创维智慧家庭设计理念和场景模式解析

2014-07-02王坤鹏李晓榕孙彦竹

电视技术 2014年21期

关键词：创维蓝牙模块化

吴伟，王坤鹏，李晓榕，孙彦竹

（深圳创维-RGB电子有限公司，广东深圳 518108）

创维智慧家庭设计理念和场景模式解析

吴伟，王坤鹏，李晓榕，孙彦竹

（深圳创维-RGB电子有限公司，广东深圳 518108）

介绍了创维智慧家庭设计的理念，使用Z-Wave和ZigBee通信的智慧家庭系统，结合NFC、蓝牙和WiFi等辅助无线连接技术，采用模块化的设计思路，可以推动标准的统一，兼容更多的设备且大幅降低成本。智慧家庭终端UI设计关键在于简单却丰富的交互、强调用户体验、智能化、美观舒适等。创新场景式体验设计和以人为本的应用理念，是创维在智慧家庭领域进行的创新性的探索和尝试。

智慧家庭；模块化设计；场景式应用

创维从2012年开始智慧家庭的研发，并成立专门的研发部门，从智能路由器开始做起，逐步发展到开发整套的智慧家庭系统。2013年，利用创维多年做电视积累的经验，开发了一种WiFi转红外收发的产品。使用该产品实现初步的家电智能化、网络化控制，可摆脱众多遥控器的束缚，只使用一部智能手机即可控制所有用红外遥控的家电设备[1-3]。

2014年，创维开发出一套使用Z-Wave和ZigBee通信的智慧家庭系统，计划在不久的未来投入量产。该套系统不仅仅可以完成某一个设备的单独控制，它还拥有场景模式，用户只要轻松一键，就可以完成多个家电组合操作，真正做到从用户角度考虑，为用户着想，方便用户操作，充分达到只要是“用户想要的，就是我们追求的”宗旨。

1 智慧家庭技术基础

智慧家庭主要含概了智慧照明、智慧监控与娱乐系统等细分市场，无线连接技术是物联网的基础，也是实现智慧家庭产品功能的推手，特别是WiFi、蓝牙与NFC等主流技术，吸引很多厂商开发相关无线连接产品解决方案。

蓝牙是目前较普及的短距离无线通信技术，被广泛应用于PC、手机、平板电脑、无线音箱以及无线耳机等电子设备，帮助消费者摆脱了传统线缆的束缚。但是蓝牙的设置过程比较繁琐，有时设置和连接的时间比传送资料所花的有效时间还长。

同为短距离无线通信技术的NFC（424 kbit/s）传输速度与蓝牙（2.1 Mbit/s）相比有不小的差距，不适用于音视频流等需要较高带宽的数据传输应用，但其优势是点对点连接迅速，基本不到0.1 s。

NFC与蓝牙的技术优势形成了互补，如果将这两种技术配合使用，先通过设备间的NFC触碰轻松建立连接，然后再利用蓝牙在手机、平板电脑、电视和音频设备等各种电子设备之间传输信息，就可以带来前所未有的操作体验。

智慧家庭主要由一个家庭智能控制中心和若干个子节点组成，如图1所示。家庭智能控制中心主要负责连接互联网，并将来自互联网的数据转换成符合ZigBee/ Z-Wave协议的数据，发到各个子节点，并存储各个子节点设备信息，转发客户端控制命令，检测家庭环境状态等。各个子节点除了负责各自的功能外，还需要转发智控中心的指令给其他附近的子节点，以保证整个家庭网络的畅通性。

图1 智慧家庭示意图

智慧家庭控制中心，可以通过有线或者无线方式，连接到家庭的路由器上，从而接入到互联网，用户的客户端可以通过互联网访问智慧家庭中的所有设备，并可以远程实时查看家中设备信息，同时可以对每个设备进行单独或者对多个设备进行组合操作。而家庭子设备之间则采用Z-WaveigBee协议进行通信。

用户除了可以选择智能手机的软件来控制，还可以对着控制中心直接说出自己想要做的事情，例如打开电视、关闭窗帘等。系统中心集成了精简的语音识别系统，可以识别数十个指定语句或者句式，用户只要按照指令说话即可实现系统全语音控制。

同时，该系统还可以对部分设备提供手势支持，利用摄像头识别手势形状，再翻译成各个不同的控制指令。例如在做饭时，双手比较油腻，可以直接对着Pad做一些简单的手势，便可以实现模拟鼠标的点击、拖拽等功能。

2 模块化的设计思路

随着科技的发展、无线技术的普及，以及电子设备的价格也越来越低，便携式设备也雨后春笋般地出现，大量的穿戴式设备和智能设备逐渐走进了人们的视野，出现在普通的家庭用户中。

