浅谈国外智能家电标准化现状 [复制链接]

    智能家电的发展已成为大势所趋，但在智能家电异彩纷呈的背后，标准化问题显得异常突出。由于智能家电是一个跨行业的生态系统，而且对智能家电的定义尚未明确，因此还没有一个完善的智能家电标准体系。但国内外的标准化组织及机构从智能家电的不同角度及方面制定了相关的标准。以下主要介绍国外主要智能家电标准化的进展情况。

　　美国

　　概念，实际上称为“联网冰箱”(connected refrigerator)。2011年，在AHAM的倡导下，美国EPA决定在新的冰箱能源之星标准中增加对“智能冰箱”的优惠，即具有与智能电网连接能力的冰箱，能效性能水平可获得额外5%的减免。”换句话说，具有联网能力的冰箱即使消耗比对普通冰箱(非智能冰箱)所要求的能量还多5%，也可以被准许使用能源之星标志。

　　新标准《能源之星计划要求——住宅冰箱和冷柜标准(5.0版)》已在2014年9月正式实施。在新标准中，对“联网冰箱”提出了明确的定义和要求，达到这种要求的冰箱才可在申请能源之星时获得5%优惠。

　　对“联网冰箱、冷柜或冷藏冷冻系统”的定义和要求是：

　　应包含一个基础冰箱、冷柜或冷藏冷冻系统，加上能够实现通信对消费者授权的能量相关的指令做出响应所需的所有元素(即软件和硬件)，这些指令不包括单独由制造商自行实施的第三方远程管理。(注：这说明如冰箱联网仅仅是制造商单方面想收集消费者使用状况方面的信息，则这些智能能力不包括在能源之星范围内)。这些软件和硬件可以是直接装在基础器具内部也可以置于外部。

　　联网冰箱的具体结构及如何实现联网是由制造商自行决定，只要它能通过开放的通信协议与其它装置互联互通，使消费者授权的第三方能够连接到智能功能。当然产品必须还要继续符合相应的产品安全标准——附加的智能功能不应忽略现有的安全保护。

　　能源之星标准对联网冰箱的通信也进行了要求：

　　一是采用开放的标准——为了实现联网功能，与联网冰箱外的电力提供部门的通信，对于所有通信层，必须使用满足下述条件的标准：

　　1)包含在“智能电网互连互通联盟SGIP目录标准”；

　　2)包含在“美国NIST智能电网框架表4.1和表4.2”；

　　3)被美国国家标准研究院ANSI或某一被公认的国际标准组织(ISO、IEC、ITU、IEEE或IETF)所采纳的标准。

　　二是规定了通信硬件结构——与联网冰箱系统外的机构(服务商)的通信，应采用下述任一种方式：1)嵌入式通信技术

　　2)制造商专用的外部通信模块和装置

　　3)冰箱上开放的标准通信接口与开放的标准通信模块相结合

　　4)冰箱上其它开放的标准通信接口

　　澳大利亚

　　澳大利亚和新西兰标准AS/NZS 4755《电器产品的需求响应能力和支撑技术》，从一个不同的角度来规范智能家电的架构。该系列标准的框架部分是2007年发布的，而且需求响应的空调、游泳池泵控制器、热水器标准也已发布。

　　AS/NZS 4755《电器产品的需求响应能力和支撑技术》

　　AS/NZS 4755.1《需求响应装置的需求响应能力和要求的框架》

　　AS/NZS 4755.3.1《需求响应能力的设备和电气产品的互操性——空调的操作指令和连接》

　　AS/NZS 4755.3.2《需求响应能力的设备和电气产品的互操性——游泳池泵的操作指令和连接》

　　AS/NZS 4755.3.3《需求响应能力的设备和电气产品的互操性——电热水器的操作指令和连接》

　　这些标准的目的是为制造商提供他们制作符合标准的产品所需要的所有信息。这些标准规范了，当一个家电产品接收到任一种需求响应指令时，它应做出怎样的响应。

　　澳大利亚工业部，负责电器标准和标签计划的部门，拟以法规的形式要求家用空调、热水器、游泳池泵控制器、电动汽车充放电控制器等产品必须符合AS/NZS4755系列标准，所有产品必须装有使它们具有需求响应能力的接口(符合AS/NZS 4755标准)，如RJ45接口，使它们能连接到通信系统。也就是说如果该法规发布，则原为自愿性的AS/NZS 4755系列标准即变成强制性标准了。

