家里智能设备超过100个了，系统讲解一下智能家居

楼主去年11月搬进了一个3B的townhome，然后花了很大精力研究以及安装智能家居，安装了差不多100个智能设备，力求达到全屋智能化。现在半年过去了，越来越觉得自己当初的精力没有白花。现在系统分享一下如何打造自己理想的智能之家。知道版里大神多，如果我的知识有错误或者过时的地方请大家不吝赐教。本文着重讨论智能家居，所以类似于ADT这种跟安全有关的智能设备不在本文讨论范围内。

（一） 为什么要全屋智能化
相信很多程序员跟我一样，愿意为了每天省十秒钟去花一天时间写一个自动脚本。在生活中也是一样，我愿意为了每天省几分钟的劳动去花时间购买、安装、调试100个智能设备。入门级的玩家大多数都是买一些智能灯或者智能开关再配上一个语音助手（Google Assistant，Alexa等）实现用语音控制家里的所有灯。但是在我看来，那远远不够。我随便列举几个现在我家每天依靠多个智能家居联动实现的生活场景：

• 每天早晨9:00卧室和客厅的窗帘自动打开，每天晚上日落之前一个小时，窗帘自动关闭
• 家里所有的“人短暂停留”的房间（衣帽间、厕所等），在Motion Sensor检测到人进入之后，自动开灯，只要人没离开，保持灯打开，在人离开之后5分钟，自动关灯（这条逻辑对于townhouse楼梯上的灯格外好用）
• 家里所有的厕所的换气扇，跟上面的逻辑一样，但是有个例外：洗澡间的换气扇晚上9点之后即使检测到人也不会打开，因为洗澡的时候开换气扇很冷
• 注意以上三点均没有任何人工参与，都是自动检测的。现在举一个需要人工参与的例子：每晚睡前躺床上让Google Home关掉家里所有的灯，同时确认前门是否锁上，以及车库门是否关闭。
• 有时候我们会懒得说话，只想动手（或者由于家里其他人在睡觉不方便说话），那么可以用一个无线智能按钮，早晨起床按一下按钮，就打开所有窗帘，打开客厅的灯，以及执行其他的起床逻辑。
  

（二） 智能设备的协议
先从智能设备的协议讲起，为后面的讲解铺好路。现在市面上常见的智能设备基本都是以下四种协议：

• WiFi - 大家最常见的协议。市面上大多数用手机App控制的智能设备（智能灯，智能门锁，智能开关等等）都是用的这个协议
• ZWave - 可能入门的玩家不了解，但是市场上有很多智能设备都是这个协议（很多智能Shade是这个协议，绝大多数智能motion sensor都是这个协议）
• ZigBee - 也是一种流行的无线协议，跟ZWave最大的区别是不同的智能厂商可以对这个协议有自己的解释，导致不同厂商的ZigBee设备可能互相不兼容。但是ZWave协议规定更加严格，所以不同厂商的ZWave设备是一定可以互相通信的。WiFi、ZWave和ZigBee其实只是三种波长不同的无线协议，由于ZWave保证不同厂商的设备可以兼容，所以我家里的无线设备就只有WiFi和ZWave两种。
• 蓝牙 - 其实现在支持蓝牙的智能设备不多，因为蓝牙连接实在不太稳定。一般如果一个设备支持蓝牙，那也只是用来在WiFi断开连接的时候作一个补充。所以本文不多讨论蓝牙设备。
  

（三）智能Hub
在本文最开始的时候我列举了一些我家里的智能场景。每个场景基本都需要多个智能设备联动完成，因此一个智能Hub是很必须的。比如如下一个单纯的场景：如果人走进洗手间，则自动开灯。需要的智能设备有：

• motion sensor，检测到洗手间有motion
• Hub，接收motion sensor的信号，同时执行事先写好的业务逻辑（如果xxx motion sensor active，则改变yyy开关的状态）
• 智能开关（smart switch），接收Hub的信号，完成开灯的动作
  

