基于云平臺(tái)的智能家電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的應(yīng)用研究

雷曉明

（廣東萬和熱能科技有限公司 佛山 528000）

引言

科技技術(shù)的發(fā)展，使得智能家電產(chǎn)品大量的進(jìn)入了人們的生活，極大地提高了人們的生活質(zhì)量。如我們最常用到的智能家電就是 “智能語音音箱”，它連接互聯(lián)網(wǎng)后，可以直接與人進(jìn)行簡單的對(duì)話、播放喜愛的歌曲；它還可以使人們通過語音控制家里的電燈、空調(diào)、電視機(jī)、電風(fēng)扇等家電，實(shí)現(xiàn)了智能互聯(lián)控制的效果。但目前絕大多數(shù)的這些智能家電產(chǎn)品，僅僅發(fā)展在互聯(lián)控制上，也就是說實(shí)現(xiàn)的信息交流是單向的信息傳遞，并沒有實(shí)現(xiàn)雙向的信息交流。當(dāng)這些智能家電產(chǎn)品出現(xiàn)故障或者損壞的時(shí)候，人們并不知道它是怎么壞的或者哪里損壞了，或者怎么才最方便快捷地聯(lián)系最近的原廠售后維修網(wǎng)點(diǎn)。這些都是消費(fèi)者使用智能家電產(chǎn)品的痛點(diǎn)。因?yàn)橹悄芗译姰a(chǎn)品的信息是單向的，數(shù)據(jù)沒有系統(tǒng)收集，更加沒有做系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析，導(dǎo)致這些痛點(diǎn)沒有得到很好的解決。因此，解決智能家電產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析問題，是提高目前智能家居領(lǐng)域水平的要點(diǎn)。

1 智能家電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的概述

智能家電系統(tǒng)的組成包含了云平臺(tái)、家電產(chǎn)品、用戶客戶端，是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。在云平臺(tái)上整合了各類家電的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將家電運(yùn)行的重要參數(shù)實(shí)時(shí)上傳云端的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。云平臺(tái)系統(tǒng)針對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，結(jié)合過去數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析，即可判斷當(dāng)前家電的運(yùn)行狀態(tài)，也可以系統(tǒng)分析出用戶使用該家電的習(xí)慣，甚至系統(tǒng)可以分析出用戶是否滿足于目前家電的功能需求，如圖1。經(jīng)過系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析后，將一些重要的信息推送到人機(jī)交互端，實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能便捷舒適的家居環(huán)境。

2 智能家電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析

智能家電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，是整個(gè)家電系統(tǒng)的價(jià)值所在，也是智能家電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)研究的核心內(nèi)容。那么數(shù)據(jù)分析中的“數(shù)據(jù)”指的是什么呢？家電系統(tǒng)中需要分析的數(shù)據(jù)總體上分為兩類：一類數(shù)據(jù)是指家電運(yùn)行時(shí)的一些重要技術(shù)參數(shù)，這些參數(shù)包含了運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間、溫度、濕度等；另一類數(shù)據(jù)是指人在使用家電的行為數(shù)據(jù)，如人使用家電時(shí)的動(dòng)作先后循序、一天使用的次數(shù)、使用的間隔時(shí)間和使用的時(shí)長等。因此，數(shù)據(jù)分析，除了對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，還可以對(duì)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究。顯然，對(duì)于上述的兩種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析會(huì)得到兩個(gè)不同的結(jié)果。那么怎么進(jìn)行數(shù)據(jù)分析呢？下面通過舉例來說明云系統(tǒng)如何進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的。

