智能家居构建记录


前言

好久好久,没有打开hexo了,离开信息安全行业已经一年有余了,这个博客最后一篇文章截至2021年,那一篇log4j2 RCE漏洞复现…

再次打开hexo,我已经忘记如何开启后台服务,也忘记了如何写Markdown,想想真的是可悲,人生总是有些出其不意,又有些无可奈何。

为什么要写这篇文章呢?今天(2024年6月19日)在研究DDNS如何实现时,想到了2018年跟随我入行信息安全的这个域名loongeyes.cn,想到了我这尘封许久的博客。转念一想,最近在研究如何在新房中实现智能家居,我何尝不将这个过程记录下来,原因有以下几点:

  1. 一来是总结我的经验,供我以后参考。

  2. 二是如果有人还记得这个博客的话,能够为他人提供经验,我会感到非常高兴。

  3. 三是,多年以后,如果我翻出来这些文章,我想知道我当时是一种什么心情…哈哈……

  4. 还有一点,离开信息安全这个行业这么久,其实我已经差不多被这个行业所抛弃了,我现在唯一剩下的,也就是为了满足自己的生活、工作需求而有些动力去研究技术了,目前我所处的圈子,完全找不到志同道合的人。

    我希望,借此机会,能够静下心来研究我想研究的技术,多多少少找回之前的我…

说了这么多,该步入正题了

智能家居行业

智能家居,是什么时间兴起的?我也不知道。可能是李克强总理提出“互联网+”的概念时,也可能是小米生态链的一步步构建时,还可能是5G的全面商用。社会的一步步发展,导致智能家居行业自然而然出生,逐步发展。我不想去探究这个问题,我只想在我的生活中,享受科技带来的乐趣。(果然,离开信息安全行业太久,我的信息安全意识有所下降,如果是之前,我宁愿保证安全,不愿意去冒险尝试有危机的新鲜科技事物,哈哈…)

智能家居现状

目前来看,经过我一段时间的了解,当前智能家居行业的现状是:以万物互联为核心,将家庭中的各类设备连接网络,实现通过语音、手机操控家庭中各类电器,从而实现一部分懒人效果。

那可操控的家庭内设备有哪些呢?其实主要就是,灯类、窗帘、各类家用电器(电视、冰箱、洗衣机、扫地机器人、晾衣架、净水器、空调、洗碗机、蒸烤箱…)、乃至汽车(特斯拉、小米…)

将这些设备集成到一种生态中,通过语音或者一个手机APP操控所有的可用电器,再通过配置自动化场景,实现不同行为执行不同的操作命令。这是网络上一些博主宣传智能家居的核心内容。

我为什么要做智能家居

很简单,因为我懒……哈哈哈哈哈

智能家居未来设想

多年以前,我就希望能够实现《钢铁侠》中贾维斯这个角色,当然,回归现实,这是一个必定会实现的事情,但并不是现在或者说五至十年内能够实现的。ChatGPT发布时,引起了轩然大波,这是人工智能行业中划时代的一次事件,多年以后,此事件必然会载入史册。

实现“贾维斯”,仍然是我希望做到的事(虽然,我应该什么也不会做…)

我的智能家居

回到现实,回到我本身,我将讲述一下我做智能家居的需求,以及我为之做的工作,并将此过程通过时间线的方式记录下来,这个过程应该会很长,可能持续装修至入住之后很长的一段时间,我希望能够坚持记录下来。

说来惭愧,我所有的想法都基于其他人已经实现的想法,我这人没有什么创新能力,一个做软件出身的计算机行业从业者,也没有自己做电器控制板的能力,就这样了。也许在以后的生活中,能够结合自己的生活冒出一些新奇的想法,那是以后的事情了。

我的智能家居需求

  1. 实现灯光控制

  2. 实现窗帘控制

  3. 实现中央空调、扫地机器人、洗衣机等等家用电器的远程控制

  4. 根据自身需求,配置各类自动化场景,实现某些情景模式,比如回家模式、离家模式、观影模式、工作模式、游戏模式等等

我的需求很简单,我并不需要实现什么“人来灯亮、人走灯灭”的场景,我觉得这是一个很奇怪的事情…

智能家居生态选择

现有的智能家居生态有很多很多,有大品牌,也有小厂商,有众所周知的,也有鲜为人知的,我不去完整的介绍各类智能家居生态,我也没有精力去了解这些,我只说些我知道的,和我所考虑的。

