基于物聯網技術的循環生活方式運用研究

摘要：基于物聯網技術的應用特點，為構建可持續的未來生活方式的產品設計。本文探討了物聯網技術在循環生活方式中的運用原則及方法，提出了數據監測引導資源循環利用、智能控制實現儲存環境優化和資源管理支持循環生活方式3個運用原則，并運用案例分析法分析了相關產品設計原則，最后進行了設計實踐。在數據監測引導資源循環利用、智能控制實現儲存環境優化和資源管理支持循環生活方式這3個原則的引導下，提煉出了物聯網技術在循環生活方式中的應用特點，即數據動態驗證靈敏、智能控制跨域治理、用戶界面交互友好。以家庭智能果蔬倉設計實踐為例展示了物聯網技術在循環生活方式中的運用原則和方法的具體實施，并驗證了其有效性和可行性。

關鍵詞：物聯網技術；循環生活方式；可持續發展；產品設計；智能

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2025）04-0110-04

Abstract：Based on the application characteristics of IoT technology，product design for building a sustainable future lifestyle. This paper discusses the application principles and methods of IoT technology in the recycling lifestyle，proposes three application principles of data monitoring to guide resource recycling，intelligent control to achieve storage environment optimization and resource management to support the recycling lifestyle，and analyzes the related product design principles by using the case study method，and finally carries out the design practice. Under the guidance of the three principles of data monitoring to guide resource recycling，intelligent control to achieve storage environment optimization and resource management to support recycling lifestyles，the characteristics of the application of IoT technology in recycling lifestyles are refined，i.e.，sensitive data dynamic validation，intelligent control for crossdomain governance，and friendly user interface interaction. The concrete implementation of the principles and methods of using IoT technology in the circular lifestyle is demonstrated by the practice of designing a home smart fruit and vegetable bin，and its effectiveness and feasibility are verified.

Keywords：Internet of things technology；Circular lifestyle；Sustainable development；Product design；Smart

一、物聯網技術與循環生活方式概述

（一）物聯網技術概述

物聯網（Internet of Things，簡稱IoT）指的是利用互聯網將眾多實體設備相互連接，達成設備間通訊和數據交換的技術架構[1]。物聯網的概念最初起源于傳媒界，標志著信息技術行業的第3次變革。利用傳感技術，依照特定的協議，將任何物體接入網絡，使他們能通過信息傳播媒介進行數據交換和通訊，以達到智能化識別、定位、跟蹤、監管等功能[2]。

物聯網技術概念初現是源自1982年，美國卡內基梅隆大學的研究人員將一個可樂售貨機連接到互聯網，可以檢測機器內可樂是否有貨、是否夠冰涼，實現了遠程監控機器內飲料的存量和溫度，被認為是最早的聯網設備之一，開創了物聯網的先河；再到2000年，物聯網技術開始在供應鏈管理中初步應用，使用傳感器實現對物品的追蹤和管理；直到2010年，智能家居設備開始普及，同時，智能城市項目開始啟動，將物聯網應用于交通管理、環境監測等領域。

迄今為止，物聯網在智能家居設備領域的應用效果是較為突出的，如智能家用攝像頭、智能門鈴等，通過物聯網技術的運用，將家庭的各種設備進行系統化的聯結，實現智能化、自動化的環境，改善家庭的生活質量，提升其安全感與舒適感，物聯網技術的日益發展為產品的生產制造帶來了新的思路與方法。

（二）循環生活方式的內外延

循環生活方式是指在日常生活中踐行資源節約、循環利用、減少浪費的行為以及生活習慣，達到資源的可持續使用和環境保護。這種生活方式不僅要關注個人消費行為，還包括企業生產責任、社區參與以及政策導向，構成一種全面的、多維度的可持續發展模式。在設計時需要兼顧對社會持續發展的貢獻，促進物質與精神需求的和諧統一并推動從“單獨問題解決”到“循環生活方式”的轉變[3]。循環生活方式的核心思想在于優化資源使用和減少廢物的產生，促進資源的循環再利用，以此減少對自然環境的資源汲取，從而降低環境方面的負擔[4]。

