基于用戶需求的智能浴室系統(tǒng)設(shè)計研究

蔡雨冬 范永鏗 覃健聰

恒潔衛(wèi)浴集團(tuán)有限公司 廣東佛山 528137

1 引言

科技改變生活，隨著科技的迅猛發(fā)展，智能家居逐漸融入大眾生活中。智能家居（Smart home）是以住宅為平臺，基于綜合布線、網(wǎng)絡(luò)通信、自動控制、安全監(jiān)控、現(xiàn)代化多媒體等先進(jìn)技術(shù)，由硬件（智能家電、智能硬件、安防控制設(shè)備、家具等）、軟件系統(tǒng)、云計算平臺構(gòu)成的一個家居生態(tài)圈[1]。與傳統(tǒng)家具相比，智能家居除了滿足常規(guī)的居家需求，還實現(xiàn)了人的遠(yuǎn)程控制設(shè)備、設(shè)備間互聯(lián)互通、設(shè)備自我學(xué)習(xí)等功能，并通過收集、分析用戶行為數(shù)據(jù)，為用戶提供個性化生活服務(wù)，使家居生活便捷、貼心、安全、節(jié)能、高效。

近年來，國內(nèi)智能家居市場規(guī)模明顯增長。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示[2]，2017年到2018年，中國智能家居用戶規(guī)模在6000萬左右，用戶數(shù)量呈螺旋式上升趨勢（如圖1所示）。另外如圖2所示，智能家居市場規(guī)模整體也呈現(xiàn)出上升趨勢，2019年智能家居的市場規(guī)模有望到達(dá)1950億元。智能浴室作為新興產(chǎn)品，有關(guān)的市場調(diào)研數(shù)據(jù)還比較欠缺，但智能浴室作為智能家居組成的重要一環(huán)，通過對智能家居規(guī)模的調(diào)查和分析，可以預(yù)測到智能浴室在迅猛的智能化浪潮中具有足夠的發(fā)展勢頭。

然而，目前在整體市場中智能浴室還處于初生階段，智能衛(wèi)浴也主要以智能馬桶單品較為普遍，整體衛(wèi)浴空間還未普及實現(xiàn)系統(tǒng)層面的智能化。同時，現(xiàn)有部分智能衛(wèi)浴乃至智能家居產(chǎn)品片面地將“智能”與“聯(lián)網(wǎng)”相混淆，僅將控制方式由手動操作升級為通過手機(jī)APP控制，以此作為銷售賣點來吸引消費者[3]。事實上，這些看似“智能”的改變并不能體現(xiàn)出以用戶為中心的智能化，并未深入地從用戶群體、需求等角度全方位考慮智能功能的實現(xiàn)[4]。

2 課題研究內(nèi)容和目標(biāo)

智能浴室是未來智能家居生活的一種發(fā)展趨勢。品牌或者產(chǎn)品的成功永遠(yuǎn)都是因為消費者的支持，科技的發(fā)展也更加應(yīng)該服務(wù)于改善人們生活質(zhì)量。本課題基于用戶需求的智能浴室系統(tǒng)設(shè)計研究，以用戶體驗為核心，在深入分析現(xiàn)有消費者痛點后，提出一種確切地能滿足不同用戶群體需求的解決方案。智能化浴室體驗不僅限于操控方式的改變，本系統(tǒng)更多的是結(jié)合互聯(lián)技術(shù)賦予了浴室空間“智慧”，給用戶帶來智能化的衛(wèi)浴體驗。

3 用戶痛點和需求分析

基于市場調(diào)研資料，本課題首先根據(jù)社會不同群體進(jìn)行用戶痛點和需求分析，其中不同的用戶群體都有各自的需求表現(xiàn)，主要劃分為年輕群體、老年群體以及殘疾人群體（見圖3）。