Homekit

苹果的智能家居生态,我是一个资深的苹果产品使用者,我大部分电子设备都是苹果产品。在购买一整套苹果设备之前(大概是2019、2020年时吧),我就在考虑生态的问题,为了体验,我购入了一套苹果设备。在真正进行智能家居构想落地之前,我曾经想做Homekit智能家居生态,但真正要落地之时,也就是近期吧,我觉得苹果的产品力一直在下降,反而国内以小米为核心的米家生态正在大跨步的崛起,虽然在平板电脑、笔记本电脑这些方面,苹果仍然是行业标杆,但在智能家居这个行业中,米家生态的多样性、可玩性要远远高于Homekit

总结来看,Homekit生态闭塞,支持设备少,设备价格贵,而且,也许三年之后,我会抛弃苹果设备。

华为

华为,虽然他一直被推在民族大义的前沿,但作为一个消费者,华为的任何设备我都没有买过,原因很简单,性价比太低。

华为的智能家居生态,与Homekit基本一致,生态闭塞,可选择性少,性价比低,基本不具备可玩性。

米家

雷军是一个有些值得敬佩的人,从将智能手机的价格打下来,到布局并构建自己的智能家居生态,虽然在此之中,他并没有多么耀眼,但他所构建的庞大科技帝国是有目共睹的。

米家,性价比比其他生态要高,生态开放,有众多下游厂商,可接入各个家电行业部分智能设备,可玩性高,构建较其他简单。

欧瑞博

这个品牌,我从来没听说过,只是最近在逛红星美凯龙等家装城时,发现有这么一家做线下智能家居的品牌。大概了解了一下,品牌应该是挺大,但知名度有点低(只是对我自己来说啊),主要做全屋智能家居构建,包括网络构建。跟店里的导购聊了一下,感觉啥也不懂,像我这种有点想自己折腾的人来说,完全不合适,所以我不考虑。

其他品牌

不了解了,也不想了解了…

说了这么多,很明显,我要做的智能家居生态,就是米家。

其实,我是想做Homekit与米家双兼容的生态,因为本身我目前是苹果用户,但米家生态可玩性更高,所以我想双兼容。经过思想斗争与对技术的了解,我决定,购买家装,以米家为主,后续可以通过其他手段进行双方融合。

我的智能家居构建

说了一堆,终于到重点了,我都写累了…

2024年6月19日

刚刚交房两周,还没有开始动工。

动工的第一步就是砸墙,改水电。经过两周的构思,基本理清在哪留水、在哪留电、在哪布网。

水的事情其实还好,用水的地方其实并不多,而且开发商做的水基本问题不大。

电的事情比较多,因为家电众多,要整明白买什么家电,大概尺寸,才能知道电要放在哪个位置,放几个。这事,真的费脑子。

我先说网的事情吧,这个比较在行,而且,做智能家居,网络是必须的!

网络

弱电箱在主卧,开发商在每个房间布好了网络接口面板,并在电视背景墙、主卧布置了同轴电缆电视线。有这么几个问题:

  1. 同轴电缆已经是被淘汰的技术了,目前家用电视已经不使用此传输介质

  2. 房子客厅开间7米,计划在客厅中部加书桌,需要网和电

  3. 餐厅、厨房位置网络覆盖较弱,需增加网口

  4. 开发商已经预埋网线,但是看着好low,我都没仔细看是几类网线…

解决方案:

  1. 目前,家庭网络架构,有什么mash组网,这个玩意又分有线组网、无线组网。价格还低,网上说是几百块钱就能解决。我不了解这个,因为要在家中不同位置放置路由器,实现信号全覆盖,说实话,很丑,做不到无感。还有就是AC+AP模式,这是大型企业的组网方式,在家庭中,有些浪费了,但好处是基本隐藏,缺点是价格贵,根据AP点位的多少,基本在两千块钱以上。

