以情境感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計(jì)

艾敬園

摘要：文章以情景感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計(jì)為目的進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外以情景感知為基礎(chǔ)的智能家居行業(yè)研究，分析開(kāi)展以情境感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計(jì)途徑?；谇榫案兄龑幽Ｐ秃蛷牡偷礁叩男畔⑻幚淼燃?jí)要求開(kāi)展智能家居設(shè)計(jì)工作，提高了智能家居的設(shè)計(jì)水平及使用效果。在開(kāi)展以情景感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計(jì)中，要明確國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，基于情景感知理念，明確大眾需求，結(jié)合先進(jìn)技術(shù)，才能提高智能家居設(shè)計(jì)水平。

關(guān)鍵詞：情景感知 智能家居 設(shè)計(jì) 發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069 （2019） 02-0114-02

引言

由于人們生活水平質(zhì)量不斷改善，大眾傳統(tǒng)的生活、消費(fèi)觀念已經(jīng)悄然發(fā)生了改變。當(dāng)前，人們開(kāi)始追求舒適、干凈、整潔、高效的高品質(zhì)生活環(huán)境。為了滿(mǎn)足大眾的生活需求，基于情景感知為基礎(chǔ)，完善智能家居設(shè)計(jì)方案將顯得十分有必要。

一、闡述智能家居概念與發(fā)展的狀況

隨著時(shí)代的快速發(fā)展，智能家居的概念逐漸被大眾熟知。美國(guó)作為世界上唯一的一個(gè)超級(jí)大國(guó)，是智能家居概念的發(fā)源地。在二十世紀(jì)八十年電子技術(shù)快速發(fā)展的影響下，利用單獨(dú)的電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)住宅自動(dòng)化成為了全新發(fā)展方向。之后在各種先進(jìn)技術(shù)的影響下，終于實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理、監(jiān)管、控制住宅內(nèi)部家電、安全防護(hù)設(shè)備等的發(fā)展目標(biāo)。而智能家居概念在先進(jìn)科學(xué)理念及技術(shù)的雙重影響下，已經(jīng)更加明確，即“利用高科技建設(shè)住宅設(shè)施，通過(guò)在住宅中引入立體化管理系統(tǒng)，提高住宅的安全性、舒適性、便利性，然后根據(jù)用戶(hù)要求提供個(gè)性化差異服務(wù);同時(shí)引入大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)的高品質(zhì)智能化生活需求?！盵1]

智能家居除能夠滿(mǎn)足居住需求外，借助立體化信息交互技術(shù)，還能為用戶(hù)自主提供高效率、高品質(zhì)、節(jié)約型、智能化的生活環(huán)境。而獨(dú)立的智能家居主要由管理、通信、控制、維護(hù)四部分組成，通過(guò)各部分的合理配合，實(shí)現(xiàn)了給用戶(hù)創(chuàng)設(shè)安全、舒適、便捷數(shù)字化居住環(huán)境的目標(biāo)。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，智能家居市場(chǎng)在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家正在以每年5.8%的交易增速快速發(fā)展，但是，由于發(fā)達(dá)國(guó)家智能化家居市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入高價(jià)、需求減少等階段，所以交易額正在回落。而國(guó)內(nèi)的智能家居市場(chǎng)雖然成立時(shí)間有限，但是具有強(qiáng)勁的發(fā)展動(dòng)力，其發(fā)展規(guī)模正在不斷擴(kuò)大，經(jīng)預(yù)測(cè)，到達(dá)2020年后，中國(guó)智能家居市場(chǎng)交易總額可能突破2900億元大關(guān);不過(guò)在實(shí)際研究中發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)智能家居市場(chǎng)滲漏效率較差，同時(shí)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大面積普及運(yùn)用，該現(xiàn)象主要由兩點(diǎn)因素造成：[2]

（二）國(guó)內(nèi)智能家居產(chǎn)業(yè)鏈條沒(méi)有徹底成型，依舊屬于發(fā)展階段;同時(shí)國(guó)內(nèi)消費(fèi)者未能建立智能家居消費(fèi)觀，主流觀念依舊以“日常生活所需家居”為主，很多家庭短時(shí)間內(nèi)無(wú)法轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生活形式。

