工联网消息(IItime) IDC《中国智能家居设备市场季度跟踪报告（2021年第四季度）》显示，2021年第四季度中国智能家居设备市场出货量为6337万台，同比增长4.1%。2021年中国智能家居设备市场出货量超过2.2亿台，同比增长9.2%。IDC预计2022年出货量将突破2.6亿台，同比增长17.1%。

目前国内智能家居市场呈现勃勃生机，催生了众多智能家居设备生产商、零售商，生态系统不断完善，如小米设备、华为HiLink智能家居开放互联平台、中国移动AndLink智慧家庭等。但是也存在诸多问题和挑战，如智能家居市场碎片化、智能家居系统间无法互联互通、技术标准匮乏、消费者选择困难等。构建更加智能、安全、方便的智能家居生态系统，需要各方共同发力。

智能家居系统

智能家居系统利用物联网、无线通信、大数据以及人工智能等技术，将家居环境中的门锁、门窗磁、照明设备、安防设备等各种智能设备接入生态系统，并进行集中的通信、控制、监测，同时可以通过手动设置或人工智能算法实现对终端设备的智能控制，为用户提供安全、舒适、便利的居家环境。

从广义上讲，智能家居系统包括5部分：云服务平台、应用服务、数据传输设备、家庭网关和物理感知设备。

云服务平台可以让用户随时随地通过终端控制软件对家中智能设备进行操控，系统还具有数据存储、数据分析、统一管理以及远程监控等能力。智能设备在持续运行中产生大量数据，通过云服务平台对数据进行管理、存储、分析、利用，借助大数据及人工智能算法提高设备自我学习能力。

应用服务是指智能家居系统最终实现的服务功能，应用的范畴包括安防、娱乐、教育、健康等；服务对象涵盖儿童、中青年、老人、残障人士等；智慧家居按生活空间可划分为智慧客厅、厨房、阳台、卧室、洗漱间、书房等。更广泛的智能应用场景还包括智慧办公、智慧医疗、智慧康养、智慧社区、智慧城市等。

数据传输层设备依托移动网络和通信技术实现设备间的数据传输。其中无线通信技术被广泛应用于智能家居系统中，一类是短距离无线通信技术，如ZigBee、Wi-Fi、蓝牙、Z-Wave等；另外一类是低功耗广域网通信技术（Low-Power Wide-Area Network，简称LPWAN），如Lora、NB-IoT等。

家庭网关是用户与设备间数据通信的桥梁，其借助网络将收到的数据进行协议转换、解析，实现信息的转发、采集以及设备管控、设备联动等。

物理感知层设备包括智能控制设备和终端控制器。如图1所示，各类设备通过嵌入传感器、SDK等实现环境感知及任务执行，如烟雾传感器、智能音箱、智能窗帘等。

图1 智能家居系统

智能家居系统质量控制方法

智能家居系统在测试过程中面临诸多挑战，云服务平台、终端设备、应用软件等均需进行严格质量控制，以保证整个智能家居系统稳定运行。

首先，不同厂商的智能家居产品不能互联互通，导致测试时只能对特定厂商产品体系内的智能终端设备进行测试，无法与其他厂商的设备进行联动测试。

其次，相同品类设备的功能、技术、性能存在差异，如有些智能门锁支持门铃功能或者视频监控功能，而有些门锁则不支持，实现技术也各有不同，包括Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT等，增加了测试难度。

另外，智能家居生态系统因接入的设备量增加，导致测试工作量剧增，包括单品测试、联动场景测试、性能测试、稳定性测试以及安全测试等，如何做好测试质量把关至关重要。

最后，云服务平台和移动应用软件的质量对整个系统的影响也不容忽视，需要从代码质量、功能测试、性能测试、安全测试以及兼容性测试等方面整体把控，以保证智能家居设备接入系统后能正常工作。

质量控制流程

智能家居系统是以智能设备的可见形态为用户提供智能服务，故本文以智能家居设备为切入点，制定智能家居生态系统质量控制流程，以多品牌、多品类设备之间可以进行互联互通为测试目的，对智能家居系统的智能服务进行质量控制，如图2所示。

图2 质量控制流程

制定设备接入系统标准

●建立设备管理平台

智能家居生态系统通过统一的通信协议和数据模型，实现对设备的管控和设备间的通信。不同厂商或者品类的设备通过接入智能家居系统，实现设备间的互联互通，故设备测试前需要确定其正确接入生态系统，且设备质量符合接入标准。