然而，目前市面上的这些智能设备，都存在同质化严重、标准不统一、各家设备互不兼容等问题，导致这个行业现在非常混乱，而且很多设备功能花样繁多，导致价格偏高，且这些功能的需求并非用户真正需要。针对上述问题，市面上现有的解决方法是做多个外设，并令这些外设都单独组成一个模块，反而增加了额外成本。

所以，制定行业统一的标准，兼容更多的周边设备，成为这一行业未来急需解决的问题，为了解决这一问题，采用模块化设计的方案是有效的解决方式，用户只需要主控中心，完成对各个功能模块的选择，则能将一些简单配件插入到这个智控中心上，该中心自动检测外围设备的接入，通知上层更新底层驱动，从而完成新功能的接入。

接口设计可以使用I2C或者SPI接口，关于外挂设备和主控单元的通信数据格式需要统一，软件也采用模块化设计，如果主控单元新增一个硬件插件，相应的软件上也增加一个插件对应该硬件。

模块化设计，有几点优势：

1）方便。用户可以随心所欲地组装该智能模块，可以任意选择其中的一两个插件，来满足自己的需要。

2）降低成本。有了模块化设计，可以将各个插件与主控分开，主控的价格也可以做到很低，而用户可以根据需要进行取舍，控制成本。

3）便于升级扩展。在未来的几年内，一定会有更多的智能设备或者传感器出现，如果把模块都固定化，出现新的设备时，只能淘汰现有的设备来完成更新，对用户来说是极大的浪费。而模块化设计，只需要新出现的模块也按照现有模块的通信接口设计，就可以通过更新插件的方式融入原有的场景中。例如，目前市面上常用的传感器主要有温度传感器、湿度传感器、光照传感器、PM2.5、甲醛、煤气等检测。而这些传感器的数据输出都可以按照标准格式来实现，可以很方便地接入到主控中心。

3 场景式的应用

随着目前科技地迅速发展和日常生活水平地不断提高，人们追求舒适、安全、方便、节能、智能化的家居生活欲望感越来越强。选择智慧家庭，则意味着选择了另一种新型的居家生活方式——集安全、舒适、便捷于一体的智能化生活。除了能实现对家居生活的智能化控制之外，智慧家庭更多传达的还是一种人性化的理念。

智慧家庭终端UI设计的关键在于简单却丰富的交互，强调用户体验、智能化、美观舒适等。简单却丰富的交互是重视产品及系统的UI界面的易用性、简单化，尤其是使整个家居设备的操作变得更加简单不繁琐。智能化是在下指令之前，设备就已经了解到用户的需求，能够自动为其提供服务。此外，通过终端界面，用户可以不需要学习就能够轻松掌握操作方式。美观舒适是用户在使用终端操作家居的同时也享受到了终端UI带给他们的轻松愉悦的心情。

在应用设计方面，创维智慧家庭采用了一种新的产品体现模式——场景切换，从用户和场景两个维度去发散并归纳出典型的人群特征和丰富智慧家庭对应场景的故事。以此作为基础，进行应用的设计和开发。

图2就是一个典型的回家场景：Grace结束一天的工作，搭乘地铁回家。无聊的她点开手机中的天赐派，看起了最爱的电视剧，下车时影片播放至24分钟，她收起手机进入超市购买晚餐食材。回到家Grace首先拿出手机轻轻刷了下门边的NFC开关，客厅的灯亮了，电视机开启，空调运作，家中的全局音响开始向主人播报家用电器的运行状况。此外，典型的客厅模式和唤醒模式如图3、图4所示。

4 智慧家庭展望

在大数据时代，智慧家庭应用为服务供应商收集用户信息，分析用户的使用习惯，并上传到云端服务器，然后通过云端服务器再传回给智慧家庭应用相关的数据，以让服务最佳化。

手势辨识以及语音控制等新兴的对话模式逐渐在智慧移动设备上崛起，由于能够符合人类对于原始语言的使用，从而大幅提升了用户体验。如今，这些对话模式也悄悄地扩展至智慧家庭市场，衍生出语音遥控器以及可用手势控制的智慧电视等产品。

语音和手势控制系统也是传感器应用之一，如语音控制灯光关闭、手势切换家电程序、人体感应模拟健身、智能感知人脸识别……这些都会在不久的将来得以体现。

综上所述，现在智慧家庭领域还处于起步阶段，无论采用何种技术方案，崇尚以人为本的智能化，为用户营造安全、便利、舒适、愉悦的高品质生活，才是智慧家庭的本源。

[1]张俊.智慧家庭与决定未来经济的十二大颠覆技术——关于未来智慧家庭产品的战略思考[J].电视技术，2014，38（2）：19-20.

[2] 吴伟，李晓榕，张曼华.浅谈“云”时代电视的智能分析系统[J].电视技术，2013，37（12）：3-5.

[3]吴伟.智能电视技术分析[J].电视技术，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