唐開(kāi)軍 彭 翔

(深圳大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，廣東深圳518060）

家具智能化體系分析

唐開(kāi)軍 彭 翔

(深圳大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，廣東深圳518060）

在智能化產(chǎn)品盛行與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日趨成熟的背景下，智能家具也將逐漸受到廣泛關(guān)注。本文從家具智能化的含義與內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)智能化的構(gòu)成系統(tǒng)，市場(chǎng)分析等方面詳細(xì)論述了家具智能化的體系，對(duì)家具產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

家具；智能化；物聯(lián)網(wǎng)

自改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)家具行業(yè)經(jīng)歷了幾十年的高速發(fā)展時(shí)期。然而，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型升級(jí)也迫在眉睫，特別是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正以年復(fù)合增長(zhǎng)率近30%的速度快速增長(zhǎng)，在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等方面發(fā)揮了重要作用的今天。家具行業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)黨中央和國(guó)務(wù)院對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的高度重視，在智慧城市建設(shè)的熱潮中，重新審視智能家居的角色地位，為消費(fèi)者的工作與生活提供更好的時(shí)代化家具智能產(chǎn)品。

1 關(guān)于家具智能化

家具智能化是家具行業(yè)在一個(gè)新領(lǐng)域中的探索嘗試，是新興行業(yè)與傳統(tǒng)行業(yè)的耦合；若將家具當(dāng)作物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)子系統(tǒng)，同時(shí)作為智能家居的一個(gè)功能載體，把傳統(tǒng)家具理解成為一個(gè)能夠和人對(duì)話的智能家具，將家具發(fā)展成為一類(lèi)終端，可以此來(lái)實(shí)現(xiàn)人與家具的深層交互。這樣將極大地推進(jìn)家具行業(yè)的創(chuàng)新程度，加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特別是家具產(chǎn)品的迭代，加速物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，拓展智能家居的定義。

家具的發(fā)展與演變作為一個(gè)時(shí)代的見(jiàn)證，從農(nóng)業(yè)社會(huì)到工業(yè)社會(huì)以及現(xiàn)在所處的信息化社會(huì)，根據(jù)人類(lèi)文明的推動(dòng)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步、新材料的發(fā)明，家具都經(jīng)歷了不同風(fēng)格與表現(xiàn)形式。家具行業(yè)從手工業(yè)、到手工業(yè)與機(jī)械加工并需要與相應(yīng)的生產(chǎn)方式相適應(yīng)。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字時(shí)代，那么物聯(lián)網(wǎng)則是在數(shù)字時(shí)代的基礎(chǔ)上，提供了把“實(shí)物”接入網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會(huì)。而作為傳統(tǒng)制造業(yè)的家具行業(yè)，與物聯(lián)網(wǎng)的珠聯(lián)璧合是拉動(dòng)其大幅增長(zhǎng)的一劑強(qiáng)心針。

家具智能化歸根結(jié)底是使得家具產(chǎn)品為人服務(wù)?？萍嫉陌l(fā)展惠及全人類(lèi)，提供人類(lèi)更加貼心、便捷的服務(wù)。信息革命帶來(lái)的巨大變化，使得人們的生活有了質(zhì)的飛躍。從以前的互聯(lián)網(wǎng)，世界在桌面；到現(xiàn)在的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，世界在掌中；到物聯(lián)網(wǎng)，世界在無(wú)意識(shí)中。假想一個(gè)場(chǎng)景：當(dāng)你下班回家，坐在沙發(fā)上，它會(huì)知道是你回來(lái)了，并且詢(xún)問(wèn)你需要什么服務(wù)。是休息一下，還是準(zhǔn)備晚餐。還能根據(jù)你身體的參數(shù)告訴你今天是適合吃什么，冰箱里面有什么。你可以查具體的做法。晚上可以根據(jù)你的精神狀態(tài)提供你娛樂(lè)、看書(shū)、社交等的環(huán)境屬性等等。這便是未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，讓物體都能夠與人進(jìn)行溝通。到那時(shí)候?qū)氐赘淖儸F(xiàn)在的生活方式。

