人工智能技術(shù)在家居產(chǎn)品中的應(yīng)用

張斌斌 羅聰 王明宇 卞宇飛 樊冬梅

摘要：隨著Al人工智能、數(shù)據(jù)、大物聯(lián)、云計(jì)算、5G等技術(shù)的成熟與相互融合，讓我們的生活在21世紀(jì)變得更舒適、便捷、高效，人工智能已經(jīng)在我們生活的很多方面發(fā)生了令人難以置信的改變。社會(huì)在不斷發(fā)展，家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)。人工智能走進(jìn)家居產(chǎn)品將是新時(shí)代室內(nèi)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)，更是空間設(shè)計(jì)中以人為本設(shè)計(jì)這一原則的現(xiàn)代體現(xiàn)。本文將探索人工智能在家居產(chǎn)品中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：人工智能;智能家居;家居產(chǎn)品

1 緒論

世界上最早的關(guān)于智能家居的研究可以追溯到1984年的美國(guó)，它首先提出“智能家居”的概念，以建筑設(shè)備整合化、信息化的“智能型建筑”，當(dāng)時(shí)在對(duì)一些舊建筑的改造中對(duì)大廈空調(diào)、電梯、照片和其他設(shè)備進(jìn)行了監(jiān)控，給大廈提供一些簡(jiǎn)單的通信服務(wù)，之后，全世界爭(zhēng)相建造“智能家居派”的序幕就此拉開(kāi)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于智能家居的研究熱度也開(kāi)始迅速攀升。

智能家居在住宅空間中，兼?zhèn)浣ㄖ⒓矣秒娖?、網(wǎng)絡(luò)通信和設(shè)備自動(dòng)化及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、服務(wù)和管理為一體，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境;智能通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將家用電器或設(shè)備等連接到一起，提供安防控制、照明控制、水電控制、網(wǎng)絡(luò)控制以及健康監(jiān)測(cè)等多種功能和手段，提供高效、舒適、安全、便利及環(huán)保的家居空間環(huán)境。

作為家居環(huán)境中重要部分的家具產(chǎn)品，傳統(tǒng)的企業(yè)制造模式和產(chǎn)品功能已逐漸滿足不了時(shí)代的需求，發(fā)展智能家具成為一種必然趨勢(shì)[ ]。但由于高新技術(shù)在家具上的應(yīng)用不斷變化，智能家具的概念仍比較模糊，吳智慧等[ ]對(duì)其進(jìn)行了界定，明確了智能家具的屬性和特點(diǎn)。智能家具無(wú)論在技術(shù)上還是產(chǎn)品智能化的程度上均處于快速演變階段。

2 家電及門(mén)禁安防智能

家電是指電視機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等家中主要的電器，家電智能是使家用電器實(shí)現(xiàn)智能化。電視機(jī)可以通過(guò)語(yǔ)音開(kāi)啟和關(guān)閉，可以通過(guò)語(yǔ)音尋找你想要看的頻道或節(jié)目，也可以用手勢(shì)、眼、距離與電視實(shí)現(xiàn)界面交互;當(dāng)人離開(kāi)電視機(jī)，沒(méi)人觀看的時(shí)候，電視機(jī)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)或者自動(dòng)關(guān)閉，再也不用擔(dān)心找不到遙控器了，同時(shí)達(dá)到節(jié)能的目的?？照{(diào)則可以通過(guò)人的行為以及整體空間氣溫自動(dòng)調(diào)節(jié)，而不是現(xiàn)在的通過(guò)遙控器手動(dòng)調(diào)節(jié)。再也不擔(dān)心夜里被凍醒且很不情愿的狀態(tài)下到處摸遙控器。當(dāng)空間內(nèi)主人離開(kāi)一段時(shí)間，空調(diào)則自動(dòng)關(guān)閉，而不需要擔(dān)心離開(kāi)家卻沒(méi)有關(guān)空調(diào)。

智能門(mén)通過(guò)語(yǔ)音和虹膜技術(shù)或人臉識(shí)別與智能主機(jī)對(duì)接，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸?shù)绞謾C(jī)、平板電腦或者電腦，贇能門(mén)通過(guò)以上的識(shí)別技術(shù)辨別主人。其具體表現(xiàn)在（1）當(dāng)智能系統(tǒng)識(shí)別主人信息后，發(fā)出指令：如“歡迎主人回家”之類語(yǔ)言提示，大門(mén)隨即打開(kāi)，迎接主人回家（2）當(dāng)外人或陌生人需要進(jìn)入家門(mén)時(shí)，智能門(mén)將信息傳輸?shù)街悄苤鳈C(jī)，智能主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸?shù)绞謾C(jī)，主人可以通過(guò)手機(jī)或者是平板電腦完成與外來(lái)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程通話，經(jīng)許可方可進(jìn)入（3）窗戶安裝紅外感應(yīng)器與傳感器等設(shè)備，并與智能主機(jī)連接。如果風(fēng)雨來(lái)襲，窗戶自動(dòng)關(guān)上（4）如果發(fā)生陌生人或盜賊強(qiáng)行闖入，系統(tǒng)將信息傳輸?shù)绞謾C(jī)提醒主人，并發(fā)出警報(bào)。

