沈鵬遠(yuǎn)

（湖州師范學(xué)院，浙江 湖州 313001）

0 引言

智能家電正在蓬勃發(fā)展，對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，能夠理清智能家居的體系，對(duì)于設(shè)計(jì)工作大有助益，本文便是通過(guò)智能家居已有的發(fā)展成果，對(duì)于智能家居進(jìn)行簡(jiǎn)單的體系概括。智能家電已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十年，在這段過(guò)程中智能家電的功能和形態(tài)一直在變化，功能越來(lái)越全面[1]。

1 智能家居概念的發(fā)展

何謂智能家居，智能家居是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)，將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起（家庭智能化系統(tǒng)，即家庭控制器），通過(guò)統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效[2-3]。

智能家居中的一個(gè)重要組成部分就是智能化電器，在早前的一些學(xué)者研究中將智能電器的內(nèi)涵概括為3點(diǎn)：①完成基本職能過(guò)程中的智能感知、判斷與執(zhí)行功能；②智能電器的智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)與壽命評(píng)估功能；③具有交互能力，運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電網(wǎng)和環(huán)境友好。

在相關(guān)的字詞釋義材料中如此描述“智能”：對(duì)智能至今還沒(méi)有一個(gè)廣為接受的定義，一般認(rèn)為智能包括邏輯、理解、自我意識(shí)、學(xué)習(xí)、情感知識(shí)、推理、計(jì)劃、創(chuàng)新和解決問(wèn)題等多種能力。簡(jiǎn)要地說(shuō)智能指感知或推斷環(huán)境信息的能力，并將其作為知識(shí)保留下來(lái)，用于自適應(yīng)環(huán)境行為。人類具有智能，非人類動(dòng)物和植物中也有智能，這些智能為自然智能；機(jī)器中的智能被稱為人工智能，通常是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用程序?qū)崿F(xiàn)的。

根據(jù)以上對(duì)于智能概念的理解，結(jié)合前面對(duì)于智能家居的闡述?？梢岳斫庵悄芗揖邮怯?jì)算機(jī)技術(shù)所賦予智能家電解決問(wèn)題的能力，使其解決問(wèn)題的能力更強(qiáng)、操作更便捷、應(yīng)用范圍更廣、效果更出色。當(dāng)前人工智能（Artificial Intelligence）發(fā)展迅猛，在一定程度上助力了智能家居的發(fā)展。

2 智能家居的發(fā)展背景

智能這個(gè)詞起先是描述人類對(duì)于整個(gè)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解，以及其他的創(chuàng)造。在家居設(shè)計(jì)的語(yǔ)境中，既能代表則可以減輕人們反復(fù)的操作并具有自動(dòng)化的功能屬性。世界家電產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今可以劃分為三個(gè)階段：第一階段以第二次工業(yè)革命（19世紀(jì)60年代后期）為契機(jī)，從發(fā)展照明業(yè)開始，逐步生產(chǎn)收音機(jī)、電視機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)等，直至開始建立電信系統(tǒng)；第二階段從1945年開始，家用電器類產(chǎn)品開始普及，消費(fèi)類電子產(chǎn)品逐步興起；第三階段從20世紀(jì)70年代開始，小家電開始進(jìn)入消費(fèi)者家庭，一些具有個(gè)性化、攜帶方便的電子產(chǎn)品受到消費(fèi)者青睞。早期家用電器多為電力驅(qū)動(dòng)的機(jī)械化設(shè)備，幫助人類處理繁瑣日常家務(wù)，其內(nèi)部也不包含可以智能控制家電運(yùn)轉(zhuǎn)的芯片或者邏輯電路。在第二次世界大戰(zhàn)中，美國(guó)出于軍事目的制造了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，但當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)體積龐大，運(yùn)算能力低下，還不足以作為家用電器的零件投入生產(chǎn)使用，而后在20世紀(jì)末期，半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是21世紀(jì)之后互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛躍，智能手機(jī)開始普及。此時(shí)已經(jīng)給智能家居創(chuàng)造了非常非常好的條件，這個(gè)時(shí)候部分小型家電已經(jīng)裝載有智能芯片，具有一定的智能運(yùn)算能力。而依托于無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，以及智能移動(dòng)終端，家居行業(yè)算是正式邁入了智能化的大門。一些廠商開始嘗試，將家電接入互聯(lián)網(wǎng)，并用手機(jī)等各種移動(dòng)終端參與控制家電。同時(shí)依托于互聯(lián)網(wǎng)，多個(gè)家電可以進(jìn)行相互聯(lián)動(dòng)。自動(dòng)感知周圍場(chǎng)景，并提供相應(yīng)功能。此時(shí)，部分智能家居展品已經(jīng)可以搭載家庭(家居)控制器進(jìn)行使用，家庭(家居)控制器是實(shí)現(xiàn)家庭(家居)智能化的核心裝置。搭載中央處理器CPU、通信模塊。家庭(家居)控制器是指能通過(guò)家庭(家居)總線技術(shù)將家庭中各種與信息設(shè)備相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器及家庭保安裝置，連接到一個(gè)家庭（家居）智能化系統(tǒng)上，進(jìn)行集中或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。在整理了傳統(tǒng)家用電器和智能家用電器的概念之后，筆者將從空調(diào)制冷這個(gè)實(shí)際使用場(chǎng)景出發(fā)開始分析兩種家電類型的使用邏輯。

