以情境感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計

艾敬園

摘要：文章以情景感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計為目的進行研究。通過對國內(nèi)外以情景感知為基礎(chǔ)的智能家居行業(yè)研究，分析開展以情境感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計途徑。基于情景感知三層模型和從低到高的信息處理等級要求開展智能家居設(shè)計工作，提高了智能家居的設(shè)計水平及使用效果。在開展以情景感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計中，要明確國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，基于情景感知理念，明確大眾需求，結(jié)合先進技術(shù)，才能提高智能家居設(shè)計水平。

關(guān)鍵詞：情景感知 智能家居 設(shè)計 發(fā)展

中圖分類號：TB472

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069 （2019） 02-0114-02

引言

由于人們生活水平質(zhì)量不斷改善，大眾傳統(tǒng)的生活、消費觀念已經(jīng)悄然發(fā)生了改變。當(dāng)前，人們開始追求舒適、干凈、整潔、高效的高品質(zhì)生活環(huán)境。為了滿足大眾的生活需求，基于情景感知為基礎(chǔ)，完善智能家居設(shè)計方案將顯得十分有必要。

一、闡述智能家居概念與發(fā)展的狀況

隨著時代的快速發(fā)展，智能家居的概念逐漸被大眾熟知。美國作為世界上唯一的一個超級大國，是智能家居概念的發(fā)源地。在二十世紀(jì)八十年電子技術(shù)快速發(fā)展的影響下，利用單獨的電子設(shè)備實現(xiàn)住宅自動化成為了全新發(fā)展方向。之后在各種先進技術(shù)的影響下，終于實現(xiàn)了統(tǒng)一管理、監(jiān)管、控制住宅內(nèi)部家電、安全防護設(shè)備等的發(fā)展目標(biāo)。而智能家居概念在先進科學(xué)理念及技術(shù)的雙重影響下，已經(jīng)更加明確，即“利用高科技建設(shè)住宅設(shè)施，通過在住宅中引入立體化管理系統(tǒng)，提高住宅的安全性、舒適性、便利性，然后根據(jù)用戶要求提供個性化差異服務(wù);同時引入大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)滿足當(dāng)前社會的高品質(zhì)智能化生活需求。”[1]

智能家居除能夠滿足居住需求外，借助立體化信息交互技術(shù)，還能為用戶自主提供高效率、高品質(zhì)、節(jié)約型、智能化的生活環(huán)境。而獨立的智能家居主要由管理、通信、控制、維護四部分組成，通過各部分的合理配合，實現(xiàn)了給用戶創(chuàng)設(shè)安全、舒適、便捷數(shù)字化居住環(huán)境的目標(biāo)。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，智能家居市場在美國等發(fā)達國家正在以每年5.8%的交易增速快速發(fā)展，但是，由于發(fā)達國家智能化家居市場已經(jīng)進入高價、需求減少等階段，所以交易額正在回落。而國內(nèi)的智能家居市場雖然成立時間有限，但是具有強勁的發(fā)展動力，其發(fā)展規(guī)模正在不斷擴大，經(jīng)預(yù)測，到達2020年后，中國智能家居市場交易總額可能突破2900億元大關(guān);不過在實際研究中發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)智能家居市場滲漏效率較差，同時沒有實現(xiàn)大面積普及運用，該現(xiàn)象主要由兩點因素造成：[2]

（二）國內(nèi)智能家居產(chǎn)業(yè)鏈條沒有徹底成型，依舊屬于發(fā)展階段;同時國內(nèi)消費者未能建立智能家居消費觀，主流觀念依舊以“日常生活所需家居”為主，很多家庭短時間內(nèi)無法轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生活形式。

（二）智能家居設(shè)計方面的標(biāo)準(zhǔn)未能統(tǒng)一，由于存在較多的智能家居生產(chǎn)平臺，所以導(dǎo)致諸多職能家居設(shè)備無法完成統(tǒng)一管控與產(chǎn)品間的相互連通，進而影響了智能家居體驗效果。

（三）智能家居生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品技術(shù)升級過于關(guān)注，忽略了購買者的實際需求狀況，影響了智能家居使用的價值。

二、以情景感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計分析

（一）情景感知是智能家居設(shè)計的理論核心：構(gòu)建具備計算、通信雙重能力的全新環(huán)境，利用先進技術(shù)使人類生活與其結(jié)合，讓該環(huán)境為人類實時提供數(shù)字化服務(wù)的新概念被稱為普適計算概念。受到普適計算概念的影響，情景感知技術(shù)概念逐漸浮出水面，即“利用傳感器與先進的技術(shù)讓外界環(huán)境的狀態(tài)被計算機設(shè)備感知，從而根據(jù)當(dāng)前環(huán)境狀況，給用戶提供舒適的服務(wù)”。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，智能化正在從“人們隨時隨地獲取信息”朝“在需要的、適宜的地點獲取信息”的方向發(fā)展。而情景感知正是家居智能化實現(xiàn)發(fā)展的核心理念。[3]