3 燈光智能

燈光智能是家居空間中的燈具通過(guò)對(duì)光線的感應(yīng)與對(duì)人物捕捉實(shí)現(xiàn)智能開(kāi)啟。在白天光線比較強(qiáng)的時(shí)候，則自動(dòng)關(guān)閉：在陰雨天光線不足的情況下，燈具通過(guò)紅外感應(yīng)實(shí)現(xiàn)智能開(kāi)啟;當(dāng)人離開(kāi)燈具的輻射范圍時(shí)，燈具自動(dòng)關(guān)閉。環(huán)保節(jié)能又人性化。臥室與衛(wèi)生間的燈具可以設(shè)置多種模式。當(dāng)主人進(jìn)入睡以后燈具自動(dòng)進(jìn)入睡眠模式;當(dāng)主人起夜的時(shí)，等具緩慢開(kāi)啟微弱柔和的燈光，而不至于使你的眼睛在蒙蒙的睡意下被刺眼的白光照著難受當(dāng)需要正常光照時(shí)，可以通過(guò)語(yǔ)音切換照明模式。

4 通訊智能

有線方式的家居智能化通信系統(tǒng)主要是組網(wǎng)技術(shù)，家居電器設(shè)備需要與智能控制器或移動(dòng)控制終端之間通過(guò)物理線路來(lái)實(shí)現(xiàn)連線，但隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的高速發(fā)展，有線方式的智能家居控制系統(tǒng)數(shù)量正逐漸減少，主要原因在于如果室內(nèi)家居電器設(shè)備數(shù)量較多，需要進(jìn)行單獨(dú)多根線路的設(shè)置才能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的連接;線路數(shù)量的越來(lái)越多，如果沒(méi)有進(jìn)行合理的布線設(shè)計(jì)，反而會(huì)增加危險(xiǎn)因素，過(guò)多線路糾纏不清，且如果線路超過(guò)一定數(shù)，會(huì)影響室內(nèi)整體裝修裝飾的美觀性。

相比之下，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的使用最大的優(yōu)勢(shì)是不需要進(jìn)行布線的復(fù)雜性設(shè)計(jì);僅需要簡(jiǎn)單的幾根線路就能夠滿足智能家居通信系統(tǒng)的要求，調(diào)試較為便利，無(wú)論運(yùn)行穩(wěn)定性或是能耗、安裝調(diào)試以及維護(hù)都較為簡(jiǎn)單在智能家居當(dāng)中所應(yīng)用的無(wú)線技術(shù)主要包括紅外線、藍(lán)牙、WiFi、GPRS，其中，F(xiàn)R技術(shù)具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單向通信、范圍小且距離短等特點(diǎn)，較為適合應(yīng)用在一些功能簡(jiǎn)單的電器控制，而紅外技術(shù)的特點(diǎn)則是設(shè)備較為簡(jiǎn)單、成本投入較低、且節(jié)技術(shù)性較為成熟，但紅外技術(shù)也有著不可忽視的缺點(diǎn)，主要包括并不具備標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議、控制距離有限且被障礙物阻擋高等等。藍(lán)牙技術(shù)則是屬于一種低功率且短距離的無(wú)線連接方式目目前在智能手機(jī)、藍(lán)牙音箱等方面應(yīng)用較多，并且藍(lán)牙技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)容量方面十分有限，雖然近年來(lái)藍(lán)牙技術(shù)的成本有所下降;但整體功能方面并沒(méi)有得到提升。另外還有一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為Zigbee無(wú)線技術(shù)，這是屬于一種起步較晚的較為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有低成本、低功耗、高穩(wěn)定性、大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以及多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，組網(wǎng)靈活，能夠有效彌補(bǔ)WiFi安全性能較差以及藍(lán)牙通信距離較短的不足，室內(nèi)的安全通信距離可以達(dá)到30米到50米左右，室外空曠地帶，不影響信號(hào)的情況下能夠達(dá)到100米左右。GPRS技術(shù)則可以和智能手機(jī)SIM卡進(jìn)行綁定;實(shí)現(xiàn)電話撥號(hào)功能短信功能傳輸速率較高且接入范圍較廣，覆蓋規(guī)模較大，能夠?qū)崿F(xiàn)智能手機(jī)的遠(yuǎn)程操控。

5 結(jié)語(yǔ)

本篇文章主要分析了人工智能技術(shù)在家居產(chǎn)品方面的各種應(yīng)用，針對(duì)家電，門(mén)禁安防，燈光和通訊系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的討論，以后的研究重點(diǎn)將開(kāi)發(fā)手機(jī)端的智能控制，并降低系統(tǒng)成本，讓其真正走進(jìn)千家萬(wàn)戶，當(dāng)今科技的發(fā)展日新月異，AI人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)、云計(jì)算、虹膜識(shí)別等技術(shù)的出現(xiàn)，智能家居將不再遙遠(yuǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：樊冬梅，女，講師，本科學(xué)歷，1984年10月生，主要研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

基金項(xiàng)目：本文系山東省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“智美聯(lián)家居APP”，項(xiàng)目編號(hào)：S202013324027。

（山東協(xié)和學(xué)院?山東?濟(jì)南?250000）