基于智能家居系統(tǒng)的獨(dú)居者警報(bào)器設(shè)計(jì)分析

任小林，劉新有*

(南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 210037)

隨著科技的進(jìn)步，尤其在進(jìn)入工業(yè)4.0 時(shí)代以后，智能科技革新加速了人們生活方式的轉(zhuǎn)變，其中對(duì)家居生活方式的影響尤為突出。 在21 世紀(jì)的今天，隨著城市化進(jìn)程的加速、個(gè)體主義的興起、女性地位的提高和便捷的通訊方式不斷涌現(xiàn)，不婚、晚婚和離婚等現(xiàn)象逐漸被越來(lái)越多的人所接受。 這些現(xiàn)象所造成的獨(dú)自居住形式作為一種新的人口結(jié)構(gòu)模式和新的生活方式已在全國(guó)范圍內(nèi)悄然興起[1]。 但獨(dú)居者所面臨的潛在風(fēng)險(xiǎn)與突發(fā)狀況，帶來(lái)的悲劇或幸福感缺失等負(fù)面影響，一直是人工智能家居產(chǎn)品開發(fā)亟需改善的重要痛點(diǎn)之一。

1 智能獨(dú)居警報(bào)器及其用戶情況概述

1.1 人工智能產(chǎn)品發(fā)展概述

人類科技的進(jìn)步促進(jìn)了智能時(shí)代的到來(lái)。 自約翰·麥卡錫提出了“人工智能”的概念以來(lái)，智能技術(shù)的應(yīng)用催生了智能產(chǎn)品的出現(xiàn)，如今智能家居產(chǎn)品已經(jīng)與大眾的生活越來(lái)越緊密聯(lián)系，小到智能手表、智能牙刷，大到智能導(dǎo)航系統(tǒng)和城市智能交通系統(tǒng)，可以說(shuō)智能產(chǎn)品無(wú)時(shí)無(wú)刻不出現(xiàn)在人們的生產(chǎn)生活之中。 將智能家居產(chǎn)品在獨(dú)居人群中應(yīng)用，以保障獨(dú)居群體的安全是非常重要的突破性應(yīng)用[2]。

1.2 當(dāng)前獨(dú)居者情況概述

根據(jù)2017-2021 年國(guó)家統(tǒng)計(jì)局中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)得知，“一人戶”家庭占比在上升，即獨(dú)居人口總趨勢(shì)在不斷增加。 從組成結(jié)構(gòu)上看，我國(guó)當(dāng)前的一人戶家庭戶主是由兩部分人構(gòu)成，一部分是年輕人單人家庭；另一部分就是老年單人家庭，即老年人中處于獨(dú)居狀態(tài)的家庭，且65 歲以上人口數(shù)占比在不斷上升。 2022 年第七次全國(guó)人口普查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)老年人口已達(dá)到2.64 億人。 近年來(lái)，老年人處在獨(dú)居狀態(tài)的情況進(jìn)一步加劇，同時(shí)年輕人中個(gè)人居住戶現(xiàn)象也在進(jìn)一步增加[3]。

1.3 造成獨(dú)居的原因及影響

在老年單人戶方面，老年夫婦中一人先去世，就會(huì)留下另一位老人，成為獨(dú)居戶。 在年輕單人戶方面，客觀上因?yàn)榭绲貐^(qū)流動(dòng)就業(yè)，無(wú)法和父母一同居住；主觀上是由于代際價(jià)值觀、生活習(xí)慣和行為方式的不同，年輕人更多選擇獨(dú)居[4-5]。

獨(dú)居會(huì)造成幸福感的缺失，因?yàn)槿祟愂怯幸庾R(shí)形態(tài)的群居生物，獨(dú)居會(huì)讓人感受到心里的孤獨(dú)[6]。比如，2021 年11 月30 日，上海某小區(qū)獨(dú)居老人在家中去世5 天后才被發(fā)現(xiàn)。 從這個(gè)事件中可以看出，在所有獨(dú)居者和他們的親人之間建立一種更加直觀可視的聯(lián)系，加強(qiáng)雙方的情感聯(lián)系是十分必要的。

綜上所述，本文針對(duì)獨(dú)居者數(shù)量不斷增加的情況設(shè)計(jì)了一種適合獨(dú)居者的智能警報(bào)器。 該警報(bào)器成本低、體積小、智能化，可直接聯(lián)網(wǎng)當(dāng)?shù)匦^(qū)居委會(huì)、附近警察局和獨(dú)居者家人，一旦出現(xiàn)異常，獨(dú)居者家人可以直接及時(shí)聯(lián)系到相關(guān)組織，讓每個(gè)獨(dú)居者都能感受到社會(huì)的關(guān)愛。