3 智能家居的工作邏輯

一般來(lái)說(shuō)，人處于一個(gè)生活中的使用場(chǎng)景，一些事物需要家用電器代替人去完成以方便人們生活。因?yàn)樵趯?shí)際使用場(chǎng)景中，家用電器的功能五花八門，需求痛點(diǎn)各不相同，這里為了清楚明白地對(duì)比非智能家居和智能家居的異同，選用空調(diào)這一使用率較高且對(duì)家居生活質(zhì)量影響較大的電器作為例子進(jìn)行討論。

早期的空調(diào)制冷設(shè)備控制按鍵集成在空調(diào)設(shè)備本身之上，后逐漸發(fā)展為紅外遙控設(shè)置，當(dāng)房間溫度過(guò)高，超過(guò)人體舒適范圍時(shí)，使用者需要使用空調(diào)進(jìn)行降溫，在傳統(tǒng)家電的操作過(guò)程中，對(duì)于室內(nèi)溫度感知的這一過(guò)程，由使用者本身完成，并且根據(jù)自身感受推算出一個(gè)合理的溫度設(shè)定，以此操作空調(diào)進(jìn)行工作，當(dāng)使用者不再需要室內(nèi)降溫時(shí)，再次手動(dòng)操作空調(diào)關(guān)閉，以上得感知外部環(huán)境，設(shè)定空調(diào)的工作策略，直至最后的關(guān)機(jī)，整個(gè)流程都是使用者人為干預(yù)。人需要結(jié)合自身的感知進(jìn)行操作，并結(jié)合自身感受對(duì)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行細(xì)致操作，調(diào)高或者調(diào)低工作功率以達(dá)到滿意的效果，當(dāng)屋內(nèi)不再需要使用空調(diào)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)時(shí)，如需要出門等生活場(chǎng)景時(shí)，人們需要手動(dòng)關(guān)閉設(shè)備[4-5]。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，空調(diào)內(nèi)部以及遙控器上開始集成了一些基礎(chǔ)的控制芯片和傳感器，這些技術(shù)上的升級(jí)使得設(shè)備開始具有一定的智能化雛形。以往需要人手動(dòng)調(diào)節(jié)的一些操作開始被替代?？照{(diào)內(nèi)置的傳感器可以直接獲取房間中的溫度信息，以此溫度信息為依據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)當(dāng)下空調(diào)設(shè)備的工作狀態(tài)，可以讓使用者獲得更為舒適的使用體驗(yàn)，并且在節(jié)能方面也有不小的貢獻(xiàn)。除此之外，一些諸如定時(shí)關(guān)機(jī)的功能也開始替代使用者的人為操作，改善了一些使用場(chǎng)景下的用戶體驗(yàn)。