家具產(chǎn)品，作為家庭生活中的一個(gè)重要的組成系統(tǒng)，是家居環(huán)境中大體量的集中表現(xiàn)。成套出現(xiàn)的家具產(chǎn)品，使得家具產(chǎn)品之間的互聯(lián)提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?jié)u入佳境，智能家居已經(jīng)為家居環(huán)境系統(tǒng)研究打好了基礎(chǔ)的條件上，率先進(jìn)存、到計(jì)算機(jī)輔助加工設(shè)計(jì)的這個(gè)過(guò)程，變革的一直是制造家具的加工方式，通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)方式來(lái)達(dá)到制造出更多更好的家具。信息化的進(jìn)程通過(guò)加工制造慢慢滲到了家具行業(yè)。但卻沒(méi)有很好地滲入到家具產(chǎn)品本身。作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的要求，“物物相連”的概念為家具行業(yè)接入信息化提供了一個(gè)可靠的平臺(tái)。信息化、分布式、網(wǎng)絡(luò)、集群的思想，可以為家具智能化提供參考價(jià)值。

根據(jù)人工智能的四個(gè)定義，可以類(lèi)比到家具“像人一樣思考”、“像人一樣行動(dòng)”、“理性地思考”和“理性地行動(dòng)”，這便是家具智能化的終極理想。

家具產(chǎn)品智能化是使家具行業(yè)信息化的一個(gè)手段，同時(shí)也是一個(gè)企業(yè)革新至關(guān)重要的突破口。家具智能化，并不只是把家具并入信息化的軌道，從宏觀上還是改革企業(yè)管理、生產(chǎn)流流、營(yíng)銷(xiāo)方式等的重要渠道。通過(guò)家具終端可以直接接觸到用戶(hù)，收集用戶(hù)一線資料，建立用戶(hù)資源管理系統(tǒng)，調(diào)整產(chǎn)品線，使家具行業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)加速駛?cè)胄畔⒒倪^(guò)程。

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶動(dòng)了電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展，改變了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，比如產(chǎn)業(yè)鏈中沒(méi)有了層層嵌套的中間商與分銷(xiāo)商，通過(guò)降低價(jià)格來(lái)提高銷(xiāo)售量，提升顧客感知價(jià)值，全面拉動(dòng)各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。信息革命帶來(lái)的變化是巨大的，生產(chǎn)力的發(fā)展入智能化研究的家具企業(yè)，通過(guò)智能家具自下而上調(diào)整企業(yè)結(jié)構(gòu)，制定適合新市場(chǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略，一步一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與企業(yè)的信息化，從傳統(tǒng)家具制造業(yè)里脫胎換骨，形成一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的完整閉環(huán)。這將改變整個(gè)行業(yè)的創(chuàng)新思路，家具企業(yè)將不會(huì)只停留在家居產(chǎn)品的風(fēng)格、造型、結(jié)構(gòu)、材料、工藝、功能、文化上的傳承與創(chuàng)新，而是通過(guò)架構(gòu)一個(gè)完整的生態(tài)閉環(huán)，為傳統(tǒng)的家具企業(yè)提供一條與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展道路。

圖1 家具智能化嵌入系統(tǒng)架構(gòu)

2 家具智能化的構(gòu)成體系

家具智能化應(yīng)該包含家具產(chǎn)品特征和特聯(lián)網(wǎng)特征兩個(gè)主體方面的融合。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)主要有：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層和中間件。也就是說(shuō)需要為家具研發(fā)一套與其使用功能相對(duì)應(yīng)的包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層和中間件的嵌入式系統(tǒng)（見(jiàn)圖1），使得家具自成終端。

2.1 感知層

感知層，顧名思義需要用物件來(lái)感知到人的行為，并做出反饋。

在這個(gè)層面我們需要解決的問(wèn)題有：智能化家具功能需求的確定、家具終端的設(shè)計(jì)、用戶(hù)的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)短距離傳輸?shù)乃膫€(gè)問(wèn)題。