把外界游離的用戶、情境環(huán)境、系統(tǒng)狀態(tài)有效地集成在一起，是情景感知的特性。在確定的條件情境中，系統(tǒng)能夠基于所在環(huán)境的狀態(tài)、用戶的信息預(yù)測即將出現(xiàn)的情境變化，這是智能科技未來發(fā)展的全新趨勢。同時，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支撐下，情景感知技術(shù)實現(xiàn)了完善，目前已經(jīng)能夠?qū)λ鸭臄?shù)據(jù)實施有效的處理與儲存，借助和云端大數(shù)據(jù)終端的合作，實現(xiàn)了人機交互的智能化與人性化，改善了用戶的真實體驗效果。

（二）基于處置信息的視角分析情景感知機制，“對某個時間、空間里面的元素實施感知，掌握其內(nèi)在含義，有目的性的開展未來發(fā)展趨勢預(yù)測活動”。既是情景感知機制內(nèi)涵;同時其把人類的情境感知過程劃分為三大階段，即“感知、理解、預(yù)測”;同時，還完成了情景感知三層模型和從低到高的信息處理等級的建設(shè)，由此獲得了以下結(jié)論：

首先，感知情境內(nèi)有關(guān)元素組成與動態(tài);該階段要搜集大量的數(shù)據(jù)信息，一般要在搜集和情景相關(guān)的人、目標(biāo)、狀態(tài)、環(huán)境、屬性變化等信息時使用傳感器設(shè)備，如大量使用空氣、運動傳感器等。傳感器的運用主要承擔(dān)著視覺、聽覺、嗅覺等功能，能夠?qū)λ闹墉h(huán)境狀況予以精確的探測、記錄。[4]

其次，有效理解事件，通過模式識別、解析、評價、估計感知時收集的要素。這種行為屬于智能化的直接表現(xiàn)，通過解析收集的相關(guān)信息，對用戶個人的興趣愛好、生活習(xí)慣等進行甄別性選擇，從而實現(xiàn)半能動性與初步學(xué)習(xí)的目標(biāo)。這有助于改善用戶體驗效果、幫助用戶脫離“自己動手豐衣足食”的狀態(tài)，具有較高的模仿及主動學(xué)習(xí)能力。[5]

最后，能夠?qū)ξ磥砬闆r予以預(yù)測，情景感知可以有效判斷未來屬性與狀態(tài)變化情況，具有高級特性。由于人類具有獨一無二的主觀能動性，因此，該階段智能家居除了具備學(xué)習(xí)、模仿功能外，還能夠通過分析環(huán)境及相關(guān)因素變化，對用戶的真實需要進行預(yù)測，從而實現(xiàn)自主工作，而不用在依賴用戶反饋的數(shù)據(jù)實現(xiàn)功能運作，使真正的高級人工智能變成現(xiàn)實。[6]

（三）以情景感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計案例分析：國內(nèi)知名專家學(xué)者認為顯示感知、蘊含感知才是組成情景感知的重要種類?，F(xiàn)實感知利用傳感器對情境環(huán)境內(nèi)的數(shù)據(jù)實施偵搜，對四周環(huán)境進行感知;蘊含感知屬于高級感知級別，在對情境環(huán)境中的用戶行為進行預(yù)測時依賴數(shù)據(jù)解析結(jié)果，這主要是為了滿足用戶的個性化體驗需求。所以，智能產(chǎn)品的設(shè)計中十分依賴情景感知，而情景感知已經(jīng)和人類工作、生活等環(huán)境實現(xiàn)了有效融合。同時，對用戶情境信息的偵搜、處理能力是情景感知系統(tǒng)必須具備的，同時，還要根據(jù)用戶特征、環(huán)境狀況，對用戶提出的要求予以回應(yīng)。情景感知應(yīng)用環(huán)境中智能設(shè)備的情境感知概念是指“智能化家居主要處于一種具備流動性、開放性、動態(tài)性的智能化空間環(huán)境當(dāng)中”。因此，基于用戶家庭環(huán)境改變情況，合理地對偵搜的情境信息進行針對性的處理、創(chuàng)設(shè)，符合用戶需求，成為了智能家居未來主要的科研方向。[7]

