作者：许毅，马会凯，田波，陆斌
借势于近些年物联网和智能化的浪潮，目前智能家居行业正站在具有众多红利的风口：一方面，国家为大力发展智能给予诸多红利政策；另一方面，来自房产市场的需求热度不减，新装及重装刚性需求始终都在；同时，新富裕群体对于智能家居具有较强需求，渴望智能化、个性化，该先进群体作为主要目标客户群，将助推智能家居产业。智能家庭业务全景见图1；智能家居基本系统构成见图2。
图1 智能家庭业务全景
设备：设备之间的互联互通（联网的设备：以屏幕为中心）；
人：不是简单的个体业务变种，而是围绕家庭人员可共享的业务（音乐、游戏、电教、电子医疗、虚拟现实(Tele presence)、Video、通讯(Voice+BB)，以媒体娱乐为核心；
房子：围绕房子展开业务（家庭网络：安防、家居自动化、能源管理等），垂直业务。
图2 智能家居系统基本构成
智能家居实现全屋智能的发展可分为五个成长和晋级阶段：
1.0手机集中控制系统（手机app控制终端）；
2.0场景控制系统；
3.0智能家居系统（传感器+自动化工作）；
4.0语音+智能家居（语音+智能）；
5.0智慧家庭系统（语音+智能+多用户+学习）。
本文针对基于物联网的智能家居系统，重点提出智能家居产业在检测领域面临的问题与难点，建立性能评测体系框架，指出系统可靠性分析与系统化测试的主要分类和目标。
对应于实现全屋智能的五个发展阶段，按照层次化和横向的标准体系结构，基于物联网的智能家居性能评测标准可分为四类，即总体架构标准、基础标准、应用标准和安全标准，其整个体系的建立可分成三个进阶：
智能家居多类终端产品和中间层的“器件级”/“设备级”检测
对象包括：构成传感网络的器件、对反馈信息进行响应的控制和被控部件，如：自动控制器、智能开关和插座等；带嵌入式控制器件的可离线运作或可单线通信实现其应用功能的智能家居单品，典型应用终端，如：智能门锁、智能家电、智能音响、智能窗帘等；智能家庭服务器和网关等联网设备；构成和操作应用场景的组合部件，如具备场景选择和配置功能的智能总控器等几大类。
内容涉及：关于智能家居相关终端设备的安全性和基本功能性验证的检测，如电气安全、可靠性、EMC、工作稳定性等，属于“器件级”/“设备级”的检测，对应检测项目、测试方法及要求。
结合应用场景的智能家居集成性能评测
针对某种特定应用场景下，对智能家居终端设备组合并能联动操作的子系统进行评测，注重于多设备和器件在模块化集成时，与应用场景的适用性和匹配度、运行安全性（包括电子电气安全性）、有效性、稳定性、可靠性等方面的参考和量化指导。
网络在线的智能家居系统化、端到端的性能评测
对智能家居成套解决方案的总体检测和评价，包括应用层到传感端的端到端业务可靠性验证、网络作为信息中转层的安全性和可靠性验证等，可涉及：通信系统和网络的吞吐量及压力测试等、系统智商评测等更多项目，形成完整的系统化评测框架体系。未来根据技术进步，智能发展到智慧，可评测项目或将不断延展。
从系统构成部分和层次而言，首先是智能家居终端产品的可靠性，以及主控（主机、网关）的可靠性，均属于“器件级”/“设备级”可靠性；其次是信号传输中间网络的可靠性，包括强电和弱电线路、传输网络组成结构等的可靠性；再次是应用软件的可靠性。此外，还包括终端与主控设备协调运行的兼容性和可靠性、系统容错和备份功能；终端产品、控制单元以及传输系统的抗干扰能力等诸多层间可靠性内容。
从设计环节，智能家居系统可靠性设计内容包括但不限于：元器件的选择和降额设计；元器件的容差和漂移设计；对高可靠性系统进行冗余设计、环境保护设计、热设计和三防设计等；抗振动、冲击设计、电磁兼容设计和防电磁泄漏设计；可维护性和可用性设计、软件可靠性设计；系统可测试性设计、容错技术等方面。
系统的可靠性分析是为了挖掘和确定系统或设备中薄弱环节及隐患，采取预防和改进措施，以清除薄弱环节和隐患，提高设备和系统的固有可靠性（包括稳定性和安全性）。
基于智能家居系统基本构成，从失效影响的范围和程度，将智能家居系统失效情况简单划分为三个层次和类别：
底层子单元的失效：现象是构成系统的某具体控制单元无法对所管辖的电器终端执行控制动作。造成原因包括但不限于：子单元受到干扰、浪涌冲击损坏电路等故障；子单元软硬件设计缺陷等。
中间层（信息传输网络）失效：现象是用户可手动操控面板控制独立的电器终端，但无法使用智能方式（如手机APP）执行远程操控。造成原因是中间层即通信网络层故障，包括但不限于：路由器透传失败，无线传输WIFI故障等。
系统级失效：最严重的现象是整个系统瘫痪无响应，用户无法用任何手段控制和操作家居终端。造成原因一般是系统设计问题，比如：完全集中式控制设计，即子单元发送的用户信息只能由主控单元接受和处理，所有终端的控制集中于主控配电箱并依赖于主控单元，主控单元失效或联网机制故障则系统瘫痪，无冗余设计和容错设计等。
系统可靠性测试，是通过相关的测试方法和测试工具，模拟用户高密集度负载的情况下的系统稳定性和可靠性测试。智能家居系统可靠性分析和测试的目标，是对整个智能家居系统的灵活性、稳定性、响应度、延迟性、易用性、便利性、精确度、容错性等多方面，提出细化要求和量化指标，尽可能的改进和增强系统的可靠性，其可靠性准则和指标的制定，也是使可靠性和性能设计相结合的有效方法。
对于智能家居系统的可靠性指标，可以考虑引入系统端到端的功能可靠性测试—MTBF（Mean Time Between Failure，平均无故障时间），与此相关的智能家居测试系统结构设计和自动化测试方案（包括：测试环境搭建、测试流程分析、测试应用）等研究处于初级阶段[1]，更多探索工作仍在进行中。
智能家居产业的发展和普及，使得传统的硬件测试方式和方法无法满足系统化测试需求，系统级的测试方法和工具严重缺失，成为服务于产品和系统工程质量提升的难以克服的障碍，甚至影响着新兴产业链的发展和集聚。作为质检机构，仅关注强制性单产品层面的质量检验和监督已不能满足行业变革和发展的需求，检测机构和质检系统应转变并尝试新的运营模式和服务对象，结合应用场景的企业级市场和新智能化硬件在系统工程中的可靠性、安全性及性能评测是今后值得探索和深入研究的重要方向和业务领域。
参考文献
[1] 沈杰, 陈秋歌, 刘会方.基于智能家居系统可靠性测试分析[J]. 电子技术与软件工程,2015:147-148.
