創維智慧家庭設計理念和場景模式解析

吳 偉，王坤鵬，李曉榕，孫彥竹

（深圳創維-RGB電子有限公司，廣東 深圳 518108）

創維智慧家庭設計理念和場景模式解析

吳 偉，王坤鵬，李曉榕，孫彥竹

（深圳創維-RGB電子有限公司，廣東 深圳 518108）

介紹了創維智慧家庭設計的理念，使用Z-Wave和ZigBee通信的智慧家庭系統，結合NFC、藍牙和WiFi等輔助無線連接技術，采用模塊化的設計思路，可以推動標準的統一，兼容更多的設備且大幅降低成本。智慧家庭終端UI設計關鍵在于簡單卻豐富的交互、強調用戶體驗、智能化、美觀舒適等。創新場景式體驗設計和以人為本的應用理念，是創維在智慧家庭領域進行的創新性的探索和嘗試。

智慧家庭；模塊化設計；場景式應用

創維從2012年開始智慧家庭的研發，并成立專門的研發部門，從智能路由器開始做起，逐步發展到開發整套的智慧家庭系統。2013年，利用創維多年做電視積累的經驗，開發了一種WiFi轉紅外收發的產品。使用該產品實現初步的家電智能化、網絡化控制，可擺脫眾多遙控器的束縛，只使用一部智能手機即可控制所有用紅外遙控的家電設備[1-3]。

2014年，創維開發出一套使用Z-Wave和ZigBee通信的智慧家庭系統，計劃在不久的未來投入量產。該套系統不僅僅可以完成某一個設備的單獨控制，它還擁有場景模式，用戶只要輕松一鍵，就可以完成多個家電組合操作，真正做到從用戶角度考慮，為用戶著想，方便用戶操作，充分達到只要是“用戶想要的，就是我們追求的”宗旨。

1 智慧家庭技術基礎

智慧家庭主要含概了智慧照明、智慧監控與娛樂系統等細分市場，無線連接技術是物聯網的基礎，也是實現智慧家庭產品功能的推手，特別是WiFi、藍牙與NFC等主流技術，吸引很多廠商開發相關無線連接產品解決方案。

藍牙是目前較普及的短距離無線通信技術，被廣泛應用于PC、手機、平板電腦、無線音箱以及無線耳機等電子設備，幫助消費者擺脫了傳統線纜的束縛。但是藍牙的設置過程比較繁瑣，有時設置和連接的時間比傳送資料所花的有效時間還長。

同為短距離無線通信技術的NFC（424 kbit/s）傳輸速度與藍牙（2.1 Mbit/s）相比有不小的差距，不適用于音視頻流等需要較高帶寬的數據傳輸應用，但其優勢是點對點連接迅速，基本不到0.1 s。

NFC與藍牙的技術優勢形成了互補，如果將這兩種技術配合使用，先通過設備間的NFC觸碰輕松建立連接，然后再利用藍牙在手機、平板電腦、電視和音頻設備等各種電子設備之間傳輸信息，就可以帶來前所未有的操作體驗。

智慧家庭主要由一個家庭智能控制中心和若干個子節點組成，如圖1所示。家庭智能控制中心主要負責連接互聯網，并將來自互聯網的數據轉換成符合ZigBee/ Z-Wave協議的數據，發到各個子節點，并存儲各個子節點設備信息，轉發客戶端控制命令，檢測家庭環境狀態等。各個子節點除了負責各自的功能外，還需要轉發智控中心的指令給其他附近的子節點，以保證整個家庭網絡的暢通性。

圖1 智慧家庭示意圖

智慧家庭控制中心，可以通過有線或者無線方式，連接到家庭的路由器上，從而接入到互聯網，用戶的客戶端可以通過互聯網訪問智慧家庭中的所有設備，并可以遠程實時查看家中設備信息，同時可以對每個設備進行單獨或者對多個設備進行組合操作。而家庭子設備之間則采用Z-WaveigBee協議進行通信。

用戶除了可以選擇智能手機的軟件來控制，還可以對著控制中心直接說出自己想要做的事情，例如打開電視、關閉窗簾等。系統中心集成了精簡的語音識別系統，可以識別數十個指定語句或者句式，用戶只要按照指令說話即可實現系統全語音控制。

同時，該系統還可以對部分設備提供手勢支持，利用攝像頭識別手勢形狀，再翻譯成各個不同的控制指令。例如在做飯時，雙手比較油膩，可以直接對著Pad做一些簡單的手勢，便可以實現模擬鼠標的點擊、拖拽等功能。

2 模塊化的設計思路

隨著科技的發展、無線技術的普及，以及電子設備的價格也越來越低，便攜式設備也雨后春筍般地出現，大量的穿戴式設備和智能設備逐漸走進了人們的視野，出現在普通的家庭用戶中。

然而，目前市面上的這些智能設備，都存在同質化嚴重、標準不統一、各家設備互不兼容等問題，導致這個行業現在非常混亂，而且很多設備功能花樣繁多，導致價格偏高，且這些功能的需求并非用戶真正需要。針對上述問題，市面上現有的解決方法是做多個外設，并令這些外設都單獨組成一個模塊，反而增加了額外成本。

所以，制定行業統一的標準，兼容更多的周邊設備，成為這一行業未來急需解決的問題，為了解決這一問題，采用模塊化設計的方案是有效的解決方式，用戶只需要主控中心，完成對各個功能模塊的選擇，則能將一些簡單配件插入到這個智控中心上，該中心自動檢測外圍設備的接入，通知上層更新底層驅動，從而完成新功能的接入。