3.1 年輕群體

根據(jù)國內(nèi)智能家居用戶群體調(diào)研資料顯示（見圖4），35歲以下年輕人群在整體用戶年齡分布中占到了65.3%，可知年輕人群是智能系統(tǒng)的消費主力。國外市場研究機(jī)構(gòu)Ipsos-RSL[5]也對1044個英國代表性家庭進(jìn)行了智能家居意向問卷調(diào)查，數(shù)據(jù)表明（見圖5），年齡段在15～34歲的年輕人群更有可能對新的智能化生活持樂觀態(tài)度。年輕群體的主要需求[6]是：簡單舒適、品質(zhì)生活、科技酷炫、個性化、節(jié)能環(huán)保、健康。

（1）簡單舒適：“懶人經(jīng)濟(jì)”，要求操作簡便，能自動控制和響應(yīng)，以便節(jié)省出時間做自己喜歡做的事，追求舒適體驗；

（2）品質(zhì)生活：優(yōu)雅、精致、貼心、細(xì)節(jié)處均有較好表現(xiàn)，提升居住生活質(zhì)量；

（3）科技酷炫：富含科技風(fēng)，酷炫潮流，具有一定的風(fēng)格特色；

（4）個性化：能根據(jù)個人喜好進(jìn)行設(shè)定，成為懂用戶的“智能管家”，猶如親友般相伴；

（5）節(jié)能環(huán)保：符合可持續(xù)發(fā)展的理念，減少能源成本支出，并對生態(tài)環(huán)境友好；

（6）健康：健康小助手，時刻關(guān)注用戶的生理以及心理變化狀況。

3.2 老年群體

我國老年人口普查以及預(yù)測情況表明（如圖6所示），中國人口進(jìn)入加速老齡化階段[7]。面對老齡化日益劇烈的問題，工業(yè)和信息化部、民政部、計生委印發(fā)《智慧健康養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》，當(dāng)下重點任務(wù)是豐富智能健康養(yǎng)老服務(wù)產(chǎn)品供給，發(fā)展健康養(yǎng)老數(shù)據(jù)管理與服務(wù)系統(tǒng)。老年群體的主要需求是：無障礙設(shè)計、安全監(jiān)控、健康管理。

（1）無障礙設(shè)計：目前老年群體主要面對的困難是慢性疾病，肢體功能障礙，認(rèn)知、記憶能力衰退等[8]。智能浴室需體現(xiàn)出無障礙設(shè)計，以及簡單易用的控制方式。

圖1 2017-2018年智能家居領(lǐng)域用戶規(guī)模

圖2 2014-2019年智能家居市場規(guī)模情況

圖3 智能家居社會群體劃分

圖4 國內(nèi)智能家居用戶年齡群體分布

圖5 國外智能家居用戶支持度問卷調(diào)研

圖6 我國老年人口普查以及預(yù)測情況

（2）安全監(jiān)控：“空巢老人”問題，老人常缺少子女的陪伴，而在浴室使用中發(fā)生突發(fā)情況（如跌倒、中風(fēng)、心臟梗塞等）下無人及時發(fā)現(xiàn)并送院，錯過了治療的最佳時機(jī)，是間接造成老年人死亡的一個重要因素。智能浴室需通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和生理、行為識別技術(shù)解決。

（3）健康管理：實時關(guān)注老年人生理參數(shù)變化，成為病房、病后診查的一種替代品，減少費用，節(jié)省時間，減少疼痛。

3.3 殘疾群體

殘疾人是社會中特殊的弱勢群體，由于生理和心理的缺陷對社會的適應(yīng)能力相對較差，社會對該群體的關(guān)注較為缺乏。根據(jù)調(diào)查顯示，我國14億人口中，各類殘疾人數(shù)就高達(dá)6000萬，約占我國總?cè)丝诘?%；有功能障礙者或需看護(hù)人員的家庭，占全國家庭總戶數(shù)的1/10，即3577萬左右。我國殘疾群體基數(shù)正在不斷增加，殘疾人關(guān)愛工作刻不容緩。中國殘聯(lián)、國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部、國家統(tǒng)計局、國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室聯(lián)合制定了《殘疾人事業(yè)信息化建設(shè)“十三五”實施方案》，明確指出將智能技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到殘疾人建設(shè)事業(yè)中。該群體的主要需求是：無障礙設(shè)計、安全監(jiān)控、健康管理、情緒照顧[9]。