（二）智能家居設(shè)計(jì)方面的標(biāo)準(zhǔn)未能統(tǒng)一，由于存在較多的智能家居生產(chǎn)平臺(tái)，所以導(dǎo)致諸多職能家居設(shè)備無(wú)法完成統(tǒng)一管控與產(chǎn)品間的相互連通，進(jìn)而影響了智能家居體驗(yàn)效果。

（三）智能家居生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)過(guò)于關(guān)注，忽略了購(gòu)買(mǎi)者的實(shí)際需求狀況，影響了智能家居使用的價(jià)值。

二、以情景感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計(jì)分析

（一）情景感知是智能家居設(shè)計(jì)的理論核心：構(gòu)建具備計(jì)算、通信雙重能力的全新環(huán)境，利用先進(jìn)技術(shù)使人類(lèi)生活與其結(jié)合，讓該環(huán)境為人類(lèi)實(shí)時(shí)提供數(shù)字化服務(wù)的新概念被稱(chēng)為普適計(jì)算概念。受到普適計(jì)算概念的影響，情景感知技術(shù)概念逐漸浮出水面，即“利用傳感器與先進(jìn)的技術(shù)讓外界環(huán)境的狀態(tài)被計(jì)算機(jī)設(shè)備感知，從而根據(jù)當(dāng)前環(huán)境狀況，給用戶(hù)提供舒適的服務(wù)”。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，智能化正在從“人們隨時(shí)隨地獲取信息”朝“在需要的、適宜的地點(diǎn)獲取信息”的方向發(fā)展。而情景感知正是家居智能化實(shí)現(xiàn)發(fā)展的核心理念。[3]

把外界游離的用戶(hù)、情境環(huán)境、系統(tǒng)狀態(tài)有效地集成在一起，是情景感知的特性。在確定的條件情境中，系統(tǒng)能夠基于所在環(huán)境的狀態(tài)、用戶(hù)的信息預(yù)測(cè)即將出現(xiàn)的情境變化，這是智能科技未來(lái)發(fā)展的全新趨勢(shì)。同時(shí)，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支撐下，情景感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)了完善，目前已經(jīng)能夠?qū)λ鸭臄?shù)據(jù)實(shí)施有效的處理與儲(chǔ)存，借助和云端大數(shù)據(jù)終端的合作，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互的智能化與人性化，改善了用戶(hù)的真實(shí)體驗(yàn)效果。

（二）基于處置信息的視角分析情景感知機(jī)制，“對(duì)某個(gè)時(shí)間、空間里面的元素實(shí)施感知，掌握其內(nèi)在含義，有目的性的開(kāi)展未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)活動(dòng)”。既是情景感知機(jī)制內(nèi)涵;同時(shí)其把人類(lèi)的情境感知過(guò)程劃分為三大階段，即“感知、理解、預(yù)測(cè)”;同時(shí)，還完成了情景感知三層模型和從低到高的信息處理等級(jí)的建設(shè)，由此獲得了以下結(jié)論：

首先，感知情境內(nèi)有關(guān)元素組成與動(dòng)態(tài);該階段要搜集大量的數(shù)據(jù)信息，一般要在搜集和情景相關(guān)的人、目標(biāo)、狀態(tài)、環(huán)境、屬性變化等信息時(shí)使用傳感器設(shè)備，如大量使用空氣、運(yùn)動(dòng)傳感器等。傳感器的運(yùn)用主要承擔(dān)著視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)等功能，能夠?qū)λ闹墉h(huán)境狀況予以精確的探測(cè)、記錄。[4]

其次，有效理解事件，通過(guò)模式識(shí)別、解析、評(píng)價(jià)、估計(jì)感知時(shí)收集的要素。這種行為屬于智能化的直接表現(xiàn)，通過(guò)解析收集的相關(guān)信息，對(duì)用戶(hù)個(gè)人的興趣愛(ài)好、生活習(xí)慣等進(jìn)行甄別性選擇，從而實(shí)現(xiàn)半能動(dòng)性與初步學(xué)習(xí)的目標(biāo)。這有助于改善用戶(hù)體驗(yàn)效果、幫助用戶(hù)脫離“自己動(dòng)手豐衣足食”的狀態(tài)，具有較高的模仿及主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。[5]

