基于用戶需求的智能浴室系統設計研究

蔡雨冬 范永鏗 覃健聰

恒潔衛浴集團有限公司 廣東佛山 528137

1 引言

科技改變生活，隨著科技的迅猛發展，智能家居逐漸融入大眾生活中。智能家居（Smart home）是以住宅為平臺，基于綜合布線、網絡通信、自動控制、安全監控、現代化多媒體等先進技術，由硬件（智能家電、智能硬件、安防控制設備、家具等）、軟件系統、云計算平臺構成的一個家居生態圈[1]。與傳統家具相比，智能家居除了滿足常規的居家需求，還實現了人的遠程控制設備、設備間互聯互通、設備自我學習等功能，并通過收集、分析用戶行為數據，為用戶提供個性化生活服務，使家居生活便捷、貼心、安全、節能、高效。

近年來，國內智能家居市場規模明顯增長。根據調研數據顯示[2]，2017年到2018年，中國智能家居用戶規模在6000萬左右，用戶數量呈螺旋式上升趨勢（如圖1所示）。另外如圖2所示，智能家居市場規模整體也呈現出上升趨勢，2019年智能家居的市場規模有望到達1950億元。智能浴室作為新興產品，有關的市場調研數據還比較欠缺，但智能浴室作為智能家居組成的重要一環，通過對智能家居規模的調查和分析，可以預測到智能浴室在迅猛的智能化浪潮中具有足夠的發展勢頭。

然而，目前在整體市場中智能浴室還處于初生階段，智能衛浴也主要以智能馬桶單品較為普遍，整體衛浴空間還未普及實現系統層面的智能化。同時，現有部分智能衛浴乃至智能家居產品片面地將“智能”與“聯網”相混淆，僅將控制方式由手動操作升級為通過手機APP控制，以此作為銷售賣點來吸引消費者[3]。事實上，這些看似“智能”的改變并不能體現出以用戶為中心的智能化，并未深入地從用戶群體、需求等角度全方位考慮智能功能的實現[4]。

2 課題研究內容和目標

智能浴室是未來智能家居生活的一種發展趨勢。品牌或者產品的成功永遠都是因為消費者的支持，科技的發展也更加應該服務于改善人們生活質量。本課題基于用戶需求的智能浴室系統設計研究，以用戶體驗為核心，在深入分析現有消費者痛點后，提出一種確切地能滿足不同用戶群體需求的解決方案。智能化浴室體驗不僅限于操控方式的改變，本系統更多的是結合互聯技術賦予了浴室空間“智慧”，給用戶帶來智能化的衛浴體驗。

3 用戶痛點和需求分析

基于市場調研資料，本課題首先根據社會不同群體進行用戶痛點和需求分析，其中不同的用戶群體都有各自的需求表現，主要劃分為年輕群體、老年群體以及殘疾人群體（見圖3）。

3.1 年輕群體

根據國內智能家居用戶群體調研資料顯示（見圖4），35歲以下年輕人群在整體用戶年齡分布中占到了65.3%，可知年輕人群是智能系統的消費主力。國外市場研究機構Ipsos-RSL[5]也對1044個英國代表性家庭進行了智能家居意向問卷調查，數據表明（見圖5），年齡段在15～34歲的年輕人群更有可能對新的智能化生活持樂觀態度。年輕群體的主要需求[6]是：簡單舒適、品質生活、科技酷炫、個性化、節能環保、健康。

（1）簡單舒適：“懶人經濟”，要求操作簡便，能自動控制和響應，以便節省出時間做自己喜歡做的事，追求舒適體驗；

（2）品質生活：優雅、精致、貼心、細節處均有較好表現，提升居住生活質量；

（3）科技酷炫：富含科技風，酷炫潮流，具有一定的風格特色；

（4）個性化：能根據個人喜好進行設定，成為懂用戶的“智能管家”，猶如親友般相伴；

（5）節能環保：符合可持續發展的理念，減少能源成本支出，并對生態環境友好；

（6）健康：健康小助手，時刻關注用戶的生理以及心理變化狀況。

3.2 老年群體

我國老年人口普查以及預測情況表明（如圖6所示），中國人口進入加速老齡化階段[7]。面對老齡化日益劇烈的問題，工業和信息化部、民政部、計生委印發《智慧健康養老產業發展行動計劃》，當下重點任務是豐富智能健康養老服務產品供給，發展健康養老數據管理與服務系統。老年群體的主要需求是：無障礙設計、安全監控、健康管理。

