智能家居方案范文1
关键词：工业设计;数据驱动;智能产品;信息反馈;数据分析
前言
在我们的生活中，最经常发生而我们却不曾发觉的就是设计，设计发源于生活，服务于生活，并高于生活，我们生活在设计中，通过设计感悟生活，改变生活，追求更好的生活。产品设计的第一要素是功能，当然造型的美观、色彩的舒适、人机的优化等更是锦上添花，在满足产品实用性，能够用起来的基础上，提高用户体验，是产品设计不竭的追求。随着“工业4.0”和大数据时代的到来，产品的变化愈演愈烈，演变成为各行各业的主旋律，“唯一不变的就是变”[1]。传统产业创新能力不断提升发展机会不断增多，受人工智能和虚拟现实等技术的影响，工业设计迎来巨大发展机遇[2]。越来越多的多功能智能产品出现，然而产品的众多功能中又有多少是深得人心、利用率较高的呢？造型意象存在认知差异，兰州理工大学的苏建宁教授等对其进行了熵评价研究，研究指出由于认知环境、知识背景和经验等信息的差异，导致用户、设计师和工程师对产品有不同的意象认知，因此需综合三者基于意象认知的造型熵评价模型来确定产品的造型[3]。海内外众多学者纷纷进行智能产品设计研究[4-10]，对于智能产品功能实用性的判断，更应该基于实际使用中的真实反馈，将智能产品与大数据平台相结合，通过大数据平台收集和分析客观使用数据，以及设计流程中的过程数据，并指导多功能产品的功能设计将成为研究热点。
一、产品设计开发流程及问题分析
传统产品设计开发流程主要包括设计准备、市场调查、问题分析、设计展开、方案评审、样机制作、试产及投放市场、用户使用等几个阶段和步骤，整体呈直线型，如图1所示。一般线下销售的产品，设计开发流程到此结束，而线上销售的产品虽有形式上的反馈（网上好评机制），但这种反馈多流于形式，甚至被有些商家搞成了促销活动（好评返现，水军刷好评等），导致无法获得真实有效的反馈信息。这种无反馈、直线型的设计开发流程容易导致设计师凭主观判断决定产品的功能组成，或者通过设计前期的市场调查来决定新产品的设计方向。传统的市场调查多基于调查问卷、问卷分析，而这种形式也存在，调查对象与产品用户不一定重合；回答问卷凭主观感觉，非客观行为；调查范围有限，数据不足导致分析结果存在偏差、可靠度低等问题。最终导致的后果就是产品的设计存在功能不足或功能冗余的现象。结合以上对传统产品设计开发流程的分析，可以发现智能多功能产品的设计存在以下问题：（1）设计流程单调、单一，呈直线型；（2）对设计师的工作经验和主观判断依赖性高；（3）基于有限数据的问题分析和功能定位，不能充分反映用户需求；（4）基于弱相关性反馈信息或虚假反馈信息的设计可靠性不高；（5）导致设计方案及最终产品的用户体验下降，影响市场销售。鉴于此，随着大数据时代的到来，提出将大数据引入产品设计开发流程中，形成设计前期阶段由客观数据驱动，设计后期阶段信息反馈回流生成新的大数据，智能产品使用即人工智能可利用大数据资源进行学习，为用户提供更好的服务，同时也可以将用户实际操作的数据信息收集反馈到大数据库中，便于驱动下一循环的设计流程，从而打造环状循环驱动的创新设计思路。具体如图2所示。
二、大数据、人工智能在设计中的作用
作为“‘十三五’十四大战略”之一的“国家大数据战略”，我国大数据产业正处于高速发展期，新产品、新服务不断推出。大数据发展的显著趋势让数据成为新的“生产要素”，主导着产品的设计开发。大数据时代，虽然仍面临59%的数据为无效数据，70%~85%的数据过于复杂，85%的企业数据架构无法适应数据量和复杂性增长需求，98的企业无法及时、准确地为业务提供正确信息等挑战[11]，但在各个领域都在不断研究大数据的应用，如设计中无论是表现手段、设计方法还是产品功能，均在不断吸收大数据的优势，从用户体验的角度设计更多、更新、更有市场价值的产品。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。大数据可谓驱动人工智能的三驾马车之一，可以为人工智能的发展提供动力源，大数据重要的是数据的处理、挖掘、分析、可视化、应用等一整套的过程，而数据来源是首要问题。人工智能与设计的结合主要体现在人工智能产品的开发和人工智能技术在产品设计中的应用两个方面，如生活中的智能扫地机器人、智能手环等产品，再如2019年米兰设计周期间斯塔克推出的一把依靠人工智能技术设计的椅子首次体现了人工智能技术在产品设计中的应用。然而最近浙江大学的孙凌云团队进行了以人为中心的智能产品设计现状及发展趋势研究，指出人工智能领域正面临着从技术驱动向以人为本的重要转折，人工智能的应用应该辅助和增强人类，而不应是取代人类[12]。综合来看，大数据在产品设计各个阶段的应用理念已基本成熟，如需求分析阶段，可通过数据的转化及采集，进行需求信息提取、需求功能转化、需求偏好分析和需求趋势预测；在方案生成阶段，可通过数据存储及处理，达到功能映射、方案优化组合、整体创新设计；而在方案评价中，又可以通过数据分析和数据解释，完成产品性能获取、指标权值分析和方案择优评价[13]。基于大数据的设计可以做到围绕真人真事，关注产品服务、使用环境和信息反馈，将有助于在整个产品研发过程中更好地理解用户对产品的本质需求，面向用户本质需求的设计，才能适应人类和社会的发展进步。然而，由数据驱动的产品创新设计具体应用实现和解决方案还有待研究。对于人工智能产品的开发，数据是智能产品学习能力依赖的底层基础，同时人工智能产品也应成为支撑大数据不断丰富和完善的来源，通过人工智能产品对用户使用信息的采集、存储和上传，将有助于充实、优化大数据资源。因此，在智能产品的设计中应该在保障用户隐私的前提下，尽可能多地收集回流用户使用产品中的一些客观数据；另外，鉴于人工智能的机器思维与人类的设计思维之间存在的差异，设计过程不能完全依赖大数据+AI技术，不可屏蔽设计师的参与，感性思考用户需求，努力做到以人为中心的智能产品设计。
三、一款智能家居产品设计
（一）行业分析
智能化时代，随着社会的不断发展与进步，人们愈加注重个人家居生活品质，智能家居产品的市场前景广阔。据Statista数据，2017年世界智能家居市场规模约334亿美元，到2022年有望迅速增至782亿美元。从国内市场来看，根据前瞻产业研究院的统计，2017年中国智能家居市场规模约为65.32亿美元，2012-2017年年均复合增长率为38.87%，呈现极为迅速的发展态势。而数据驱动的智能家居产品将不仅具有更佳的智能化性能，而且更加能够契合用户需求设置功能，并不断优化用户体验和交互方式等。5G时代，大数据资源愈加丰富，科技日新月异，普通的智能化产品已无法满足当代人的需求，针对市场，同时面向用户个性化需求的产品设计是智能家居产品的设计方向。目前市场上的智能家居产品很多，如小米的Yeelight智能灯泡和床头灯、iHealth智能血压计、手环、体重秤、空气净化器，以及一些智能门锁、智能开关、智能窗帘等等，大多都是通过物联网技术实现的手机端控制，而且多为独立单一的智能产品。目前大数据在智能家居中的使用还处于对单一产品的数据采集、分析、利用阶段。建立智能家居大数据平台才能整合资源，使大数据在智能家居领域更好地为消费者服务。实现未来家居产品的互通互联，采集、控制家庭中所有智能设备，作为家庭的大数据池，收集并支撑智能家居产品，提高服务质量，才能让生活更舒适、更健康、更高效。综合以上分析，智能家居产品过分依赖于手机应用，体现了大数据、人工智能技术应用和产品设计的不足。清晰定义大数据及其应用，寻找更好地大数据收集和使用方法，合理化功能配置，优化用户体验和交互方式，是强化大数据、人工智能技术在产品设计中作用的方向。