    这两种模式都需要预埋网线。

    我选择用AC+AP模式。

  2. 共设计6个AP点位,还有一个IPTV点位,即需要7条网线从弱电箱到相应的点位。具体点位给张图吧

    网络点位.JPG

    红色星星是AP点位,橙色星星是IPTV点位

    基本做到了全屋网络覆盖,说实话,有些冗余,但是既要利用开发商已经做的点位,又要减少施工量,最终也就这结果了。其中餐厅、书桌为新加点位,其他位置均为开发商布线点位。

    各点位利用构想如下:

    1. 电视背景墙AP点位:发射无线信号,网口用于后期智能家居中枢网关有线连接

    2. 电视背景墙IPTV点位:普通网络接口面板,提供一个网口,用于后期连接IPTV机顶盒

    3. 书桌AP点位:发射无线信号,网口后期可能用于NAS有线连接

    4. 其他点位:发射无线信号

  3. 既然要做AC+AP模式,那就需要AC交换机,具备POE供电能力。还有AP面板,用于发射无线信号,并提供一个网口。

    买了TP-LINK品牌(家用可以了,要不我就买华三了)

    交换机型号是TL-R479GPE-AC,叫做POE·AC一体化企业VPN路由器。共九个网口,其中一个WAN口,八个POE供电LAN口。

    AP面板型号是TL-XAP3002GI-PoE,一共6个。(一开始买了7个,后来发现电视背景墙IPTV点位只需要一根网线就行,不用发射无线信号,因为旁边有个AP面板,也不用供电,果断退了一个,直接省300元)

    1个AC+6个AP面板+1个普通网络接口面板,花费了2546.24元

    AC交换机共九口,各口利用如下:

    1. WAN口:连接光猫LAN

    2. 6个LAN口:连接各AP点位

    3. 剩余2个LAN口:可用于IPTV,也可空余(光猫IPTV口不经过交换机,直接通过网线连接机顶盒也可)。浪费啊,为什么没有7口交换机!!

  4. 预埋网线

    不知道开发商预埋的是几类网线,反正很low!

    自己买了超六类(是CAT6A!!!!!看了网上好多人被坑了,买了CAT6E,俗称假超六)网线,绿联的,双屏蔽双绞线。超六类线默认支持万兆网络(虽然现在也就用个300兆的网,用千兆就够了),因为家至少要住十年、二十年,为了以后网络提速,直接埋点好的吧。

    把开发商的线换成我自己的,同轴电缆扔到垃圾桶,换超六类网线。

    配套买了超六类水晶头20个,还有可以压五、超五、六、超六、七、八类网线的网线钳(已经预想到压网线把手干废了,这网线看着就硬)

    同时,买了烽火品牌的2芯3铜线的皮线光纤,跟网线一起穿到7个点位,这玩意,也许二十年之后能用上(那玩意叫FTTR,目前是运营商的噱头而已)

    其实埋网线这事我纠结了一晚上,是六类线还是超六类线,埋不埋光纤。最后想想,以现在的眼光看,还是最好一步到位吧,谁知道以后是什么情况呢,省的以后麻烦。哦,对了,上面的AC+AP都是千兆的,因为这玩意好换,网线是在地里的,不好换。

    网线、水晶头、网线钳、光纤花费704.76元

  5. 对了,换了弱电箱

    开发商的弱电箱属实小点,质量也不好,也不好看。买了公牛的弱电箱,自带插座,带分位模块。准备把光猫和交换机放弱电箱,需要电源。为了美观,需要布置好其中的位置。

    弱电箱花费106.77元

行了,网络的事情,目前就是这样了,买了所有需要的东西,就等着开始改水电一起布线了,至于安装交换机和面板,等后期大概硬装大概结束再说吧。

好了,已经晚上十点半了,我累了,今天不写了,下次再说!

