智能家居系統用戶體驗的研究*

翟 倩，肖 金，陸興華，鄢炎維

（廣東工業大學華立學院，廣東 廣州 511325）

現代社會科技進步使得人們對衣食住行各個方面要求越來越高，隨著生活品質的不斷提升，信息化產業迎來新的契機與挑戰。智能家居概念早在20世紀就被提出，但礙于科技發展有限未能大范圍實現。2000年后物聯網、云計算、大數據技術和人工智能的發展，促進信息技術發展神速，為智能家居融入大眾生活帶來契機[1]。

國際物聯網貿易與應用促進協會近年來發布的市場調研數據顯示：我國智能家居市場從2010年到2012年期間連續3年保持超過20%的增長，市場規模達到24.9億元；2017年我國智能家居市場規模達到80億元以上。天貓2018年“雙十一”期間發布的智能產品銷量情況顯示：智能手表成交額同比增長81.6%，智能音箱成交額同比增長120.0%，智能機器人成交額同比增長60.3%，智能翻譯機成交額同比增長220.6%。其中，AI電視、智能電視等影音設備占到了平板電視銷量的90%。從以上數據不難看出，越來越多的用戶開始應用并熱衷于智能產品，未來中國智能家電市場存在不可估量的潛力。

傳統家用產品與用戶的交互方式和模式有限，使得產品功能在售出后僅需要后期維修而不會再作系統更新和變化。但對于智能家居系統而言，重點傾向于售出后仍然還會持續更新，滿足用戶不斷變化的需求，兩者之間的關系將更加立體和豐富[2]。人們似乎開始不再滿足于個體智能家電的使用，而是更深層次借助平臺與網絡通信等功能來實現交互體驗，由此智能家居系統設計中的用戶體驗研究應運而生。

1 用戶體驗

從體驗角度來說體驗主要分兩大類：一類是B.約瑟夫·派恩[3]從體驗與人的關系入手對人的體驗分類；另一類是貝恩特·施密特[4]針對消費者購買使用產品時的體驗分類，通過對消費者體驗的深入探索，形成其獨特的顧客體驗體系和系統的營銷理論。

美國著名的認知心理學專家唐納德·若曼[5]最早在20世紀90年代中期提出“用戶體驗”概念。他認為，用戶的認知和人類情感研究與傳統邏輯推理研究一樣在用戶體驗中扮演重要的角色：早期用戶體驗在交互設計領域中廣泛運用，之后延伸到產品系統設計；而當代智能設備大部分從信息加工角度來研究認知特性，通過人類情感研究產生交互式用戶體驗模式，用認知心理學來理解用戶的行為特點，從而構建適當的服務方式[6]。

2 影響用戶體驗的因素

2.1 系統產品和硬件設計對用戶體驗的影響

（1）子系統兼容。智能家居研究涉及機械、自動化、計算機、電氣等各個領域的交叉參與。智能家居管理系統作為家庭平臺的終端管理裝置，能夠完成各類智能家電的成功對接和兼容，需要終端控制器和各項布線傳感器兼容才能使用。目前而言，市面上制造和生產智能家電的公司多不勝數，這種差異容易造成子系統之間不能兼容，從而限制了智能家居系統的適用[7]。

（2）單向信號傳送。智能家居系統雖然擁有無線傳輸的能力，但在用戶使用過程中往往易出現以下情況：離家時輸入“離家”指令，系統接收后應做出關閉所有用電器，啟動門禁安防功能的措施，卻因采用單向通信功能導致系統沒有接收到指令并執行，或者接收指令部分執行，或者接收到指令并完全執行但當意外發生時沒有及時發現并發出報警信號等狀況發生，系統執行的效果不盡人意導致體驗效果不理想。因此，在設計時需要考慮如何提高通信的可靠傳輸。

（3）網絡傳輸協議。網絡傳輸協議的效率與安全也是影響用戶體驗的一大因素。目前WiFi是應用最為廣泛的無線局域網技術，其傳輸速率高使得系統控制中心向各項家居發送指令都能高效率完成。但也存在致命缺點：安全系數低。如果惡意破解WiFi無線信號并入侵到智能家居系統內部控制模塊，會導致系統各項功能紊亂造成損失。因此，選用適宜的網絡傳輸協議，才能使系統的功能性及安全性最大化的滿足需求[8-9]。

（4）界面操作。智能家居系統是一套集多個技術領域的嵌入式開發系統，必須便利最大化。客戶需求越多務必會使系統功能復雜而不易操作，因此在設計中圖形化的菜單操作界面和全觸摸的操作方式是設計重點。為了提高系統的簡易性，要在考慮用戶心理的基礎上，簡化設計，設計出符合大眾認可的產品。

（5）電氣設備的穩定運行。當一個智能家居系統投入家庭使用后，使用年限一定是安裝十年以上來計算的，所以系統的穩定性值得推敲。系統不穩定，經常出現問題需要維護，勢必會影響用戶對于產品的好感度。系統的穩定運行與傳輸方式及系統架構都有很大的關系，因此研發設計上對于系統的穩定性要著重考量這些要素，確保系統的穩定運行。

2.2 情境感知對用戶體驗的影響

（1）感官層次。感官層次的用戶體驗是指產品通過刺激人的感官系統留下的較為直接的體驗。這種體驗是層次最淺的基礎體驗。它是系統設計的表面因素對感官系統較短時間的刺激，如果不能轉換成更深層次的內容很快就會消失。此層次的體驗主要包括視覺、觸覺和聽覺等。就目前而言，智能家居系統的設計最初也最直接的交互設計體現在這個層次。