这里motion sensor跟Hub的通信协议一般都是ZWave或者ZigBee（后文提到“支持ZWave”的时候，一般也都支持ZigBee，所以后面我会省略ZigBee），而Hub跟智能开关的通信协议既可以是WiFi，也可以是ZWave。由这个例子我们可以看到，Hub就是智能家居系统的大脑，是信号的中转站，也是核心业务逻辑的执行者。所以买一个好的Hub很重要。下面介绍一下我知道的Hub：

• Hubitat - 这个是我家里正在用的Hub，支持WiFi、ZWave以及ZigBee协议。一般正常的Hub都会支持这三种协议。它不能以无线的方式跟WiFi智能设备（比如智能开关）通信，所以它必须以有线的方式连接路由器，然后通过路由器跟家里的WiFi设备通信。它可以直接以无线的方式跟ZWave设备通信。它支持完全自由地编写脚本，让不同的无线设备联动，比如文章开头提到的前三个场景。编写脚本的时候，只能通过点鼠标的方式创建IF-ELSE分支，所以对非程序员很友好，但是对于程序员就感觉不够痛快。它比起市面上其他主流Hub的最大优点就是可以完全本地化通信：如果你家断网了，但是只要路由器还是好的，就依然可以用这个Hub控制家里的WiFi设备。这个特性很重要，因为在家里断网不断电的情况下，这个Hub依然可以执行“如果人走进厕所就开灯”这个业务逻辑。
• Samsung SmartThings - 这个是之前很火的一个Hub，跟Hubitat支持的协议一样，同时也可以自己编写脚本。它最大的问题就是不能完全本地化：如果你家断网了，这个Hub不能再跟你的WiFi设备通信。
• 智能音箱（Google Home，Alex等）- 其实严格意义上来说这些设备不能称作为Hub，因为他们不能让不同的智能设备联动，他们只支持以人的语音作为输入，然后控制家里的WiFi智能设备。跟以上的真Hub比起来，他们的局限性就在于只能接收语音作为输入（顶多还可以用地理位置信息作为输入，实现人离开家自动关灯之类的逻辑），只能控制WiFi协议的设备（Alexa最贵的那一款音响加入了ZigBee的支持，但是由于我上面提到的ZigBee的硬伤，导致兼容性并不好）。这些局限性其实是这些公司有意为之：所有东西都要上云。智能音箱的工作原理是：用户的语音输入会被上传到云服务器（比如谷歌的服务器），经过解析后变成命令，然后命令传给相应设备厂商的服务器（比如你想控制TP-Link的智能开关，命令就传给TP-Link的服务器），最后这个服务器会把命令传给你本地的设备（你本地的TP-Link智能开关），完成相应的打开/关闭动作。这种设计使得用户不需要在本地维护一个执行业务逻辑的设备，方便了用户。但是如果你家断网了，这些设备就跟死了一样。
  

所以最优解是在家里维护一个Hub加一个语音助手，两边各取所长。最后我再比较一下Hubitat和SmartThings的区别：

• 这两个设备都有庞大的用户群体，所以大家使用的时候可能遇到的问题基本都能在网上搜到答案。同时由于硬核玩家的存在，网上会有很多现成的脚本供大家使用。同时有的设备不在官方支持范围内，但是只要是稍微出名一点的设备，都会有民间高手写好驱动免费发出来供大家使用。举个例子：TP-Link的WiFi智能开关性价比超高，但是Hubitat官方不支持这些设备，所以论坛里有人写了驱动（其实就是用JavaScript实现了对这些开关的Rest API的调用）造福大家。再举个例子：小米的ZWave智能按钮很好用，但是Hubitat官方不支持小米设备，所以论坛里有人写了驱动造福大家（Hubitat论坛里来自欧美的小米粉丝很多，因为性价比实在是太高了）。
• Hubitat最大的优势就是完全本地化地与WiFi设备交互。其实跟WiFi设备交互，就是一个HTTP请求，很容易实现完全本地化的执行。但是SmartThings就需要先发命令给三星服务器，然后三星服务器发命令给TP-Link服务器，然后TP-Link服务器发命令给你家里的TP-Link智能设备。再加上ZWave的设备天然就是本地交互的，Hubitat可以完全在本地控制所有的智能设备，从而实现在断网不断电的情况下依然执行所有业务逻辑。想象一下如果早晨起来断网了，突然发现进入厕所灯不会自动开了是什么样的感受。
  

