智能家電產品發展脈絡淺析

沈鵬遠

（湖州師范學院，浙江 湖州 313001）

0 引言

智能家電正在蓬勃發展，對于設計師來說，能夠理清智能家居的體系，對于設計工作大有助益，本文便是通過智能家居已有的發展成果，對于智能家居進行簡單的體系概括。智能家電已經發展了數十年，在這段過程中智能家電的功能和形態一直在變化，功能越來越全面[1]。

1 智能家居概念的發展

何謂智能家居，智能家居是指利用先進的計算機技術、網絡通信技術、綜合布線技術，將與家居生活有關的各種子系統有機地結合在一起（家庭智能化系統，即家庭控制器），通過統籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效[2-3]。

智能家居中的一個重要組成部分就是智能化電器，在早前的一些學者研究中將智能電器的內涵概括為3點：①完成基本職能過程中的智能感知、判斷與執行功能；②智能電器的智能狀態監測與壽命評估功能；③具有交互能力，運行過程中對電網和環境友好。

在相關的字詞釋義材料中如此描述“智能”：對智能至今還沒有一個廣為接受的定義，一般認為智能包括邏輯、理解、自我意識、學習、情感知識、推理、計劃、創新和解決問題等多種能力。簡要地說智能指感知或推斷環境信息的能力，并將其作為知識保留下來，用于自適應環境行為。人類具有智能，非人類動物和植物中也有智能，這些智能為自然智能；機器中的智能被稱為人工智能，通常是在計算機系統中使用程序實現的。

根據以上對于智能概念的理解，結合前面對于智能家居的闡述。可以理解智能家居是計算機技術所賦予智能家電解決問題的能力，使其解決問題的能力更強、操作更便捷、應用范圍更廣、效果更出色。當前人工智能（Artificial Intelligence）發展迅猛，在一定程度上助力了智能家居的發展。

2 智能家居的發展背景

智能這個詞起先是描述人類對于整個自然規律的認識和理解，以及其他的創造。在家居設計的語境中，既能代表則可以減輕人們反復的操作并具有自動化的功能屬性。世界家電產業發展至今可以劃分為三個階段：第一階段以第二次工業革命（19世紀60年代后期）為契機，從發展照明業開始，逐步生產收音機、電視機、冰箱、洗衣機等，直至開始建立電信系統；第二階段從1945年開始，家用電器類產品開始普及，消費類電子產品逐步興起；第三階段從20世紀70年代開始，小家電開始進入消費者家庭，一些具有個性化、攜帶方便的電子產品受到消費者青睞。早期家用電器多為電力驅動的機械化設備，幫助人類處理繁瑣日常家務，其內部也不包含可以智能控制家電運轉的芯片或者邏輯電路。在第二次世界大戰中，美國出于軍事目的制造了第一臺電子計算機，但當時的計算機體積龐大，運算能力低下，還不足以作為家用電器的零件投入生產使用，而后在20世紀末期，半導體技術的飛速發展，尤其是21世紀之后互聯網技術的飛躍，智能手機開始普及。此時已經給智能家居創造了非常非常好的條件，這個時候部分小型家電已經裝載有智能芯片，具有一定的智能運算能力。而依托于無線互聯網產業，以及智能移動終端，家居行業算是正式邁入了智能化的大門。一些廠商開始嘗試，將家電接入互聯網，并用手機等各種移動終端參與控制家電。同時依托于互聯網，多個家電可以進行相互聯動。自動感知周圍場景，并提供相應功能。此時，部分智能家居展品已經可以搭載家庭(家居)控制器進行使用，家庭(家居)控制器是實現家庭(家居)智能化的核心裝置。搭載中央處理器CPU、通信模塊。家庭(家居)控制器是指能通過家庭(家居)總線技術將家庭中各種與信息設備相關的通信設備、家用電器及家庭保安裝置，連接到一個家庭（家居）智能化系統上，進行集中或異地的監視、控制和家庭事務性管理，并保持這些家庭設施與住宅環境的和諧與協調。在整理了傳統家用電器和智能家用電器的概念之后，筆者將從空調制冷這個實際使用場景出發開始分析兩種家電類型的使用邏輯。

3 智能家居的工作邏輯

一般來說，人處于一個生活中的使用場景，一些事物需要家用電器代替人去完成以方便人們生活。因為在實際使用場景中，家用電器的功能五花八門，需求痛點各不相同，這里為了清楚明白地對比非智能家居和智能家居的異同，選用空調這一使用率較高且對家居生活質量影響較大的電器作為例子進行討論。