（1）智能化家具功能需求的確定

不論是技術(shù)研發(fā)還是產(chǎn)品設(shè)計(jì)，歸根結(jié)底是以人為中心，體現(xiàn)為人服務(wù)的特點(diǎn)。功能需求的確定從兩個(gè)步驟來(lái)確定：第一，根據(jù)用戶(hù)畫(huà)像和用戶(hù)體驗(yàn)地圖來(lái)確定我們的目標(biāo)客戶(hù)群體的大致需求；第二，根據(jù)大致需求來(lái)梳理物理世界的相關(guān)信息，如用戶(hù)偏好、生理狀態(tài)、周邊環(huán)境等。

（2）家具終端的設(shè)計(jì)

家具作為終端就必須改變傳統(tǒng)觀念，不僅要將家具當(dāng)作接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，將嵌入式系統(tǒng)、傳感器、RFID等并入到家具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與造型設(shè)計(jì)。此時(shí)，應(yīng)該考慮到在家具的身體里面應(yīng)當(dāng)要有相應(yīng)的信息接收器和發(fā)送器、數(shù)據(jù)傳輸通路、數(shù)據(jù)處理芯片、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)空間等，并且作為一個(gè)設(shè)備，需要遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議，在物聯(lián)網(wǎng)中有可被識(shí)別的標(biāo)識(shí)。

（3）用戶(hù)的數(shù)據(jù)采集

這里主要是指?jìng)鞲衅骷夹g(shù)以及NFC技術(shù)，結(jié)合家具以一體式的方式呈現(xiàn)。傳感器是家具終端的感知和輸入部分。能夠感受到被測(cè)的信息，而被測(cè)的信息是根據(jù)在（1）中來(lái)確定的范圍，并將檢測(cè)感受到的信息按一定的規(guī)律變成電信號(hào)或者其他所需要的信息輸出，滿足信息的傳輸、處理、儲(chǔ)存、顯示、記錄和控制等。而RFID的標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)ξ锲愤M(jìn)行識(shí)別，通過(guò)開(kāi)放式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享。與RFID技術(shù)類(lèi)似的還有一個(gè)NFC技術(shù)，可以利用NFC技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)近距離安全識(shí)別。這對(duì)于個(gè)人信息的設(shè)置與保護(hù)是具有重要意義的。通過(guò)傳感器技術(shù)和NFC技術(shù)讓家具對(duì)人以及人的行為進(jìn)行識(shí)別與反饋。這是建立家具智能化系統(tǒng)中與用戶(hù)之間接觸的環(huán)節(jié)。

（4）數(shù)據(jù)短距離傳輸

短距離傳輸這里指的以藍(lán)牙、Zigbee為主。藍(lán)牙具有全球范圍使用、功耗低、成本低、抗干擾能力強(qiáng)、可同時(shí)傳輸話音和數(shù)據(jù)、可以建立臨時(shí)性對(duì)接、具有開(kāi)放的接口標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)。Zigbee具有數(shù)據(jù)傳輸速率低、功耗低、成本低、網(wǎng)絡(luò)容量大、有效范圍小、工作頻段靈活、可靠性高、延時(shí)短、安全性高的特點(diǎn)。采用何種技術(shù)以及如果結(jié)合數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù)，是傳輸用戶(hù)數(shù)據(jù)的一個(gè)主要問(wèn)題。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

對(duì)于感知而得到的信息，我們需要一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系來(lái)對(duì)其進(jìn)行管理和整合。網(wǎng)絡(luò)層的作用在在于承擔(dān)數(shù)據(jù)的傳輸。除目前已經(jīng)比較成熟的遠(yuǎn)距離有線、無(wú)線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)外，為了滿足M2M的需求，網(wǎng)絡(luò)層將綜合使用IPv6、2G/3G、Wi-Fi等通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)層面的結(jié)合。而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層，我們需要處理的核心問(wèn)題就是感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)。

