人工智能技術在家居產品中的應用

張斌斌 羅聰 王明宇 卞宇飛 樊冬梅

摘要：隨著Al人工智能、數據、大物聯、云計算、5G等技術的成熟與相互融合，讓我們的生活在21世紀變得更舒適、便捷、高效，人工智能已經在我們生活的很多方面發生了令人難以置信的改變。社會在不斷發展，家居產品設計應與時俱進。人工智能走進家居產品將是新時代室內設計的趨勢，更是空間設計中以人為本設計這一原則的現代體現。本文將探索人工智能在家居產品中的應用。

關鍵詞：人工智能;智能家居;家居產品

1 緒論

世界上最早的關于智能家居的研究可以追溯到1984年的美國，它首先提出“智能家居”的概念，以建筑設備整合化、信息化的“智能型建筑”，當時在對一些舊建筑的改造中對大廈空調、電梯、照片和其他設備進行了監控，給大廈提供一些簡單的通信服務，之后，全世界爭相建造“智能家居派”的序幕就此拉開，國內外對于智能家居的研究熱度也開始迅速攀升。

智能家居在住宅空間中，兼備建筑、家用電器、網絡通信和設備自動化及系統結構、服務和管理為一體，利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現環保節能的居住環境;智能通過物聯網技術和移動互聯網將家用電器或設備等連接到一起，提供安防控制、照明控制、水電控制、網絡控制以及健康監測等多種功能和手段，提供高效、舒適、安全、便利及環保的家居空間環境。

作為家居環境中重要部分的家具產品，傳統的企業制造模式和產品功能已逐漸滿足不了時代的需求，發展智能家具成為一種必然趨勢[ ]。但由于高新技術在家具上的應用不斷變化，智能家具的概念仍比較模糊，吳智慧等[ ]對其進行了界定，明確了智能家具的屬性和特點。智能家具無論在技術上還是產品智能化的程度上均處于快速演變階段。

2 家電及門禁安防智能

家電是指電視機、冰箱、洗衣機、空調等家中主要的電器，家電智能是使家用電器實現智能化。電視機可以通過語音開啟和關閉，可以通過語音尋找你想要看的頻道或節目，也可以用手勢、眼、距離與電視實現界面交互;當人離開電視機，沒人觀看的時候，電視機自動進入待機狀態或者自動關閉，再也不用擔心找不到遙控器了，同時達到節能的目的。空調則可以通過人的行為以及整體空間氣溫自動調節，而不是現在的通過遙控器手動調節。再也不擔心夜里被凍醒且很不情愿的狀態下到處摸遙控器。當空間內主人離開一段時間，空調則自動關閉，而不需要擔心離開家卻沒有關空調。

智能門通過語音和虹膜技術或人臉識別與智能主機對接，通過網絡將信息傳輸到手機、平板電腦或者電腦，贇能門通過以上的識別技術辨別主人。其具體表現在（1）當智能系統識別主人信息后，發出指令：如“歡迎主人回家”之類語言提示，大門隨即打開，迎接主人回家（2）當外人或陌生人需要進入家門時，智能門將信息傳輸到智能主機，智能主機通過網絡將信息傳輸到手機，主人可以通過手機或者是平板電腦完成與外來人員進行遠程通話，經許可方可進入（3）窗戶安裝紅外感應器與傳感器等設備，并與智能主機連接。如果風雨來襲，窗戶自動關上（4）如果發生陌生人或盜賊強行闖入，系統將信息傳輸到手機提醒主人，并發出警報。

3 燈光智能

燈光智能是家居空間中的燈具通過對光線的感應與對人物捕捉實現智能開啟。在白天光線比較強的時候，則自動關閉：在陰雨天光線不足的情況下，燈具通過紅外感應實現智能開啟;當人離開燈具的輻射范圍時，燈具自動關閉。環保節能又人性化。臥室與衛生間的燈具可以設置多種模式。當主人進入睡以后燈具自動進入睡眠模式;當主人起夜的時，等具緩慢開啟微弱柔和的燈光，而不至于使你的眼睛在蒙蒙的睡意下被刺眼的白光照著難受當需要正常光照時，可以通過語音切換照明模式。

4 通訊智能

有線方式的家居智能化通信系統主要是組網技術，家居電器設備需要與智能控制器或移動控制終端之間通過物理線路來實現連線，但隨著現代網絡通信技術的高速發展，有線方式的智能家居控制系統數量正逐漸減少，主要原因在于如果室內家居電器設備數量較多，需要進行單獨多根線路的設置才能夠實現數據的連接;線路數量的越來越多，如果沒有進行合理的布線設計，反而會增加危險因素，過多線路糾纏不清，且如果線路超過一定數，會影響室內整體裝修裝飾的美觀性。

相比之下，無線網絡通信技術的使用最大的優勢是不需要進行布線的復雜性設計;僅需要簡單的幾根線路就能夠滿足智能家居通信系統的要求，調試較為便利，無論運行穩定性或是能耗、安裝調試以及維護都較為簡單在智能家居當中所應用的無線技術主要包括紅外線、藍牙、WiFi、GPRS，其中，FR技術具有點對點的單向通信、范圍小且距離短等特點，較為適合應用在一些功能簡單的電器控制，而紅外技術的特點則是設備較為簡單、成本投入較低、且節技術性較為成熟，但紅外技術也有著不可忽視的缺點，主要包括并不具備標準的通信協議、控制距離有限且被障礙物阻擋高等等。藍牙技術則是屬于一種低功率且短距離的無線連接方式目目前在智能手機、藍牙音箱等方面應用較多，并且藍牙技術在網絡容量方面十分有限，雖然近年來藍牙技術的成本有所下降;但整體功能方面并沒有得到提升。另外還有一種無線通信網絡技術為Zigbee無線技術，這是屬于一種起步較晚的較為先進的網絡技術，具有低成本、低功耗、高穩定性、大量網絡節點以及多種網絡拓撲結構的優勢，組網靈活，能夠有效彌補WiFi安全性能較差以及藍牙通信距離較短的不足，室內的安全通信距離可以達到30米到50米左右，室外空曠地帶，不影響信號的情況下能夠達到100米左右。GPRS技術則可以和智能手機SIM卡進行綁定;實現電話撥號功能短信功能傳輸速率較高且接入范圍較廣，覆蓋規模較大，能夠實現智能手機的遠程操控。

5 結語

本篇文章主要分析了人工智能技術在家居產品方面的各種應用，針對家電，門禁安防，燈光和通訊系統進行了設計和實現的討論，以后的研究重點將開發手機端的智能控制，并降低系統成本，讓其真正走進千家萬戶，當今科技的發展日新月異，AI人工智能、大數據、物聯、云計算、虹膜識別等技術的出現，智能家居將不再遙遠。

參考文獻

[1] 白曉景.現代智能家具產品的設計研究[D].石家莊：河北科技大學，2015.BA .

[2]昊智慧.張雪穎，徐偉，等.智能家具的研究現狀與發展趨勢.林產工業，2017，44（5）：5-8，13.DOI.

作者簡介：樊冬梅，女，講師，本科學歷，1984年10月生，主要研究方向為網絡應用。

基金項目：本文系山東省大學生創新創業訓練計劃項目“智美聯家居APP”，項目編號：S202013324027。

（山東協和學院?山東?濟南?250000）