1）首先，以一臺(tái)燃?xì)鉄崴鳛槔?。目前很多小區(qū)住宅都使用了燃?xì)鉄崴?，因?yàn)樗奖憧旖?，水閥一開熱水即來。然而熱水器是一種默默為人服務(wù)的家電，平時(shí)很少人會(huì)去關(guān)注它。但是當(dāng)它出現(xiàn)故障，尤其在冬季時(shí)會(huì)對(duì)人們的生活造成很大的影響。燃?xì)鉄崴鞒霈F(xiàn)較多的故障直接表現(xiàn)為無法加熱，而造成這個(gè)故障的因素非常多。如果借助數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)做簡單的邏輯分析，故障原因即刻可以鑒別出來。如熱水器啟動(dòng)過程如果無法加熱，常見的原因有兩種：一是家里的氣源被切斷或者無燃?xì)?；二是熱水器控制器或者是外部開關(guān)閥故障。在這種情況下，熱水器會(huì)嘗試多次啟動(dòng)，這時(shí)只要對(duì)出水溫度和內(nèi)部電路參數(shù)做一個(gè)簡單的邏輯分析，如圖2、圖3所示。

當(dāng)系統(tǒng)分析到出水溫度如圖2所示，即出水溫度沒有出現(xiàn)過升溫，再結(jié)合控制器的運(yùn)行時(shí)各閥體電壓、電流和點(diǎn)火器均正常的情況下，導(dǎo)致熱水器不加熱的原因很大可能是進(jìn)氣源被切斷。

當(dāng)系統(tǒng)分析到出水溫度如圖3所示，嘗試啟動(dòng)過程，出水溫度被加熱升溫；這說明閥體開關(guān)、點(diǎn)火器和氣源均是正常的，但是熱水器無法維持燃燒，因此可以判斷出火焰檢測環(huán)路出現(xiàn)問題。

圖1 家電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

圖2 出水溫度時(shí)序圖a

圖3 出水溫度時(shí)序圖b

2）其次，電飯煲是家里最常見的也是最實(shí)用的家電之一。目前,電飯煲煮飯有很多模式，例如快煮、柴火煮、精煮等等。但是并不是每一個(gè)模式都會(huì)被人所接受，這時(shí)如果通過收集電飯煲的使用數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析。如果某一種模式使用的頻率最高，說明這種模式最讓人接受；如果出現(xiàn)各個(gè)模式都是均衡的使用，或者在使用的過程出現(xiàn)人為的模式切換，那么說明了消費(fèi)者并不滿足該電飯煲單一的功能模式，這些模式功能還是存在缺陷。

3 智能家電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的價(jià)值和實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)

3.1 智能家電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的價(jià)值

通過上述的兩種類型的數(shù)據(jù)分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)家電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析發(fā)掘出很多有價(jià)值的信息，這些價(jià)值主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：

1）提升售后服務(wù)

家用電器是生活中的必須品，當(dāng)家電產(chǎn)品出現(xiàn)故障時(shí)，往往讓人不知所措。因?yàn)橛脩舾静磺宄译姶藭r(shí)出現(xiàn)的是致命的故障還是輕微的故障，無法準(zhǔn)確分析。如果將這些交給云服務(wù)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對(duì)家電當(dāng)時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析或者和過去數(shù)據(jù)的比較分析，相信很快可以甄別出故障的類型。如上節(jié)案例(1)中類似，系統(tǒng)分析后如果出現(xiàn)圖2的情況，系統(tǒng)可以提示用戶對(duì)氣源進(jìn)行檢測即可；如果出現(xiàn)圖3的情況，系統(tǒng)可以將分析結(jié)果和最近的售后點(diǎn)信息推送到用戶客戶端上，又或者同時(shí)將故障信息直接推送到售后維修點(diǎn)，維修人員主動(dòng)聯(lián)系用戶對(duì)家電產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)約維修。這樣使得售后服務(wù)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，可以提升產(chǎn)品的價(jià)值；另外系統(tǒng)分析遠(yuǎn)比人為分析更加準(zhǔn)確，可以快速準(zhǔn)確定位故障，可以避免消費(fèi)者主觀上的誤判，提高產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量和效率。

