物联网背景下的智能家居产品发展趋势探究

■顾天威，王 玮，陈 雪 Gu Tianwei & Wang Wei & Chen Xue

(南京林业大学艺术设计学院，江苏南京 210037）

随着科技的快速发展，传统家居已初步实现向智能家居产品的转型，很大程度上简化了用户的操作流程，提供一种更为舒适便利的生活环境。智能家居产品的多样性构建了各类不同的智能方案，改变了用户原有的生活形态。在物联网技术快速发展的今天，如何平衡快速发展的生产力与用户之间的矛盾，构建人与智能家居产品之间的和谐发展正是现代设计师所要考虑的问题。

1 物联网技术理论的提出与发展

1.1 物联网技术的提出

在1 9 9 5年的时候，比尔·盖茨（BillGates）在他的著作《未来之路》中提过“物联网”的概念。而在2005年ITU发布了《ITU互联网报告2005:物联网》之后，物联网才逐渐被人所熟知并得到快速发展[1]。物联网是信息科技产业第三次革命的产物，是互联网的延伸[2]。互联网解决的是人与物之间信息的传递，而物联网技术的引入，实现了物与物之间信息的实时整合，在实现人与物交互的基础之上，更是能实现“物与物”“物与环境”的交互（见图1）。

1.2 物联网技术的发展

物联网引导下的家居设计一般称为“智能家居设计”，是以住宅为平台，利用技术将各类智能产品联合，构建全方位的智能管理系统[3]。物联网体系架构从下往上依次为感知层、网络层和应用层（见图2）。感知层表现为信息的收集，网络层则是信息的筛选与管理，最后将其传送于应用层，实现信息的反馈，形成产品与用户的交互[4]。其最直观体现便是在智能家居产品上的应用，物联网技术实现了信息资源的共享，通过不同的组合，可构建出不同的方案，如老年人监测系统、孩童陪伴系统、家庭影院系统等。

2 智能家居的发展现状

智能家居的发展在ZigBee、WIFI等技术的支持下，信息数据的传递实现了以电频信号为载体，摆脱了传统的以缆线为依托的传送方式，使得整体居住空间变得更为宽敞整洁。智能家居产品虽拥有广阔的前景，但其市场占有率并不高，笔者将从以下三个方面进行分析。

2.1 智能家居协议的多样性

智能家居作为家居市场中一个新型产业，拥有广阔的市场前景。然而因各生产商的技术与协议的不统一，造成了智能家居协议的多样性[5]。每一种智能家居都有与之对应的App进行控制，各厂家控制与协议无法互通（如图3）。用户需下载各类不同的软件对其进行操控，既占用了手机的存储空间，又将用户的行为操作繁琐化。

2.2 智能家居的品质参差不齐

现阶段，市场上智能家居的品质参差不齐。部分商户为混淆用户视听，大多以“智能”为产品命名，或是稍微与科技沾边的产品便将其视定为智能家居产品，欺骗了消费者，大大阻碍了智能家居的发展。智能家居应是以“为用户提供更为便利的生活方式”为目标，并承载有先进的科学技术[6]。因而各企业在对其进行生产时，因以用户为中心，以技术为核心，以产品为媒介，做到智能家居的人性化及实用化发展。

■图1 物联网下各要素联系

■图2 物联网体系架构

■图3 各类智能家居App终端

■图4 智能安防系统

■图5 小米儿童类智能产品

■图6 小米智能家居产品

■图7 老人智能看护系统

■图8 技术、产品与市场关系图

2.3 智能家居普及率低

现阶段，大多用户群体已接受智能家居的概念，但并未真正构建出理想状态下的智慧家庭。究其原因便是智能家居大多昂贵，常应用于酒店或是中产阶级及其以上的家庭，普通家庭并未有一定的经济实力购买。同时又考虑到大多用户已习惯于现有的有线式家居的生活方式，其可满足用户的基本生活需求，因而并不会耗费多余财产进行智能家居的购置。

3 物联网在智能家居中的应用

近几年来，智慧城市下万物互联的新生态科技影响并改变着大众的行为习惯和生活方式[7]。物联网联结了各类智能家居，用户可通过各类不同的产品对实现对家用设备的控制，打破了空间的上的约束，为用户营造一种更为便利舒适的生活方式[8]。在物联网技术的支持下，部分智能家居产品已实现了用户行为预测及事件解决方案的提供，减少了用户的思考，应对不同的环境、不同的地点构建出不同的智慧方案。

3.1 智能安防系统

智能安防系统是最为常见的智慧家庭构建方案之一，其主要由三部分组成：电子门锁、监控系统与报警系统。与传统的防盗门形式不同，智能安防系统以电子门锁为核心，摈弃了传统防盗铁门的冷漠之感，凸显家门其原有的木制的温度感。

安全性是用户所需的基本需求，因而安防是物联网最大的应用市场之一。智能安防系统主要通过指纹识别、人脸识别或是密码输入的形式进行开关门的程序，改变了传统的开门方式。当用户双手拎着物品时，用户可通过人脸识别的方式进入家门。在此基础上，智能安防系统还设有监控系统与报警系统，若有不明来历之人强行对其打开，智能安防系统在记录嫌疑人面部数据的同时，还可进行自动报警，并通过手机App短信的形式告知用户与物业，保障用户的财产安全（如图4）。通过用户不同的设置方案，智能安防系统可应对各类不同的情境。