感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢(xún)、分析、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的技術(shù)。

圖2 家具智能化體系構(gòu)成關(guān)系圖

（1）Internet作為主要的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)之一，通過(guò)IPv6技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于我們的家具終端設(shè)備。

（2）在移動(dòng)通信網(wǎng)中，當(dāng)前比較熱門(mén)的接入技術(shù)有3G、Wi-Fi和WiMAX。在現(xiàn)在的家庭環(huán)境中，普遍裝有Wifi使得各個(gè)移動(dòng)終端接入網(wǎng)絡(luò)。

（3）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)貫穿了物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層面，結(jié)合了計(jì)算機(jī)、通信和傳感器三項(xiàng)技術(shù)。具有較大范圍、低成本、高密度、靈活布設(shè)、實(shí)時(shí)采集、全天候工作的優(yōu)勢(shì)。而這對(duì)于家庭環(huán)境來(lái)說(shuō)具有顯著的操作優(yōu)勢(shì)。將家庭環(huán)境中一系列空間分散的傳感器單元（或者是家具終端）通過(guò)自組織的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸匯總，以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間分散范圍的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控、操作與理解。

2.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層的主要功能就是把從家具終端感知和傳輸來(lái)的信息進(jìn)行分析和處理，做出正確的控制和決策，實(shí)現(xiàn)智能化的管理、應(yīng)用和服務(wù)。這一層解決的是信息處理和人機(jī)界面的問(wèn)題。M2M現(xiàn)階段通過(guò)結(jié)合通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和軟件智能處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器設(shè)備信息的自動(dòng)獲取和自動(dòng)控制。這個(gè)階段通信的對(duì)象主要是機(jī)器設(shè)備。而需要解決的問(wèn)題是，嘗試使用離散的家具終端節(jié)點(diǎn)為主。介于M2M解決的是物之間的通信，使得設(shè)備之間具備聯(lián)網(wǎng)和通信的能力。這樣能夠滿足于家庭環(huán)境中個(gè)大家具之間的對(duì)話。應(yīng)用層還可以接著分為應(yīng)用程序?qū)雍徒K端設(shè)備層。

（1）應(yīng)用程序?qū)?/p>

應(yīng)用程序?qū)有枰鉀Q的問(wèn)題是如果高質(zhì)量的處理數(shù)據(jù)，并完成跨終端、跨應(yīng)用的生活環(huán)境內(nèi)的信息協(xié)同、共享、互通。包括了生活的方方面面，如電力、醫(yī)療、銀行、交通、環(huán)保、物流、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市管理、家居生活等。而這些顯然不是一蹴而就的，而是需要慢慢擴(kuò)展、通過(guò)數(shù)據(jù)的整合與理解才能夠逐步完善。

（2）終端設(shè)備層

而終端設(shè)備層，指的就是家具終端。家具不僅需要保持傳統(tǒng)家具的功能屬性，還需要提供人機(jī)交互界面。需要靠人的操作與控制才完成。而人機(jī)交互的過(guò)程，擬推出三根管道同時(shí)而下的解決方案：體感技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別以及觸屏控制。這里我們需要解決的問(wèn)題是，體感技術(shù)的行為編寫(xiě)、語(yǔ)音與圖像的識(shí)別，以及哪些操作通過(guò)何種識(shí)別方法進(jìn)行人機(jī)交互。

2.4 中間件

中間件是為了實(shí)現(xiàn)每個(gè)小的應(yīng)用環(huán)境或系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化以及它們之間的通信，在后臺(tái)應(yīng)用軟件和讀寫(xiě)器之間設(shè)置的一個(gè)通用的平臺(tái)和接口。目前主流的中間件包括ASPIRE 和Hydra。ASPIRE 的解決辦法是完全開(kāi)源和免版權(quán)費(fèi)用，這大大降低了總的開(kāi)發(fā)成本。Hydra 中間件特別方便實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知行為和在資源受限設(shè)備中處理數(shù)據(jù)的持久性問(wèn)題。采用何種中間件也是需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證才能得知的一個(gè)問(wèn)題。