下次写对于电的构思、水的构思、智能家居的构思,如果已经开始动工了,那就也写一下。


2024年6月25日

隔了这么多天,才又继续写。这几天上班有些累了,没有劲头写这些,今晚没什么事情,就继续写一写吧。

上周末,中央空调安装结束。格力的中央空调,一拖五(客厅、书房、三个房间)。花费近三万…心疼至极。

昨天,开始动工改水电了,周天跟水电师傅交代了要做电和砸墙的点位。正好,在这说一下吧。

先说水吧,这个简单。

开发商的水留的基本没有问题。

  1. 厨房用水

    主要是水池用水,洗碗机用水,共用一套即可

  2. 阳台用水

    主要是洗衣机用水,扫地机器人用水。开发商在阳台已经预留两套上水。

    对于扫地机器人,最近在看,基本上就三个品牌,石头、云鲸、科沃斯。网上水军太多,我在纠结中….倒是也不着急,等做橱柜的时候再买也可以。哦,对了,这些牌子都自己干大了,基本都不能接入米家,当然,这不是个大事,肯定有技术手段能够实现统一控制的。

  3. 卫生间洗簌台用水

    上水没什么问题,下水满足洗漱台问题不大。

    我准备在客卫多安装一个小洗衣机(为未来的另一半准备的,虽然她现在在哪还不知道…)。所以,客卫的下水、上水要多接一套,需要用到三通。

    主卫、客卫下水做了墙排(除了好看,可能买啥作用)。刚刚跟我爸讨论了一下小洗衣机下水的事情,最终结论是,接三通(一接下水道,二接墙面排水,三接地漏),小洗衣机的下水接入地漏就行了。唯一的问题是,小洗衣机下水管会露在外面,这倒是也无所谓了。

  4. 淋浴用水

    开发商预留没问题。

电的问题就比较多了

  1. 玄关

    玄关灯开关单开单控。

    鞋柜上方留一个插座。

  2. 客厅

    1. 客厅主灯、客厅射灯、客厅灯带、走廊灯带共用一个四开单控。位于玄关西处北墙。

      射灯,天花板留电。

      灯带,留电。留至中央空调检修口。

    2. 电视背景墙,中部留插座两个,后期藏于电视柜内,同时预埋50管,用于电视上墙走线。

      原空调插座,保留,后期备用。

      客厅中央空调控制板留至电视背景墙。

    3. 客厅中部(即书房前侧)。南北居中留电源,用于书桌用电。南北分化两个插座,用于沙发周边使用。

    4. 书房后侧(即客厅西墙)。插座上移,用于书柜备用。

      原空调插座取消,改留电动窗帘电源。

  3. 走廊

    天花板筒灯留电。

    书房中央空调控制板留至走廊墙面。

  4. 厨房

    厨房灯、书房灯共用双开单控。位于玄关西北墙,与客厅灯等四开单控放在一起。

    冰箱电,位于冰箱之上。

    油烟机电,油烟机位置北侧。

    蒸烤箱电,蒸烤箱位置北侧(16A)。

    燃气报警器电,燃气表附近。

    净水器、洗碗机电,水槽下方附近。

  5. 餐厅

    餐厅主灯、餐厅灯带、餐厅射灯共用一个三开单控,位于玄关西处北墙。与上方四开、双开放在一起。

    吊顶射灯,留电

    吊顶灯带,留电

    北墙窗户左右各留备用插座一个。

    西墙餐边柜,靠南侧,净水器管线机留电。靠北侧留电,后期加装轨道插座,用于各类小家电使用。

  1. 主卧

    床两侧,各留电源。南侧插座留高,用于梳妆台。

    床对面,留电。

    飘窗留电。

    两套电动窗帘留电。

  2. 次卧

    床两侧,留电。

    两套电动窗帘,留电。

    床对面,留电。

  3. 北卧

    书桌两侧,留电。

    东墙,留电。

  4. 阳台

    东墙,留电,用于茶桌。

    西墙。热水器、洗衣机、扫地机器人留电。

    天花板,留电。用于电动晾衣架。常通电,不设开关。

  5. 主卫

    镜灯,留电。

    洗簌台附近,留电,用于吹风机等。

    智能马桶,留电。

    天花板浴霸,留电。

  6. 客卫

    镜灯,留电。

    洗簌台附近,留电,用于吹风机等。

    智能马桶,留电。

    小洗衣机,留电。

    天花板浴霸,留电。

三个卧室灯光、阳台灯光均为单开单控。

客卫灯光单开单控,浴霸预留控制板。

主卫无单独灯,使用浴霸灯光,未预留控制板(购买可用于接入米家的浴霸,使用无线贴墙式开关)

