智能家居和工业物联网的主要区别

工业物联网和智能家居同属于物联网范畴。在外界看来,两者没有什么不同,甚至大多数人说,不就是手机控制电路的开和关吗?实际上,物联网不仅仅是开关,工业物联网和智能家居的差别非常大。

第一、 应用场景。智能家居面向家居环境,工业物联面向工业、农业、服务业。工业物联面向的应用场景,如果具体细分,则第一产业中包括:种植业、林业、畜牧业、水产养殖业;第二产业中包括各种加工制造业;第三产业中包括交通运输业、通信产业、商业、餐饮业、教育产业、金融业、医疗、公共服务等等。从应用场景来看,工业物联远远大于智能家居。不同的应用场景,导致工作环境也不相同,温度、湿度、水分、油气附着、腐蚀程度都不一样。智能家居直接服务对象是人;工业物联网强调的是机器和机器对接,多因素有效联动。

第二、 电气指标。智能家居的工作电压一般为110V和220V,工作电流一般不会大于16A,单节点功率一般不会大于5000W。工业物联的电气指标则没有上限,高电压、高电流、大功率,多相电,层层隔离。电气指标远远大于智能家居,灭弧、毫秒相应、数万次无故障率是最基本的要求,多数设备都有严苛的工业标准需要遵守。工业物联供电电压没有上下限,要应对各种电力来源,常规用电交流80V-380V,或者是700V,各种频率都有,加拿大、美国、韩国、巴西、台湾、墨西哥交流电频率是60Hz,中国电网频率是50Hz。工业应用场景很多情况下要对电源进行变频、变压,三相电、单相电混合使用。

智能家居电源电压稳定,上下浮动不超过30V。工业物联网电源电压不完全可控,上下浮动变化非常大,要充分预留浮动范围。智能家居输入和输入电流较小,通常最大16A。工业物联网输入和输出电流没有上下限,从0.1A到几百A电流都正常。智能家居电源很纯净,电源底纹(噪声)波动不大,不用考虑滤波。工业物联网电源底纹不可控,浪涌频发,底纹嘈杂,要自行滤波、克服浪涌、电源噪声。智能家居同一系统中,电压和电流输入和输出阶梯不大。工业物联网统一系统中,强电、弱电、高低压大小电流混合,多级输出,变化梯度没有上限。

上下游电路中,智能家居插上电只负责自身,控制和负载一体。体积小,外观要好看。从刚性需求来讲,智能家居有和没有区别不大,放弃智能家居也不会有多大影响,还能正常生活。工业物联网产品要和上游电路、下游设备和负载衔接、联动,环环相扣,缺一不可,一旦有故障,整条设备链条都要停工停产。特定园区类,如校园、公园等场景的物联网产品要完全和环境融为一体,隐藏起来,满足客户“帮忙不添乱”的需求,既能高耦合,又能零耦合。

第三、容量。智能家居的节点一般来说,也就是几百个。冰箱、电视、门锁、微波炉、几十个灯、两三台空调,七八个花盆水阀。同一家居环境下,使用者只有几个人。工业物联网的节点动辄上千个,几万个甚至十几万个。

第四、距离。一栋别墅的面积通常不会超过一平方公里。普通家居环境的楼层高度一般在4-5层。工业物联网的距离覆盖面广,半径几公里,十几公里,在非视距的情况下,还需要架设蜂窝基站或者是中继器。

第五、 通信协议和通信方式。智能家居一般使用无线通信方式,2.4GHz频段,使用Wi-Fi/蓝牙/LoRa/ZigBee等无线通信技术(协议),协议栈基本上是和在TCP/IP协议族打交道,大部分开发工作建立在已经封装好的硬件模块和协议栈之上。工业物联网大多情况下是有线通信,或者是有线和无线混合组网。据不完全统计,工业物联网有几千种协议。运行在光纤、总线上的五花八门的协议有着悠久的历史,不同的厂家定义了不同的协议,特定设备之间说着只有自己才能懂的方言。从事软件工作的转行做智能家居开发,花不了多少时间。但是从事工业物联网开发,偏底层,需要3-5年才能上手。

第六、 容错率和责任。工业物联网要求5个9(99.999%),且绝大多数情况下,需要1备1用,1用多备,手动、自动、半自动都要满足,万一出问题就是大问题。智能家居产品控制的设备种类少,电流小,对人体伤害性相对较低。出事也仅限于一个家庭。工业物联网要控制全设备链,一旦出事,就是人命、猪命、鱼命、虾命、羊命、鸡命,成千上万人的饭碗。

第七、 温宽。智能家居对电气的要求一般是0-50℃温度范围。工业物联网起码要求是-40℃-85℃,严苛环境下,-200 ℃-200 ℃的设计需求也很多。

第八、 能耗。和智能家居相比,工业物联网对低功耗的要求非常高,大概、可能、也许,这些字眼在能耗设计时是不允许出现的。一个纽扣电池封装在传感器中,扔在野外,三年到五年,甚至十年都要能随时激活。

第九、 控制方式。智能家居一般通过手机APP和遥控器来控制。工业物联网的展现和控制方式可谓丰富多彩,尺寸不等的屏幕、投影,工控屏,移动终端,机器对话等等。智能家居一般控制电气的开、关状态,工业物联网单是一个电流波形控制就有方形波、锯齿波、三角波、正弦波、上升斜率、下降斜率等一大堆控制要求,一个控制参数不对,整个系统就无法正常工作。控制方式的实时性要求严苛,实时性强调系统能够在严格的时间约束内对外部事件做出响应和处理。这意味着系统不仅要保证计算结果的正确性,还要确保结果在特定的时间范围内产生。

第十、 高低气压。智能家居不用考虑高低气压问题。工业物联网在不同大气压下要考虑适应和响应处理。如进气出气,加温时间,在不同大气压下不一样。

第十一、强光弱光。智能家居无需考虑紫外线、高光强。工业物联网产品必须应对剧烈变化的紫外线、耐氧化问题。

第十二、 水压,水浸。智能家居产品基本工作在室内和半露天环境。工业物联网产品工作环境多变,野外、移动的交通工具、船舶、航空航天各种环境都有。

第十三、 腐蚀度。智能家居无需考虑强酸、强碱、有机溶剂的腐蚀。工业物联网要应对各种腐蚀环境。

第十四、粉尘,油烟气雾,强磁,震动,防爆,干扰。面粉厂用的开关和接触器,必须严格灭弧;加油站用的设备,有相当多的强制标准;辐射。放射体、天体辐射、强磁环境,智能家居无需考虑。工业物联网产品必须针对以上环境满足客户的需求;电机、机械车辆,各种控制环境,工业物联产品都要满足。智能家居产品基本没有以上需求;矿山、医院、粮仓、冷库,对于产品的防爆级别和电磁兼容性都有极高的要求。

由于不清楚智能家居和工业物联网的区别,一些人拿着工业物联网的项目需求去找搞智能家居的公司合作,结果徒劳无功,辗转多次,丢失了市场机遇。工业物联网类的产品,需要长时间的积累,不能拿简单地拿互联网思维去生搬硬套,没有捷径可走。必要的时间要耗费,必须踩的坑一定要踩,必须要花的钱要考虑花的恰到好处,否则一旦出错,就是大错。