（二）设计原则
针对前述对目前智能家居行业的了解[14]，在分析现有智能家居产品的基础上，以智能化以核心，以智能家居产品的集控中心为目标，改进设计一款集科技感、智能化、功能化、数据反馈概念的智能管家机器人产品。鉴于人们对高质量生活的追求，以及消费水平的提高，家居产品应朝智能化、高端化、科技化、功能化的方向发展，根据对现有产品的调查分析，归纳总结出以下几个有关智能家居产品的设计原则。1.安全性原则安全性是提升生活质量以及未来发展进步的基本前提和保障，任何一款产品都应在设计中严格遵循安全性原则，充分考虑产品使用过程中可能对使用者安全产生威胁的各种因素，通过合理、先进的设计避免安全问题产生，主要体现在造型安全和材料安全两个方面。在造型上，产品外观不能有尖锐的棱角和细长的凸起，任何转折部位都应圆滑过渡，避免使用时对使用者造成物理性伤害，如磕碰或者划伤等。产品造型应大小适宜，在满足功能前提下适当考虑环境融入感，智能家居产品作为家庭生活用品，造型体量上应适于家用，安装、移动方便，作为智能管家机器人，不能过大或过小。选材方面，根据各种材料的不同语义，选择适于家居产品且有一定耐受度的材质，以保证产品的功能实现和安全性。2.实用性、易操作性原则实用性原则是设计的关键，也是设计的根本。如前文所述，目前有一种功能集成化设计的趋势，产品功能越来越多，但有些功能是设计师的一厢情愿，实用性不高，冗余的的功能增加了产品操作的难度，从而导致使用者的体验变差，因此设计的前期调研由大数据驱动，让数据说话并指引设计中的功能设置，才能做到功能合理、操作简便，从而给使用者带来良好的用户体验。可见实用性和易操作性是提高用户体验的根本，要拥有良好的体验性，产品一定要做到功能实用、操控简单明了，且产品设计应满足使用者的使用习惯。首先对于产品拥有的功能应客观分析，其次应设计简便的操作流程，并在产品的具体操作方式上采用功能按键加智能化语音相结合的设计。在某些必须固定的按键以及开关处，做到操作介质唯一，直接、单一的对应某一种固定功能。3.交互性原则生活原本就是丰富多彩的，而设计源于生活，丰富生活，让生活更美好，让人们的生活方式更便捷。随着社会的进步和发展，所谓交互不应仅仅体现在功能的交互，还应该关注情感的互动体验。在智能管家机器人的设计中，应尽力弱化“机器人”这一冰冷的概念，通过它作为智能产品的设计，不仅从智能化功能服务提供方面，而且从外观造型的情感化体验方面，让使用者更加喜欢和认可该产品设计。智能管家机器人不仅仅是方便人们的生活，集中控制智能家居产品，实现智能家居的管理，还应发挥其智能化产品的作用，给人们提供亲和力陪伴和“玩具”式体验。产品不能仅停留在解决使用功能问题基础上，还可以把它当作一种促使情感互动的玩具和日常生活中的伙伴。在造型设计中要给人带来喜爱感，同时要注重智能产品的科技感，从而在外观造型上让使用者产生情感共鸣。
（三）产品设计
综合考虑以上原则，产品设计采用简约风格，整体造型简洁，仿人形设计，外表配色简约，整体统一而独具特色，力求设计美感，给人大方而温和的感觉。在功能实现方面，以开关按键、电源和语音操作为主，模型墨镜区域为交互显示屏。整个方案主要以智能管家机器人造型上和功能上的设计为主，并增加更加智能化功能的概念体验设计，以满足人类生活更加方便和有趣的体验，并结合现有的智能化产品功能加以改进优化，实现更加智能化的智能管家机器人设计。产品主要适用于智能家庭或智能办公区域场所环境，是一款具有智能家居系统集控中心操作系统的智能机器人产品。1.设计思路结合前期的市场调研以及对产品的定位分析，设计整体方向为仿人的造型，通过发挥想象，对整体造型及部分细节规划出大致方向。机身设计中采用了六边形蜂巢造型元素，象征智能与团结，通过对六边形的重组、打散、再构，生成机身上的造型细节，元素演变如图3所示。在造型设计思维中加入产品功能约束，协调完善造型和功能，在面部眼睛部位设置墨镜区域为摄像头、扫描屏，内设扫描器、文字转换器等，耳朵部位设置扬声器、收音器等，实现语音交互功能，整体造型简洁大方。产品主要特点体现在①智能自充电②自行走③智能操控面板④智能语音识别。通过机器人底部设置的四个轮足实现行走，通过面板操控或语音指令，由芯片及传感器控制其行走，并可识别电量，实现智能自充电。设置的操控面板及收音器可实现智能手动操控或语音操控，完成指定任务，同时借用了人工智能的学习能力，可在使用中不断根据用户的偏好优化其提供的功能。产品特点如图4所示。2.设计方案智能家居产品在人类的日常生活中日益占有重要地位，其设计的好坏不仅影响使用效果，同时也会影响到用户的使用体验。对于智能管家概念机器人的设计，不仅要满足当代智能家居中便捷、安全、智能的理念，也要结合情感化设计，在使用过程中给人以良好的体验感。最终实现的产品设计效果图如图5所示，使用场景效果图如图6所示。
四、结语
智能家居方案范文2
关键词：智能家居；PLC；传感器
随着国民经济的发展，居民生活水平得到了大幅提高，对居住环境和智能化控制水平的要求也越来越高，特别是居民老龄化问题越来越突出，传统家居要求已经远远达不到现代居民对于安全性、舒适性、便利性和可靠性的要求w。本设计以PLC为核心，其具备红外传感、智能照明、温湿度检测与控制等功能，同时还兼备天然气采集与报警、烟雾浓度报警等安全防范功能。
1系统整体设计方案
现代家居环境以更加体贴、舒适、智能为综合要求，同时兼顾个性化要求，所以系统采用手动控制和自动控制两种控制模式［11。本系统以MCGS软件制作上位机完成监控，通过各类传感器作为采集设备，将采集到的相关数据传输给PLC，PLC运行后发送指令给执行机构，执行机构动作从而完成相关控制设备的运行与停止［2］。系统框图如图1所示。考虑到每个人的操作习惯或者爱好不一样，本系统采用自动和手动两种控制模式，用户可以根据需要进行切换，控制模式如图2所示。
2系统的硬件设计与选型
2.1监控软件