聯合國2023年的報告指出，食品浪費是近幾年國際社會日益關注的熱點問題，全球有30%的糧食在從田地到餐桌的過程中被浪費，而每年有 10 億多噸糧食在沒有被食用之前就被扔掉[5]。依照國家《中央和國家機關能源資源消耗定額》開展能效對標，查找薄弱環節，深挖節能潛力，制訂能效提升計劃，采取有力措施持續提升能源資源利用效率，為我國力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值、2060年前實現碳中和作出應有的貢獻。循環生活方式注重資源高效利用與再生，目標是降低浪費和環境污染。物聯網可以為設計目標提供技術支持，利用連接各種傳感器設備和系統實現數據實時監測和反饋，能夠顯著提高資源使用的透明度和效率，使資源管理變得更加精準和智能，促進生態環境的保護和改善。

在個人行為層面，日常生活中使用節能產品，以減少碳排放，節約用水減少水資源的浪費，采用廢物二次循環利用的方式，在一定的基礎上主動承擔環境保護的義務，總的來說，個人層面需要致力于降低環境壓力，養成人與自然和諧共存的環境意識；在社會系統各層面來說，社會機構或者企業均可以采用綠色生產工藝和綠色生態原則，同時，履行政府制定的環境保護法規的前提下，在生產制造時使用綠色設計和綠色生產的方式，定期開展環保教育活動，積極投資公共環保項目等，逐步完成循環生活方式理念的搭建與完善。

綜上，實現循環生活方式需要個人和社會各層面的共同推動與協同發展，文章將物聯網技術與循環生活方式理念相結合，致力于提升資源利用效率與環境監測的能力，運用技術創新和變革，推動實現更高效的資源利用與可持續發展，達到推動循環生活方式的目的。

二、物聯網技術在循環生活方式中的運用原則

基于物聯網技術的智能化識別、定位、跟蹤、監管等功能，將物聯網技術的功能與循環生活方式結合，首先，從定位、跟蹤、監管功能來說，物聯網的實時數據監測功能能夠追蹤資源的使用情況，指導用戶進行有效的資源回收和再利用，從而優化循環利用流程；其次，智能化識別功能通過參數識別來優化產品的儲存環境并實現智能調控，確保產品在使用過程中處于最佳狀態，從而延長其使用壽命并減少浪費；再有，物聯網技術還支持個性化動態調整功能，以滿足用戶對產品的個性化需求，根據用戶的使用習慣和偏好來調整產品功能，并提供定制化的循環利用方案，體現循環生活方式中高效利用資源的原則。

（一）數據監測引導資源循環利用

數據監測是指通過物聯網技術的各種傳感器設備和技術，持續化的收集特定系統的數據信息，達到實時分析和管理的效果。實時數據監測是為了確保系統的正常運行，并且能夠及時地發現并解決問題，實時監測特定數據進行分析總結。通過信息傳感設備上傳搜集到的環境中溫度、濕度、氣體濃度等相關數據后，這些數據通過無線網絡傳輸到物聯網中的信息共享體系，利用物聯網的數據處理和分析技術，制訂更加高效和科學的資源循環管理策略，進而自動調整儲存參數，預估和改善相應策略參數，合理規劃資源，提高資源利用效率。

在英國議院一次演講中，溫斯頓·丘吉爾曾表示：我們建造的環境會反過來影響我們的行為和生活方式。據此觀點傳達了可持續發展的理念，延伸到設計與利用資源，運用信息傳感設備的數據監測與智能決策，提高各類資源管理系統的運行效率，引導資源的循環利用，推動社會向可持續和循環生活方向發展。

（二）智能控制實現儲存環境優化

智能控制是指識別分析設備內的溫度、濕度和光照等環境參數，實現設備運行和家庭生活環境的智能調控，達到最大化資源利用和環境優化。智能控制系統能識別設備內外的環境變化，結合物聯網技術，在無線網絡中傳輸，到達中央控制系統，最后到達具體設備實現智能環境優化。例如，在食品儲存中，識別到設備內溫度過高時，系統會自動調節設備中的溫度，以達到食品的最佳保存環境；也會在設備內濕度過高或過低時，有效控制調節濕度水平，預防細菌和霉菌的滋生，延長食品的保鮮期，降低損耗率，打造一個更為健康的儲存環境。研究表明，在特定的基礎下，合理的儲存方式對于減少家庭食物浪費有明顯作用。

在此基礎上，系統能預測一定區間內的未來環境變化趨勢，相應控制調整策略來保持儲存環境的穩定。比爾·蓋茨在《未來之路》著作中提到，“信息技術和商業相結合，將創造出一條全新的數字化高速公路”。將思維轉換應用到產品設計方面，智能控制系統正是信息技術與日常生活的結合，用數據驅動的方式促進資源的高效管理和利用，引導儲存環境的優化，可以有效減輕環境負荷。

