智能家居的發展研究

王宇杰

摘 要：隨著我國新興產業的不斷壯大，中國人的數字生活迎來了新時代，智能家居擁有巨大的市場和用戶價值。為了給智能家居的理論研究提供參考，助力2019年政府工作報告首次提出的“智能+”這一重要概念的運用及發展，通過對智能家居國內外文獻進行系統的梳理，從功能和社會技術的觀點視角歸納出智能家居得以快速發展的原由，從用戶視角歸納出智能家居發展過程中所面臨的挑戰，并從行業視角及社會視角歸納出智能家居發展趨勢。

關鍵詞：智能家居;發展;挑戰;智能+;行業視角;用戶視角

中圖分類號：TP39文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2019）12-00-02

0 引 言

據IDC發布的《IDC中國智能家居設備市場季度跟蹤報告》顯示，2018年中國智能家居市場出貨量達到1.5億臺，同比增長35.9%[1]。在CNKI中國知網上進行學術期刊的高級檢索，輸入檢索條件的主題為智能家居，來源類別為SCI，EI，核心期刊，CSSCI，CSCD，共得到611篇期刊，期刊的發表時間為2002年6月1日至2019年5月1日。通過可視化軟件Cite Space進行611篇期刊關鍵詞的共現分析，導出的關鍵詞除去智能家居后頻次前四位分別為：物聯網（86次）、ZigBee（54次）、遠程控制（29次）、無線傳感器網絡（20次）。綜合對比分析611篇期刊的研究主題，發現大多期刊與智能家居所涉及的技術領域相關，而與智能家居發展相關的期刊則相對較少。鑒于此，本文從智能家居的學術研究、用戶使用、行業發展、社會影響等視角，對智能家居的概念與定義、機遇與挑戰等方面進行詳細闡述。

1 智能家居的定義

自智能家居的概念于20世紀90年代提出，其定義也隨著相關技術的發展得以補充。根據Le等人的說法，智能家居應具有自動化、多功能、適應性、交互性、高效率特征[2]。Sumaiti和Ding也分別指出，通過以下兩種方式可實現智能家居的目標：通過識別相關的人類活動并提高其在家庭環境中的自動化程度，或通過遠程家庭控制提高家庭舒適度及家居安全性，促進能量管理[3-4]。我國各界對智能家居的普遍定義是利用自動控制技術、綜合布線技術等有效實現環保節能與安全舒適的居住環境[5]。我國智能家居的主要應用場景包括家庭安防、幼長關愛、全屋控制、能源管理等。

2 智能家居得以發展的原由

智能家居大致經歷了四代歷程的發展。基于同軸線、兩芯線進行家庭組網的初代智能家居實現了家居設備的局部控制。基于RS 485線、部分基于IP技術進行家庭組網的第二代智能家居實現了家庭的智能安防。第三代智能家居實現了家庭智能控制的集中化。基于物聯網技術的第四代智能家居實現了基于用戶需求的家居功能定制化、個性化服務[6]。對于智能家居在研究及產業發展中欣欣向榮的原由，將其歸納為功能觀點和社會技術觀點。功能觀點認為智能家居通過技術更好地管理日常生活需求。社會技術觀點則將智能家居視為家庭日常生活電氣化和數字化的下一波發展浪潮。

2.1 功能觀點

Allam認為智能家居通過部署全自動控制設備并提供輔助支持來建立更好的生活質量[7]。以用戶為中心的研究明確強調現有服務的增強而不是新服務的提供，“技術的目的不是取代人們今天已經享受到的家庭經驗……而是支持或增強已享受的體驗……但以新的方式”[8]。Balta-Ozkan等將智能家居的服務分為生活方式支持、能源管理和安全三類[9]。智能家居可遠程控制特定設備，通過家庭閑置時的模擬占用來增強安全性等，甚至將目前處于信息社會邊緣化的老年人和其他家庭納入智能家居中來克服數字鴻溝[10]，與用戶對提高家庭舒適度、便利性、安全性和娛樂性的感知需求對應[11]。智能家居同時提供低成本的家庭能耗轉型技術解決方案[12]，可使家庭向低碳未來更廣泛過渡。提高家庭安全性對用戶來說具有明顯價值[13]，家庭安防被認為是面向未來發展的家庭剛需。