注:所有的开关预留零线,后期使用零火版智能开关,更加稳定。零线一定要用灯的零线,不能用插座的零线。

因还未购买智能开关,从性价比来说,单开单控的智能开关性价比低于多开单控的智能开关。等购买智能开关时,再考虑更多场景,可能购买多开单控的智能开关,转为无线开关使用。

近期考虑的其他问题

  1. 智能开关与智能灯的搭配问题

    如果比较极端,做到全屋智能,全屋可以一个开关都没有,全部通过传感器与语音进行控制。但我考虑此做法过于极端,不太符合现在的生活习惯,智能开关厂家都不推荐此做法,对于灯的重置问题只能通过拉电闸的方式,非常不方便,并且考虑到稳定性的问题,我还是决定保留物理开关,搭配语音使用。

    智能开关与智能灯是有适配问题的,智能开关控制电的通断,若智能开关断开,即物理链路断开,那手机、语音是无法进行灯光控制的。只有在智能开关打开,即物理链路打开的情况下,才能通过手机、语音控制。因保留物理开关与生活习惯的问题,不可避免会造成关闭物理开关,造成无法智能控制的问题(即智能灯掉线)。此问题有两个解决方案,一是取消开关,即上段所说的。二是,目前各大厂商针对这个问题,推出了凌动开关,凌动开关的原理是普通开关加装回弹功能和控制芯片,通过按下按键的瞬间发出脉冲电流去刺激灯具,灯具收到指令实现关灯和开灯,本身开关是处于不断电的状态的,不可用于控制普通灯具。但凌动开关有巨大的缺陷。

    1. 凌动开关无法稳定支持多组灯具

      比如我的客厅射灯,由于需要调光调色,我必须使用智能灯,若选择凌动开关,会造成不同射灯开关不一致的问题,说白了,可能会造成一个射灯亮,其他不亮,再开一次开关的话,一个灯不亮,其他灯亮的问题。

    2. 凌动开关原理问题

      根据网络上所说,智能灯重置,大部分是短时间内多次开关实现的,使用凌动开关会导致误重置的情况发生。

    3. 凌动开关并不是支持所有的智能灯

      使用凌动开关,需智能灯具支持凌动功能。但,此类灯具极少。

    三是,绿米推出了火星技术,用于解决智能开关与智能灯的搭配问题,并推出了相应的智能开关,但绿米主要支持Homekit,并且价格较高。虽然可以通过技术手段完美解决生态的问题,但价格高仍是问题,所以此方案可作为备选方案。

    那,这个问题就无法解决了吗?并不是,网络上是有解决方案的。

    1. 将智能灯相应开关转为无线开关,并设置自动化场景,实现物理开关控制灯具并保持灯具不掉线可智能控制。至于实现方式,等后期安装开关与灯具后再详细说明吧。

    2. 相应灯具放弃智能开关,使用普通开关,只控制电路的开合。后期使用时,此普通开关的处于常开状态,使用语音和手机进行智能控制。

      这两个解决方案,目前来看都是有缺陷的,为了后期能够再考虑,我在分配开关时已经考虑到了这个问题。餐厅灯、餐厅灯带、餐厅射灯均为智能灯,可实现上述两种解决方案。至于其他两组开关,客厅主灯、客厅灯带、客厅射灯、走廊灯为一非智能、三智能,使用第一种解决方案;厨房灯、书房灯均为非智能灯,不存在此问题。

  2. 大屏控制面板

    做智能家居,很多人想在家里放一个大屏控制板,看起来非常高大上。

    但,大屏幕的控制板价格虚高,所以,网上很多人推荐86盒式小屏幕控制板。但还有一个问题,小屏控制板通常搭配智能开关一体,有些还支持语音助手,但其支持的场景模式有限,显示的信息有限,语音助手智能化抵不上智能音箱。

    我目前的解决方案是,ipad上墙。通过Home Assistant(简称HA)实现多种生态、多种不同品牌家电的接入,统一显示在ipad屏幕中,并可实现多生态统一控制。

    要实现ipad上墙,并实现ipad自动充电。解决方案是,预留插座底盒,后期购买智能磁吸面板,搭配磁吸ipad外壳,接入Homekit,使用自动化实现充电功能。所以,我在玄关西处北墙多个开关上方,预留了插座底盒,用于ipad上墙.