（三）資源管理支持循環生活方式

資源管理是指物聯網設備收集用戶消費數據和使用數據，分析其消費習慣和資源使用模式，識別高消耗和潛在的浪費源頭，在此基礎上，提供個性化動態調整的健康生活方式建議。對于產品本身來說，可以加入自動調節家用設備的運行參數，分析用戶習慣，進行智能優化和調節，實現資源的有效利用，體現循環生活方式中高效利用資源的原則。

在智能產品中加入系統化的用戶資源運行參數分析，并將物聯網資源管理與環境相結合，可以讓產品在宏觀層面上促進資源管理的整體模式革新，同時在微觀上實現資源的高效調配與利用。環?；顒蛹伊_伯特·斯旺曾說“我們星球面臨的最大威脅是認為其他人會來拯救它”。他認為地球的環境必須靠自己來守護，主動管理整治地球環境和優化資源的使用，成為保護地球的一分子，確保子孫后代能夠享有一個可持續的未來。據此，通過智能化的實時資源管理與調整，可以更精準地響應用戶需求，實現個性化的資源管理，最終構建起資源循環利用的循環生活方式。

三、物聯網技術在循環生活方式中的應用特點

（一）數據動態驗證靈敏

數據動態驗證靈敏是指物聯網設備，在傳感器和網絡技術實時收集和傳輸大量數據的情況下，經過分析即時反饋系統運行狀態并對資源利用情況進行動態驗證。由于物聯網系統具備高靈敏度，能迅速識別和響應環境變化或資源使用模式的偏差，實現精確的資源調控和優化，提高管理的精確度和穩定性，推動循環生活方式的持續改善和優化。

以智能家居恒溫器為例，如圖1所示，該設備的溫度傳感器能夠實時跟蹤室內溫度，配備遠程傳感器，利用物聯網技術的支持傳輸云端分析，可自動調節不同房間的溫度，學習和記住用戶的日常作息習慣和溫度喜好，并且會利用算法自動生成一個設置方案，配合用戶生活習慣即時反饋當前運行狀態并動態調整，為不同用戶打造不同的用戶體驗，達到高效運用能源的效果。

同樣，如圖2所示的智能照明系統，通過光照傳感器檢測室內外光線變化，結合用戶的作息習慣和環境亮度要求自動調節照明強度和開啟時間，系統可控制任意回路連續調光或開關，實現在不同地方控制同一盞燈，或者在任何一個地方控制不同地方的燈；還可預先設置多個不同場景，在不同場景切換時淡入、淡出，在特定情境下定時調節定制色溫、顏色、明暗等，確保在提供舒適照明的同時減少不必要的消耗。此產品基于物聯網的高靈敏度數據動態驗證，實現對資源的精準管理和優化，推動資源的可持續利用和循環生活方式的發展。

（二）智能控制跨域治理

智能控制跨域治理是指產品結合物聯網，在感知分析環境的基礎上引導設備運行并調節生活環境，充分利用資源，達到跨領域的智能化環境改善。運用到具體產品上能夠提升設備的功能性利用，融合物聯網技術可以實現不同領域之間的資源優化配置和環境友好型管理，以實現智能化識別、感知、定位、信息交換、監控和管理等功能。

以智能農業環境監測系統為例，如圖3所示，該系統可以實時監測土壤濕度與溫度，精準灌溉和施肥，有助于農作物在生長過程中的用水更加節省且便利，能夠提高作物產量和質量[6]；關鍵在于利用物聯網技術，依據天氣預報進行自動預測性調整，改善灌溉施肥時機，農民能遠程監控管理田地，了解實時信息，實現高效農業管理，推動可持續農業發展。

（三）用戶界面交互友好

用戶界面交互友好是指在用戶資源管理的基礎上，融合簡潔直觀的用戶界面，優化操作方式，確保每位用戶在使用產品時感到舒適無壓力。通過使用簡潔的藝術設計風格，為用戶搭建一個使用無壓力的交互界面體系，讓用戶交互界面更加友好和美觀。系統設備需要提供個性化設置與智能提示的功能，構建良好的用戶體驗，幫助用戶能夠快速上手并高效使用產品，使用戶界面展現更加高效、易用、合理、美觀。