接口設計可以使用I2C或者SPI接口，關于外掛設備和主控單元的通信數據格式需要統一，軟件也采用模塊化設計，如果主控單元新增一個硬件插件，相應的軟件上也增加一個插件對應該硬件。

模塊化設計，有幾點優勢：

1）方便。用戶可以隨心所欲地組裝該智能模塊，可以任意選擇其中的一兩個插件，來滿足自己的需要。

2）降低成本。有了模塊化設計，可以將各個插件與主控分開，主控的價格也可以做到很低，而用戶可以根據需要進行取舍，控制成本。

3）便于升級擴展。在未來的幾年內，一定會有更多的智能設備或者傳感器出現，如果把模塊都固定化，出現新的設備時，只能淘汰現有的設備來完成更新，對用戶來說是極大的浪費。而模塊化設計，只需要新出現的模塊也按照現有模塊的通信接口設計，就可以通過更新插件的方式融入原有的場景中。例如，目前市面上常用的傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、PM2.5、甲醛、煤氣等檢測。而這些傳感器的數據輸出都可以按照標準格式來實現，可以很方便地接入到主控中心。

3 場景式的應用

隨著目前科技地迅速發展和日常生活水平地不斷提高，人們追求舒適、安全、方便、節能、智能化的家居生活欲望感越來越強。選擇智慧家庭，則意味著選擇了另一種新型的居家生活方式——集安全、舒適、便捷于一體的智能化生活。除了能實現對家居生活的智能化控制之外，智慧家庭更多傳達的還是一種人性化的理念。

智慧家庭終端UI設計的關鍵在于簡單卻豐富的交互，強調用戶體驗、智能化、美觀舒適等。簡單卻豐富的交互是重視產品及系統的UI界面的易用性、簡單化，尤其是使整個家居設備的操作變得更加簡單不繁瑣。智能化是在下指令之前，設備就已經了解到用戶的需求，能夠自動為其提供服務。此外，通過終端界面，用戶可以不需要學習就能夠輕松掌握操作方式。美觀舒適是用戶在使用終端操作家居的同時也享受到了終端UI帶給他們的輕松愉悅的心情。

在應用設計方面，創維智慧家庭采用了一種新的產品體現模式——場景切換，從用戶和場景兩個維度去發散并歸納出典型的人群特征和豐富智慧家庭對應場景的故事。以此作為基礎，進行應用的設計和開發。

圖2就是一個典型的回家場景：Grace結束一天的工作，搭乘地鐵回家。無聊的她點開手機中的天賜派，看起了最愛的電視劇，下車時影片播放至24分鐘，她收起手機進入超市購買晚餐食材。回到家Grace首先拿出手機輕輕刷了下門邊的NFC開關，客廳的燈亮了，電視機開啟，空調運作，家中的全局音響開始向主人播報家用電器的運行狀況。此外，典型的客廳模式和喚醒模式如圖3、圖4所示。

4 智慧家庭展望

在大數據時代，智慧家庭應用為服務供應商收集用戶信息，分析用戶的使用習慣，并上傳到云端服務器，然后通過云端服務器再傳回給智慧家庭應用相關的數據，以讓服務最佳化。

手勢辨識以及語音控制等新興的對話模式逐漸在智慧移動設備上崛起，由于能夠符合人類對于原始語言的使用，從而大幅提升了用戶體驗。如今，這些對話模式也悄悄地擴展至智慧家庭市場，衍生出語音遙控器以及可用手勢控制的智慧電視等產品。

語音和手勢控制系統也是傳感器應用之一，如語音控制燈光關閉、手勢切換家電程序、人體感應模擬健身、智能感知人臉識別……這些都會在不久的將來得以體現。

綜上所述，現在智慧家庭領域還處于起步階段，無論采用何種技術方案，崇尚以人為本的智能化，為用戶營造安全、便利、舒適、愉悅的高品質生活，才是智慧家庭的本源。

[1]張俊.智慧家庭與決定未來經濟的十二大顛覆技術——關于未來智慧家庭產品的戰略思考[J].電視技術，2014，38（2）：19-20.

[2] 吳偉，李曉榕，張曼華.淺談“云”時代電視的智能分析系統[J].電視技術，2013，37（12）：3-5.

[3]吳偉.智能電視技術分析[J].電視技術，2011，35（24）：7.

Skyworth Smart Hom e Design Ideas and Scene M ode Analysis

WU Wei，WANG Kunpeng，LI Xiaorong，SUN Yanzhu
（Shenzhen Skyworth-RGB Electronic Co.,Ltd.,Guangdong Shenzhen 518108,China）

In this paper,the design idea of Skyworth smart home is introduced.This system is a smart home system using Z-Wave and ZigBee communication,combined with NFC,Bluetooth and WiFi aided wireless connection technology,uses the modular design,which can promote the standard unified,compatible with more equipment and greatly reduce the cost.The terminal UI design lies in the interaction of simple but rich,emphasis on the user experience,intelligent,beautiful and comfortable.The scene experience design and application of the concept of people-oriented are the innovative exploration and attempt in the Skyworth smart home domain.

smart home；modular design；episodic application

圖2 典型的回家場景

圖3 客廳模式示意圖

圖4 喚醒模式示意圖

TN949；TN915

A

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2014-09-27

【本文獻信息】吳偉，王坤鵬，李曉榕，等.創維智慧家庭設計理念和場景模式解析[J].電視技術，2014，38（21）.

吳 偉，高級工程師，創維彩電事業本部總工程師、研發總部副總經理。