象，以单品智能作为智能家居的切入点，抢占市场之后必然是多品智能家居之间的互联互通。

通过智能网关产品可以有效解决此类问题，拿云里物里智能网关为例，云里物里智能网关可以连接任意BLE设备，通过固定的蓝牙协议来统一智能设备的输入输出端口，就可通过蓝牙实现智能设备之间的互联互通。

同时，也能通过LoRa技术来打通不同厂商之间的限制，黄旭东表示，LoRa技术只是一个物理层的透传技术，用户可以在其上加载自己的私有协议，或者在网络层链路层架设自己的安全引擎，可以进行最深度的定制，以利用LoRa的广覆盖、低功耗和高灵活性等特点来服务最终用户。

选定一种通信协议，如蓝牙、LoRa等，可以有效的打通不同厂商之间的壁垒，控制同一通信协议下的不同设备。但若想要达到完全的互联互通，达成网关、网络协议与设备的统一标准，还需要行业协会、政府相关部门的共同推动。

智能网关的数据安全

作为智能家居中的核心设备，其安全防护能力也备受关注，面对信息安全问题，智能网关又将如何防护？

姚晓海认为，作为智能家居设备的控制中心，网关的安全性确实不容忽视。现在大多数智能家居网关在网络层、协议层都会做基础加密，有的也会通过加密通讯模式、密码验证机制等方式来进行防御，确保用户信息安全。

从具体方案来看，也可以选择特定通信协议来加强网关的信息安全性。龙招喜认为，为了保护数据传输过程中的安全性，选择安全度高的通信协议十分重要，例如蓝牙协议采用128位及以上AES加密方式，能有效保护数据在传输过程中的安全性。云里物里作为BLUETOOTHSIG联盟成员企业，生产的设备从网关到感知层的各类感知设备，均采用蓝牙5.0技术，通讯速率、容量、稳定性更好。

同时，从物理属性上，云里物里也加强了网关的防水防震能力，让网关更加实用。并且还将在网关中加上更高等级的加密，例如256AES加密等。当然，智能家居网关的防护等级将会越来越高，越来越安全。

Semtech从物理层及数据层对数据安全进行了详尽的分析，从物理层分析，数据的安全性主要体现为该信号的隐蔽性强。隐蔽性强又叫做可检性低（LPI - Low Probability of Intercept），即不容易被侦破，对各种窄带通信系统的干扰很小。在数据网络中，扩频前数据高于噪声基底，其信号非常容易被检测。当信号被扩频后，信号完全在噪声基底之下，无法通过能量强度检测出来。这也是军工、通讯等行业一直使用扩频技术作为通信手段的原因。

安全性方面，LoRa技术也继承了扩频技术的优点，一般设备很难侦破和干扰到LoRa信号。在所有的物联网通信技术中，LoRa技术可以在噪声下20dB解调，而其它的物联网通信技术必须高于噪声一定强度才能实现解调。其它物联网通信技术的波形可以被频谱仪等设备抓取。同样，这些通信数据也可能被干扰或伪造。而LoRa技术具有较好的隐蔽性和抗干扰特性，具有较强的物理层安全特性。

从应用层分析，用户可以根据实际的应用需求进行加密，由于LoRa在组网上具有很强的灵活性，其应用侧的安全管理手段可以配合网络层及加密算法，实现整个应用的整体安全。因此，选择LoRa可以有效提高网关的数据安全性。

Wi-Fi当道 智能网关是否还有存在价值？

在智能家居体系中，可以明显的看到一种趋势，市场中越来越多的设备使用Wi-Fi进行联网，这意味着这些设备只需要通过路由器就能控制，与此同时，这似乎也让智能网关的作用越来越小，下一步，智能网关将如何发展？

黄旭东认为，未来，智能网关将出现汇聚多种物联网连接到云、物联网连接加边缘计算、精益型处理与连接等模式，而不是简单的依靠Wi-Fi就可以满足所有的应用需要；但是其控制功能可能更多地被放置在大家更为习惯的设备上，如智能手机、平板电脑或者电视机上的App，从而使智能网关的可视度降低。

目前市场上大多数的智能家居设备都依靠Wi-Fi或蓝牙等通信技术将设备连接到互联网，但是这些短距离、高带宽的通信协议在覆盖范围和功耗过高等方面有着局限性；另一方面，诸如5G等蜂窝网络并不适用于低功耗的物联网设备，因为这些设备仅需在低成本、低功耗和低带宽的条件下进行连接。然后，LoRa在消费领域的应用潜力才刚刚开始被发掘。

云里物里从另一个角度看待智能网关的发展道路，龙招喜认为智能家居市场发展的最大瓶颈就是各智能家居厂家网关、网络协议与设备的标准不统一，未来智能网关的发展方向，必然是朝着统一化、标准化的方向发展，提高不同设备节点之间的兼容性，减少网络优化成本。在硬件优化上，技术的发展也将推动智能网关功能的融合，实现智能网关功能和性能上的提升。

虽然目前市场上的确存在部分采用了Wi-Fi连接的智能家居，随着技术的升级，5G网络的快速发展，智能网关的作用不仅不会因为Wi-Fi连接的发展而被削弱，相反智能网关的发展方向将会集合Wi-Fi连接的功能，将网关的功能与Wi-Fi连接的效果统一，还会出现智能网关取代Wi-Fi连接的局面。以智能网关整合各类家庭智能终端，实现各类家庭智能终端的网络化、智能化、标准化，将促使智能网关的作用持续增强。

唯传科技也提出了相似的观点，姚晓海认为，智能网关的作用不会削弱，而是路由器将与网关实现深度融合。未来在Wi-Fi6技术的推动下，传统路由器会增强网关功能，不仅是实现基础网络的连接，更是构建多场景、场景化的家庭智能管控系统的核心。

从技术发展角度来看，作为智能家居的核心，智能网关在未来的将占据越来越重要的作用。随着各厂商网关、网络协议及设备的标准开始统一，智能网关也将与路由器开始深度融合，成为支持更多应用场景的管理核心。

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