當(dāng)前，智能市場中存在的智能家居產(chǎn)品主要以智能單品為主，他們需要智能手機安裝APP客戶端，才能實現(xiàn)點對點的終端控制?；谥悄芗揖酉到y(tǒng)整體性來講，智能單品只能使用戶對日常生活中某家居的某功能需求得到滿足，無法通過產(chǎn)品配套組合給用戶營造良好的體驗效果。當(dāng)前，場景化理念正在被強硬地融入到智能產(chǎn)品的設(shè)計當(dāng)中，這不僅未能結(jié)合用戶興趣、生活習(xí)慣等要素，還影響了需求預(yù)測的準(zhǔn)確性。同時，國內(nèi)諸多企業(yè)正在投入大量資源，期待實現(xiàn)智能家居場景化、融合性以及除舊更新的發(fā)展目標(biāo)。[8]

比如，國內(nèi)知名企業(yè)海爾公司旗下的“海爾U+智慧生活平臺”和傳統(tǒng)的獨立智能家居產(chǎn)品存在較大差異，U+主打智慧家庭系統(tǒng)整體化銷售理念（如圖1）。同時在2016年推出了“智慧家庭”專題定制的UHomeOS操作系統(tǒng)，他可以根據(jù)場景、用戶、功能元素重新構(gòu)建用戶基本需求，然后利用深度定制、云端數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)解析等功能，制訂健康、安全、溫馨、舒適的智慧家庭生活環(huán)境供用戶享受。嘲比如，在客廳場景的智能化家居設(shè)計中，用戶可以通過智能門鎖指紋識別的方式開門。另外，當(dāng)用戶通過指紋掃描開門后，客廳內(nèi)所有智能家居設(shè)備開關(guān)將同時打開，智能系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到回家狀態(tài)，空調(diào)等設(shè)備將根據(jù)室內(nèi)狀況自動開啟、調(diào)節(jié)溫度等。為了提高用戶智能家居設(shè)計的體驗感，當(dāng)用戶打開房門后，系統(tǒng)會將用戶開門的行為定義成“回家模式”，然后根據(jù)室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)，科學(xué)調(diào)控空調(diào)、燈光等智能設(shè)備，從而使室內(nèi)環(huán)境達到最佳。[10]比如，室內(nèi)的智能空調(diào)開啟后.會利用溫度傳感器收集客廳內(nèi)的溫度信息，然后根據(jù)用戶生活習(xí)慣對溫度進行調(diào)節(jié);而智能燈則會利用光傳感器對室內(nèi)光線狀況信息進行搜集，然后根據(jù)用戶個人習(xí)慣對燈光亮度實施調(diào)整，該過程不需要用戶參加（如圖2）。實際上，智能家居系統(tǒng)就是通過點切入到面，利用收集用戶當(dāng)下狀態(tài)、四周環(huán)境信息等方式，對用戶需求進行預(yù)測，這有效地提高了用戶的智能家居真實體驗感。[11]

三、促進智能家居健康發(fā)展的建議

（一）智能家居的發(fā)展將得到完善：智能家居正逐漸被國內(nèi)大眾熟知，但并未得到批量使用。所以，國內(nèi)智能家居設(shè)計行業(yè)要積極學(xué)習(xí)發(fā)達國家智能家居技術(shù)、設(shè)計方法，要結(jié)合中國文化及國情，取其精華，去其糟糠。在宣傳階段，不僅要重視一線城市的宣傳，還要增加二三線城市宣傳力度。同時，政府方面要建立健全相關(guān)制度，規(guī)范智能家居行業(yè)的建設(shè)，促進智能家居行業(yè)健康發(fā)展。[12]

（二）改善用戶體驗效果，促進智能家居健康發(fā)展：為了更好地推廣智能家居，政府部門可以在許多公共單位裝置惠民智能家居，檢驗智能家居的成果。與此同時，房地產(chǎn)商在進行推廣時，也可以將智能家居作為推廣的重點，創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)的家居結(jié)構(gòu)，增強廣大用戶對于智能家居的感受。[13]

（三）根據(jù)用戶需求完善智能家居設(shè)計：智能家居理念最早在斜放出現(xiàn)，受到東西文明差異影響，必須結(jié)合中國國家文化才能提高智能家居設(shè)計的合理性。受傳統(tǒng)安全意識影響，未來智能家居可朝家電、防盜智能控制領(lǐng)域發(fā)展;同時，隨著人們生活水平的改善，更要根據(jù)大眾的實際需求做好設(shè)計調(diào)整。[14]

結(jié)語

智能家居行業(yè)在中國具有巨大的發(fā)展強力，隨著大眾生活及新生代理念的改變，智能家居設(shè)計必然成為家居制造業(yè)的主流發(fā)展趨勢。因此，在智能家居設(shè)計中要結(jié)合國情及用戶需求，改善體驗效果、提高性價比等，才能提高智能家居設(shè)計方案的利用價值。

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