2）產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估

隨著市場的競爭越來越激烈，產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間越來越短，這將會(huì)給產(chǎn)品的可靠性帶來一些不可預(yù)測的因素。如果產(chǎn)品質(zhì)量僅通過市場和時(shí)間來驗(yàn)證，這將給公司帶來不可預(yù)算的損失。然而，通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)對(duì)一批產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控分析；當(dāng)該批產(chǎn)品同一參數(shù)出現(xiàn)偏移或者同一個(gè)故障在多臺(tái)產(chǎn)品上同時(shí)出現(xiàn)，說明這將是這款產(chǎn)品的共同問題。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的作用遠(yuǎn)不止于此，它還可以準(zhǔn)確分析到故障發(fā)生于哪個(gè)動(dòng)作之前、哪個(gè)操作之后、哪個(gè)環(huán)境因素的突變時(shí)。這樣數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)不單單可以對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，還可以幫助公司快速準(zhǔn)確分析產(chǎn)品質(zhì)量潛在的問題，并可及時(shí)得出解決方案。

3）用戶使用信息收集

產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，常常設(shè)想產(chǎn)品的應(yīng)用場景。雖然工程師的具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，但是有些場景是工程師無法設(shè)想到的。因此可以通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對(duì)用戶的操作數(shù)據(jù)進(jìn)行收集分析，發(fā)掘產(chǎn)品使用中的痛點(diǎn)，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提高更有力的數(shù)據(jù)支撐，確保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更人性化，產(chǎn)品的使用更加便捷。

3.2 智能家電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)

1）數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是基于云服務(wù)平臺(tái)為基礎(chǔ)的，因此首要條件是有一個(gè)成熟的和標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議完善的云服務(wù)平臺(tái)。然而，云服務(wù)理論涉及的學(xué)科較多，主要有計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖書情報(bào)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、新聞學(xué)、管理學(xué)和社會(huì)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，并且這些學(xué)科理論交叉研究較明顯，特別是計(jì)算機(jī)科學(xué)與管理學(xué)、社會(huì)學(xué)和圖書情報(bào)學(xué)交叉研究較多。另外，就國內(nèi)外研究的具體理論而言，幾乎涵蓋了人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、理學(xué)、工學(xué)、信息科學(xué)和醫(yī)學(xué)等諸多學(xué)科。因此，云服務(wù)平臺(tái)的搭建，將是一個(gè)龐大而復(fù)雜的工程。

2）家電運(yùn)行的數(shù)據(jù)須實(shí)時(shí)上傳云系統(tǒng)，需要實(shí)現(xiàn)真正的物聯(lián)網(wǎng)，因此對(duì)于家電控制器必須增加外圍檢測電路、無線網(wǎng)絡(luò)接口電路和一些輔助功能的電路，這將造成成本的增加，不利于市場競爭；而在當(dāng)前物聯(lián)概念不為大眾消費(fèi)者認(rèn)知的情況下，很難讓消費(fèi)者買單。而且前期公司的投入較大，短期經(jīng)濟(jì)效益不明顯。

總體來說，這種云平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)在目前技術(shù)成本較高的狀況下，優(yōu)勢并沒有凸顯出來，但隨著5G網(wǎng)絡(luò)的逐步推廣，各項(xiàng)成本大幅降低，它的價(jià)值將逐步體現(xiàn)出來。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)就像給產(chǎn)品裝上了大腦一樣，賦予產(chǎn)品思考的能力，而這些能力都是基于數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，因此，無論哪一款智能產(chǎn)品，也無法脫離互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，離開不了數(shù)據(jù)分析。

4 結(jié)語

綜上所述，家電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)其實(shí)是基于物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的一種應(yīng)用，是未來智能家居系統(tǒng)的一部分。它的作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集和分析，將一些龐大的數(shù)據(jù)運(yùn)算和復(fù)雜的邏輯推理交給云服務(wù)平臺(tái)完成，得出的分析結(jié)果推送給用戶，實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)交互，使得家電更加智能化。然而，讓我們更進(jìn)一步想象一下，未來云服務(wù)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)將會(huì)取代現(xiàn)在所有的電腦主機(jī)和手機(jī)主板，而我們的電腦和手機(jī)只有一個(gè)輕薄的顯示器；所有大型軟件運(yùn)行和復(fù)雜數(shù)據(jù)分析全部交給云服務(wù)平臺(tái)完成，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G網(wǎng)絡(luò)將運(yùn)算結(jié)果實(shí)時(shí)地推送到我們的電腦和手機(jī)屏幕上。未來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將又一次顛覆我們的生活。