早期的空調制冷設備控制按鍵集成在空調設備本身之上，后逐漸發展為紅外遙控設置，當房間溫度過高，超過人體舒適范圍時，使用者需要使用空調進行降溫，在傳統家電的操作過程中，對于室內溫度感知的這一過程，由使用者本身完成，并且根據自身感受推算出一個合理的溫度設定，以此操作空調進行工作，當使用者不再需要室內降溫時，再次手動操作空調關閉，以上得感知外部環境，設定空調的工作策略，直至最后的關機，整個流程都是使用者人為干預。人需要結合自身的感知進行操作，并結合自身感受對空調設備進行細致操作，調高或者調低工作功率以達到滿意的效果，當屋內不再需要使用空調進行溫度調節時，如需要出門等生活場景時，人們需要手動關閉設備[4-5]。

隨著技術的進步，空調內部以及遙控器上開始集成了一些基礎的控制芯片和傳感器，這些技術上的升級使得設備開始具有一定的智能化雛形。以往需要人手動調節的一些操作開始被替代?？照{內置的傳感器可以直接獲取房間中的溫度信息，以此溫度信息為依據動態調節當下空調設備的工作狀態，可以讓使用者獲得更為舒適的使用體驗，并且在節能方面也有不小的貢獻。除此之外，一些諸如定時關機的功能也開始替代使用者的人為操作，改善了一些使用場景下的用戶體驗。

而在智能家電使用場景中，外部環境溫度感知方式比以往更加拓寬，除了自身內部以及置于遙控器中的溫度傳感器，空調設備還可以通過網絡獲取當地當天的溫度與濕度數據，通過云服務器的計算得出室內比較合適的溫度設定。依托于ZigBee或者藍牙能通信技術，空調可以獲取居家環境中的其他數據，或者統一接受網關的統一調配與其他家電協同工作?？照{系統調節室內溫度需要一定時間，無法快速使室內溫度達到人體舒適要求，而結合目前的物聯網技術，當使用者剛剛回到家，甚至是還在單位，剛剛離開工位，空調設備就可以接受的訊息，智能開啟空調，借助各種外部傳感器，和手機定位功能，以上的應用場景可以輕松的實現。

空調啟動以及工作策略以及最后的關閉操作都可以通過智能家電的智能化功能無縫完成。外部環境溫度可以依靠空調與房間內的溫度傳感器獲得，結合互聯網獲取當天當地的溫度變化信息，設備可以自動生成一個最優化的工作策略，在使用之后自動進行關閉，對于使用者本人來說無需進行其他額外操作。

4 智能家居未來發展前瞻

對于智能家居未來的發展方向，其實在對智能家居的體系進行結構時便可窺知一二。智能家居的前途是十分光明的。目前智能家居的瓶頸在于單個家用電器對于室內空間的功能集成，到達各加優秀的使用效果。對于單個家用電器無法集成，感知，分析功能等全部流程中的所有組件。這就需要智能家居設計中，各個家居以及中控，進行聯網配合。而對于廠商來說，這就需要構建一個開放，且能夠互相溝通的生態平臺。結合云端大數據，智能家居，可以有非常非常多的創新玩法。不妨把能感知室內環境的系統稱為感應，進行定期調度的系統稱為處理。把產生實際功能運用的系統稱為應用端。所以說當今智能家居的體系已經開始將各個功能分化出來，各個功能區域開放接口，各自分工合作。

小米作為做智能手機發家的企業，在智能家居領域表現十分亮眼，依靠其強大的產品線與供應鏈能力，推出了多款智能家居設備，這些家居設備功能可以加互相補充，各方面的聯動能力更加強大，使得小米平臺上的智能家居可以串聯成一個協同的智能家居體系，對于使用者來說，可以更加方便有效率地調用自己需要的功能，也使得產品能夠適應更多的使用場景[6]。因為應用端被單獨分列出來。所以很多家電都可以進行小型化處理，不占用室內空間。同時功耗得以控制。

5 結語

總之，最重要的處理端口必須整合成開放平臺，允許多方的感應器與應用端口接入。在此開放平臺的基礎上，可以達成非常多全新的家電功能，各種家用電器可以進行互相配合。電器能耗也可以進行動態的控制，根據使用者的實際情況，家電可以針對使用者做出不同的指令，這樣省去了很多操作步驟，在使用效率上進一步提升，在操作復雜性上進一步簡化。目前室內設計已經進入了一個全新的階段，原有的家裝，與家用電器的配合已經無法滿足目前的需求，而智能家居，是一個全新的發展點。對于設計師來說，理解智能家居的工作體系與發展方向，對設計也是至關重要的。