最后，能夠?qū)ξ磥?lái)情況予以預(yù)測(cè)，情景感知可以有效判斷未來(lái)屬性與狀態(tài)變化情況，具有高級(jí)特性。由于人類(lèi)具有獨(dú)一無(wú)二的主觀能動(dòng)性，因此，該階段智能家居除了具備學(xué)習(xí)、模仿功能外，還能夠通過(guò)分析環(huán)境及相關(guān)因素變化，對(duì)用戶(hù)的真實(shí)需要進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)自主工作，而不用在依賴(lài)用戶(hù)反饋的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)功能運(yùn)作，使真正的高級(jí)人工智能變成現(xiàn)實(shí)。[6]

（三）以情景感知為基礎(chǔ)的智能家居設(shè)計(jì)案例分析：國(guó)內(nèi)知名專(zhuān)家學(xué)者認(rèn)為顯示感知、蘊(yùn)含感知才是組成情景感知的重要種類(lèi)?，F(xiàn)實(shí)感知利用傳感器對(duì)情境環(huán)境內(nèi)的數(shù)據(jù)實(shí)施偵搜，對(duì)四周環(huán)境進(jìn)行感知;蘊(yùn)含感知屬于高級(jí)感知級(jí)別，在對(duì)情境環(huán)境中的用戶(hù)行為進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)依賴(lài)數(shù)據(jù)解析結(jié)果，這主要是為了滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化體驗(yàn)需求。所以，智能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中十分依賴(lài)情景感知，而情景感知已經(jīng)和人類(lèi)工作、生活等環(huán)境實(shí)現(xiàn)了有效融合。同時(shí)，對(duì)用戶(hù)情境信息的偵搜、處理能力是情景感知系統(tǒng)必須具備的，同時(shí)，還要根據(jù)用戶(hù)特征、環(huán)境狀況，對(duì)用戶(hù)提出的要求予以回應(yīng)。情景感知應(yīng)用環(huán)境中智能設(shè)備的情境感知概念是指“智能化家居主要處于一種具備流動(dòng)性、開(kāi)放性、動(dòng)態(tài)性的智能化空間環(huán)境當(dāng)中”。因此，基于用戶(hù)家庭環(huán)境改變情況，合理地對(duì)偵搜的情境信息進(jìn)行針對(duì)性的處理、創(chuàng)設(shè)，符合用戶(hù)需求，成為了智能家居未來(lái)主要的科研方向。[7]

當(dāng)前，智能市場(chǎng)中存在的智能家居產(chǎn)品主要以智能單品為主，他們需要智能手機(jī)安裝APP客戶(hù)端，才能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的終端控制?；谥悄芗揖酉到y(tǒng)整體性來(lái)講，智能單品只能使用戶(hù)對(duì)日常生活中某家居的某功能需求得到滿(mǎn)足，無(wú)法通過(guò)產(chǎn)品配套組合給用戶(hù)營(yíng)造良好的體驗(yàn)效果。當(dāng)前，場(chǎng)景化理念正在被強(qiáng)硬地融入到智能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中，這不僅未能結(jié)合用戶(hù)興趣、生活習(xí)慣等要素，還影響了需求預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，國(guó)內(nèi)諸多企業(yè)正在投入大量資源，期待實(shí)現(xiàn)智能家居場(chǎng)景化、融合性以及除舊更新的發(fā)展目標(biāo)。[8]