MCGS作为一款比较好用的软件，功能强大，操作方便，容易上手，有较好的人机交互界面，不容易出现一些故障问题。除此之外，此软件与其他软件的兼容性比较好，通讯起来没有什么阻碍。因此，选择MCGS软件来设计相应应用系统，MCGS组态软件包括3个版本，分别是网络版、通用版、嵌入版。
2.2PLC选型
PLC是智能家居控制系统的核心，其主要是完成对数据采集后的分析计算，完成系统程序控制等相关任务。选择三菱FX3U－32MR型号的PLC，其输人输出点数为32个，满足系统需求，并留有一定的余量。
2.3温湿度传感器
温湿度传感器是采集室内温度和湿度的重要设备，本文采用霍尼韦尔SCT系列壁挂式温湿度变送器是室内应用的理想环境解决方案。其主要性能参数见表1。SCT系列温湿度变送器提供多种选项和特征，如可选配易于读取的LCD显示屏显示环境温度、相对湿度或露点。温湿度的标准输出信号为4mA￣20mA或0V？10V，本文采用电流输出型即输出信号为4mA￣20mA，VS－、VS＋采用直流24V输人，T、RH分别输出温度和湿度电流信号［1］。
2.4红外传感器
本文利用红外传感器探测室内人体移动发出的热辐射进行检测并判断室内是否有人活动，如果检测到人体活动后，会对控制模块发出指令，从而控制室内灯具插座的启停，一是起到节约能源的作用11］；二是可以结合光照度传感器实现对室内亮度欠缺的情况下，达到人体接近时，所在位置灯具打开，补充亮度不足的问题，使其更加人性化、智能化。本文选用MLX90621作为红外传感器，具体性能参数见表2。
2.5光照度传感器
为了提高居住的舒适度，对于室内光照度的要求必不可少。智能家居控制系统能够采集不同环境下的光照度，将采集到的数据上传至PLC和上位机，通过对数据进行比对、分析，发出信号，灯具可以根据信号进行调节，从而满足室内人员在不同环境下所需要的光照度，提高居住生活的舒适度。本文采用NHZD10B1照度传感器，具体性能参数见表3。
2.6烟雾浓度传感器
本文采用JTY－GM－HA20传感器，该传感器集感温和感烟于一体，根据感应烟雾颗粒的原理来工作，采用结构设计以及光电信号处理技术。该传感器不但对明燃所产生的可见烟雾反应快捷，也能对缓慢阴燃产生的可见烟雾有较好的反应速度。当烟雾浓度超标或环境温度超过57°C时，探测器报警指示灯闪烁，探测器输出继电器常开常闭动作［2］，发出指令给PLC，PLC根据输入的报警信号，输出指令给消防噴淋系统。主要性能指标见表4。
2.7燃气浓度传感器
燃气浓度传感器在民用安全防护工程中，一般多用于家庭燃气泄漏报警，用来探测燃气的浓度。气敏传感器是其内容的核心部件，一般使用过程中安装在可能发生燃气泄漏的场所，例如厨房、浴室等地。一旦发生泄漏，势必空气中的燃气浓度会升高，当浓度达到设定好的值时，该传感器对外发出声光报警信号，也可以控制排风设备或者驱动直线电机来控制窗户开启，从而保障生命和财产的安全［31。本文采用MQ－2作为天然气浓度传感器，传感器外形及内部电路图如图4所示。MQ－2传感器具有双路信号输出（模拟量输出及TTL电平输出），其中模拟量输出为〇V￣5V电压，浓度越高，电压输出越高。TTL电平输出时有效信号为低电平，即输出信号低电平是信号灯亮。具体情况是4管脚输出的是能够反映烟雾浓度变化的直流信号，该管脚与比较器的2脚、RP构成了比较器的门槛电压。如果烟雾浓度较低时，输出的电压则低于门槛电压，比较器U1A输出高电平，此时LED灯熄灭。反之，如果烟雾浓度较大时，输出的电压则高于门槛电压，比较器U1A输出低电平，LED灯亮，发出报警。
2.8PLC扩展模块选型
由于本文所选温湿度传感器的温度、湿度输出信号均为电流信号，光照度传感器输出信号也是电流信号，燃气传感器输出信号为电压信号，其他红外传感器和烟雾浓度传感器输出信号都是数字信号＇对于模拟电压、电流信号，要求扩展模块具备处理标准电压、电流信号的能力，同时要良好地兼容与PLC的通信。基于PLC的选定限制，扩展模块选择为三菱厂家的产品。结合上述要求，根据市场情况选用FX3U－4AD扩展模块＾具体性能指标见表5。FX3U－4AD模块端口示意图如图5所示，CHI、CH2、CH3、CH4表示4个输入通道，24＋、24－表示连接24V电源，具体信号输人端口连接如图6所示。模块包含了4个通道电压／电流数据模拟量输人，可以实现电压输入、电流输入。各通道的A／D转换值被自动写人FX3U可编程控制器的特殊数据寄存器中。
3系统控制流程
系统控制流程如图7所示，系统具备两种控制模式，可以根据需要进行选择，在自动模式下可以进行温湿度、红外光照、燃气、烟雾等检测，从而控制对应的控制设备，以完成智能化控制的目的。
4结束语
智能家居方案范文3
关键词：智能家居；物联网；课程设计；项目化教学
0引言
智能家居（SmartHome）以住宅为平台，利用计算机技术、综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术等将家居生活有关的各子系统结合在一起，统筹管理，让家居生活更具安全性、便利性、舒适性。智能家居在中国的发展历经四个阶段，分别为萌芽期、开创期、徘徊期、融合演变期[1]。物联网已写进国家“十三五”规划，将助力物联网的典型应用智能家居快速发展，物联网智能家居的爆发期已经来临。
1课程开发
为了体现校企合作，工学结合的办学特色，我院通过对物联网企业及相关企业的调研，得出其主要岗位群、典型工作任务和核心能力要素，具体见表1所列。课程建设坚持以职业核心岗位能力要素为目标，构建体现工学结合的物联网应用技术专业课程体系，根据职业岗位人才需求，强化专业技能的培养，依托国企办学优势，形成颇具特色的“教培融合”人才培养模式。实施“生产过程与教学过程对接，真实应用驱动教学”的教学模式。以职业综合能力培养为主线，设计教学过程，突出实践教学。物联网通常包括智能家居、智能交通、智能农业、智能医疗、智能电网等，我院依托国企办学优势，形成了颇具特色的“教培融合”人才培养模式，其中“物联网智能家居系统设计与实现”是课程体系中颇具行业背景的一门课程。
2课程设计
2.1学习情境设计
（1）体现“项目引导、任务驱动”的教学特点。从实际应用出发，从工作过程出发，从项目出发，以智能家居系统的构建及管理为主线，采用“项目引导、任务驱动”的方式，围绕“提出问题→分析问题→解决问题→拓展提高”展开。在教学设计上改变传统以知识点递进为体系的模式，以岗位工作过程为参照，将工作过程标准化，依据工作过程来组织和讲解知识，培养学生的职业技能和职业素养[2]。（2）体现“教、学、做”合一的教学思想。以学到实用技能、提高职业能力为出发点，以“做”为中心，教和学都围绕着做，在学中做，在做中学，从而完成知识学习、技能训练和提高职业素养的教学目标。（3）设计采用项目、任务形式。以智能家居系统作为学习情境，设立若干项目，每一个项目包含若干任务。由简单到复杂安排教学内容，由易到难、循序渐进。学生能够通过项目学习，完成相关知识的学习和技能训练。智能家居课程学习情境设计[3-5]见表2所列。
