智能家居系統(tǒng)中環(huán)境交互設(shè)計(jì)研究

季嬋媛

摘要：

智能家居主要是強(qiáng)調(diào)人們的主觀能動(dòng)性，它不僅可以提供全方位的信息交換功能，還可以優(yōu)化了人們的生活方式及居住環(huán)境，幫助人們有效地安排時(shí)間、節(jié)約能源、控制各種家用電器。

關(guān)鍵詞：智能家居；系統(tǒng)；環(huán)境交互設(shè)計(jì)

進(jìn)入“21世紀(jì)”，隨著信息、網(wǎng)絡(luò)、微電子和自動(dòng)控制技術(shù)在建筑中的應(yīng)用，作為家庭載體的住宅對(duì)智能化的要求也呈現(xiàn)出多樣性。1994年美國(guó)聯(lián)合國(guó)科技公司將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國(guó)康乃狄克州哈特佛市的City Place Building，標(biāo)志著首棟“智能型建筑”的誕生，拉開了全世界爭(zhēng)相建造智能家居的序幕。

一、智能家居系統(tǒng)的內(nèi)涵

智能家居以居住環(huán)境為平臺(tái)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案以及音頻技術(shù)將家居生活中的設(shè)施集成，構(gòu)建了高效的住宅設(shè)施與家庭日程事物管理系統(tǒng)，能集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理、控制于一體的，可提升家居安全性、舒適性、高效性、便利性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能的健康居住環(huán)境。

智能家居系統(tǒng)是多功能的系統(tǒng)集成。和普通的住宅相比，智能家居系統(tǒng)一般有以下特征：家庭中具備完善的、綜合的安保防災(zāi)系統(tǒng)和生活服務(wù)系統(tǒng)；家庭與小區(qū)及社會(huì)具有高度的多媒體信息交互能力；家庭內(nèi)部具備全面的設(shè)施監(jiān)控管理系統(tǒng)和信息化服務(wù)管理系統(tǒng)。

二、智能家居系統(tǒng)中的“人”

（一）從視覺角度分析

在整個(gè)智能家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中，視覺設(shè)計(jì)與交互設(shè)計(jì)的工序兩者之間的關(guān)系也是相輔相成，互相影響。視覺界面作為最直接的與用戶交流的層面，及如何把交互設(shè)計(jì)以它良好的表現(xiàn)形態(tài)給用戶展現(xiàn)，主要集中在如何用視覺設(shè)計(jì)來(lái)提升交互的可用性方面。視覺設(shè)計(jì)能用色彩和層次等語(yǔ)言，自然又清晰的羅列出一條視覺的路線，引導(dǎo)用戶流暢閱讀，而不用自己費(fèi)力的去疏理，或者在信息的忙海中尋找未知的方向。

（二）從聽覺角度分析

研究表明，聽覺通道存在著許多的優(yōu)越性。例如，聽覺信號(hào)檢測(cè)的速度快于視覺信號(hào)檢測(cè)的速度；人類對(duì)聲音隨時(shí)間的變化非常敏感；聽覺信息和視覺信息同時(shí)可提供使人獲得更為強(qiáng)烈的存在感與真實(shí)感等。因此，聽覺通道是人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行交互的最重要信息通道。

聽覺交互中語(yǔ)音交互就是研究人們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)語(yǔ)音同計(jì)算機(jī)進(jìn)行的交互技術(shù)。語(yǔ)音交互系統(tǒng)一般采取了兩種途徑：一種用基于語(yǔ)音識(shí)別和理解技術(shù)的，主要是依靠音頻進(jìn)行交互的系統(tǒng)；另一種利用語(yǔ)音技術(shù)與系統(tǒng)的其他的交互方式結(jié)合在一起來(lái)進(jìn)行交互的系統(tǒng)。在這種方式中語(yǔ)音不再占主導(dǎo)地位，它只是交互系統(tǒng)的一部分。

（三）從觸覺角度分析

觸覺交互也就是行為交互中的一種方式。人們?cè)谙嗷ソ涣鬟^(guò)程中，除了使用語(yǔ)音交互外，還常常通過(guò)身體動(dòng)作與姿態(tài)來(lái)表達(dá)意思，這就是人體的行為交互。人體行為交互的方法不僅僅能夠加強(qiáng)語(yǔ)言表達(dá)能力，還能夠起到語(yǔ)音交互所不能起到的作用。計(jì)算機(jī)通過(guò)用戶的行為能預(yù)測(cè)用戶想要做什么來(lái)滿足客戶的需求等。