　　2013年5月澳大利亚工业部发出咨文，征求利益相关方意见，是否实施该法规。目前尚没有最后结论。

　　国际电工委员会IEC

　　事实上，在IEC层面上对于智能家电的研究也是源于智能家网。IEC有多个与智能电网标准相关技术委员会TC，其中与智能家电最相关的是：

　　IEC/TC 59《家用和类似用途电器性能测试方法》IEC/PC 118《智能电网用户接口》

　　IEC/TC 57《电力系统管理和相关信息交换》

　　ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 1，该工作组负责制定家庭网络的标准，使家庭中的消费电子产品、网络和服务能够实现互操作性(互联互通)电子系统。

　　2012年7月IEC/TC 59正式成立了WG15工作组，研究与智能电网连接的家用电器的标准化问题。2014年8月完成《家用和类似用途电器——智能家电的智能工作性能的规范和测试——通则》草稿，并被IEC批准立项，给出标准编号IEC/TS 62950，预计2015年底完成，完成后以技术规范(TS)的形式发布。

　　该标准中，智能家电系统的逻辑结构采用IECT/C 57制定的IEC 62746-2中的逻辑结构，这种结构也被CENENLEC/TC 59制定的标准所采纳，得到广泛的认可。

　　IEC/TS 62950是一个指导性文件，帮助IECT/C 59的各产品分委会(SC)在其标准中补充智能器具的内容，但不打算规定任何具体器具的智能性能要求，这将由各产品SC来决定。

　　IEC/TS 62950的主要内容包括：智能家电系统的逻辑结构；智能能力以及对应的响应模式；可验证的操作条件响应；提供许多案例来帮助各产品SC(如设计试验来评价智能操作对其它性能参数产生多少影响)等。

　　下一步，WG15拟扩展该标准的内容，不仅包括能量管理，还包括其它方面的管理，如信息管理、维护及诊断等性能方面。至于通信接口和协议问题，将由具体的产品分委会SCs，如SC59A(洗碗机)、SC59D(洗衣机)、SC59M(制冷器具)来决定是否进行规定。

　　欧洲

　　对于智能家电的研究，最初是从能量管理以及与智能电网相连而考虑的，欧洲电工委员会CENELEC把智能家电作为智能电网的用户端来考虑的，其相关接口及协议的标准也是从智能电网的整体结构来考虑的。

　　最近，欧盟委员会在考虑智慧城市和智能家居时，希望把所有的电器都互连起来，实现互操作性，早在2009年，欧盟已发布了家用电器互联方面的标准：

　　EN 50523-1：2009《家用电器互联——功能规范》

　　EN 50523-2：2009《家用电器互联——数据结构》

　　但由于不同的制造商都愿意采用不同的接口和协议，导致不同厂家的电器产品无法实现互联互通，因此欧盟委托ETSI(欧盟电信标准研究所)正在研究智能电器接口转化问题。互操作能力(互联互通性)是技术和商业模式创新的一个平台。当不同的工业行业可以在同一平台上工作时，可以为消费者提供新的服务。不同的协会都在朝着相同的目标开展工作，其中最著名的是Energy@home和EEBUS，也已签署了一项共同开发协议，确定共同的数据模型。宽带论坛、HGI和OSGi等也正在为家庭互联技术制订规范。欧洲所有主要的家电制造商都至少加入到一个标准化联盟或集团中。

　　目前，欧洲电工委员会TC59X WG7工作组正在制定家庭智能电器互联互通性标准，但主要规范智能家电的构筑结构，对于通信方式及接口协议并不做规定，这一点同IEC/TC 59的工作是类似的。

　　日本智能家电标准化现状

　　和家庭护理网络Energy Conservation and Home CareNetwork)，在适用于白色家电的通讯协议中，Echonet是目前较具影响力的住宅网络通讯协议，是由日本多家企业共同制订，包括东芝、夏普、日立、三菱电机、松下等家电企业及东京电力公司等。

　　这些企业于1997年成立了Echonet联盟。该联盟的宗旨是制订家庭网络标准，将其应用于家庭能源管理、家电控制及居家医疗保健服务等领域，使其成为家庭管理及控制的通讯平台，第一个Echonet标准发布于2000年，新一代家庭网络通信标准，并经多次修订，EchonetLite最新版本是2011年(V2.11版)。

　　目前日本在用的具有Echnonet功能的产品有1400万台。在东南亚地区对于Echonet的使用兴趣较大。多数认证的产品是控制器和适配器，整机产品只有东芝认证了冰箱、空调、洗衣干衣机等家用电器产品。

　　日本在国际上推广其Echonet Lite标准，并积极将其引入到2013年发布的IEC 62394《消费电子产品和网络用服务诊断接口-Echonet的实施》第二版标准中。