3.2 智慧家庭系统

智慧家庭系统主要由照明控制系统、电器控制系统、环境控制系统、中央控制管理系统构成。各系统可根据环境的变化自主运作，如照明控制系统在检测到用户回家以后，客厅灯光自动亮起，并根据室内外温度差进行灯光颜色的调整；电器控制系统主要可分为语音与界面交互控制，语音控制以其便捷、简化用户操作行为的优势成为了主要的家居控制方式[9]，如智能音箱、扫地机器人等；环境控制系统主要为温湿度控制系统，温湿度控制系统可根据情境的变化调整室内的温度值与湿度值，营造一个适宜用户居住的环境；中央控制管理系统实现了各类智能家居的一键式控制，可实现某一局部产品的单独运作。

4 智能家居的未来发展趋势

智能家居的发展改变了用户传统的生活方式，大部分的生活琐事皆由智能家居替代完成，用户有大量的空余时间去做些私事。如何实现以用户为核心、以产品为媒介的智能家居设计方案，形成智能家居的良性发展，笔者将从人性化设计理念、绿色设计理念与标准化设计理念三个方面进行探究。

4.1 人性化设计理念

人性化设计理念不仅体现在产品的形态、功能与材料之上，其更为关注的是用户的生理特征与心理需求。现代设计师需充分关注不同人群，设计师应以人机工程学为基础，根据其行为习惯与生理结构进行智能家居产品的设计。同时，设计师应充分关注不同年龄段用户的心理需求与思维方式，在原有产品的功能之上，实现产品的优化。

不同年龄段的用户有着不同的生活方式与行为习惯，智能家居系统的整合也出现了多样性[10]。如儿童的智能家居系统应多以娱乐元素为主，可安装一些智能影音系统、VR娱乐系统等。同时，孩童正处于思维成长期，娱乐系统应对其有正确的价值观引导，如智能早教等产品（见图5）。部分智能座椅，应根据孩童的成长适当调整其靠背的角度，以矫正孩童坐姿[11]；青年人的智能家居产品多偏实用性、舒适性，习惯于智能家居的自动煮饭、清扫等功能（见图6）；适用于老年人的智能产品多为康养型，如可穿戴型智能产品会不定时的记录老人的血压及心跳速率，并通过物联网技术将各类信息整合传送于各类智能家居产品[12]。若出现异常情况，家居系统将采取紧急呼叫服务告知医院并通知子女，以便在第一时间采取措施（见图7）。而在语音智能交互技术方面，如何处理好各类方言的不同而导致的智能语音无法识别，也是设计师亟待解决的问题之一[13]。

4.2 绿色设计理念

绿色设计理念提倡人与环境和谐发展，其要求设计师要充分考虑设计资源与环境的影响，在充分考虑产品设计的生命周期与质量的同时，还要尽量优化各类相关的元素，使产品对于环境的影响值降低到最小[14]。部分产品运用的为不可再生材料，当代设计师在运用材料时，要充分考虑到环境的发展，满足可持续性发展的理念[15]。

现阶段，越来越多的新技术以产品为媒介流入市场，并逐渐被人们所接受。在享受到科技带来的便利生活之后，越来越多的年轻人开始盲目追求科技的更新换代，这大大的造成了资源的浪费（见图8）。设计师应尽量延长智能家居产品的生命周期，如智能家居产品可自主下载最新系统实现产品的自主优化。同时在保证其性能的情况下降低能耗功率，真正做到智能家居的可持续发展[16]。

4.3 标准化设计理念

标准化设计通常是指在一定的时期内，各类产品根据一定的规章制度进行生产，实现产品的通用性，为产品的设计制定统一的标准和模式。标准化设计通常适用于市场需求量大、前景较好的产品。其能保证产品质量的同时，还可以减少重复劳动，加快产品的设计速率，同时还有利于新型技术的采用与推广。

当前市场上充斥着各式各样不同的智能家居，因各企业间协议不同，用户的终端操控系统只可操作指定类型的产品。现阶段，有部分企业已开始进行智能家居产品链的生产，以小米家居为例。小米家居以物联网技术为基础实现了各类智能家居间的信息整合管理，用户可通过语音交互控制系统对小米音箱进行语音控制，进而实现对其余家居的智能化控制，也可通过手机App实现家庭中所有小米智能家居的控制，其已初步构建出适宜用户居住的智慧家庭。而未来智能家居的发展也势必朝向协议标准化发展，只需一个App便可控制各类智能家居，同时制定出一套适应行业生产的标准化协议。

5 结语

智能家居的发展是以为用户提供更为便利舒适的生活为核心。物联网技术的引入实现了各类智能家居间信息的实时收集、传送、处理、整合与反馈，并通过云端的大数据计算预测用户行为，摆脱了以往的机械式的处理用户输入的指令，真正做到以智能化改变用户生活。本文以物联网的发展为背景，分析现阶段智能家居现状与物联网在智能家居中的应用，并从人性化设计理念、绿色设计理念与标准化的设计理念角度出发对未来智能家居的发展提出了一些看法，还望对未来的智能家居产品的发展产生一定的帮助。