（1）無障礙設計：目前老年群體主要面對的困難是慢性疾病，肢體功能障礙，認知、記憶能力衰退等[8]。智能浴室需體現出無障礙設計，以及簡單易用的控制方式。

圖1 2017-2018年智能家居領域用戶規模

圖2 2014-2019年智能家居市場規模情況

圖3 智能家居社會群體劃分

圖4 國內智能家居用戶年齡群體分布

圖5 國外智能家居用戶支持度問卷調研

圖6 我國老年人口普查以及預測情況

（2）安全監控：“空巢老人”問題，老人常缺少子女的陪伴，而在浴室使用中發生突發情況（如跌倒、中風、心臟梗塞等）下無人及時發現并送院，錯過了治療的最佳時機，是間接造成老年人死亡的一個重要因素。智能浴室需通過遠程監控和生理、行為識別技術解決。

（3）健康管理：實時關注老年人生理參數變化，成為病房、病后診查的一種替代品，減少費用，節省時間，減少疼痛。

3.3 殘疾群體

殘疾人是社會中特殊的弱勢群體，由于生理和心理的缺陷對社會的適應能力相對較差，社會對該群體的關注較為缺乏。根據調查顯示，我國14億人口中，各類殘疾人數就高達6000萬，約占我國總人口的5%；有功能障礙者或需看護人員的家庭，占全國家庭總戶數的1/10，即3577萬左右。我國殘疾群體基數正在不斷增加，殘疾人關愛工作刻不容緩。中國殘聯、國家發展和改革委員會、工業和信息化部、國家統計局、國家互聯網信息辦公室聯合制定了《殘疾人事業信息化建設“十三五”實施方案》，明確指出將智能技術、移動互聯網技術應用到殘疾人建設事業中。該群體的主要需求是：無障礙設計、安全監控、健康管理、情緒照顧[9]。

（1）功能輔助：殘疾人主要表現為肢體功能障礙，因此對比老年人群體，需增加技術輔助；

（2）安全監控：對比老年人群體，殘疾群體由于功能性障礙更常見突發情況，安全須有保障；

（3）健康管理：實時關注殘疾人生理參數變化，成為病房、病后診查的一種替代品，減少費用，節省時間，減少疼痛，并且能記錄生理狀況，對醫護人員的診療有一定的幫助作用；

（4）情緒照顧：殘疾群體由于功能的障礙，在心理上容易造成情緒波動，因此也需兼顧。

4 智能浴室系統架構

本課題基于前述調查分析后，提出了基于用戶需求的智能浴室系統。系統架構如圖7所示，主要組成部分為：智能浴室產品、中樞控制器、輔助控制器、移動終端及其應用、互聯網&云端&數據庫、第三方控制設備。智能浴室產品（智能淋浴房、智能坐便器、智能水箱、智能浴室柜、智能鏡柜、智能浴缸、智能龍頭、智能淋浴平臺、浴室照明、智能浴霸、浴室傳感器等智能產品組成了產品生態圈，見圖8）通過本課題系統的調節，實現智慧互聯自動控制以及用戶體驗相關的大數據存儲管理與分析，并配合多種場景解決用戶群體的需求。

4.1 智能浴室中樞控制器

中樞控制器作為智能浴室系統的核心組件，用于各個系統組件的串聯，并具有網關的功能，智能衛浴產品通過制定的無線傳輸協議（Wi-Fi/Zigbee等）實現控制接入以及數據信號傳輸無線傳輸協議（見圖9）。并且中樞控制器集成了多種生物識別功能（如虹膜識別、指紋識別、語音控制、人臉識別、手勢識別等生物信號識別），用于用戶群體識別，個性化喜好設定以及其他更簡單快捷的控制操作。