（四）常见的智能设备及用法
说完了Hub和智能音箱，现在说说常见的智能设备以及我是如何使用它们的。首先我们当然需要一个Hub（我买的Hubitat）和一个智能音箱（我家有4个Google Home），这样Hub可以直接连接ZWave设备，Hub和音箱都可以通过路由器连接WiFi设备。

• 智能开关（smart switch），这个是我家最常见的智能设备，我一共装了37个，让几乎所有的开关都变智能了。智能开关最常用的场景不是通过语音助手控制，而是通过motion sensor控制，从外面回到家我们是希望车库灯/玄关灯自动打开而不是"Hey Google, 开灯"然后等三秒；同理，进入厕所或者衣帽间我们也希望灯是自动打开。需要用语音开关的一般都是卧室和客厅的灯，这些场景反而不适宜用motion sensor。但是我后来发现每次走进卧室，我宁愿手动开灯也不愿意忍受语音助手三秒的延迟。在客厅开灯的时候是因为灯太多，没办法一个个手动开，于是在Google Home里设了Routine，"Hey Google, dinner time"就会把所有灯调到晚饭模式，"Hey Google, TV time"就会把所有灯调到看电视模式。关于产品推荐，我推荐的品牌是TP-Link，性价比贼高，放到美国市场对其他品牌就是降维打击。安装起来也不麻烦，网上视频教程很详细，实在嫌麻烦的也可以找电工安装。使用的时候可以用特定的手机App控制（App控制的原理是命令发给TP-Link服务器，服务器发命令给本地的开关，所以如果家里断网了就不能用App控制了），可以用智能音箱控制，也可以用Hub控制。我家主要是结合Hubitat和motion sensor实现各种自动场景的。我家在实际使用的时候遇到这个问题：WiFi设备太多，一个无线路由器带不动，于是我装了两个无线路由器，差不多一个路由器带30个设备。这时候就体现出ZWave协议的智能开关的好处了：它们可以直接跟Hubitat连接，而Hubitat连接100个设备都很轻松，这样可以极大缓解路由器的压力。所以一般的原则是能用ZWave的设备就尽量不用WiFi的设备，用ZWave设备跟Hubitat通信起来延迟也极低。TP-Link没有ZWave协议的智能开关，所以如果真的想买，只能加钱买Lutron或者Leviton的ZWave开关了。
• 动作传感器（motion sensor），这个设备我家装了13个，每个厕所/衣帽间/楼梯都装了，这样可以保证人走到这些地方都可以自动开灯/开抽风机。市面上的主流motion sensor都不是WiFi协议的，因为既然都用motion sensor了，肯定希望延迟要低的，这时候再用WiFi协议就不太合理。我家安装的都是Aeotec Trisensor这一款，是ZWave协议，跟Hubitat连接很稳定，支持动作/光照/温度三个指标同时检测。由于它也支持光照检测，我就可以实现更合理的业务逻辑：有motion同时光照又低于80流明的时候才自动开灯，这样白天进入厕所就不会自动开灯。自从装了这些motion sensor，在家里走到哪里都不需要手动开关灯，用的时间长了感觉再也回不到手动开关灯的时代了。Aeotec Trisensor这个产品唯一的问题就是价格太贵（50刀左右一个），我用了半年发现稳定性非常好。我尝试调查过市场上其他的更便宜的motion sensor，都有各种各样的问题，所以最后还是买了这一款。
• 智能shades/blinds，我家一共有6个。市场上常见的smart shades基本也都不支持WiFi协议，因为很多人买回去都会用那个自带的遥控器控制，而遥控器控制的设备用WiFi协议就不太合理。我家是从Home Depot买的Bali的smart shades，它自带的遥控器实际就是发射ZWave信号给那些shades，所以我买回来之后直接把那些shades连接上家里的Hubitat，然后遥控器就可以放着吃灰了。Hubitat可以连接Google Home，所以我可以用语音控制这些shades的开关。Hubitat可以支持业务逻辑，让shades跟其他设备联动，或者是直接在每天的特定时间开关他们。比如我家就是在日落前一小时关掉所有shades。
