基于物聯網的智能家居個性化場景推薦系統

鄭澤豐，任慧芳，周亮

（廣東好太太科技集團股份有限公司，廣東廣州，511400）

0 緒論

智能家居如今已經走進千家萬戶，應用場景隨著技術的迭代越來越豐富，借助物聯網IOT云平臺及大數據建模，能夠實現遠程控制、智能聯動等，通過智能場景的設置，結合傳感器和場景控制面板，可實現無感式、個性化、自動執行的智能場景。智慧場景一般分為兩種類型：“自動化”以及“場景”，自動化能夠實現在達到設定的“觸發條件”時運行“執行動作”，如通過“人體傳感器”觸發執行“吸頂燈開發”。而場景則主要提供“一鍵”執行“執行動作”，如一鍵執行起床場景，執行水壺燒水、豆漿機開始制作早餐。因此，對于精通智能家居設置的用戶，能夠通過學習和反復調試來完成設置好屬于自己的智能場景，而對于更多的小白用戶，對于其復雜的設置過程，晦澀的技術術語，有一定的抵觸心理，怕麻煩又擔心設置出現故障，造成正常生活上的困擾。

智能家居個性化場景推薦系統依托IOT云平臺和大數據云計算的特性，能夠基于用戶的日常使用習慣、地理位置、天氣狀況，用戶賬戶綁定傳感器、智能設備的類型、型號以及功能性質，生成一個“推薦場景”列表，用戶可以在手機App中瀏覽所需要的推薦場景，無需過多設置即可直接啟用該智能場景。借助智能家居個性化場景推薦系統減少設置的步驟以及難度，通過簡單的交互讓用戶真正感受到智能場景的趣味性和儀式感。本論文以智能陽臺場景分析為例，描述智能家居個性化場景推薦系統的研究過程。

1 智能場景的設計

■1.1 場景設計

個性化智能場景推薦系統的建設依托于好太太智能家居IOT生態，需要滿足智慧交互戰略，通過合理的產品組合以及場景編排，提升智能設備使用的便捷性，讓用戶快速感知智能化。本次場景設計主要圍繞智能陽臺生態進行展開，以陽臺空間為例子進行數據準備和功能測試驗證，通過對用戶洗晾曬場景以及陽臺生活場景進行調查分析，本次要實現智能推薦的場景如下：

(1)“洗晾曬一體化”實現場景：根據用戶洗晾曬場景，包含洗滌到晾曬，晾曬到收衣的場景轉換。當洗衣機洗完，晾衣機晾衣桿提前下降，用戶晾完衣服后自動上升，以及用戶收衣服場景時自動下降。上升下降時簡配網關同步播報提示語。

(2)“晾曬語音提醒”實現場景：當用戶操作晾衣機時，聯動智能播報器進行語音提醒。

(3)“夜間自動開燈”實現場景：夜間有人走進或離開陽臺時，觸發晾衣機開關照明燈。

(4)“潑雨時晾衣桿自動上升”實現場景：根據天氣環境在陽臺潑雨時，自動上升晾衣桿。

(5)“陽臺安全監控”實現場景：用戶設置布防時段，陽臺異常時，手機推送告知用戶，網關報警。

(6)“步入陽臺監測報警”實現場景：布防狀態下，有人走近陽臺時通知用戶，該功能可以實現例如家里有寵物的情況下，當寵物步入陽臺就發送告警，防止寵物發生意外。

■1.2 場景開發

根據上述場景分析，根據好太太IOT云平臺的場景開發協議，轉化為智能設備的觸發條件以及執行動作如表1所示，至此，完成場景數據的準備。

表1 場景開發協議參數

2 系統架構設計

場景推薦系統分為三明治結構，最底層為各種類型的智能終端是面向用戶承接各種交互、功能和服務的載體，如ZigBee網關及其子設備，WiFi直連（云平臺）智能設備，以及用戶交互入口智能App。

基礎云平臺中，好太太IOT云平臺主要實現設備管理與用戶管理、日志記錄，實現跨設備、跨終端的數據和控制互聯互通。好太太大數據平臺對脫敏的用戶和設備的行為數據進行分析，深入挖掘用戶日常使用行為習慣，對設備運行狀況進行監測，對智能場景進行建模。

場景推薦系統為好太太IOT云平臺以及好太太大數據平臺的衍生，主要對個性化智能場景推薦完成場景數據管理，推薦場景模型進行分發推送。

3 App推薦場景功能

■3.1 交互邏輯

在好太太智聯App中，提供給用戶多個入口進行快速設置，其中包括當用戶在綁定時，主動給用戶推薦該設備能夠使用的場景、在用戶點擊場景設置頁面主動顯示推薦的場景、在網關管理子設備時進行場景推薦。