2.2教学设计
教学设计按照情境导入、项目分析、制定方案、实施项目、项目小结五个教学环节进行。以智能家居系统中的灯控为例进行的教学设计如图1所示，各院校对项目的选取可根据相关的实训设备以及师资情况来决定。
2.3教学方法
智能家居课程是一门理论联系实际的课程，在教学过程中以实践操作为主，理论够用即可，考虑到很多学生对于物联网智能家居应用方面了解较少，教学过程按如下几方面进行：（1）实际项目参观体验，在课程教学过程中可联系相关企业组织参观，或者到相关实训样板间参观体验；（2）项目分析、参观体验后，在课堂上由教师带领学生共同分析项目涉及的知识要点，并对相关知识要点进行讲解；（3）实践操作，学生分组根据教师对项目知识要点的分析讲解进行实践操作，学生在实践操作过程中，教师要进行现场指导；（4）项目评价，学生分组完成项目任务后，各小组之间进行相互检测与评价，取长补短，共同学习；（5）拓展学习，每次项目任务完成后，教师都会布置进行拓展学习，物联网是一门新兴学科，仅课堂上的学习是不够的，要鼓励学生利用网络等渠道进行自主学习。
2.4教学评价
强化实训教学效果的科学考核将重点放在考核“学生是否学得好而非教得好”上。采用知识和技能双重考核，技能考核比例应高于知识，同时技能考核应根据应职岗位技能要求，确定其相应的主要技能考核项目。“物联网智能家居系统设计与实现”采取过程性考核与终结性考核相结合的方式。
3教学效果及不足
3.1教学成效
提高学习兴趣，变被动学习为主动学习。学生不再需要死记硬背理论知识，项目涉及的理论知识由教师与学生共同分析得来，学生在不断的实践中理解相应的知识点，学习兴趣大大提高，能够积极主动地进行学习实践。团队合作精神增加，提高了职业素养。智能家居课程在教学过程中分组进行，每组成员分工合作才能更好地完成任务，同时还与其他组形成竞争，即有竞争也有合作，提前在校完成职业素养的培养，为学生进入工作岗位快速适应工作打下坚实基础。
3.2存在的不足
本课程采用项目化教学，对于实训设备及场地都有一定要求，今后应加强物联网实训室建设，增强与相关企业的合作建设。分组教学可以提高学生相互协作的能力，但也不排除组内有一部分同学依赖性较强，因此在分组教学过程中应加强引导与监督，并制定相应的奖惩机制。项目化教学对于指导教师的要求也较高，教师要有能力进行现场指导。该课程涉及的知识点广泛，因此提升师资培养也是当前的首要任务之一。高职智能家居方面的教材目前比较缺乏，适合项目化教学的教材就更少，很多院校多以自编教材为主，因此编写适合高职院校智能家居课程的项目化教材迫在眉睫，目前关于智能家居还没有形成统一的标准，尚在不断完善中，相关教材也要实时关注标准，不断改进与完善。
4结语
物联网在“十三五”期间发展成为国家战略，进入跨界融合、集成创新和规模化发展的新阶段，智能家居行业应用是物联网技术应用的一个重要组成部分，当前，国家对物联网的大力推动以及智能家居行业市场自身的巨大需求，使得智能家居行业的快速发展时代已经来临。
参与文献
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智能家居方案范文4
关键词：嵌入式；智能家居；树莓派；传感器
0引言
随着科技的发展和社会的进步，物联网开始蓬勃发展，人们越来越看重生活的质量。智能化设备给我们生活提供了很多便利，生活中各式各样的智能设备方便了我们日常的操作，传统的住宅模式已经不能满足生活的需求，居民已经趋向于选择智能家宅，智能家居也因此不断飞速发展。智能家居实现了用户在公司，在出差时便可以通过网络实时了解到家庭内的各种环境参数，以此为依据可操作家庭内相关设备，实现远程监控。这样可以做到更加安全，更加便利的居家方式。现在人们的生活节奏也因时代而逐步加快，大多数居民不再愿意选择传统住宅的居家方式，智能家居系统可以为居民带去安全，环保，舒适和便捷的体验，是未来家居发展的方向。本研究为基于树莓派4B的智能家居系统设计，该系统总体包括以下具体功能，简单控制功能、继电器控制功能、人体红外探测功能、家庭温湿度检测功能、烟雾检测功能、拍照摄像功能、数据库存储功能。系统运行稳定可靠，测试良好，符合预期设计目标，具有一定的实用价值。
1智能家居系统总体方案设计
1.1总体功能设计
1.1.1系统总体功能设计
该设计系统主要包括控制和终端两个部分。智能家居模块，主要由温湿度检测模块、烟雾检测模块、蜂鸣器报警模块、LED灯光控制模块、继电器控制模块、拍照摄像模块及安防检测模块组成，用于满足智能家居的日常需求。同时，为了便于用户实现对采集到的数据进行分析和操作，系统需要加入数据存储部分（DBMS），系统总体组成如图1所示。一系列传感器组成，树莓派4B及传感器完成数据采集，PC机提供远程终端控制功能，树莓派4B在树莓派3B的基础上得到了极大的改进，不仅支持更大的运行内存，CPU、GPU和输入/输出也显著增强了。实物图见图2。
1.2功能模块功能设计
1.2.1温湿度模块
通过温湿度传感器和继电器配合实现对家庭空调和加湿器的控制，并在树莓派控制页面上显示当前温湿度以及继电器的开关状态，用户可以根据获得的室内温湿度值，进行自主调节，选择打开空调或者加湿器，同时调整前后的数据上传到数据库。
1.2.2烟雾检测模块
这一模块的实现主要利用烟雾检测传感器，该功能可以在发生火灾或有烟雾出现的时候精准检测到其位置，并且判定是真正的火灾还是正常操作下的火种，同时提示用户加以检查，确保安全（打开窗户、打开喷淋水阀）。如果有火灾发生这时系统就会发出报警信息来通知用户同时还会将相关的火灾情况以及报警信息打印出来，方便消防员灭火时了解情况。同时在软件页面部分，可以随时在界面上观察火灾探测器的工作状态，便于用户每个火灾探测器进行管理。
1.2.3蜂鸣器报警模块
这一模块主要是配合温湿度模块、烟雾检测模块、案防检测模块实现的，当检测到室内温湿度大于某一预设值，蜂鸣器进行报警；当火灾发生，烟雾检测模块工作的同时，蜂鸣器进行报警；当有外人侵入，红外对射传感器工作的同时，蜂鸣器发出报警信号，警示入侵人员。
1.2.4继电器控制模块
继电器模块的设计，主要是为了用户根据实时情况完成对家中电器设备的操作，如打开风扇、打开窗户、打开喷淋水阀等，继电器控制功能主要由硬件部分实现，程序方面只是将接受到的指令转换成控制引脚的高低电平。当收到打开电源指令，则将控制引脚置低电平，三极管导通从而继电器接通。当收到关闭电源命令的时候，将控制引脚置高电平，三极管截止从而继电器断开通过上面的步骤来实现电源的打开和关闭操作。
1.3数据存储模块设计
1.3.1温湿度数据采集表———DHT11Result
温湿度实体具有日期（Date）、时间（Time）、温度（Temperature）、湿度（Humidity）等属性，其中时间（Time）做主键，不能为空，E-R图见图3。