三、智能家居系統(tǒng)中環(huán)境交互設(shè)計(jì)研究

（一）無(wú)線控制

無(wú)線射頻技術(shù)，利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的射頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電和燈光的控制，安裝設(shè)置都比較方便，主要應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)某些特定電器或燈光的控制，但系統(tǒng)功能比較弱，控制方式比較單一，且易受周圍無(wú)線設(shè)備環(huán)境及阻礙物干擾，適用于新裝修用戶和已裝修用戶。

（二）燈光效果

智能家居系統(tǒng)中燈光效果設(shè)計(jì)，屬于照明系統(tǒng)管理模塊。它是傳統(tǒng)智能家居控制系統(tǒng)的必備子系統(tǒng)，照明系統(tǒng)功能主要包括：1.用戶可以直接通過(guò)網(wǎng)頁(yè)或者家庭網(wǎng)關(guān)的圖形用戶界面來(lái)控制電燈的開關(guān)；2.將熱釋紅外模式與電燈相互聯(lián)系依賴，當(dāng)熱釋紅外傳感器檢測(cè)到有人通過(guò)時(shí)，控制燈亮，延時(shí)30妙后自動(dòng)熄滅；3.將光敏傳感模塊與光照強(qiáng)度低于閾值電燈自動(dòng)點(diǎn)亮，光照強(qiáng)度大于閾值時(shí)電燈自動(dòng)熄滅。

（三）音響烘托

音響烘托是指將傳統(tǒng)的音響能延伸到家中的每個(gè)房間及每一個(gè)角落。在陽(yáng)臺(tái)澆花時(shí)可以欣賞美妙的音樂(lè)，清早漱洗時(shí)也可以聽到電視臺(tái)播出的新聞，甚至在廚房也可以聽到現(xiàn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)播。系統(tǒng)可以接播家中現(xiàn)有的電視、VCD、DVD、廣播及音響系統(tǒng)提供的多種聲源；每個(gè)房間的音響可以單獨(dú)開關(guān)和調(diào)節(jié)音量，無(wú)需考慮功率的匹配。利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)智能家居的控制手段，如遙控器，集中控制器、網(wǎng)絡(luò)開關(guān)等方法對(duì)音箱進(jìn)行開、關(guān)、全開全關(guān)、部分開關(guān)、調(diào)音量，也可以配合照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、窗簾等進(jìn)行復(fù)雜式的場(chǎng)景設(shè)置。

（四）多通道并進(jìn)

智能家居系統(tǒng)中環(huán)境交互設(shè)計(jì)研究必須要多通道并進(jìn)，才能設(shè)計(jì)出滿足人們需求的住宅環(huán)境。智能家居系統(tǒng)主要包含家居布線、智能家居（中央）控制管理、家庭網(wǎng)絡(luò)、家居照明控制、背景音樂(lè)、家庭安防、家庭影院與多媒體、家庭環(huán)境控制等八大子系統(tǒng)。其中的智能家居控制管理、家居照明控制、家庭安防子系統(tǒng)為必備系統(tǒng)，其他子系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需求作為可選項(xiàng)。只有完整安裝所有的必備系統(tǒng)，并且至少選裝一種及以上可選系統(tǒng)才能被認(rèn)定為智能家居。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)智能家居系統(tǒng)，人們可以更方便、更快捷地使用和控制家用設(shè)備；可以執(zhí)行場(chǎng)景操作，使多個(gè)設(shè)備形成聯(lián)動(dòng)，還可以控制各種設(shè)備的通信，不需要人們指揮就可以互動(dòng)運(yùn)行，從而給人們帶來(lái)高效、安全、舒適的生活體驗(yàn)。隨著信息、網(wǎng)絡(luò)、微電子和自動(dòng)控制技術(shù)在建筑中的應(yīng)用，作為家庭載體的住宅對(duì)智能化的要求也呈現(xiàn)出多樣性，包括高度安全性的要求，舒適的居住環(huán)境，先進(jìn)的通訊設(shè)施，完備的信息處理終端設(shè)備，家用電器與設(shè)備的自動(dòng)化和智能化，資源使用及支付方式的網(wǎng)絡(luò)化，家庭工作模式（SOHO）的需求等等，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境智能化的必然趨勢(shì)。

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【作者單位：南京理工大學(xué)設(shè)計(jì)藝術(shù)與傳媒學(xué)院】