以Apple Watch為例，如圖4所示，用戶界面功能強大且友好，用戶可以通過簡單的滑動和點擊操作，訪問健康數據、接收消息通知和控制音樂播放，界面簡潔易懂，用戶無需煩瑣學習即可輕松使用[7]。主屏幕采用網格式布局，圖標設計簡潔，操作邏輯一致，減少了學習成本。個性化設置功能允許用戶根據個人偏好定制界面，選擇表盤樣式、添加和排列常用應用，設置快捷操作，提高使用效率。如步數、心率和活動環等數據，每項數據都以圖表形式呈現；提醒達成運動目標、久坐提醒，幫助用戶有效管理健康；當用戶收到消息時，手表會通過震動提醒，用戶抬腕即可查看消息內容。Watch OS的輔助觸控功能讓上肢殘障的用戶不必觸碰顯示屏或表冠也能享受Apple Watch帶來的好處。使用陀螺儀和加速計等內置運動傳感器，搭配光學心率傳感器與設備端機器學習功能，Apple Watch可以檢測到肌肉運動與肌腱活動的細微差異，從而讓用戶通過捏合與握拳等一系列手勢控制顯示屏上的光標。Apple Watch 的輔助觸控功能讓肢體殘障顧客能夠更輕松地應答來電、控制屏幕上的動作指針，并訪問通知中心、控制中心等更多內容。

四、物聯網技術下循環生活方式設計實踐

（一）家庭智能果蔬儲存倉硬件設計：智能儲存、優化保鮮、環境調節

蔬菜水果作為家庭常備食材，若儲存不當或不及時食用，會影響其營養和口感，甚至發生不新鮮、變質等情況，造成食品衛生問題和浪費現象。果蔬儲存條件具有特殊性，溫度、濕度、通風、殺菌等方面都有要求，目前，大多數家庭是將果蔬存放于常溫環境或放置冰箱冷藏保鮮。當前市面上的智能果蔬儲存倉在儲存環境等硬件方面，包括溫濕度、殺菌等相關設計方面都存在有待改進之處。因此，設計需集成溫度、濕度、氣體等檢測功能，自動調節倉內環境以達到最適應果蔬保鮮的綜合狀態，為用戶創造一個能迅速識別環境并精確調控和優化、提高管理的精確度和穩定性的內部硬件設備，并推動循環生活方式的持續改善。

綜上所述，家庭智能果蔬儲存倉能夠針對用戶實際儲存果蔬的情況，結合調整溫度、濕度、乙烯量等參數的樞紐，用戶能夠在交互屏上就能直接調整或選擇產品自動識別功能，對環境加以調整；同時利用空氣自動循環系統和UV紫外線殺菌燈來保障果蔬的殺菌和通風條件，達到保鮮的作用；加以監測乙烯氣體水平，通過交互屏告知用戶果蔬的保存狀態，達到智能儲存的效果，實現果蔬保存期的最大化延長，如圖5所示。

（二）家庭智能果蔬儲存倉資源循環設計：資源循環、智能監測、低碳設計

在家庭智能果蔬儲存倉使用過程中，通過數據更新上傳與信息傳感設備的資源實時分析，以資源循環利用為導向，明確實際上獲得的資源數量與消耗的數量之間存在差異，并分析優化預測未來資源的需求和可能的浪費點，對每個過程進行討論，在頁面顯示并提醒用戶在使用過程中有意識地避免資源的浪費。通過智能化的控制和管理系統，資源的再生和回收過程將更加高效，提高資源管理的效果。在當前后碳時代背景下，產品設計中應該秉持低碳化的理念，以促進人類共同健康為導向，并倡導人類社會向循環生活方式前進[8]。

產品以物聯網技術為核心，通過全流程的數據檢測設計，從用戶開始儲存果蔬開始，實時監測和分析用戶日常儲存需求，繼而在篩選和處理用戶資源數據的同時積累用戶使用數據，構建出個性化的用戶模型，最后合并所有分析數據，數據實時監測與資源分析形成一個閉環，通過交互屏呈現資源分析結果以及對未來資源需求的預測與建議，促進資源可持續的高效使用與循環再生，降低環境負擔，在一定程度上能夠持續推動資源的循環利用和可持續發展，具體應用于產品的數據獲取及資源統計分析流程如圖6所示。