    这里提到了Home Assistant(简称HA)。那就先简单介绍一下吧。(其实,这篇文章,最有技术的点就在于Home Assistant的配置,但这是装修完成后的事情了,后期再仔细介绍吧)

    先上张图吧,看看网络大神们做的接入与界面搭配。

    Home Assistant.JPEG

    这是百度找到的,感兴趣的话可以搜一下小红书,有很多大神发的教程。

    简单介绍一下吧,Home Assistant(简称HA)是一个开源的智能家居平台,可以运行在树莓派或者服务器上。Home Assistant把家中的智能家居设备整合到HA中,它能够接入的设备非常的多比如大名鼎鼎的小米、博联、易微联、飞利浦、特斯拉…,可以接入软件,然后让各个品牌之间的设备可以联网。

    好了,至于如何配置,我还没有研究,都等后期需要时再研究吧。

  3. 吊顶

    本来,为了不压层高,我们想吊一个高度8公分、宽度40公分的顶。与吊顶相关的,就是射灯和筒灯了。

    我想到了这个问题,因为我的射灯和筒灯需要是智能的(缓开缓灭、调光调色)。所以我提前看了射灯和筒灯。我发现,射灯通常高度在7公分以上,高的可能在8至9公分,那8公分的吊顶无法满足射灯的安装(还要考虑吊顶不平、预留电路管线高度问题)。筒灯的高度通常在4至5公分,这倒是没有什么问题。

    所以,我们更改了方案,决定吊一个高度10公分、宽度40公分的顶。

今天到此结束了,已经凌晨了,通过写今天这一部分,又让我考虑到了很多之前没有考虑到的点,我也是一边在考虑一边在写,同时也一直在跟我爸交流,因为最近在改水电,我认为改水电是装修最重要的一步,能够多想到是最好的,当然,世界上的事情是没有绝对完美的,只是尽自己所能接近完美罢了。

再一次更新可能是很久以后了,也许我会更改之前写的内容,也可能会新增之前的内容。当然,我会标注更改的位置,毕竟,是第一次装修,很多想法会突如其然冒出来…哈哈

突然想起来一个事情,写了这么多,我还没有写关于智能家居无线协议的事情,这也是挑选智能设备很重要的一方面。(完了,搞技术的人忘了技术…)后期有时间在前面补上。


2024年11月25日

好久好久,又过了好久,上次打开这个博客还是6月份,时间过的这么快,现在已经是11月底了。

写到这里,我突然发现,之前写这篇博客的时候,是我当时心态出现问题的时候,至于为什么出现的问题,我不想说,这个世界上也许有一个人知道是为什么,但也许,那个人永远也看不到这篇博客。

今天,为什么突然又要写这篇博客,其实,实话实说,我最近的心态也非常的乱,包括工作,包括生活。最近遇到了很多很多的事情,我的心情很乱,我的理智告诉过我,我应该怎么做,但是,我没有办法不考虑我的感性。我是一个内心很纠结的人,同时我是一个不安于现状的人,在外人看来,我也许过的还不错,但其实,我觉得我马上要过完的人生的30%,简直过的一塌糊涂,工作并不是我满意的工作,生活也不是我满足的生活。我不知道我的出路在哪里。我的心很乱,我需要冷静,我需要找些其他的事情转移我的注意力,所以,我再次打开了这篇笔记。

写了这么多,

哈哈,一通朋友的电话打了一个多小时,也算是有人倾听了我的烦心事吧,我也倾听了他的烦心事,互相帮助互相鼓励吧。今天就不写了,已经晚上十一点多了,等有时间再来吧。


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