2 設(shè)計(jì)實(shí)踐

2.1 設(shè)計(jì)定位

2.1.1 用戶定位

根據(jù)調(diào)研和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，將智能警報(bào)器的用戶群體定位于有清楚意識(shí)自理能力的獨(dú)居青年以及老年人。 因?yàn)楠?dú)居人群雖生活中很少與人有聯(lián)系，身邊缺少陪伴的人，但仍具有自理能力，智能警報(bào)器的使用將能緩解其親人對(duì)其的擔(dān)心憂慮，而獨(dú)居的老年人更需要這種產(chǎn)品，因?yàn)殡S著老年人年齡的增長(zhǎng)，其生理機(jī)能發(fā)生衰退，智能報(bào)警器等產(chǎn)品能給老年人在生活方面提供便利[7]。

2.1.2 產(chǎn)品類型及技術(shù)定位

智能報(bào)警器是采用了檀國(guó)平提出的GSM-R( Global System of Mobile Communications for Railways)技術(shù)進(jìn)行報(bào)警數(shù)據(jù)傳輸[8]，此技術(shù)具有探測(cè)靈敏、抗干擾強(qiáng)、報(bào)警準(zhǔn)確可靠、安裝簡(jiǎn)單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，是一種實(shí)用新型的家用、商用、電力、石化防盜技術(shù)產(chǎn)品。 此技術(shù)若能和當(dāng)?shù)毓蚕到y(tǒng)、居委會(huì)或村委會(huì)聯(lián)網(wǎng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)有效監(jiān)控，還能及時(shí)報(bào)警。

2.2 設(shè)計(jì)構(gòu)思，功能分析

這是一款特意為獨(dú)居者設(shè)計(jì)的智能警報(bào)器，用以保障社會(huì)中部分人因各種原因只能獨(dú)居時(shí)，在任何時(shí)候都可以和家人保持聯(lián)系，包括情感溝通、危險(xiǎn)救助和一些簡(jiǎn)單的娛樂(lè)項(xiàng)目的產(chǎn)品。 從使用人群(老人)出發(fā)，價(jià)格不能太高。 由于是需要時(shí)刻保持獨(dú)居者與家人的聯(lián)系，所以必須是室內(nèi)外可同時(shí)使用。 從這些功能出發(fā)，決定了產(chǎn)品體積不能太大，而且必須輕便，長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航。 具有功能如下。

2.2.1 起夜燈

老年人需要飲用比常人更多的水來(lái)促進(jìn)體內(nèi)代謝，這也促使了老人比年輕人更頻繁去廁所，尤其是冬天的長(zhǎng)夜，老年人視力下降，要抹黑去開燈，很容易造成一些意外，這款產(chǎn)品采用智能語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，比如老人晚上要起床時(shí)，只要說(shuō)出“開燈”，產(chǎn)品就會(huì)開啟照明功能，不用手動(dòng)去控制。 燈的明暗程度也有3 個(gè)檔可以調(diào)節(jié)，用以適應(yīng)夜里眼睛的感光系統(tǒng)。

2.2.2 智能視頻監(jiān)控通話

智能警報(bào)器綁定手機(jī)，具有智能監(jiān)控功能，可以隨時(shí)讓獨(dú)居者與家人保持聯(lián)系，家人可以隨時(shí)關(guān)注獨(dú)居者的生活狀況。 智能視頻監(jiān)控技術(shù)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用十分重要，它與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)有著明顯的差異，由傳統(tǒng)的被動(dòng)監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)監(jiān)控，對(duì)可能存在的安全隱患進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別與檢測(cè)[9]，一旦發(fā)現(xiàn)有任何異常即可以立刻報(bào)警、聯(lián)系上小區(qū)物業(yè)或者居委會(huì)并進(jìn)行及時(shí)援助。 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要分為兩種，一種為主動(dòng)視頻監(jiān)控結(jié)構(gòu)；另一種為分布式智能視頻監(jiān)控結(jié)構(gòu)，前者主要的功能是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)待定的事件進(jìn)行選擇性關(guān)注和實(shí)時(shí)監(jiān)控；后者將各個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)信號(hào)連接在一起，生成圖像的同時(shí)對(duì)視頻進(jìn)行分析，傳輸質(zhì)量高、資源存儲(chǔ)更加穩(wěn)定，能給客戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)感，節(jié)約成本，提高工作效率[10]。 本產(chǎn)品選用第二種監(jiān)控系統(tǒng)。 視頻監(jiān)控專網(wǎng)既結(jié)合平臺(tái)系統(tǒng)部署架構(gòu)，又能夠適應(yīng)未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展而靈活變化[9]。