2.2 社會技術觀點

Axsen等認為智能家居技術的使用將影響社會建構和迭代協商，而非功能性收益的必然結果[14]。社交技術觀點將智能家居視為技術與技術協同關系中的最新事件。技術開發人員對智能生活的愿景豐富了社會技術的解釋。Park等勾勒出智能家電、智能開關插座等的工作原型，并提供相應廣泛的服務，包括記憶存儲、情景提醒、自動識別等[15]。Taylor等強調幾乎所有“表面”（門，墻等）的潛力，在用戶互動的“表面生態”中成為“智能”數字顯示器[16]。Hussain等指出即使在健康領域，智能家居對家庭成員有更明確的監控功能，智能技術也要“無縫地嵌入人們的日常生活中”[17]。智能家居的社會技術觀點與眾不同之處在于，這種技術發展始終并必然地與更廣泛及更長期的社會變革共同演變，這些變化可能包括間接和非預期的后果。家庭日常生活中的社會實踐能夠以新形式組合或安排[18]，與家務和休閑等關鍵家庭實踐相關的差異化也會得到加強[19]。智能家居技術也將極大地改變住戶對家庭和家庭生活的理解、體驗[20]。

3 智能家居的挑戰分析

在智能家居的廣泛商業化成為現實之前，需要克服眾多研發、測試等挑戰。智能家居的關鍵技術主要包括感知物體動態信息的傳感器技術、實現信息傳遞的通信技術及網絡融合技術等[21]。主流智能家居和用戶研究的技術文獻則揭示要以用戶為中心進行智能家居的開發、設計。

Edwards等人強調了智能家居技術組件中的相互沖突及調試錯誤;智能家居不能通過自我修復系統管理與維護;傳感器數據呈現出大量的模糊性導致的不準確推論和決策[22]。智能家居作為一個多類型異構的融合網絡，不單存在著與因特網、傳感器網絡等同樣的安全問題，還存在著隱私保護、訪問控制、路由安全技術、數據存儲及管理等復雜問題[23]。

一些研究也強調用戶操作請求的應對和環境變化的適應等在智能家居中的重要性。Bernheim等人認為智能家居的復雜性、潛在靈活性及較差的可管理性抵消了用戶對智能家居的美好憧憬[24]。智能家居系統復雜的安裝、調試與使用將制約智能家居從研發產品向消費產品轉化，且在不同的文化間，甚至家庭間，不同用戶需要不同的智能家居解決方案。Jeong等人揭示了美國與韓國智能家居用戶對控制的理解與需求的差異[25]。“除家居設備得到合理控制外，使用者還希望家居生活能夠被有效管理”[26]。因此，智能家居還需滿足使用者在家庭日常生活中處理凌亂且差異的智能需求。正如Taylor等人的解釋：“人們不斷將物質世界中的事物與他們日常生活及不同的社會實踐安排相結合來為家庭灌輸智慧”[16]。

4 智能家居的未來發展

隨著智能家居產品、渠道的整合，承載信息交流、消費服務的智能家居硬件設備也將有機整合生活中的應用場景。傳統的智能家居絕對化中心控制方式也正逐步被摒棄，智能感官和智能交互體驗受到行業重視。隨著人工智能（AI）賦能物聯網（IoT）的概念被提出，智能家居也多了一個智能化升級的最佳通道，語音控制、行為識別、邊緣計算、智能傳感、第五代通信等的融入，使得智能家居從控制角色演變成平臺與介質，整合更多優質的用戶消費服務。未來，智能家居將屬于大眾領域。隨著我國多地精裝房屋政策的出臺及相應市場的快速推進，全屋智能也逐漸開始落地。全屋智能意味著更豐富的組合搭配、更多的定制化場景，滿足不同人群的訴求。而智能家居行業目前最大的問題是無法實現全屋多品類智能單品的智能操作及全面的互聯互通，用戶體驗感遭受割裂。當前，我國智能家居的發展方向正處于面向技術到面向用戶的過渡階段，我國智能家居發展的必然趨勢將是終端、內容、服務等的有機場景整合。未來，我國的智能家居將真正做到從用戶角度出發，為用戶解決問題。

5 結 語

智能家居的發展是將原先被動、靜止的建筑轉變為能動、智能的生存空間，依靠全方位的信息交互保證家庭內部與外部信息的暢通交流，并以高效率、低功耗的方式優化用戶的生活方式。隨著人民日益增長的美好生活需要，可以預期不久的未來，智能家居也將被普及并成為家庭標配。本文論述了智能家居的發展研究，針對該項研究的未來工作而言，還可通過系統的文獻回顧和主題分析，總結主流研究主題之間的關聯、智能家居用戶需求與智能家居技術的脫節等，從而開發一個組織框架，幫助未來的研究者在現有的智能家居研究領域進行導航，規劃更有成效的研究途徑。

參 考 文 獻

[1] IDC.2018年中國智能家居設備市場盤點：過渡之年，承前啟后[EB/OL]. [2019-03-26].https： //www.idc.com/getdoc.jsp？containerId= prCHC44948019.