1.3.2红外检测存储表———RpiResult
红外检测实体具有日期（Date）、时间（Time）、状态（State）、地点（Place）等属性，其中时间（Time）做主键，不能为空。E-R图见图4。
1.3.3烟雾检测存储表———Mq2Result
烟雾检测实体具有日期（Date）、时间（Time）、状态（State）、地点（Place）等属性，其中时间（Time）做主键，不能为空。E-R图见图5。
2智能家居系统实现
2.1继电器控制功能实现效果图
系统设计过程中，继电器对电器的功能主要通过模拟控制的方式实现，代替实物，按下控制按键，在当前UI界面显示电器的工作状态，比如单击“打开风扇”按键，UI界面显示出风扇转动图像，单击“关闭风扇”按键，风扇停止转动。同样，打开窗户功能，烧水功能也是采用模拟的方式实现，实现效果图如图6所示。
2.2家居温湿度采集功能效果图
家庭温湿度采集功能主要使用DHT11温湿度传感器，该传感器具有超小体积、极低功耗的特点，适用于对精度和实时性要求不高的温湿度测量场合。在系统设计中，当温湿度大于设定值，UI界面显示温湿度的同时，将以模拟电器工作的方式，模拟打开风扇和打开窗户。当温湿度数据没有大于预设定的数值，UI界面进行显示即可，效果图如图7所示。
2.3烟雾检测功能效果图
烟雾检测功能，主要采用MQ2烟雾传感器实现，当检测到烟雾产生，UI界面显示着火信息，包括“警告Smoke、地点、时间”等信息，同时UI界面模拟电器工作，如风扇旋转、窗户打开，同时将信息保存在数据库“Mq2Result”表中，效果图如图8所示。
2.4拍照摄像功能效果图
拍照摄像功能主要用来配合其他功能实现，比如检测到入侵、检测到烟雾，拍照摄像功能将打开，以供人员进行查看，拍照摄像功能主要提供了图像查看、图像捕获、图像保存、图像预览功能，人员可以时刻查看实时家庭情况，效果图如图9所示。
3总结
智能家居方案范文5
关键词:物联网与现代产品设计；智能服务；产品设计创新
前言
物联网被称为世界信息产业发展的第三次浪潮，用户体验是物联网发展的核心，在这种浪潮之下现代产品设计在功能上更智能化，交互方式更多样化，针对用户诉求和用户体验的设计要求也达到了新的高度。2016年《物联网发展研究报告白皮书》阐述：“物联网作为新一代信息通信技术的典型代表，已经成为全球新一轮科技革命和产业变革的核心驱动和经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础与重要引擎，”这份报告指出，欧美国家全面推进物联网发展，重构物联网创新生态体系，与此同时我国物联网产品快速发展，2014年物联网产品规模突破6200亿元。在科研领域针对物联网对产品设计影响的多方面命题已经展开，在技术革新基础上的“物与物”相连的互通新模式是设计革新的焦点，利用新一代信息技术来改变智能服务产品与使用人群之间的交互方式，提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。在教学领域，针对新形势下的设计命题还没有系统的课程体系，通过对大数据时代智能化产品的针对性设计训练，结合产品设计课程特点和数字技术的发展现状，探索现代设计类高校在现代生产模式中的人才培养机制，是现代设计类高校教学改革的首要任务。
一、物联网技术下的现代产品设计
物联网的简单定义是：物到物、人到物、人到人的互联。现代物联网的应用和普及速度惊人，在未来十年内人们的生活方式将因此发生根本性改变，从智慧城市到智能家居都将做到“物物相连，感知世界”，因此现代产品设计具有系统化、智能化和可识别化的物联网时代的智能产品。（图1）例如，智能冰箱可以扫描食物的二维码了解食物的产地、保险期等信息进行相应到期提示，根据食物种类推动制作方法和健康食谱，根据冰箱内食物类别和数量自动调节温度，还可以在食物短缺时推送购物信息，这样的一种人与物的沟通具有了智能服务的性质。例如，最新的家用医疗检测设备对老人每天定时提示用药信息和时间，可以将老人测量的血压、血糖、心率等数据即时推送给儿女，在老人就医时也能够将健康数据和病例信息直接提供给医生，在这样基础上的人与人的沟通更加高效、准确。美国NestLab智能家居设备商设计的智能温控装置Nest，可以与暖气、通风及空调设备链接，根据使用者的生活习惯和天气情况来调节室温，例如工作时降低温度，让人保持清醒；雨雪天气时自动升高室温，这样的物与物的相连做到了自主决策和智能处理服务。
二、物联网智能技术下的产品设计课程创新
（一）大数据时代中多元化教学模式探索
在大数据时代中，探索多元化教学模式是现代产品设计教学改革的重点。根据物联网智能化、情感化和易操作性等显著特征，将传统的设计方法学中“X＋Y＝1”二维教学理念转变成“X＋Y＋Z＝1”的三维教学模式，这里面“X”是基于充分前期调研的创意方案，“Y”在基于实践与研发的用户体验，新加入的“Z”即物联网为信息与通信技术的世界里提供一个新的沟通维度（图2），同时“Z”也是纵向坐标，能够从另外一个角度与“X”“Y”相互沟通，也因为这样的一个设计创意模式，使现代产品方案设计拥有了更多的可能性。传统教学模式更强调逻辑思维的训练，而创新型教学模式在稳固传统教学的基础之上更强调思维的发散训练，侧重情感化、智能化类型的产品进行专项训练。
（二）产品设计课程中设计命题创新训练
在产品课程设计练习中，需要明确产品设计创新途径的四个命题类型：一般性产品设计；特殊人群（老人、儿童、残障人士）定位的产品设计；电子数码产品设计；智能家居产品设计。在保持原有教学基础和课程设置的基础之上，针对每一类产品设计课程提出具体设计要求和侧重方向，力图从多媒体授课、市场调研、CAI设置、草图方案、模型制作方面进行不同程度的量化调整。这种训练方式有助于提升专业设计水平，增强教学改革效果，能更好的形成量化的教学成果，以便于对教学改革创新的检测和调整，有重点的进行创新实验和设计练习，对教学质量的提升、学生与设计市场对接都将起到积极效应。
（三）跨学科设计思维创新型人才培养
现代智能化产品设计，需要从用户实际需求出发，提升用户体验保障智能产品的可实现性，并且需要通过人性化的交互方式设计，智能化的服务功能，大众化的性价比，可以让现代产品设计顺应时展。在这种大趋势之下的设计类人才培养计划应该注重创新思维的训练、专业大赛的检测、校企合作的引导，从而建立跨学科、创新型人才培养机制，为学生更好的顺应社会做好铺垫。
三、现代课程创新中的产品设计表现形式
（一）设计创新与智能家居