比如，國(guó)內(nèi)知名企業(yè)海爾公司旗下的“海爾U+智慧生活平臺(tái)”和傳統(tǒng)的獨(dú)立智能家居產(chǎn)品存在較大差異，U+主打智慧家庭系統(tǒng)整體化銷(xiāo)售理念（如圖1）。同時(shí)在2016年推出了“智慧家庭”專(zhuān)題定制的UHomeOS操作系統(tǒng)，他可以根據(jù)場(chǎng)景、用戶(hù)、功能元素重新構(gòu)建用戶(hù)基本需求，然后利用深度定制、云端數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)解析等功能，制訂健康、安全、溫馨、舒適的智慧家庭生活環(huán)境供用戶(hù)享受。嘲比如，在客廳場(chǎng)景的智能化家居設(shè)計(jì)中，用戶(hù)可以通過(guò)智能門(mén)鎖指紋識(shí)別的方式開(kāi)門(mén)。另外，當(dāng)用戶(hù)通過(guò)指紋掃描開(kāi)門(mén)后，客廳內(nèi)所有智能家居設(shè)備開(kāi)關(guān)將同時(shí)打開(kāi)，智能系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到回家狀態(tài)，空調(diào)等設(shè)備將根據(jù)室內(nèi)狀況自動(dòng)開(kāi)啟、調(diào)節(jié)溫度等。為了提高用戶(hù)智能家居設(shè)計(jì)的體驗(yàn)感，當(dāng)用戶(hù)打開(kāi)房門(mén)后，系統(tǒng)會(huì)將用戶(hù)開(kāi)門(mén)的行為定義成“回家模式”，然后根據(jù)室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)，科學(xué)調(diào)控空調(diào)、燈光等智能設(shè)備，從而使室內(nèi)環(huán)境達(dá)到最佳。[10]比如，室內(nèi)的智能空調(diào)開(kāi)啟后.會(huì)利用溫度傳感器收集客廳內(nèi)的溫度信息，然后根據(jù)用戶(hù)生活習(xí)慣對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié);而智能燈則會(huì)利用光傳感器對(duì)室內(nèi)光線狀況信息進(jìn)行搜集，然后根據(jù)用戶(hù)個(gè)人習(xí)慣對(duì)燈光亮度實(shí)施調(diào)整，該過(guò)程不需要用戶(hù)參加（如圖2）。實(shí)際上，智能家居系統(tǒng)就是通過(guò)點(diǎn)切入到面，利用收集用戶(hù)當(dāng)下?tīng)顟B(tài)、四周環(huán)境信息等方式，對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，這有效地提高了用戶(hù)的智能家居真實(shí)體驗(yàn)感。[11]

三、促進(jìn)智能家居健康發(fā)展的建議

（一）智能家居的發(fā)展將得到完善：智能家居正逐漸被國(guó)內(nèi)大眾熟知，但并未得到批量使用。所以，國(guó)內(nèi)智能家居設(shè)計(jì)行業(yè)要積極學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家智能家居技術(shù)、設(shè)計(jì)方法，要結(jié)合中國(guó)文化及國(guó)情，取其精華，去其糟糠。在宣傳階段，不僅要重視一線城市的宣傳，還要增加二三線城市宣傳力度。同時(shí)，政府方面要建立健全相關(guān)制度，規(guī)范智能家居行業(yè)的建設(shè)，促進(jìn)智能家居行業(yè)健康發(fā)展。[12]

（二）改善用戶(hù)體驗(yàn)效果，促進(jìn)智能家居健康發(fā)展：為了更好地推廣智能家居，政府部門(mén)可以在許多公共單位裝置惠民智能家居，檢驗(yàn)智能家居的成果。與此同時(shí)，房地產(chǎn)商在進(jìn)行推廣時(shí)，也可以將智能家居作為推廣的重點(diǎn)，創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)的家居結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)廣大用戶(hù)對(duì)于智能家居的感受。[13]

（三）根據(jù)用戶(hù)需求完善智能家居設(shè)計(jì)：智能家居理念最早在斜放出現(xiàn)，受到東西文明差異影響，必須結(jié)合中國(guó)國(guó)家文化才能提高智能家居設(shè)計(jì)的合理性。受傳統(tǒng)安全意識(shí)影響，未來(lái)智能家居可朝家電、防盜智能控制領(lǐng)域發(fā)展;同時(shí)，隨著人們生活水平的改善，更要根據(jù)大眾的實(shí)際需求做好設(shè)計(jì)調(diào)整。[14]

結(jié)語(yǔ)

智能家居行業(yè)在中國(guó)具有巨大的發(fā)展強(qiáng)力，隨著大眾生活及新生代理念的改變，智能家居設(shè)計(jì)必然成為家居制造業(yè)的主流發(fā)展趨勢(shì)。因此，在智能家居設(shè)計(jì)中要結(jié)合國(guó)情及用戶(hù)需求，改善體驗(yàn)效果、提高性?xún)r(jià)比等，才能提高智能家居設(shè)計(jì)方案的利用價(jià)值。

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