设备管理平台应记录设备的详细信息，包括软件、硬件、固件、出厂报告以及产品规格书等，为后续测试人员的测试工作提供信息或佐证材料。利用设备管理平台可以记录、保存设备的所有信息，并有效管理设备的接入流程。

●设备接入控制

通过设备管理平台提交接入智能家居系统申请、提供说明材料等。测试人员接收到申请后，根据申请单对设备外包装、产品说明书、软硬件信息等进行核实校验，按照产品说明书进行上电、入网等操作，根据接入生态系统测试用例进行测试，包括对设备与平台间的通信协议、数据模型等进行测试和校验，确定设备是否正确接入智能家居系统。

设备核心功能测试可根据设备管理平台中的核心功能列表进行针对性测试，该项测试可以帮助测试人员尽早确定设备是否正确接入系统，并发现设备的严重问题，提高测试效率。

单品设备质量控制

智能设备作为智能家居系统的终端，是实现智能家居功能的核心组件。设备质量直接关系功能实现及用户体验，做好设备质量管控至关重要。

●设备硬件测试

设备的硬件质量关乎设备使用寿命及安全等方面。针对不同品类的设备进行硬件质量测试，并由专业的硬件测试人员完成，对每个指标的测试结果进行详细记录，对每个指标给出测试结果，其中不达标的指标应提供详细的测试方法、测试结果，最终输出硬件测试报告。

● 设备系统测试

建立完善的测试用例库是进行设备系统测试的前提。根据不同品类的设备设计详细的测试用例，用例应包括设备的全部功能、设备与应用软件之间的交互功能、设备与平台之间的数据通信等，明确用例优先级和通过标准，其中测试失败的用例需记录详细的测试步骤、测试结果以及期望结果。

性能测试、稳定性测试、安全测试可通过工具进行自动化测试，减少人力成本的投入，提高测试效率，同时需要针对不同品类的设备制定不同的测试标准。

联动场景设计及质量控制

智能家居系统中的智能场景主要是通过多设备之间的联动提供服务和功能，让生活更便利、更智能、更安全。联动设备不仅包括同品类、同品牌的设备，同时也应满足不同品类、不同品牌之间的互联互通。

●家居设备分类

如表1所示，智能家居市场包含的设备品类繁多，可分为9大类：安防告警类、视频监控类、门窗控制类、室内环境监测控制类、照明控制类、健康监测与预警类、娱乐类、能耗监控类、大家电远程控制类。随着智能家居的不断发展，设备种类也会发生变化。每种设备类型均包含不同品牌、不同功能的智能设备。

表1 智能家居设备分类

安防告警类：通过传感器感知环境变化，当发生险情或者环境异常时设备触发告警。

视频监控类：通过视频记录、监控环境内容，当识别到异常时通知用户；用户也可通过手机实时查看、回放视频。

门窗控制类：可远程或者手动控制门窗设备。

室内环境监测控制类：可监测空气中的特定指标，如影响环境的温度、湿度等。

照明控制类：直接控制照明设备或者对照明设备的开关进行控制。

健康监测与预警：对家庭成员进行健康监测、异常识别，同时将数据同步传输到用户手机。

娱乐类：可提供休闲娱乐的家居设备。

能耗监控：通过对设备能耗监控及预警，控制设备电源，以免发生险情。

大家电远程控制类：可远程控制或者联动控制大家电设备。

●设备联动测试

智能家居设备的联动测试是针对不同品类、不同品牌设备的互联互通测试，保证设备在复杂的家居环境中能正常、稳定运行，消除消费者选购智能家居设备时对兼容性的忧虑，智能家居市场的碎片化问题。

在质量控制方法研究及应用中，通过采用二维表进行设备联动场景的记录，二维表的行列交叉点作为一个联动场景。以表2为例，●代表行中和列中的设备可共同组建任意场景并互联互通。如第2行安防告警类与第3列视频监控类交叉处的●，代表安防告警类设备与视频监控类设备可以实现设备之间的联动。

表2 智能家居设备联动场景

在设备联动测试过程中可根据实际要求对联动场景或设备品类进行增减，保证更便捷的场景设计和互联互通测试。

此外，联动测试不仅要求设备可以相互通信，而且联动场景的稳定性应满足一定要求，如用户发出指令后智能设备应在2秒内完成响应，其他环境控制电器宜在相关环境指标到达限值后2分钟内响应。

在实际项目应用中，根据本文提出的质量控制流程，可以提高设备接入智能家居系统的效率；设备接入控制测试为智能家居系统设备的正常使用奠定了基础，减少了后续无效的测试工作；通过二维表设计智能家居联动场景，进行全面、广泛的互联互通测试，减少智能联动场景的遗漏。