2.2.3 警報(bào)系統(tǒng)

產(chǎn)品設(shè)置獨(dú)有的編碼程序，與獨(dú)居用戶身份證號(hào)碼綁定，錄入國(guó)家的公安系統(tǒng)，一旦獨(dú)居者自己報(bào)警或者獨(dú)居者家人啟動(dòng)了報(bào)警裝置，公安系統(tǒng)可以馬上定位到獨(dú)居者的位置，最近的派出所立刻會(huì)出警支援。 同時(shí)公安視頻監(jiān)控專案組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能具有移動(dòng)執(zhí)法記錄、智能存儲(chǔ)、人臉識(shí)別、信息自動(dòng)采集等多項(xiàng)功能，并以AI 等技術(shù)優(yōu)勢(shì)提升公安視頻監(jiān)控專網(wǎng)的智慧性[7]。

2.2.4 其他基礎(chǔ)功能

產(chǎn)品還具備了一般的基礎(chǔ)功能，如定時(shí)，收聽天氣預(yù)報(bào)、廣播，錄音等。 基礎(chǔ)功能可以幫助獨(dú)居者增加獨(dú)處時(shí)間的質(zhì)量，提高幸福指數(shù)，讓獨(dú)居者不再感到孤獨(dú)。

2.3 外觀設(shè)計(jì)

由于產(chǎn)品是面向獨(dú)居用戶，所以在造型上采用成熟的簡(jiǎn)單幾何形狀；色彩上，根據(jù)不同市場(chǎng)需求采用多種顏色做裝飾，提高市場(chǎng)占有率，滿足使用者心理需求，如圖1 所示。

圖1 警報(bào)器模型

2.4 結(jié)構(gòu)和尺寸

這是一款可以隨身攜帶的智能監(jiān)控產(chǎn)品，所以在尺寸方面不易過(guò)大，長(zhǎng)寬高分別為4 cm、4 cm、1 cm，小巧方便，便于攜帶。 能源采用充電模式，節(jié)能環(huán)保，適合特殊群體使用環(huán)境。

2.5 交互設(shè)計(jì)

這款智能產(chǎn)品，是基于整個(gè)移動(dòng)智能終端技術(shù)之上，配合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)平臺(tái)，進(jìn)行融合演變?yōu)橛脩籼峁┓?wù)的[11]。 交互設(shè)計(jì)采用最新的app 綁定系統(tǒng)，可以直接建立3 位及以上家人同時(shí)和獨(dú)居者聯(lián)系。 打開系統(tǒng)后，家人隨時(shí)可以觀看到獨(dú)居者的狀態(tài)，方便和獨(dú)居者加強(qiáng)情感溝通，甚至可以避免在獨(dú)居者需要幫助時(shí)，出現(xiàn)求助無(wú)人的情況。 產(chǎn)品效果圖如圖2 所示，產(chǎn)品可應(yīng)用于臥室(圖3)或客廳(圖4)。

圖2 警報(bào)器模型

圖3 警報(bào)器應(yīng)用于臥室場(chǎng)景圖(背景圖片來(lái)自百度)

圖4 警報(bào)器應(yīng)用于客廳場(chǎng)景圖(背景圖片來(lái)自百度)

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)市場(chǎng)數(shù)據(jù)的反應(yīng)，以及對(duì)社會(huì)現(xiàn)象的反思，利用當(dāng)前智能信息技術(shù)，結(jié)合村委、社區(qū)、市區(qū)等區(qū)域的安保系統(tǒng)，開發(fā)一款外形美觀，體積小，重量輕，信號(hào)穩(wěn)定性、隱私安全的新型獨(dú)居者智能警報(bào)產(chǎn)品。彌補(bǔ)了時(shí)代迅速發(fā)展造成的社會(huì)缺失，同時(shí)也推動(dòng)同類產(chǎn)品的更迭。 該產(chǎn)品以拉近獨(dú)居人群與家人之間的關(guān)系為目的，遵循了以人為本的設(shè)計(jì)宗旨，為同類智能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了新的思路和探究方向。