而在智能家電使用場(chǎng)景中，外部環(huán)境溫度感知方式比以往更加拓寬，除了自身內(nèi)部以及置于遙控器中的溫度傳感器，空調(diào)設(shè)備還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取當(dāng)?shù)禺?dāng)天的溫度與濕度數(shù)據(jù)，通過(guò)云服務(wù)器的計(jì)算得出室內(nèi)比較合適的溫度設(shè)定。依托于ZigBee或者藍(lán)牙能通信技術(shù)，空調(diào)可以獲取居家環(huán)境中的其他數(shù)據(jù)，或者統(tǒng)一接受網(wǎng)關(guān)的統(tǒng)一調(diào)配與其他家電協(xié)同工作?？照{(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度需要一定時(shí)間，無(wú)法快速使室內(nèi)溫度達(dá)到人體舒適要求，而結(jié)合目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，當(dāng)使用者剛剛回到家，甚至是還在單位，剛剛離開工位，空調(diào)設(shè)備就可以接受的訊息，智能開啟空調(diào)，借助各種外部傳感器，和手機(jī)定位功能，以上的應(yīng)用場(chǎng)景可以輕松的實(shí)現(xiàn)。

空調(diào)啟動(dòng)以及工作策略以及最后的關(guān)閉操作都可以通過(guò)智能家電的智能化功能無(wú)縫完成。外部環(huán)境溫度可以依靠空調(diào)與房間內(nèi)的溫度傳感器獲得，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)獲取當(dāng)天當(dāng)?shù)氐臏囟茸兓畔?，設(shè)備可以自動(dòng)生成一個(gè)最優(yōu)化的工作策略，在使用之后自動(dòng)進(jìn)行關(guān)閉，對(duì)于使用者本人來(lái)說(shuō)無(wú)需進(jìn)行其他額外操作。

4 智能家居未來(lái)發(fā)展前瞻

對(duì)于智能家居未來(lái)的發(fā)展方向，其實(shí)在對(duì)智能家居的體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)時(shí)便可窺知一二。智能家居的前途是十分光明的。目前智能家居的瓶頸在于單個(gè)家用電器對(duì)于室內(nèi)空間的功能集成，到達(dá)各加優(yōu)秀的使用效果。對(duì)于單個(gè)家用電器無(wú)法集成，感知，分析功能等全部流程中的所有組件。這就需要智能家居設(shè)計(jì)中，各個(gè)家居以及中控，進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)配合。而對(duì)于廠商來(lái)說(shuō)，這就需要構(gòu)建一個(gè)開放，且能夠互相溝通的生態(tài)平臺(tái)。結(jié)合云端大數(shù)據(jù)，智能家居，可以有非常非常多的創(chuàng)新玩法。不妨把能感知室內(nèi)環(huán)境的系統(tǒng)稱為感應(yīng)，進(jìn)行定期調(diào)度的系統(tǒng)稱為處理。把產(chǎn)生實(shí)際功能運(yùn)用的系統(tǒng)稱為應(yīng)用端。所以說(shuō)當(dāng)今智能家居的體系已經(jīng)開始將各個(gè)功能分化出來(lái)，各個(gè)功能區(qū)域開放接口，各自分工合作。

小米作為做智能手機(jī)發(fā)家的企業(yè)，在智能家居領(lǐng)域表現(xiàn)十分亮眼，依靠其強(qiáng)大的產(chǎn)品線與供應(yīng)鏈能力，推出了多款智能家居設(shè)備，這些家居設(shè)備功能可以加互相補(bǔ)充，各方面的聯(lián)動(dòng)能力更加強(qiáng)大，使得小米平臺(tái)上的智能家居可以串聯(lián)成一個(gè)協(xié)同的智能家居體系，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，可以更加方便有效率地調(diào)用自己需要的功能，也使得產(chǎn)品能夠適應(yīng)更多的使用場(chǎng)景[6]。因?yàn)閼?yīng)用端被單獨(dú)分列出來(lái)。所以很多家電都可以進(jìn)行小型化處理，不占用室內(nèi)空間。同時(shí)功耗得以控制。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，最重要的處理端口必須整合成開放平臺(tái)，允許多方的感應(yīng)器與應(yīng)用端口接入。在此開放平臺(tái)的基礎(chǔ)上，可以達(dá)成非常多全新的家電功能，各種家用電器可以進(jìn)行互相配合。電器能耗也可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)的控制，根據(jù)使用者的實(shí)際情況，家電可以針對(duì)使用者做出不同的指令，這樣省去了很多操作步驟，在使用效率上進(jìn)一步提升，在操作復(fù)雜性上進(jìn)一步簡(jiǎn)化。目前室內(nèi)設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段，原有的家裝，與家用電器的配合已經(jīng)無(wú)法滿足目前的需求，而智能家居，是一個(gè)全新的發(fā)展點(diǎn)。對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，理解智能家居的工作體系與發(fā)展方向，對(duì)設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的。