HomeKit 软件硬件接入调查

1.HomeKit特点及相关概念

苹果公司推出的智能家居解决方案，以苹果设备为控制中心，在iOS设备上的HomeKit Database，通过实现HomeKit Accessory Protocol（HAP），控制智能配件
特点：

1. 脱离某个单独的App，从设备底层开始架构，在iOS设备上的体验更有保证
2. 使用“Home”，中文叫“家庭”，这个App可代替App控制部分功能
3. 接入了Apple ID帐号，隐私保护上比自己做好，可以邀请其他Apple ID来控制配件
4. App端定义了多个场景及逻辑，Home家、Room房间、Scene场景、*Zone区域、Accessory配件、Service服务
   
   Home Layout

*Zone区域，是一个 家 里任意可选 房间 组成的分组，例如楼上楼下包含的若干房间等

5. 定义了桥接口，可以兼容不支持HAP的RF配件，例如，摄像头实现HAP后，把摄像头做为桥接口，把PIR、遥控器、智能门锁、智能插头等摄像机配件做为Service和Characteristic添加到HomeKit Database中
6. 配件的功能被定义成两种： 服务(Service) 和 特性(Characteristic) ，一个配件可以有多个 服务，一个 服务 可以包含多个 特性(Charateristic)，以官方文档中的例子，如一个车库开门器可能包含车库开门服务，也可能有照明服务，其中车库开门服务包含开关特性、开关检测特性，照明服务包含开关特性、亮度特性、甚至色温、饱和度等特性，其中苹果定义了一些类别(Catalog)的服务和特性，可以通过Siri快速执行，如“打开客厅灯”等
7. 价格昂贵，因为限制了iOS设备，加上MFi认证等原因
   已有类似的产品：D-Link Omna 180 Cam HD 摄像头

概念：

1. HomeKit Database，每个Home都有一个HomeKit数据库，让使用者可以轻松的访问到配件，忽略设备间的切换，不同设备的同一用户使用网络进行数据库同步，HomeKit Database的同步由设备保证，被邀请的客人也可以被赋予受限制的访问权限，App需要自己设置HomeKit的观察者以保证数据更新变化
   

   HomeKit Databse

2. HomeKit Accessory Simulator（HomeKit配件模拟器），苹果官方出品的模拟器，可以方便的模拟实现了HAP协议的配件，除了可以模拟官方定义的配件类型以外，也可以进行配件的自定义，但是自定义的结构受HAP协议限制

3. HomeKit Accessory Protocol（HAP），苹果官方定义的配件协议，实现该协议可以与苹果公司旗下的iOS，tvOS，watchOS设备进行通信，详细的定义了配件需要实现的协议内容
   

   配件协议定义举例-伪代码

2.怎么玩

• App端
  iOS设备，App需要集成HomeKit，或者使用iOS系统自带的“Home（家庭）”来控制智能配件，以最新的HomeKit为准，HomeKit支持多种场景：Home家、Room房间、Scene场景、Zone分区等，对应的信息都存储在HomtKit DataBase中，由iOS设备保存，使用App限制在同一个网络下或者蓝牙直连的配件才可控制，如果在信号范围外，则需要使用支持HAP的设备进行中继，也可以使用HAP通过iCloud进行中继，中继的场景在外出时依然有效，但要确保有可以中继的设备，目前官方明确说明的，支持中继的设备有：Apple TV 3代、Apple TV 4代、iPad（无法通过Apple TV3代访问摄像头配件），以上三者都需要登录iCloud，配件制造商可以在接入HomeKit后可以在自家App实现更高级的功能，如通过自定义的Service和Characteristic实现苹果未定义的功能

• Accessory端
  配件想要接入HomtKit，需要实现HomeKit Accessory Protocol，总共有三种方式链接：
  1 . Bluetooth LE配件
  2 . IP配件
  3 . RF射频配件，RF射频配件只能通过桥接的方式被识别，作为桥接的设备必须是IP配件，因为RF配件不能被iOS设备直接识别，所以只能通过这种方式来玩。
  如果使用了桥接方式，则不需要对配件进行MFi认证，添加的方式由制造商来决定，但是支持的功能可能会受限制，但是作为桥接的设备还是需要认证；而进行了MFi认证的配件，可以有两种添加方式，通过“Home”App，可以选择扫描Setup Code或者靠近配件感应(NFC)添加

3.实现评估

1. Accessory端，根据以上介绍，配件实现的三种方式如上，结构图如下，RF射频配件需要桥接，而且作为桥接的设备必须是IP配件
   
   HomeKit Accessory Protocol Layers

必须实现HomtKit Accessory Protocols（HAP），支持两种传输方式：Bluetooth LE和IP，具体实现可以下载HomeKit Accessory Protocols（HAP）参考——(必须用户开发者帐号才可下载)查看，该文件是非商业版，注册MFi认证后可以获取更多资料，也可以跟苹果公司联系以获取工程师的帮助。

2. App端
   使用HomeKit Framework，实现了底层配件管理，数据传输交互等，开发者可以轻松实现，使开发者能专注界面更新和业务逻辑，用户可以参考HomeKit开发者手册

总结

HomeKit降低了智能家居的门槛，使开发者可以脱离繁杂的底层传输管理逻辑，专注顶层的场景、配件及功能的实现，但是因为安全性上的要求，降低了开发者可自定义的范围，好在配合上iOS系统的完美支持，还是很诱人的。

链接

1. HomeKit Developer Guide(HomeKit开发者手册)
2. 开发者中心-HomeKit主题
3. HomtKit Catalog(HomeKit Demo Version 2.2, 2016-09-13,，更新到Swift 2.3)——目前只有Swift版，且因为Swift版本不兼容，必须使用Xcode8才能使用，我使用的是Xcode 9，时间有限所以并没有成功运行该程序
4. WWDC2014: Introducing HomeKit--视频下面的Related Video中可以查看其他HomeKit的视频
5. iOS Security-包含HomeKit安全相关