• 智能按钮（smart buttons）。智能开关是代替传统开关来跟家里的灯交互的，智能按钮就是无线版本的智能开关，它们一般是ZWave协议，连接家里的Hub，从而可以通过Hub控制其他的设备。比如我家给每个shades都买了一个小米的智能按钮，粘在shades旁边的墙上，然后在Hubitat里面写好业务逻辑，让按钮跟shades一一对应。因为日常来讲，如果你躺在沙发上，你会用语音控制shades，如果你人就在shades旁边并且懒得说话，你可以按下按钮控制shades。反正用它们自带的遥控器控制shades最不方便。同时，智能按钮可以实现更加复杂的逻辑，只需要发挥你的想象力。因为按钮都是无线的，你可以在床头放一个，每天起床不想吵醒家人又想一键执行复杂业务逻辑（开灯，开shades），就可以通过智能按钮实现。
• 智能窗帘导轨（smart curtain）。这里我把智能窗帘导轨和智能shades/blinds分开了，因为很多做智能shades/blinds的牌子（比如Bali）都不做智能导轨。另一个重大区别是智能shades/blinds都可以选择无线供电版本，即用电池供电，这样可以不用考虑如何把电源线藏起来。但是智能导轨因为功率比较大，市场上并没有很好的无线供电的版本。在做了一些功课之后我买了Zemismart的智能导轨。这是个国产品牌，在欧美都很受欢迎，特点是便宜且稳定，而且YouTube上面有很多外国人发的详细安装教程视频。可以通过WiFi连接路由器，然后直接用自带的App或者Google Home控制，也自带智能按钮，可以粘在墙上用手控制。我现在是在App里设置了每天早晨9点自动开，晚上9点自动关，基本不用人工干预。我家是安装了并排的两个导轨，然后从淘宝海淘了一个纱帘和一个全遮光窗帘。淘宝yyds。
• 智能门铃。一般住townhouse的懒人们都需要装智能门铃，这样可以避免很多无效的上下楼。市面上关于智能门铃和摄像头有很多品牌，如果你家是Alexa全家桶你可能会买Ring，如果你跟我一样是Google Home全家桶你可能会买Google Nest，但是这些都需要每年付费来在云上存储摄像头录的视频。还有一些品牌支持本地存储（比如Arlo），这样每年的年费就省了。我为了图方便，直接买了Nest全家桶，然后每年付60块钱的费用。
• 智能thermostat。市场上三大智能thermostat产品（Ecobee, Google Nest, Honeywell）都很好，一般大家看颜值挑选就够了。我买的是Ecobee，因为它提供详细的历史温度数据，虽然看家里的详细历史温度数据似乎也没啥用。另一个好处是Ecobee可以支持额外买它家的温度传感器，放在不同房间之后就可以实现用三个房间的平均温度控制一个thermostat（它也支持"follow me"功能，可以检测到人在哪个房间，就用那个房间的温度控制thermostat）。似乎另外两家也有这种外接传感器的支持，具体我忘了。
• 智能门锁。市场上也有很多优秀的智能门锁品牌。我在做了一些调查之后选择了August的智能锁。这个锁最大的特点是：从门的外面看，丝毫看不出这个门装的是智能锁，因为钥匙孔不需要拆，锁是安全安装在门的内测的。这也就意味着虽然家里安装了智能锁，但是依然可以用门自带的钥匙开门，从而保证在锁断电的情况下不会被锁在门外。智能门锁最大的价值就是远程开关门，有朋友来家里可以直接不下楼开门，每天晚上睡觉之前"Hey Google, good night"就会让Google Home执行提前设好的routine进行关灯以及关门的操作。
• 智能车库门开关器（garage door opener）。市场上的主流品牌就是Chamberlain，相信大多数人也装的是这一家的产品。实际使用起来还是很香的，可以跟亚马逊Key联动，实现快递包裹送进车库。一个开关器基本会送几个远程遥控器，可以放在车上回家的时候开车库门用，但是最好用的还是用汽车后视镜上自带的按钮来开关。现在稍微新一点的汽车都在后视镜上自带了车库门开关按钮，几乎可以适配所有品牌，花几分钟就可以设置好。曾经为了方便，我设置过用地理位置自动控制车库门开关：人离开家里之后自动关车库门，人到家的时候自动开车库门，这样可以省去按按钮的精力。但是地理位置会漂移，所以经常夜里睡到一半，定位漂移了一下，车库门开了，然后一直不关闭。后来我就没再折腾这种自动化了。
• 智能大家电（烤箱、洗碗机、微波炉、洗衣机、烘干机、冰箱等）。现在主流品牌的家电基本都支持WiFi连接了，但是我觉得它们的智能化只是锦上添花，没有起到非常大的作用。顶多是零件（比如冰箱filter）需要更换了可以推送一个提醒到手机，或者你人在外面可以提前让烤箱开始预热。
  