（1）功能輔助：殘疾人主要表現(xiàn)為肢體功能障礙，因此對比老年人群體，需增加技術(shù)輔助；

（2）安全監(jiān)控：對比老年人群體，殘疾群體由于功能性障礙更常見突發(fā)情況，安全須有保障；

（3）健康管理：實時關(guān)注殘疾人生理參數(shù)變化，成為病房、病后診查的一種替代品，減少費用，節(jié)省時間，減少疼痛，并且能記錄生理狀況，對醫(yī)護(hù)人員的診療有一定的幫助作用；

（4）情緒照顧：殘疾群體由于功能的障礙，在心理上容易造成情緒波動，因此也需兼顧。

4 智能浴室系統(tǒng)架構(gòu)

本課題基于前述調(diào)查分析后，提出了基于用戶需求的智能浴室系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖7所示，主要組成部分為：智能浴室產(chǎn)品、中樞控制器、輔助控制器、移動終端及其應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)&云端&數(shù)據(jù)庫、第三方控制設(shè)備。智能浴室產(chǎn)品（智能淋浴房、智能坐便器、智能水箱、智能浴室柜、智能鏡柜、智能浴缸、智能龍頭、智能淋浴平臺、浴室照明、智能浴霸、浴室傳感器等智能產(chǎn)品組成了產(chǎn)品生態(tài)圈，見圖8）通過本課題系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)智慧互聯(lián)自動控制以及用戶體驗相關(guān)的大數(shù)據(jù)存儲管理與分析，并配合多種場景解決用戶群體的需求。

4.1 智能浴室中樞控制器

中樞控制器作為智能浴室系統(tǒng)的核心組件，用于各個系統(tǒng)組件的串聯(lián)，并具有網(wǎng)關(guān)的功能，智能衛(wèi)浴產(chǎn)品通過制定的無線傳輸協(xié)議（Wi-Fi/Zigbee等）實現(xiàn)控制接入以及數(shù)據(jù)信號傳輸無線傳輸協(xié)議（見圖9）。并且中樞控制器集成了多種生物識別功能（如虹膜識別、指紋識別、語音控制、人臉識別、手勢識別等生物信號識別），用于用戶群體識別，個性化喜好設(shè)定以及其他更簡單快捷的控制操作。

4.2 智能浴室輔助控制器

輔助控制器作為中樞控制器的輔助設(shè)備，主要作為智能產(chǎn)品的智能遙控設(shè)備，豐富中樞控制器的控制功能，并協(xié)助進(jìn)行數(shù)據(jù)信號傳輸。

4.3 智能浴室互聯(lián)網(wǎng)&云端&數(shù)據(jù)庫

接收中樞控制器、移動終端、第三方設(shè)備的數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)，并將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫進(jìn)行大數(shù)據(jù)管理以及數(shù)據(jù)分析，反饋到控制終端（見圖10）；云端管理的數(shù)據(jù)類型可包括用戶健康信息、喜好習(xí)慣、社交、娛樂、遠(yuǎn)程監(jiān)控、身份信息，設(shè)備功能信息以及消息推送。豐富的數(shù)據(jù)有助于構(gòu)建更好的場景互聯(lián)體驗。

4.4 智能浴室移動終端及其應(yīng)用

移動終端為用戶隨身攜帶設(shè)備，安裝有對應(yīng)的智能浴室系統(tǒng)移動應(yīng)用，通過中樞控制器可以間接的對智能產(chǎn)品進(jìn)行控制，以及進(jìn)行監(jiān)控并實現(xiàn)消息提醒等功能。而移動終端應(yīng)用（HEGII H+）為控制終端與系統(tǒng)的橋梁，可安裝于含屏幕的控制裝置或衛(wèi)浴設(shè)備，如觸摸屏控制器、智能鏡柜等，見圖11。用戶界面主要有這些功能設(shè)置：

