智能家電產(chǎn)品發(fā)展脈絡(luò)淺析

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，對于設(shè)計師來說，能夠理清智能家居的體系，對于設(shè)計工作大有助益，本文便是通過智能家居已有的發(fā)展成果，對于智能家居進行簡單的體系概括。智能家電已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十年，在這段過程中智能家電的功能和形態(tài)一直在變化，功能越來越全面[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的計算機技術(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)有機地結(jié)合在一起（家庭智能化系統(tǒng)，即家庭控制器），通過統(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：①完成基本職能過程中的智能感知、判斷與執(zhí)行功能；②智能電器的智能狀態(tài)監(jiān)測與壽命評估功能；③具有交互能力，運行過程中對電網(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”：對智能至今還沒有一個廣為接受的定義，一般認(rèn)為智能包括邏輯、理解、自我意識、學(xué)習(xí)、情感知識、推理、計劃、創(chuàng)新和解決問題等多種能力。簡要地說智能指感知或推斷環(huán)境信息的能力，并將其作為知識保留下來，用于自適應(yīng)環(huán)境行為。人類具有智能，非人類動物和植物中也有智能，這些智能為自然智能；機器中的智能被稱為人工智能，通常是在計算機系統(tǒng)中使用程序?qū)崿F(xiàn)的。

根據(jù)以上對于智能概念的理解，結(jié)合前面對于智能家居的闡述。可以理解智能家居是計算機技術(shù)所賦予智能家電解決問題的能力，使其解決問題的能力更強、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

智能這個詞起先是描述人類對于整個自然規(guī)律的認(rèn)識和理解，以及其他的創(chuàng)造。在家居設(shè)計的語境中，既能代表則可以減輕人們反復(fù)的操作并具有自動化的功能屬性。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，從發(fā)展照明業(yè)開始，逐步生產(chǎn)收音機、電視機、冰箱、洗衣機等，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，小家電開始進入消費者家庭，一些具有個性化、攜帶方便的電子產(chǎn)品受到消費者青睞。早期家用電器多為電力驅(qū)動的機械化設(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轉(zhuǎn)的芯片或者邏輯電路。在第二次世界大戰(zhàn)中，美國出于軍事目的制造了第一臺電子計算機，但當(dāng)時的計算機體積龐大，運算能力低下，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，智能手機開始普及。此時已經(jīng)給智能家居創(chuàng)造了非常非常好的條件，這個時候部分小型家電已經(jīng)裝載有智能芯片，具有一定的智能運算能力。而依托于無線互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，以及智能移動終端，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)，并用手機等各種移動終端參與控制家電。同時依托于互聯(lián)網(wǎng)，多個家電可以進行相互聯(lián)動。自動感知周圍場景，并提供相應(yīng)功能。此時，部分智能家居展品已經(jīng)可以搭載家庭(家居)控制器進行使用，家庭(家居)控制器是實現(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，連接到一個家庭（家居）智能化系統(tǒng)上，進行集中或異地的監(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)制冷這個實際使用場景出發(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

一般來說，人處于一個生活中的使用場景，一些事物需要家用電器代替人去完成以方便人們生活。因為在實際使用場景中，家用電器的功能五花八門，需求痛點各不相同，這里為了清楚明白地對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家居生活質(zhì)量影響較大的電器作為例子進行討論。

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)房間溫度過高，超過人體舒適范圍時，使用者需要使用空調(diào)進行降溫，在傳統(tǒng)家電的操作過程中，對于室內(nèi)溫度感知的這一過程，由使用者本身完成，并且根據(jù)自身感受推算出一個合理的溫度設(shè)定，以此操作空調(diào)進行工作，當(dāng)使用者不再需要室內(nèi)降溫時，再次手動操作空調(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，整個流程都是使用者人為干預(yù)。人需要結(jié)合自身的感知進行操作，并結(jié)合自身感受對空調(diào)設(shè)備進行細(xì)致操作，調(diào)高或者調(diào)低工作功率以達到滿意的效果，當(dāng)屋內(nèi)不再需要使用空調(diào)進行溫度調(diào)節(jié)時，如需要出門等生活場景時，人們需要手動關(guān)閉設(shè)備[4-5]。

隨著技術(shù)的進步，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)上的升級使得設(shè)備開始具有一定的智能化雛形。以往需要人手動調(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，并且在節(jié)能方面也有不小的貢獻。除此之外，一些諸如定時關(guān)機的功能也開始替代使用者的人為操作，改善了一些使用場景下的用戶體驗。

而在智能家電使用場景中，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)備還可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取當(dāng)?shù)禺?dāng)天的溫度與濕度數(shù)據(jù)，通過云服務(wù)器的計算得出室內(nèi)比較合適的溫度設(shè)定。依托于ZigBee或者藍牙能通信技術(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)溫度需要一定時間，無法快速使室內(nèi)溫度達到人體舒適要求，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，和手機定位功能，以上的應(yīng)用場景可以輕松的實現(xiàn)。

空調(diào)啟動以及工作策略以及最后的關(guān)閉操作都可以通過智能家電的智能化功能無縫完成。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ⅲO(shè)備可以自動生成一個最優(yōu)化的工作策略，在使用之后自動進行關(guān)閉，對于使用者本人來說無需進行其他額外操作。

4 智能家居未來發(fā)展前瞻

對于智能家居未來的發(fā)展方向，其實在對智能家居的體系進行結(jié)構(gòu)時便可窺知一二。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家用電器對于室內(nèi)空間的功能集成，到達各加優(yōu)秀的使用效果。對于單個家用電器無法集成，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)計中，各個家居以及中控，進行聯(lián)網(wǎng)配合。而對于廠商來說，這就需要構(gòu)建一個開放，且能夠互相溝通的生態(tài)平臺。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)，進行定期調(diào)度的系統(tǒng)稱為處理。把產(chǎn)生實際功能運用的系統(tǒng)稱為應(yīng)用端。所以說當(dāng)今智能家居的體系已經(jīng)開始將各個功能分化出來，各個功能區(qū)域開放接口，各自分工合作。

小米作為做智能手機發(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充，各方面的聯(lián)動能力更加強大，使得小米平臺上的智能家居可以串聯(lián)成一個協(xié)同的智能家居體系，對于使用者來說，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)更多的使用場景[6]。因為應(yīng)用端被單獨分列出來。所以很多家電都可以進行小型化處理，不占用室內(nèi)空間。同時功耗得以控制。

5 結(jié)語

總之，最重要的處理端口必須整合成開放平臺，允許多方的感應(yīng)器與應(yīng)用端口接入。在此開放平臺的基礎(chǔ)上，可以達成非常多全新的家電功能，各種家用電器可以進行互相配合。電器能耗也可以進行動態(tài)的控制，根據(jù)使用者的實際情況，家電可以針對使用者做出不同的指令，這樣省去了很多操作步驟，在使用效率上進一步提升，在操作復(fù)雜性上進一步簡化。目前室內(nèi)設(shè)計已經(jīng)進入了一個全新的階段，原有的家裝，與家用電器的配合已經(jīng)無法滿足目前的需求，而智能家居，是一個全新的發(fā)展點。對于設(shè)計師來說，理解智能家居的工作體系與發(fā)展方向，對設(shè)計也是至關(guān)重要的。