解析智能化家用電器設備的現狀和發展前景

張亮，陳芝儀

（中國質量認證中心廣州分中心，廣東廣州，510000）

0 引言

信息時代的到來讓我們認識到了信息技術在現在生活中的重要作用，利用信息技術的優勢能夠讓我們進一步提升生產工具的能力，比如我們現在所使用的智能手機，以往的功能機功能較為單一，而隨著硬件技術和軟件算法能力的不斷提升，智能手機越來越受到人們的歡迎，并且如今，手機已經成為我們生活、辦公和外出過程中必不可少的設備。從這里可以看出，信息化技術帶來的設備智能程度的提升，已經讓我們的生活發生了天翻地覆的變化。而離我們更近的家用電器方面同樣經歷著智能化升級改造的過程。家用電器能夠讓我們的生活變得更加簡單、方便，讓瑣碎的家務能夠變得井井有條。以往的家用電器在經過一段成熟期之后又迎來了新的技術變化，也就是讓電器能夠自主工作，進一步降低我們的工作難度，而現在已經有許多智能家用電器設備進入了千家萬戶。比如，我們常見的掃地機器人，能夠方便我們打掃室內衛生，而我們卻不需要做太多的工作。再比如現在智能插排，能夠通過手機app進行遠程斷電，對于家庭用電安全有著重要的作用。當然這些智能家用電器的發展只是剛剛起步，在現在技術和能力的不斷提升下，將會有更加智能化的技術運用在家用電器設備上。

1 智能家用電器設備的發展現狀

家用電器的普及率已經很高了，并且在生活中家用電器確實能夠給我們的生活帶來諸多方便。隨著信息化技術的不斷提升，各種家用電器設備的信息化程度也在不斷提升。并且其發展方向主要集中在智能化、去人力化，也就是讓設備能夠自主工作，減少人為的操作。

首先，家用電器智能化在不斷的完善中。智能化顯然是希望能夠用其他的方式來代替人為的操作，但是現如今，這種方式還不夠成熟，所以，還是一個不斷完善的過程。而現在能夠實現的功能為家用電器的遠程控制，比如，人們可以在工作單位操作家中的智能插排斷電，避免發生危險事故。

其次，家用電器的智能化操作向著統一平臺的方向發展。在智能家居發展的起步階段，大多數智能家居都會有統一的操作軟件，而每個生產廠家一個軟件顯然對于用戶來說需要下載很多軟件，因為用戶不可能所有的家電都選擇同一個廠商的，這種方式顯然不夠合理。而現在通過建立統一的操作協議，能夠讓不同廠家生產的家用電器運行在同一個操作平臺，這樣就能夠實現家用電器的跨平臺操作，極大的提升了用戶的體驗。

另外，智能家用電器的分布式操作逐漸鋪開。以往所有的家電都是獨立的個體，比如電視機用來播放視頻和音頻，手機用來打電話和瀏覽信息，音響用來播放音樂。而現在通過分布式的技術能夠將諸多家用電器的功能進行整合，利用每個家用電器的長處來達到更好的呈現效果。比如可以將手機上的運行畫面投放到電視機上，這樣能夠讓現實效果更加完美，瀏覽更加方便，與此同時，也能夠讓電視機上的音頻通過智能音箱播放，獲得更好的播放效果。

從上述的發展趨勢可以看出，智能家居智能化技術正在不斷發展，更加貼近我們的生活，也能讓我們的生活更加方便。同時智能家居也不再是簡單的獨立個體，而是向著統一化操作平臺的方向演進，對于我們的使用和操作更加便捷。

2 智能家用電器設備發展的技術路線

在家用電器智能化發展中,離不開智能化技術體系的支撐,智能化技術體系是家用電器智能化發展與應用的重要基礎所在,更是我國智慧生活構建的技術基礎。目前階段我國家用電器智能化技術主要包含以下幾方面:

第一,家用電器智能化的啟發式搜索技術。啟發式搜索是目前階段的家用電器智能化發展中家用電器本身進行人工智能求解的技術基礎,是目前階段家用電器智能化中進行目標求解的最優化方法。啟發式搜索是通過任務信息簡化搜索進程進行任務執行的,以任務優化信息作為其智能搜索方向,大大縮短了智能家用電器的任務分析時間。啟發式搜索技術多見于全自動智能洗衣機的程序選擇中,對于智能洗衣機的智能化使用有著重要意義,是洗衣機智能化操作發展的基礎技術保障。