（2）行為層次。行為層次的用戶體驗是用戶使用和操作產品所產生的體驗。基于這個層次體驗的產品設計可以通過改變接觸方式和操作產品的接觸部位來體現對產品的認可度。在智能家居系統中，大多數產品設計借助智能設備完成產品控制，例如通過語音控制和手勢識別控制電視、電燈、空調等電氣設備，此方法控制起來簡單、便捷、可操控性強。

（3）情感層次。這個層次的用戶體驗是指用戶使用產品過程中的情感體驗和升華。從某種意義上講，情感的意義要比感官和行為重要得多，因為它賦予人們精神的滿足感和生活的意義，是自身快樂的體現和自我展示。在智能家居環境應用下，情感層次的體驗建立重在過程中帶來的舒適度和愉悅度[10-15]。

2000名智能家居體驗者研究調查表明：①功能調查如圖1所示，可知提升生活品質優化居住環境是用戶關注的焦點；②滿意度調查如圖2所示，可知智能設備的實用與否是影響用戶選擇的決定因素；③用戶智能家居使用體驗結果表明用戶對智能家居的滿意度均值為2.381，實用性評價均值為2.548，用戶滿意度值低于實用性評價值，說明智能家居系統還遠未達到用戶的期望。在一系列調查中用戶認為智能家居產品之間聯動功能沒有做好是影響用戶體驗的主要原因，說明用戶對產品功能需求不是孤立的而是基于情境且連續的，智能家居需要給用戶提供的服務體驗要從具體情境出發，體現用戶的需求。

圖1 智能產品功能調查圖

圖2 智能設備滿意度調查圖

3 用戶評價機制的分類與建立

3.1 安全需求評判

安全需求評價可分為設備安全和功能安全兩大類[9]。這類需求構建出一個安全的評價體系，確保智能家居行業健康發展和消費者人身財產安全。針對設備安全，主要存在的潛在風險是高溫危險、著火危險、機械傷害危險、有毒有害物質釋放等方面。評估標準是根據智能家居中的各項智能產品是否具有國家、國際生產標準。另外，在功能安全方面，主要體現在電氣、電子、可編程電子安全相關系統及其他技術安全相關系統方面的穩定無差錯運行。針對這一點的要求，可以參考《信息技術-家庭和建筑的功能安全要求》（ISO/IEC 14762），采用家電、家居控制系統的功能安全標準IEC 60335系列（GB4706系列）標準。對于功能安全評估，要在生產完成后評估軟件控制器處理各種錯誤和故障的能力，并針對軟件控制器進行全生命周期的過程評估，檢查避免錯誤的能力。

3.2 操作風格評判

智能家居的使用者不能局限于青年人，而應該通用于各個年齡段的人，因此操作起來簡單易上手是必要的。如果操作系統復雜繁瑣，那對于用戶來說功能再齊全也是華而不實，影響用戶體驗的愉悅感。因此對于用戶評價的一大標準就是對于系統操作簡單性及對所有年齡段的適用性。對中青年人來說，智能設備操作界面采用圖形化一鍵式，對于這一年齡層的人接受事物快，能夠快速接受并熟練運用。反之，對于一些年齡偏大和偏小人群，存在著或多或少的使用障礙，需要在智能設備操作界面增加如語音、圖像、視頻等互動助手功能。因此在界面評判標準上可以根據實時模式的使用下載情況判斷哪種操作模式是更加適用的，避免了年齡差異帶來的使用產品差異的局面。

3.3 運行速度評判

電子產品最直觀的使用感受是它能否高效快速地響應，智能家居系統的響應運行速度將成為客戶評價的重要標準。以此建立運行速度的評判機制可以通過利用智能家居系統使用Zigbee協議的雙向通信特點來完成。

在智能家居系統設計中對比協議如表1所示，可發現ZigBee協議比較符合現在用戶體驗要求，其安全系數高，采用AES128加密算法使得破解難度增加，另外能耗低符合系統設計節能環保的初衷。此外組網方式靈活，可以連接多臺設備，也符合于智能家居系統多件家電同時工作使用的需求。

表1 協議對比

雙向的通信功能可以理解為人機交互的工作方式，是在發出指令后終端處理器根據接收到的指令是否成功執行再將反饋信號返還給用戶移動終端上的過程，因此在指令能夠成功被執行的前提下通過交互設備發出指令再到接受反饋信號到計算系統的運行速度，建立對于系統運行速度的評判方式。

3.4 智能家居系統用戶體驗的復合并存評判

就智能家居系統而言，從最初的產品設計到電氣設備系統界面設置，再到智能系統使用情景以及用戶的實時操作，都會影響到用戶對智能系統產品的體驗效果。在產品系統設計體驗的過程中要避免設計者根據自身的主觀認識對產品做出抉擇。智能家居產品中的用戶體驗設計總能給用戶和消費者帶來額外的新的體驗，雖然對于系統本身設置而言與消費者需求的聯系并不那么緊密，但從購買消費角度出發這些感知設計必不可少。高層次的設計要精確研究用戶需求，配合體驗要素的精確控制使得系統設計本身更加具有目的性和精準性，最終能夠產生與用戶自我心理需求共鳴的體驗[16-18]。

4 結語

文章以設計和理解對用戶體驗有幫助的理論模型為目的，通過調研方法收集和歸納了影響用戶體驗的因素，調查研究顯示智能設備的實用性和客戶對設計的需求相輔相成，共同影響著用戶體驗效果。綜合考慮用戶的自身特點設計合理、安全、實用性強的系統，根據已有的智能系統和影響因素建立復合并存的用戶評價機制，以設計者融入實際生活需求體系為目標的設計才是智能家居往后設計改善的方向。