以上四個(gè)方面的相互關(guān)系如圖2所示。

3 市場(chǎng)預(yù)測(cè)

2014年，以蘋(píng)果、微軟、Google、三星為代表的科技巨頭，以及以海爾、美的為代表的家電業(yè)巨頭，紛紛發(fā)力搶灘智能家居市場(chǎng)。這些消費(fèi)者耳熟能詳?shù)钠髽I(yè)的進(jìn)入，讓智能家居的關(guān)注度空前高漲。另外，衛(wèi)浴的恒溫節(jié)水智能、鎖具的安防智能等產(chǎn)品的上市即受到消費(fèi)者的青睞。根據(jù)2013年的《中國(guó)智能家居設(shè)備行業(yè)發(fā)展環(huán)境與市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)分析報(bào)告前瞻》預(yù)計(jì)，國(guó)內(nèi)智能家居行業(yè)將以年均19.8%的速率增長(zhǎng)，在2015年產(chǎn)值達(dá)1240億元，前景廣闊。據(jù)推算，未來(lái)三年，中國(guó)數(shù)字家庭市場(chǎng)會(huì)形成500億以上的新增規(guī)模，并在五年內(nèi)迅速達(dá)到1000億規(guī)模?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在未來(lái)幾年，消費(fèi)者將在賣(mài)場(chǎng)里看到更多的智能產(chǎn)品。

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，人們的生活水平日益提高，消費(fèi)者有能力去消費(fèi)自己“買(mǎi)得起”和“愿意買(mǎi)”的消費(fèi)品。家具智能化系統(tǒng)本身面對(duì)的客戶(hù)群體就是高端市場(chǎng)，這類(lèi)消費(fèi)群越來(lái)越愿意把錢(qián)投放在改善自己的生活方式上，特別是對(duì)新鮮事物的獵奇心理使得其對(duì)于智能類(lèi)產(chǎn)品一直是趨之若鶩，也希望通過(guò)智能產(chǎn)品的便利性凸顯自己的生活方式或是身份地位。所以無(wú)論是消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)力還是購(gòu)買(mǎi)意向，智能家具市場(chǎng)都會(huì)有不錯(cuò)的市場(chǎng)前景。

由此可見(jiàn)，作為家居主體的家具產(chǎn)品如果能擺脫傳統(tǒng)的使用習(xí)慣與價(jià)值觀念，在與智能化方面同步于智能家居，研發(fā)出符合產(chǎn)品發(fā)展規(guī)律和當(dāng)下社會(huì)需求、可操作性強(qiáng)、人性化的高性?xún)r(jià)比智能家具，既可滿足市場(chǎng)需求，又與產(chǎn)品發(fā)展的時(shí)代趨勢(shì)相吻合。

（責(zé)任編輯：賀 輝）

[1]http://jiaju.sina.com.cn/news/20140728/371800.shtml

[2]唐開(kāi)軍.當(dāng)代中國(guó)家具奢侈品體系的構(gòu)建[J].家具與室內(nèi)裝飾,2013,(04).

[3]唐開(kāi)軍.中國(guó)家具產(chǎn)品主流特征剖析[J].家具與室內(nèi)裝飾,2011(07).

The Analysis of Furniture Intelligent System

Tang Kaijun & Peng Xiang

In the background of the maturity of Internet technology and the popularity of smart products, smart furniture will gradually receives the widespread attention. This article discusses Furniture Intelligent System in detail from these following aspects: the meaning and content of furniture intelligentizing, the constitution of achieving intelligentizing and market analysis. It will have a great infl uence on furniture industry transformation and upgrading.

Furniture; Intelligentize; The Internet of Things

TS664.01

A

1006-8260(2015)04-0011-03

廣東華頌家具集團(tuán)有限公司科研基金資助項(xiàng)目