（三）家庭智能果蔬儲存倉UI設計：用戶友好、個性化定制

智能家居的使用與控制方式愈發多樣化，但若是操作過程過于繁雜會引發用戶產生壓力。第三章的第（三）點中提到的Apple Watch友好的UI界面顯著提升了日常生活的便捷性和智能化水平，因此，在對家庭智能果蔬儲存倉進行設計時，要充分考慮用戶交互流程，注重用戶界面的直觀性和簡潔性，整合每一步的操作，確保用戶使用無壓力。其中根據用戶的個性特點，從水果類、蔬菜類、輕食類、牛奶蛋糕類4個類別分別規劃每日所需能量，合理搭配個性化的控制方式，融入用戶直接監督控制智能儲存倉，具有控制中心、實時數據、累計數據、分析數據的可視化統計圖表等可供用戶直接進行操作和控制。

從人性化設計的角度上來說，產品UI界面使用直觀的交互按鍵和圖標，隨之提供友好的界面操作提示反饋，比如有自定義食品食用日期、分層殺菌、乙烯檢測開關和能夠及時提醒用戶果蔬過期時間的日歷，最后會對每個過程進行探討，生成預測未來資源需求和可能的浪費點的可視化數據，在頁面顯示并提醒用戶在使用過程中有意識地避免資源的浪費，如圖7所示。通過每一步的易用性反饋增強用戶體驗感，使用戶操作過程更加愉快，此設計在家庭的日常使用中，可以給用戶帶來更舒適和智能的循環生活方式使用體驗。

（四）家庭智能果蔬儲存倉產品展示

在外觀方面，家庭智能果蔬儲存倉采用透明硅膠推拉門設計，用戶無需頻繁開門就能輕松查看內部情況，還能在未使用時有效隔絕外部空氣，保持內部環境的穩定，減少內部溫濕度的波動。在此基礎上，與內部的空氣循環系統和分層UV紫外線殺菌技術結合，能有效保持智能倉內的衛生情況，防止細菌滋生，進一步保障儲存環境的安全和健康。結合物聯網技術研究循環生活方式，塑造一個高效利用資源的家庭智能果蔬儲存倉，打造一個智能化系統以推動循環生活方式，如圖8、圖9所示。通過這一設計，實現物聯網在循環生活方式中的應用，推動物聯網技術的進步與循環生活方式相結合。

隨著物聯網技術的集成和優化，循環生活方式的設計不僅在家庭和社區層面實現了資源的高效管理，也在更大范圍內推動了可持續發展的理念。物聯網技術在循環生活方式中的應用，為資源使用的全面監控和智能管理注入了新的活力，在一定程度上能避免浪費和不必要的消耗，從而推動社會向循環生活方式的發展模式轉型。

結語

綜上，文章以家庭智能果蔬設計為例，通過數據動態驗證靈敏、智能控制跨域治理、用戶界面交互友好的方式探討物聯網技術與循環生活方式的結合與運用。隨著物聯網技術的廣泛應用與變革，能源的生產與分配需要達到更高的效率才能在推動綠色發展與可持續發展上起到重要作用，基于這一點來看，物聯網技術與循環生活方式的運用研究對于高效利用資源和廢物最小化有重要的現實意義?？偟膩碚f，家庭智能果蔬儲存倉這一實例，可以充分進一步保障水果蔬菜儲存環境的安全和用戶的健康，文章合理地展示了物聯網技術在循環生活方式中的重要作用以及運用方式，在技術創新領域，可以實現更加環保和可持續的未來生活方式，這是技術進步與可持續發展相結合的典范，能夠為解決全球資源環境問題提供創新的解決辦法。

參考文獻

[1]李玉輝.新發展階段河源現代服務業與先進制造業的融合發展研究 [J].新經濟，2022（11）：95-101.

[2]盧志翠.基于ZigBee的智慧教室物聯網云平臺設計與實現[D].河北工程大學，2020.

[3]鞏超，李杰，李葉.鞏超：從“單獨問題解決”到“循環生活方式”[J].設計，2023，36（24）：36-41.

[4]陶倫康.循環經濟立法理念研究[D].西南政法大學，2007.

[5]徐云潔，任鐘鳴.減少家庭食物浪費的食品包裝可持續設計研究[J].設計，2022，35（09）：62-64.

[6]李昊，岳譚，孫想成，等.基于物聯網技術的智能農業灌溉系統[J].電子制作，2023，31（10）：99-101.

[7]橙楠Apple.怎樣將Apple Watch功能用到極致[Z].知乎.2024.

[8]程文婷，陳航，吳曉萱.后碳視域下家庭低碳飲食設計策略研究[J].設計，2024，37（11）：36-39.