现代设计创新环节开始关注居住环境优化和生活方式的改变，物联技术通过传感器、接收器、智控终端等环节的革新，使现代智能家居从传统的单品智能化到产品系统化，最终成为家居智慧化的趋势转化。伴随着大规模的产品研发，智能家居产业也朝着多元化的方向发展。本着安全、便捷、智能、高效的设计原则，智能家居系统会更加开放，从一开始的标准化的设计逐渐转变为注重生活方式的个性化和人性化，从而带来环境、安全、健康三位一体的现代生活体验。
（二）综合功能与关怀服务
物联网技术打破了产品本身固有功能的局限，为现代智能健康和智能服务提供了全新的设计思路，在功能综合互联和关怀服务方面做出突破。利用感知记忆能力实时提醒和做出相应处理，通过海量数据处理能力即时地输入和输出信息，让产品更好地为用户的行为意图提供帮助，同时也提供更智慧更系统化的解决方案。例如YUUE工作室设计的会生气的灯，拥有一个手臂，自己拽着灯绳，当这盏灯感应到周围的光线亮度大于自己的时候，就是啪嗒一声把自己关掉，而他感应到自己周围没有人在活动超过20分钟的时候，这盏脾气很大的灯也会毫不犹豫的熄灭自己，这是一个趣味化的具有环保理念的全新设计思路的产品，同时也为使用者提供可智慧化的家居服务体验。
（三）设计美学与智能科技
现代设计美学是多元化的，设计美学与智能科技直接的平衡点是现代产品设计难题。许多先锋的设计师将人与产品互动的过程进行全新的改造，进行精心的设计和安排，产品外观保留或者借鉴传统的美学符号，而使用方式方面保留仪式化的用户体验，使得新型的科技产品充满使用的乐趣和美感体验。
四、结论
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关键词：人机交互；老年人；智能家居服务终端；设计
人机交互是计算机领域的一个术语，是指人与计算机之间使用某种方式来实现信息的交互。人机交互发展到如今已经具有非常广泛的影响力，依托人机交互而产生的科技产品在深刻地影响人们的生活，但是对老年人而言科技产品却是不敢碰的对象，因此给予人机交互的数字化老年人产品设计是非常值得探究的问题。
一、老年人与数字化产品交互的影响因素
根据统计年鉴第2-9显示的数据，60岁以上老年人占总人口比重17.33%，换算为人口数大约2.4亿以上。在传统印象中，老年人群体往往是消费的弱势群体，但是这一关联在近些年被打破，目前我国老年相关产业规模超过2.8万亿，预计2021年市场总规模可能达到5.7万亿。随着老年人消费观念转变，一些老年人也对旅游、休闲娱乐、兴趣等高层次、享受型的消费拥有浓厚兴趣，一些数字化产品也进入老年人的视野中。但这些产品要获得老年人的青睐，却需要满足老年人群体的特殊交互需求。老年人的生理因素影响老年人与数字化产品的交互过程，要设计符合老年人交互需求的数字化产品，就必须要了解老年人生理因素的影响力。根据相关研究来看老年人的运动技能以及感知技能的变化对交互行为影响最大。老年人的心理因素也对老年人与数字化产品的交互行为产生影响。老年人的思维能力明显下降，也就是说老年人的年龄越大越难学习到新知识，一般以60岁为一个分界，到这一时期基本上很难再学会新的知识，主要是因为老年人不理解学到的新知识，但是不妨碍老年人去记忆新信息，所以需要创造既易于理解又容易记忆的知识。根据统计年鉴来看，我国老年人群体的文盲、半文盲率还比较高，接受过高等教育的老年人并不多。而且有很多老年人属于空巢老人或者是老漂族，这类群体既需要一些数字化产品比如智能手机来与子女联系，但又由于子女忙于工作而需要自己独立使用产品。根据需求层次理论来看，现阶段老年人对数字化产品的需求已经逐步从生理、安全、社会等低层次的需求转向尊重、自我实现的高层次需求。因此在设计适合老年人使用的数字化产品时就需要考虑老年人生理、心理等方面的变化，例如助听器，要方便老年人使用就必须要在设计时充分考虑各个年龄段老年人的听力变化范围，科学地制定音量的大小。同时任何一款产品都需要一个从新手到熟练的过程，产品就必须要方便老年人上手使用。
二、人机交互在数字化老年人产品设计中的应用
产品设计必须要根据需求分析来确定用户的使用需求，基于需求来明确产品的功能和特性，创造出概念性的设计方案后，就需要由人机交互专家或者是实际的用户对方案进行评估，同时要提出有效的反馈，方便改进设计。这里涉及了交互设计的概念，交互设计是定义或设计人造系统行为的一个设计领域，它定义多个互动的个体之间交流的内容以及结构，使互动个体可以相互配合，并达成某种目的。例如，智能家居服务终端，该产品是为人们提供一个健康、安全、舒适、环保、便捷的生活环境，其设计理念基本上遵循易用性、可靠性、标准化以及人性化的理念，可以为老年人创造一个舒心的晚年生活环境。在人际交互的应用当中智能家居服务终端必须要简单易用，方便老年人使用，实际上很多老年人对科技产品，如智能手机的认识上还停留在按键手机的时代，对于智能手机老年人往往会一头雾水，不知道该如何使用，所以市面上充斥着很多适合老年人的大屏按键手机，目的就是为了方便老年人使用，智能家居服务终端同样需要满足方便老人年使用的需要。为了保证老年人在使用这些服务终端时的安全，就必须要保证终端运行的可靠性，产品如果有问题必须要能够最快速，最高效地进行解决。设计的产品必须要符合国家的标准或者是行业标准，没有标准，质量不好保证。进一步根据上文的分析，随着老年人年龄增大，认知能力与接受能力会越差，智能家居服务终端要以简单易用的方式来提升人性化体验，让老年人也可以轻松使用现代的数字化家电类产品。由此在智能家居服务终端上设计如下功能。包括智能提醒功能，比如当老年人独自在家时，可能会在沙发上看电视时睡着，当达到一定时间，安装在沙发上的相关传感器(如压力传感器)和家里的智能视频终端就会反馈信息给终端系统，系统就会发出提醒(包括语音提醒和轻微振动提醒)，若提醒后老人没有后续动作，则需要判定是否需要通知家属(该功能属于高级应用，实现难度在目前来说比较高)。智能化家电控制功能，比如自动控制空调，照明，空气净化器、加湿器等。实现方法是利用温湿度传感器，当室内温湿度达到设定值，服务终端自动控制相关设备来调节室内环境。自动检测报警功能，比如利用监控摄像头，以及一些可穿戴的医疗设备等，当老人在室内发生一些异常情况，终端系统自动联网报警并通知监护人。利用动作识别、语音识别等技术来实现更为便捷的人际交互控制，方便老人使用，比如当老年人想要看电视，不会操作智能平板电视怎么办，利用服务终端的人机交互智能控制功能，用语音来控制家电设施的运行，并且服务终端应以语音形式提醒老年人如何操作现代家电，给出明确的步骤和注意事项。服务终端连接家庭宽带网络，定期自动下载驱动或补丁，自动安装维护系统，当系统存在问题则自动发送信息通知维护人员，远程维护或亲自上门维护。
三、结语
综上所述，人机交互是设计适合老年人使用的数字化产品的一个必须要关注的点，要以交互设计思想为指导，根据老年人的需求来设计合适的人际交互功能，方便老年人使用。
参考文献：
[1]胡文敏.人机交互在电子产品设计中的应用[J].数字化用户,2017,23(29):104.