4.2 智能浴室輔助控制器

輔助控制器作為中樞控制器的輔助設備，主要作為智能產品的智能遙控設備，豐富中樞控制器的控制功能，并協助進行數據信號傳輸。

4.3 智能浴室互聯網&云端&數據庫

接收中樞控制器、移動終端、第三方設備的數據和設置參數，并將數據存儲到數據庫進行大數據管理以及數據分析，反饋到控制終端（見圖10）；云端管理的數據類型可包括用戶健康信息、喜好習慣、社交、娛樂、遠程監控、身份信息，設備功能信息以及消息推送。豐富的數據有助于構建更好的場景互聯體驗。

4.4 智能浴室移動終端及其應用

移動終端為用戶隨身攜帶設備，安裝有對應的智能浴室系統移動應用，通過中樞控制器可以間接的對智能產品進行控制，以及進行監控并實現消息提醒等功能。而移動終端應用（HEGII H+）為控制終端與系統的橋梁，可安裝于含屏幕的控制裝置或衛浴設備，如觸摸屏控制器、智能鏡柜等，見圖11。用戶界面主要有這些功能設置：

（1）設備控制，可以根據用戶需求自定義添加喜好的智能設備進行互聯控制以及監控；

（2）場景設置，可以根據用戶喜好自定義設置的應用場景；

（3）聯動配合，可以根據用戶喜好自定義設置產品的功能應用以及組合；

（4）數據管理，通過配合云端的大數據分析，可以對用戶的健康進行分析管理，以及一些使用習慣的跟蹤和學習。

5 智能浴室智慧場景設置

上述系統架構僅作為智能浴室實現的基礎，而要滿足不同群體的用戶痛點則需要智能浴室智慧場景發揮作用。通過智慧場景的設置，能帶給用戶智能和舒適的浴室體驗。智慧場景包含了上述不同群體需求，以及用戶可以根據自身使用需求設定為如廁模式、淋浴模式、晨起模式、回家模式等等。

圖7 智能浴室系統架構

圖8智能浴室產品生態圈

圖9 智能浴室中樞控制器&輔助控制器

以下舉例說明：首先，用戶需要使用系統的生物傳感器（虹膜識別、聲紋識別、指紋識別等）錄入自身物理特征，以及年齡和群體信息等，而這一設定會保存在云平臺數據庫，用于識別用戶信息并且進行快速匹配，運行相應的設置。

圖10 智能浴室互聯網&云端&數據庫

圖11 智能浴室系統移動終端及應用

圖12 智能浴室系統智慧場景實例

如圖12場景實例，用戶在系統中設定了“回家模式”后，作為智能管家的中樞控制器通過識別組件檢測到用戶回家后，開啟浴室的“回家模式”。具體如將淋浴器進水溫度提前設置為35℃；智能馬桶座圈溫度設置為用戶習慣的36℃；同時浴室柜鏡燈點亮，并調節至設定模式；智能浴室柜開啟毛巾消毒和烘干功能，按摩浴缸也同步開始了放水工作……當一系列互聯操作完成后，系統通過語音和消息提醒用戶準備工作已完成。

而當系統識別到用戶為老年人或者殘疾人群體時，則更多的體現健康管理功能，如心率、血壓實時測量，淋浴和如廁時跌倒檢測，突發情況親人遠程提醒等。通過智慧場景的實現賦予了智能浴室系統靈魂，滿足用戶需求。

6 小結

本課題針對目前衛浴行業中存在的整體衛浴空間智能化程度較低、無系統層面實現、難以解決用戶需求的問題，并對社會群體需求進行深入分析后，提出了一種基于用戶需求的智能浴室系統，以及對系統的架構思路和場景模式設置進行了說明。該系統通過集成化設計，各功能部件相互協作，結合云平臺大數據處理、生物識別、智能傳感器等先進技術，對不同的社會群體均有著適合的解決方案，給用戶帶來了革新的智能浴室體驗之旅。智能衛浴是未來家居生活的一種發展趨勢，本課題智能浴室系統的推廣普及，必將為持續推動衛浴行業的智能化發展貢獻出力量。