物聯網背景下的智能家居產品發展趨勢探究

■顧天威，王 瑋，陳 雪 Gu Tianwei & Wang Wei & Chen Xue

(南京林業大學藝術設計學院，江蘇南京 210037）

隨著科技的快速發展，傳統家居已初步實現向智能家居產品的轉型，很大程度上簡化了用戶的操作流程，提供一種更為舒適便利的生活環境。智能家居產品的多樣性構建了各類不同的智能方案，改變了用戶原有的生活形態。在物聯網技術快速發展的今天，如何平衡快速發展的生產力與用戶之間的矛盾，構建人與智能家居產品之間的和諧發展正是現代設計師所要考慮的問題。

1 物聯網技術理論的提出與發展

1.1 物聯網技術的提出

在1 9 9 5年的時候，比爾·蓋茨（BillGates）在他的著作《未來之路》中提過“物聯網”的概念。而在2005年ITU發布了《ITU互聯網報告2005:物聯網》之后，物聯網才逐漸被人所熟知并得到快速發展[1]。物聯網是信息科技產業第三次革命的產物，是互聯網的延伸[2]。互聯網解決的是人與物之間信息的傳遞，而物聯網技術的引入，實現了物與物之間信息的實時整合，在實現人與物交互的基礎之上，更是能實現“物與物”“物與環境”的交互（見圖1）。

1.2 物聯網技術的發展

物聯網引導下的家居設計一般稱為“智能家居設計”，是以住宅為平臺，利用技術將各類智能產品聯合，構建全方位的智能管理系統[3]。物聯網體系架構從下往上依次為感知層、網絡層和應用層（見圖2）。感知層表現為信息的收集，網絡層則是信息的篩選與管理，最后將其傳送于應用層，實現信息的反饋，形成產品與用戶的交互[4]。其最直觀體現便是在智能家居產品上的應用，物聯網技術實現了信息資源的共享，通過不同的組合，可構建出不同的方案，如老年人監測系統、孩童陪伴系統、家庭影院系統等。

2 智能家居的發展現狀

智能家居的發展在ZigBee、WIFI等技術的支持下，信息數據的傳遞實現了以電頻信號為載體，擺脫了傳統的以纜線為依托的傳送方式，使得整體居住空間變得更為寬敞整潔。智能家居產品雖擁有廣闊的前景，但其市場占有率并不高，筆者將從以下三個方面進行分析。

2.1 智能家居協議的多樣性

智能家居作為家居市場中一個新型產業，擁有廣闊的市場前景。然而因各生產商的技術與協議的不統一，造成了智能家居協議的多樣性[5]。每一種智能家居都有與之對應的App進行控制，各廠家控制與協議無法互通（如圖3）。用戶需下載各類不同的軟件對其進行操控，既占用了手機的存儲空間，又將用戶的行為操作繁瑣化。

2.2 智能家居的品質參差不齊

現階段，市場上智能家居的品質參差不齊。部分商戶為混淆用戶視聽，大多以“智能”為產品命名，或是稍微與科技沾邊的產品便將其視定為智能家居產品，欺騙了消費者，大大阻礙了智能家居的發展。智能家居應是以“為用戶提供更為便利的生活方式”為目標，并承載有先進的科學技術[6]。因而各企業在對其進行生產時，因以用戶為中心，以技術為核心，以產品為媒介，做到智能家居的人性化及實用化發展。

■圖1 物聯網下各要素聯系

■圖2 物聯網體系架構

■圖3 各類智能家居App終端

■圖4 智能安防系統

■圖5 小米兒童類智能產品

■圖6 小米智能家居產品

■圖7 老人智能看護系統

■圖8 技術、產品與市場關系圖

2.3 智能家居普及率低

現階段，大多用戶群體已接受智能家居的概念，但并未真正構建出理想狀態下的智慧家庭。究其原因便是智能家居大多昂貴，常應用于酒店或是中產階級及其以上的家庭，普通家庭并未有一定的經濟實力購買。同時又考慮到大多用戶已習慣于現有的有線式家居的生活方式，其可滿足用戶的基本生活需求，因而并不會耗費多余財產進行智能家居的購置。

3 物聯網在智能家居中的應用

近幾年來，智慧城市下萬物互聯的新生態科技影響并改變著大眾的行為習慣和生活方式[7]。物聯網聯結了各類智能家居，用戶可通過各類不同的產品對實現對家用設備的控制，打破了空間的上的約束，為用戶營造一種更為便利舒適的生活方式[8]。在物聯網技術的支持下，部分智能家居產品已實現了用戶行為預測及事件解決方案的提供，減少了用戶的思考，應對不同的環境、不同的地點構建出不同的智慧方案。

3.1 智能安防系統

智能安防系統是最為常見的智慧家庭構建方案之一，其主要由三部分組成：電子門鎖、監控系統與報警系統。與傳統的防盜門形式不同，智能安防系統以電子門鎖為核心，擯棄了傳統防盜鐵門的冷漠之感，凸顯家門其原有的木制的溫度感。

安全性是用戶所需的基本需求，因而安防是物聯網最大的應用市場之一。智能安防系統主要通過指紋識別、人臉識別或是密碼輸入的形式進行開關門的程序，改變了傳統的開門方式。當用戶雙手拎著物品時，用戶可通過人臉識別的方式進入家門。在此基礎上，智能安防系統還設有監控系統與報警系統，若有不明來歷之人強行對其打開，智能安防系統在記錄嫌疑人面部數據的同時，還可進行自動報警，并通過手機App短信的形式告知用戶與物業，保障用戶的財產安全（如圖4）。通過用戶不同的設置方案，智能安防系統可應對各類不同的情境。