（1）設(shè)備控制，可以根據(jù)用戶需求自定義添加喜好的智能設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)控制以及監(jiān)控；

（2）場景設(shè)置，可以根據(jù)用戶喜好自定義設(shè)置的應(yīng)用場景；

（3）聯(lián)動配合，可以根據(jù)用戶喜好自定義設(shè)置產(chǎn)品的功能應(yīng)用以及組合；

（4）數(shù)據(jù)管理，通過配合云端的大數(shù)據(jù)分析，可以對用戶的健康進(jìn)行分析管理，以及一些使用習(xí)慣的跟蹤和學(xué)習(xí)。

5 智能浴室智慧場景設(shè)置

上述系統(tǒng)架構(gòu)僅作為智能浴室實現(xiàn)的基礎(chǔ)，而要滿足不同群體的用戶痛點則需要智能浴室智慧場景發(fā)揮作用。通過智慧場景的設(shè)置，能帶給用戶智能和舒適的浴室體驗。智慧場景包含了上述不同群體需求，以及用戶可以根據(jù)自身使用需求設(shè)定為如廁模式、淋浴模式、晨起模式、回家模式等等。

圖7 智能浴室系統(tǒng)架構(gòu)

圖8智能浴室產(chǎn)品生態(tài)圈

圖9 智能浴室中樞控制器&輔助控制器

以下舉例說明：首先，用戶需要使用系統(tǒng)的生物傳感器（虹膜識別、聲紋識別、指紋識別等）錄入自身物理特征，以及年齡和群體信息等，而這一設(shè)定會保存在云平臺數(shù)據(jù)庫，用于識別用戶信息并且進(jìn)行快速匹配，運行相應(yīng)的設(shè)置。

圖10 智能浴室互聯(lián)網(wǎng)&云端&數(shù)據(jù)庫

圖11 智能浴室系統(tǒng)移動終端及應(yīng)用

圖12 智能浴室系統(tǒng)智慧場景實例

如圖12場景實例，用戶在系統(tǒng)中設(shè)定了“回家模式”后，作為智能管家的中樞控制器通過識別組件檢測到用戶回家后，開啟浴室的“回家模式”。具體如將淋浴器進(jìn)水溫度提前設(shè)置為35℃；智能馬桶座圈溫度設(shè)置為用戶習(xí)慣的36℃；同時浴室柜鏡燈點亮，并調(diào)節(jié)至設(shè)定模式；智能浴室柜開啟毛巾消毒和烘干功能，按摩浴缸也同步開始了放水工作……當(dāng)一系列互聯(lián)操作完成后，系統(tǒng)通過語音和消息提醒用戶準(zhǔn)備工作已完成。

而當(dāng)系統(tǒng)識別到用戶為老年人或者殘疾人群體時，則更多的體現(xiàn)健康管理功能，如心率、血壓實時測量，淋浴和如廁時跌倒檢測，突發(fā)情況親人遠(yuǎn)程提醒等。通過智慧場景的實現(xiàn)賦予了智能浴室系統(tǒng)靈魂，滿足用戶需求。

6 小結(jié)

本課題針對目前衛(wèi)浴行業(yè)中存在的整體衛(wèi)浴空間智能化程度較低、無系統(tǒng)層面實現(xiàn)、難以解決用戶需求的問題，并對社會群體需求進(jìn)行深入分析后，提出了一種基于用戶需求的智能浴室系統(tǒng)，以及對系統(tǒng)的架構(gòu)思路和場景模式設(shè)置進(jìn)行了說明。該系統(tǒng)通過集成化設(shè)計，各功能部件相互協(xié)作，結(jié)合云平臺大數(shù)據(jù)處理、生物識別、智能傳感器等先進(jìn)技術(shù)，對不同的社會群體均有著適合的解決方案，給用戶帶來了革新的智能浴室體驗之旅。智能衛(wèi)浴是未來家居生活的一種發(fā)展趨勢，本課題智能浴室系統(tǒng)的推廣普及，必將為持續(xù)推動衛(wèi)浴行業(yè)的智能化發(fā)展貢獻(xiàn)出力量。