以上就是我对智能家居的个人总结。我觉得智能家居对我生活便利度的最大提升都来自于Hubitat跟各种设备的联动。下面分享一下我的Hubitat运行的一些有趣的脚本。

这个是控制某个厕所灯的脚本：如果有人进入就开灯，如果人没离开就保持灯打开，如果没人就10分钟后关灯。

1. Trigger: Aeotec TriSensor Living Room Bathroom *changed* OR Living room bathroom light turns on
   
2. 
   
3. IF (Aeotec TriSensor Living Room Bathroom active) THEN
   
4.     Cancel Delayed Actions
   
5.     IF (Time between Sunset-30 minutes and Sunrise OR Illuminance of Aeotec TriSensor Living Room Bathroom is <= 90) THEN
   
6.         On: Living room bathroom light
   
7.     END-IF
   
8. ELSE
   
9.     Off: Living room bathroom light --> delayed: 0:10:00 (cancelable)
   
10. END-IF
    

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下一篇：《[给伸手党]100个无线设备搭的全屋智能系统，使用一年的感受》

觉得智能家居一直不能普及的根本限制是，房子没有智能化，还是传统的建设。

楼主可以装一个热水回水系统，这样就可以免去每次洗澡之前都要空放好久凉水才有热水的尴尬。洗澡前一分钟向alexa或者google home或者小爱同学之类喊一句，我要用热水，然后开启回水系统的水泵，把凉水抽回热水器，把热水送过来，然后打开水龙头就有热水了。具体的我没实践过，楼主可以试试看

romaboy 发表于 2021-6-5 00:34
我就好奇 这得多多少电费

其实总体是更省电的。实现了自动开关灯之后，不会出现厕所灯一直不关的情况。motion sensor和smart shades都是无线的，每半年换一次电池就行了。Hubitat是个功率很小的Hub。最大的省电来源是厕所的换气扇，每个换气扇的功率是很大的（几十瓦），如果智能化了，只在上厕所的时候开5分钟，既能除臭，又不用每天开很久。

好厉害！码一下下

是自己的房子吗？如果不是，那以后搬家会更麻烦。

gdojd 发表于 2021-6-5 00:29
是自己的房子吗？如果不是，那以后搬家会更麻烦。

确实，如果不是自己的房子就太折腾了。

我就好奇 这得多多少电费

这tm才是人才！楼主太赞了！

赞一个，智能家居贼贵，那个bali的shade就得好几百，熟悉代码的同学也可以试试home assistant ，兼容性超强。

马克......