3.2 智慧家庭系統

智慧家庭系統主要由照明控制系統、電器控制系統、環境控制系統、中央控制管理系統構成。各系統可根據環境的變化自主運作，如照明控制系統在檢測到用戶回家以后，客廳燈光自動亮起，并根據室內外溫度差進行燈光顏色的調整；電器控制系統主要可分為語音與界面交互控制，語音控制以其便捷、簡化用戶操作行為的優勢成為了主要的家居控制方式[9]，如智能音箱、掃地機器人等；環境控制系統主要為溫濕度控制系統，溫濕度控制系統可根據情境的變化調整室內的溫度值與濕度值，營造一個適宜用戶居住的環境；中央控制管理系統實現了各類智能家居的一鍵式控制，可實現某一局部產品的單獨運作。

4 智能家居的未來發展趨勢

智能家居的發展改變了用戶傳統的生活方式，大部分的生活瑣事皆由智能家居替代完成，用戶有大量的空余時間去做些私事。如何實現以用戶為核心、以產品為媒介的智能家居設計方案，形成智能家居的良性發展，筆者將從人性化設計理念、綠色設計理念與標準化設計理念三個方面進行探究。

4.1 人性化設計理念

人性化設計理念不僅體現在產品的形態、功能與材料之上，其更為關注的是用戶的生理特征與心理需求。現代設計師需充分關注不同人群，設計師應以人機工程學為基礎，根據其行為習慣與生理結構進行智能家居產品的設計。同時，設計師應充分關注不同年齡段用戶的心理需求與思維方式，在原有產品的功能之上，實現產品的優化。

不同年齡段的用戶有著不同的生活方式與行為習慣，智能家居系統的整合也出現了多樣性[10]。如兒童的智能家居系統應多以娛樂元素為主，可安裝一些智能影音系統、VR娛樂系統等。同時，孩童正處于思維成長期，娛樂系統應對其有正確的價值觀引導，如智能早教等產品（見圖5）。部分智能座椅，應根據孩童的成長適當調整其靠背的角度，以矯正孩童坐姿[11]；青年人的智能家居產品多偏實用性、舒適性，習慣于智能家居的自動煮飯、清掃等功能（見圖6）；適用于老年人的智能產品多為康養型，如可穿戴型智能產品會不定時的記錄老人的血壓及心跳速率，并通過物聯網技術將各類信息整合傳送于各類智能家居產品[12]。若出現異常情況，家居系統將采取緊急呼叫服務告知醫院并通知子女，以便在第一時間采取措施（見圖7）。而在語音智能交互技術方面，如何處理好各類方言的不同而導致的智能語音無法識別，也是設計師亟待解決的問題之一[13]。

4.2 綠色設計理念

綠色設計理念提倡人與環境和諧發展，其要求設計師要充分考慮設計資源與環境的影響，在充分考慮產品設計的生命周期與質量的同時，還要盡量優化各類相關的元素，使產品對于環境的影響值降低到最小[14]。部分產品運用的為不可再生材料，當代設計師在運用材料時，要充分考慮到環境的發展，滿足可持續性發展的理念[15]。

現階段，越來越多的新技術以產品為媒介流入市場，并逐漸被人們所接受。在享受到科技帶來的便利生活之后，越來越多的年輕人開始盲目追求科技的更新換代，這大大的造成了資源的浪費（見圖8）。設計師應盡量延長智能家居產品的生命周期，如智能家居產品可自主下載最新系統實現產品的自主優化。同時在保證其性能的情況下降低能耗功率，真正做到智能家居的可持續發展[16]。

4.3 標準化設計理念

標準化設計通常是指在一定的時期內，各類產品根據一定的規章制度進行生產，實現產品的通用性，為產品的設計制定統一的標準和模式。標準化設計通常適用于市場需求量大、前景較好的產品。其能保證產品質量的同時，還可以減少重復勞動，加快產品的設計速率，同時還有利于新型技術的采用與推廣。

當前市場上充斥著各式各樣不同的智能家居，因各企業間協議不同，用戶的終端操控系統只可操作指定類型的產品。現階段，有部分企業已開始進行智能家居產品鏈的生產，以小米家居為例。小米家居以物聯網技術為基礎實現了各類智能家居間的信息整合管理，用戶可通過語音交互控制系統對小米音箱進行語音控制，進而實現對其余家居的智能化控制，也可通過手機App實現家庭中所有小米智能家居的控制，其已初步構建出適宜用戶居住的智慧家庭。而未來智能家居的發展也勢必朝向協議標準化發展，只需一個App便可控制各類智能家居，同時制定出一套適應行業生產的標準化協議。

5 結語

智能家居的發展是以為用戶提供更為便利舒適的生活為核心。物聯網技術的引入實現了各類智能家居間信息的實時收集、傳送、處理、整合與反饋，并通過云端的大數據計算預測用戶行為，擺脫了以往的機械式的處理用戶輸入的指令，真正做到以智能化改變用戶生活。本文以物聯網的發展為背景，分析現階段智能家居現狀與物聯網在智能家居中的應用，并從人性化設計理念、綠色設計理念與標準化的設計理念角度出發對未來智能家居的發展提出了一些看法，還望對未來的智能家居產品的發展產生一定的幫助。