[2] LE Q，NGUYEN H，BARNETT T.Smart homes for older people： positive aging in a digital world [J]. Future internet，2012（4）：607-617.

[3] SUMAITI A S，AHMED M H，SALAMA M M. Smart home activities： a literature review [J]. Electric power components and systems，2014，42：294-305.

[4] DING D，COOPER R A，PASQUINA P F. Sensor technology for smart homes [J]. Maturitas，2011，69：131-136.

[5]俞文俊，凌志浩.一種物聯網智能家居系統的研究[J].自動化儀表，2011，32（8）：56-59.

[6]童曉渝，房秉毅，張云勇.物聯網智能家居發展分析[J].移動通信，2010，34（9）：18-19.

[7] ALLAM M R，ALAUDID M A.A review of smart homes-past，present，and future [J]. IEEE transactions on systems，man，and cybernetics，part C，2012，42（6）：1190-1203.

[8] HEATH P，BELL N. The changing world of home technology：a Microsoft case study [J]. The information society，2006，22（4）：251-259.

[9] OZKAN B，DAVIDSON R，BICKET M，et al. Social barriers to the adoption of smart homes [J]. Energy policy，2013，63：363-374.

[10] MCLEAN A.Ethical frontiers of ICT and older users：cultural，pragmatic and ethical issues [J]. Ethics and information technology，2011，13（4）：313-326.

[11] ALDRICH F K.Smart homes：past，present and future [M]. London： Springer，2003：17-39.

[12] LEWIS S. Energy in the smart home [M]. London：Springer，2012：281-300.

[13] KOSKELA T，VAANANEN K.Evolution towards smart home environments： empirical evaluation of three user interfaces [J]. Personal and ubiquitous computing，200，8（3/4）：234-240.

[14] AXSEN J，KURANI K S.Social influence，consumer behavior，and low-carbon energy transitions [J]. Annual review of environment and resources，2012，37（1）：311-340.

[15] PARK S H，WON S H，LEE J B，et al. Smart home：digitally engineered domestic life [J]. Personal and ubiquitous computing，2003，7（3/4）：189-196.

[16] TAYLOR A S，HARPER R，SWAN L，et al. Homes that make us smart [J]. Personal and ubiquitous computing，2007，11（5）：383-393.

[17] HUSSAIN S，ERDOGAN S Z，PARK J H. Monitoring user activities in smart home environments [J]. Information systems frontiers，2009，11（5）：539-549.

[18] NYBORG S，ROPKE I.Constructing users in the smart grid：insights from the danish eFlex project [J]. Energy efficiency，2013，6（4）：655-670.

[19] RICHARDSON H J. A “smart house” is not a home：the domestication of ICTs [J]. Information systems frontiers，2009，11（11）：599-608.

[20] DAVIDOFF S，MIN K，ZIMMERMAN J，etal. Principles of smart home control [C]// Ubiquitous Computing，2006：19-34.

[21]廉小親，安颯，王俐偉，等.智能家居發展及關鍵技術綜述[J].測控技術，2018，37（11）：1-4.

[22] EDWARDS W K，GRINTER R E.At home with ubiquitous computing：seven challenges [C]// International Conference on Ubiquitous Computing，2001，256-272.

[23]李翔.智能家居信息安全關鍵技術的研究[D].西安：長安大學，2015.

[24] BERNHEIM A J，LEE B，MAHAJAN R，etal. Home automation in the Wild：challenges and opportunities [C]// ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems，2011：2115-2124.

[25] JEONG K，SALVENDY G，PROCTOR R W. Smart home design and operation preferences of Americans and Koreans [J]. Ergonomics，2010，53（5）：636-660.

[26] HERCZEG M.The smart，the intelligent and the wise： roles and values of interactive technologies [C]// Proceedings of the First International Conference on Intelligent Interactive Technologies and Multimedia，2010.