智能家居方案范文7
目的构建生活形态的家居智能产品设计与研究的方法。方法根据社会学、用户行为学、心理学的特点，遵循可持续发展的理念，分析家庭的生活形态与家居智能产品发展及设计趋势之间的关系，搭建产品设计与生活形态和智能化之间的桥梁，理清互联网时代智能化的要求，构想未来生活形态向着“数位生活”、“物联生活”以及“智慧生活”改变的理论，从而引出智能家居产品设计与用户生活形态发展的方向。结论通过对家居产品的智能化来探讨家庭成员生活形态对产品设计的影响，以及小米智能家居产品的案例分析，并分析生活形态对家居产品的空间布局的影响，总结出家居产品—智能化—生活形态三者之间的关系，为家居产品的智能化设计提供参考，提升设计效能。
关键词：
生活形态；智能产品；互联网；数位生活
随着社会的进步与发展，以及计算机、互联网技术的日渐成熟，人类生活条件的提高，健康、安全、便捷、舒适的生活形态将是人类选择优质生活的需求。全球大多数人已经过了求温饱、求穿暖的时代，消费者开始追求更为高大上的生活已经不可避免，人们从以前的衣、食、住、行、玩低级生活形态，向高生活质量的精神与物质生活形态转变[1]。尤其是家庭生活，比如核心家庭、单身家庭的增多，对享受自身舒适生活的需求自然而然增加，因此对家居产品的智能化需求也是十分渴望的。且用户“变懒”的欲望是无穷的，期望着向更高级“数位生活”、“物联生活”、“智慧生活”等生活形态方向迈进，因此搭建生活生态与家居智能产品设计之间关系及其可持续发展研究具有重要研究价值。探索未来生活形态与家居智能产品之间的相互影响、相互促进这种闭环系统下的关系，利用社会学、用户行为学、心理学分析目标群体的未来生活形态，进一步明确生活形态与家居智能产品设计的关系，推动消费者生活形态向更高一级的“数位生活形态”转变的趋势不可避免。
1生活形态理论的提出及其发展
自从20世纪20年代开始，首次被荷兰人阿德勒提出来，直到60年代之后被威廉应用到营销学领域，生活形态理论的研究与应用已经在世界上走了接近90年的历史。在物欲横流的今天，生活质量的普遍提高，消费者越来越关注自身的健康与舒适安全的生活环境，越来越喜欢用自己的生活形态去追求消费。那么什么是生活形态？很多人给出了不同的定义。广州美术学院的磨炼在他的论文中给出了这样的定义：生活形态（或生活风格、生活方式）是有关人（或团体）生活的方式，其中包括社会关系模式、消费模式及娱乐模式等[2]。由于生活形态的研究核心就是群体化的生活方式，这对产品设计具有极高的指导作用，因此，生活形态开始在20世纪90年代被设计师引入到产品设计中来，并得到了设计师的重视，被广泛应用在各类产品设计中。在生活形态的产品设计研究上，世界各国的企业、高校及各类研究机构都进行了一系列的尝试。微软公司创始人BillGates在2008年接受英国广播公司（BBC）采访时表示：未来的鼠标和键盘将被更自然、更直觉的科技手段所替代，而这个替代就是建立在消费者生活形态的消费追求上[3—4]。意大利工业设计师GiuseppeAndreoni[5]等人，以医院病人的生活形态为研究目的，提出人与产品之间的可持续性健康设计理论，并分析病人的生活形态对医用康复产品的可持续性设计的推动作用。美国工业设计师Ragheb[6]等人，分别根据不同人群的生活方式的追求，从不同方面阐述了生活形态对产品设计的影响，给设计师指明了设计的方向。台湾工业设计专家HuangShih-yen，研究了基于网络工具的产品意识与生活形态的关联性设计，系统地分析了利用生活形态去寻求设计灵感，具有很大的商业意义，同时也说明了生活形态意识下的产品设计具有诱人的市场前景[7]。韩国人HongSong-jai[8]则对三星Galaxy4s与苹果公司的iPhone5s手机的外形与内部接口等差异，分析了不同消费群体的生活形态，并进行了市场问卷调查，将不同用户群体之间存在的生活形态差异进行统一分析，通过用户对智能手机设计上的直接因素和间接因素，比如色彩、大小、价格的偏好进行了比较，找出新的设计理念。可以看出，生活形态对产品设计的影响是十分巨大的，而很多电子企业对产品的设计重心已经不再把技术等级放在第一位，而是根据用户生活形态来划分市场等级[9]。产品设计是一种创造性的思维活动，一方面设计影响着人们的生活、产品的属性、产品的艺术特色、产品的造型特征等，另一方面影响着人们的社会需求和生活态度的转变。自从进入21世纪以来，人们生活形态改变的步伐与节奏加快。从营销学或社会学去研究生活形态，已经不符合工业设计的基本要求，因为从营销学上去了解消费者的需求，只能预测现代，对于产品，市场调查可以确定消费人群，但无法预测未来的新产品，对于未来要设计的新产品，市场上并不存在，也无法确定目标人群，也就无从了解他们的使用需求、精神需求、产品品味，更无从谈起按照目标人群的需求设计开发新产品[10—11]，所以要综合应用社会学、用户行为学和心理学去发掘消费者的需求，才能找出产品设计的突破口。
2生活形态下的智能家居产品设计的现状
随着计算机技术的发展，人们进入了互联网和信息化时代，在互联网技术的支持下，产品设计的智能化与自动化开始进入人们的生活中。智能化是指在互联网时代与物联网化的今天，利用某种介质可以对外部信息进行自动控制、认知加工、分类处理，以一种具有部分人类“智力”的机器实体参与到人类生活中，自觉从事更加复杂的工作[12]。20世纪90年代，人们开始将生活形态与智能化应用到产品设计中来，但大多都是将生活形态与智能化独立开来研究，很少有将其融合于一处研究。毕竟，人们的生活形态的改变从多个方面影响着产品设计的形态的改变，这必然会随着互联网技术的发展而激发更多的人对智能产品的需求。只要人们对美好、舒适、安全、便捷的生活向往存在，人们“变懒”的趋势不可逆转，产品的智能化也不可避免。从另一方面来说，产品的智能化已经从各个方面激发着人们向更高质量的生活形态追求，从而使得产品的智能化又无形中引领着生活形态的改变，这就形成了一种互相促进的现象。综合以上情况，单独对于产品设计来说，家居产品是占整个产品设计行业中最大份额的，市场占有量也是最大的，如果将其生活形态和智能化的设计模式带入此类产品的设计中，无形中会给家居产品带来更加广阔的市场和设计空间，更能获得消费者的认同，对设计师来说，这本身就是非常大的“肉饵”。面对着消费者的生活形态的不断变化，以及人类对舒适美好生活的追求，新世纪的人们对具有生活形态的智能产品需求的呼声也越来越高。鉴于此，人类已无法回到手工艺时代，19世纪末，WilliamMorris曾经提倡设计史上的复古工艺美术运动，但他没有改变历史前进的车轮，直到今天，这种跟随时代前进的设计方式也没有发生改变。对于家居产品的智能化设计，主要是根据家庭各成员之间的生活形态与不同的享受方式进行的创新性设计。每个人回家都想迅速进入一种自己理想状态的舒适、安全、便捷的生活环境，比如门锁被自动开启、房灯逐渐点亮、空调自动调配好、电视机自动打开、窗帘打开、饮料送上、浴室热水准备好、根据自己的需求自动献上营养可口的饭菜等，为了创造这种生活环境，增强用户对家的归属感，家居产品的智能化设计必不可少。基于互联网技术为基础的智能时代是人类社会生产力发展的必然产物，它与满足人类日益需要的物质与精神生活需求有着极深的联系。面对着“智能化”、“智慧化”等成为工业产品或日用产品的一种设计符号，人们越来越离不开智能化的产品。而产品形态的改变又刺激了生活形态的改变，反过来，生活形态的改变又引导着产品设计的变化。家居产品的智能化趋势是不可避免的，人们对家居环境的追求是集实用、舒适、美观、品质为一体的综合性需要。未来家居用品的设计发展趋势有：各种空间的整体化、高技术智能化、人性化、本土化和节能环保。先进科学技术的应用和消费者生活方式的多样性，使得家用产品不断推陈出新，个人的社会关系、生活环境、收入与消费水平，都对家居产品的设计贯穿始终。而且生活形态决定产品设计的方向，引发产品设计的智能化，而智能化的产品则又反过来促进消费者生活方式的改变，向着更高层次的生活前进，从而形成了生活形态—产品设计—智能化设计永无休止的循环中，对整个设计行业指明了一条长期的发展前景。