在每次呈現場景列表時，進行場景列表數據更新，當有新的列表數據時，更新并顯示新數據，當更新失敗時或者沒有新數據，則使用原數據，當用戶點擊某個推薦場景時，判斷該場景所依賴的條件是否具備，如天氣條件依賴的位置信息，觸發和執行動作所以來的設備，當某個條件不具備時，進行標示。

■3.2 場景推薦列表

圖1 系統設計架構

場景推薦列表為好太太智聯App中的一個重要功能，位于智能板塊，提供給用戶瀏覽選擇、添加個性化推薦的場景。該模塊的數據從推薦系統云端獲得，詳細展示了推薦場景名稱的標題和所需的設備，已經配套一張能夠呈現場景功能和作用的圖片。

圖2 交互邏輯

■3.3 推薦場景詳情

推薦場景詳情詳細的介紹了該場景的介紹和功能，用戶進入頁面時，App將獲取位置數據已提供天氣支持及檢查設備擁有條件。當定位失敗時，顯示定位失敗（位置信息可由“家庭位置”參數給出，如無則開始定位用戶位置信息）。而當戶未擁有該場景所需的設備時，執行設備和動作置灰該項，并顯示“缺少設備”。頁面還支持用戶自行添加、編輯或刪除觸發條件和執行設備和動作以滿足自己更加個性化的需求。用戶在點擊“添加到自動（手動）場景并啟用如果場景所依賴的條件都具備，則為用戶添加并啟用場景。

4 推薦系統管理平臺

場景推薦系統后臺是個性化推薦系統的重要組成部分，當前主要采用人工方式在管理后臺錄入智能場景數據和編輯推送內容，主要的功能是對推薦的場景數據進行管理和發布。場景管理模塊實現場景的管理和場景列表的發布，場景管理維護一個推薦列表，并具發布正式版和發送至測試設備。在場景管理模塊點擊“創建場景”即可顯示創建列表，

可以在此編輯場景的名稱、類型、說明以及長傳背景圖片。可以對場景的數據進行詳細的編輯，其中包括場景的名稱、場景的說明、觸發條件的編輯，執行動作的編輯。

■4.1 觸發條件模塊

觸發條件可選擇定時執行、設備事件觸發、天氣條件觸發，同時可以設置場景的生效時間。

(1)定時執行可用于場景的周期性執行和定時執行，周期執行可設置“僅執行一次”或按照“工作日”、“每日”、或“自定義”周期，定時執行可以選擇“小時”和“分鐘”時間。

(2)設備事件觸發可以將設備的閾值作為觸發條件，當設備的功能/狀態變更為該功能/狀態值時，執行動作。其中產品名稱按照IOT云平臺配置的產品ID數據進行展示，如：晾衣機（PK碼）。功能名稱按照所選的產品的在IOT云平臺配置的設備屬性、時間、服務進行展示，如：電源開關（PowerSwitch）（布爾值不可以重復多選，在再次添加該產品為觸發條件時該功能隱藏），功能值（按照所選產品的所選功能進行值的展示，如：0 - 關閉。

(3)天氣條件觸發有7個指標（晾曬指數、天氣、室外溫度、室外濕度、日出日落、舒適度指數、空氣質量指數），可以根據用戶設置的家庭位置，當該位置的天氣變化為該閾值時，觸發執行動作。

(4)生效時間設置可設定該場景在特定的時間段生效，可配合其他觸發條件使用不單獨使用，例如：燈光僅在夜間時間段通過傳感器觸發執行開燈。該條件可以設置重復的周期，生效的開始時間和結束時間。

■4.2 執行動作模塊

執行動作模塊為當設備或用戶手動觸發場景時，系統可以根據預設的動作列表完成設備的智能控制或通知推送，該設置項可以選擇執行控制具體產品并設定該產品的功能及參數，或設置推送內容及通知方式，如通過手機短信、App通知、電話通知。

5 總結

本文以智能陽臺為例子，通過對智能場景的分析和示例，詳細的介紹了如何解決用戶對智能場景編輯過程中遇到的痛點，讓用戶擺脫以往的復雜設置過程，基于物聯網的智能家居個性化場景推薦系統通過云端管理后臺和手機App場景功能模塊相結合，使得用戶在上手設備的第一時間，或者是在想要添加智能化場景時，能夠自動的根據用戶所擁有的設備和條件來智能的推薦給用戶進行選擇，使得真正享受到智能家居帶來的便捷、舒心的體驗。在系統開發的后期，還可以借助大數據平臺，依托大數據的強大挖掘能力，能夠節省管理平臺人工編輯的工作，利用大數據建模，真正為每個用戶提供專屬的個性化場景選項。