第二,家用電器智能化的人工神經網絡技術。智能化家用電器的重要體現就是其本身的學習性,通過使用者的操作習慣進行家用電器使用方式的常規設定,以減少使用者的操作,來提升家用電器的使用便利性。而智能化家用電器的這一學習過程實現的基礎就是人工神經網絡技術。在家用電器的使用過程中,人工神經網絡會根據家用電器使用者的操作習慣進行家用電器常用性能狀態的學習與記錄,進而在家用電器使用時直接進入最常用模式,以節省使用者的操作調整時間,保證家用電器的運行狀態,實現對家用電器參數的全面控制。人工神經網絡技術多見于智能洗碗機中,能夠實現洗碗機常用模式的自主化選擇,節約了調整時間。

圖1 神經網絡模型圖

第三,家用電器智能化的模糊邏輯理論技術。模糊邏輯理論技術是家用電器智能化控制的重要技術方式,其核心理念是將家用電器的任務以及技術指標進行模糊處理,與人們日常生活中的觸覺、嗅覺以及視覺等模糊量進行匹配與協調,通過對智能化家用電器設備的任務模糊處理,實現家用電器控制與人類智慧思維的高度協調,保證家用電器功能的智能化發揮。

第四,家用電器智能化的遺傳算法技術。遺傳算法是智能化家用電器使用優化的技術基礎,是一種隨機搜索算法,其技術原則就是適者生存、不適者淘汰原則。遺傳算法在智能化家用電器中是實現最優化參數組合的基礎,例如洗衣機洗滌過程之中的自行模式選擇和變化調整、電冰箱的制冷過程自動控制以及空調系統的自適應優化控制等等。

第五,家用電器智能化的交互技術。智能交互是新時期智慧生活的基礎,更是新時期智能化家用電器發展的方向。現代智能家用電器通過交互技術基本實現了家用電器與使用者的初步交互,以小米智能生活的“小愛同學”為例,就通過交互技術實現了家用電器與使用者的聲音溝通,甚至能夠陪使用者聊天,幫助使用者進行工作、學習。

圖2 遺傳算法流程圖

3 智能家用電器設備的發展前景

智能化、節能化、網絡化發展趨勢帶動家電更新迭代速度加快，無論是從市場還是從技術層面來講，智能家用電器都將迎來更好的發展。

在市場方面，全球家電行業規模整體呈擴大趨勢，據中國家用電器協會公布的數據顯示，2019年，家電全行業累計主營業務收入達到1.6萬億元，累計利潤總額達1339億元。根據Statista數據測算，2020年智能家居市場規模約為4345億元，2025年預計突破8000億元。從我國的市場規模看，智能家電原始市場規模大，智能化發展滲透率高，智能家電占比最大，收入為2822億元；其次是智能連接控制和智能家庭安防，規模分別為364億元和186億元，智能家庭娛樂和智能光感市場規模分別為180億元和99億元，智能家庭能源管理市場規模最小，為78億元。

在智能家用電器的技術方面來看，它能夠為我們的生活帶來諸多方便，隨著信息技術和智能化技術的發展，智能家用電器顯然能夠成為提高勞動生產力，解放勞動者雙手的有力助手。智能化的操作技術對于學習算法的依賴程度很高，在如今智能家居與物聯網技術逐漸進入廣大家庭的過程中，各種智能學習算法將成為最重要的支撐力量。比如深度學習技術能夠通過對人們行為習慣的學習，掌握人的行為特點，從而在操作的過程中能夠按照人的習慣執行。同時通過深度學習與神經網絡的結合，能夠讓智能家居有更多的自主性，當一個觸發事件發生之后，能夠通過一系列的記憶與學習功能，實現一連串的自主操作。這種方式能夠讓我們的生活變得愈加簡單。

4 結束語

智能家用電器如今已經成為了許多家庭生活中的一部分，利用這些設備能夠在很大程度上降低我們的家務勞動強度，讓平時工作繁忙的我們不用再為家務勞動而犯愁。現在智能家用電器雖然只是實現了部分自主功能，并且在互聯互通性方面還存在一定的問題，但是在今后，通過用智能算法、深度學習以及神經網絡等技術優化，能夠讓我們的家用電器設備獲得更加智能的使用體驗。并且隨著使用場景復雜性的增加，家用電器設備之間的互聯互通能力也將會進一步增強，使用方便性和體驗將會獲得極大的提升。