3生活形态与智能家居产品设计的关系
产品设计强调的不仅仅是产品的本身，而更应该强调其全生命周期内构成的系统基础上建立多方面的本质，包括设立流程、制造过程、销售渠道与对象、服务渠道以及材料回收等。人们对产品品味的提高，更证明了对产品生命周期的关注，与此同时，人们生活格调升高且影响人们向更高“质量”的生活方式去追求，自然而然导致产品不单单是产品，还是一种生活方式。由此可见，产品是由人创造的，也是由人使用的；那么生活形态也是人创造的，更是由人来享受[13]。也正是这种情况下，面对着智能产品充斥着的时代，使用更加便捷、舒适的智能产品，就是一种享受生活的方式，是一种生活形态的体现[14]。可以这么说，生活形态与智能化产品设计是人们追求生活的必然产物，也是时代进步到数字化时代、网络时代和智能化时代的一种符号象征。每个人都在随着时代的改变而发生着一些不为人知的改变，主要表现在生活形态上的追求。很多以前被看做违反道德伦理的东西，现在已经成为生活中很正常的一部分，正是由于这种改变，曾经所谓的主流生活方式正在瓦解和分化，那些被认为不合时宜的非主流和潮流逐渐被人们接受和理解，且成为人们生活或正在成为人们生活中的一种生活必备符号和情感象征[15]。新的东西出来，必然会受到传统的事物所抵制，但取代趋势是改变不了的，因此，在智能产品出现时，遭到了很多人的抵制与白眼，不信任、不敢用是当时人们的普遍心理。往往“第一个吃螃蟹的人才是真正的勇者”，每一种新的产品出现，都会有第一个尝试的人，然后出现需求高峰，之后趋于理性使用，最后出现低谷直至被淘汰。智能产品就是这样，人们由最初的欲迎还拒的心理，到现在的普遍接受，且生活中不可或缺，将来也有可能被更高层次的设计所取代，如何避免这种“你方唱罢我登场”的更迭规律，那就要找出生活形态与智能产品的发展规律。生活形态是人们追求美好生活的一种需求体现，古来有之。每一次生活形态的改变，背后都有着与其时代相适用的社会环境。根据马斯洛需求层次理论，之所以现代生活形态趋向于智能产品的需求，主要是因为产品的技术领域达到了实现需求的阶段，在技术条件满足的情况下，产品的设计就会将人们的需求实现。就如，几千年来人们飞天的梦想，但随着现代技术的发达，飞天就成为了现实。人们也就享受到了飞天所带来的体验，进而影响了人们的生活形态，自然而然就会向着更高一级的飞天梦想去追求。家居智能产品亦如此，当人们的生活条件达到时，智能产品的需求也就随之而来，等智能产品普及时，人们的生活期望值就会进一步升高，对更高质量的生活形态追求，从而影响到生活形态的变化。所以说，生活形态影响着产品设计的需求，而产品设计的变革又反过来促进者生活形态的改变，从而形成了一种永无止境的循环。经过以上分析，生活形态与家居智能产品之间到底存在怎样的相互促进作用，如何将两者联系起来设计家庭用户所需要的智能产品，如何去搭建它们之间的桥梁，又如何通过去推动“数位生活”、“物联生活”、“智慧生活”等生活形态的实现？可以从以下几方面进行分析。
1）从社会学层面来看，利用生活形态的特点发掘家居产品设计的机会。家庭生活是人们日常生活中占有较大比重的群体形态，且随着人们观念的转变和社会的转型，所谓三口之家的核心家庭与老年人家庭，将成为未来家庭的主要组成方式[16—18]。由于家庭子女数量的减少，抚养就会减轻，且社会福利的增加，老年人的赡养工作可能也会得到解决。届时，家庭成员之间就有更多时间用在舒适高、质量生活上的打理，生活的各方面追求就会增高，且各种技术的成熟与完善，给与了产品设计带来一些创新的机会，因此，在这种社会条件下，家庭用品的不断智能化是当前与未来的主要发展趋势。
2）从消费市场来看，家居产品占整个消费品市场的份额非常巨大，商业发展空间广阔，以此为桥梁，以智能化为目标的产品设计无疑是设计师正确选择的道路之一。智能化的理念已经深深植根于家庭消费者的心里，而且也是其追求高质量生活的一种形态，无形之中技术使得产品创新成为可能，产品的创新影响人的生活形态，生活形态的改变刺激更高的需求，需求的膨胀引发产品的高度智能化，因此利用消费者的需求心理是另一个桥梁。
3）从用户心理学来看，中国家庭结构的改变是社会发展商业化的结果。由于年轻人婚育年龄的不断推迟，更多的年轻人离开父母的家庭在外闯荡工作，使得单身家庭数量急剧增多。由于工作的压力，年轻人不同的生活方式的追求，很多年轻人就会选择更有利于自己工作形态的生活特色[19]。比如，很多在外务工的年轻人，累了一天，很少有愿意自己煮饭的，特别是男士，而且孤身一人，对食物的需求量也不是很多，每煮一次饭可能会吃几天，这不仅是资源的浪费，而且也是对健康的危害。很多人可能一天三顿吃泡面，要么选择去街上吃，但很难保证食物的卫生，很可能找不到适合自己口味的餐厅，毕竟中国很大，山南海北的人很多，各自的生活习惯和风俗文化都有一定的差异。这就导致，很多年轻人希望能有小型化、简单化、个性化的家电用品，方便、便捷且智能，不管上班还是下班回到家，劳累了一天谁也不想动，不能每天都订美团外卖，也不能每天都吃泡面，更不想拖着疲惫的身躯上街找吃的，就用这种小智能电器根据自己的事物需求量、口味、菜色等，烹饪出自己喜欢吃的饭菜来。
4）从用户行为学来看，家庭生活的多样化与特色化是新一代年轻人的追求。特别是80到90后夫妻的家庭生活更是追求一种简便、舒适、快捷、新潮的生活方式，由满足烹饪的简单要求向品质生活、艺术厨房转变[20]，很多人只愿意抚养一个子女。这样的小夫妻，希望在厨房里不是从事着家务劳动，而是享受生活，享受科技带来的无比乐趣，促使了厨房的开放式设计，即客厅和厨房融为一体，三口之家，可以边看电视、边上网、边健身打球等娱乐活动的同时，边烹饪自己喜爱的菜肴。以及，室内的智能化清洁、温度的自动调节都是家庭生活所追求的。这些都是生活方式与家用智能产品连接的例子与桥梁，可以看出，生活形态与智能产品是息息相关的，也是互相促进的。以三口之家的“核心生活”向着更高一级的“数位生活”、“物联生活”以及“智能生活”迈进。
5）最后，从产品的可持续发展与全生命周期特点来看，家居产品大多数都是耐用消费品，很多家庭对产品质量太差和质量太好都不是特别期待。质量太差，影响消费者信誉；质量太好，影响消费者审美和使用疲劳，导致对产品的排斥。因此这就要考虑到智能产品的生命周期的问题，设计一个既不会使用太长又不会太短，复合家庭用户的求新的要求，不断在外观和造型上和功能上的创新，可以持久揽住顾客的心，使得目标产品得到可持续发展下去的动力。产品的生命周期，也是家庭用户生活形态中的一种产品使用心理元素，产品要想可持续发展下去，遵循家庭用户的生活形态是必然的选择。综上所述，生活形态是随着社会的发展而呈现不同的特征，社会生活的高度物质化，人们的心理、行为都会相应的改变，进而会对更加舒适、便捷的生活“贪婪”地追求下去，这种生活形态的改变，刺激着家居产品的智能化。此外，家居产品的智能化，同样会影响用户原有的生活形态和对智能产品的追求欲望，引领着家居产品向着更高层次发展，形成了一种生活形态与产品相互促进的可持续发展模式，因此，时代的特点造就了多元化的生活方式，改变着用户的心理，使用户呈现个性与差异化的产品需求，以及消费者的居家行为特点决定着家居产品设计的智能化。
4案例分析
2014年开始，智能家居的概念逐渐开始被提及，今年以来，更是逐渐被人们所知悉。随着互联网巨头纷纷布局智能家居市场，各大房企也借势联合推出各种智能家居产品，以期为客户提供多层次的创新服务，并提升品牌价值。人们现代的生活形态变了，产品的结构会变，设计模式也会改变。小米公司正是充分利用这一点，利用当前家庭用户的家具生活形态，2015年5月17日，小米公司开始联合正荣集团在苏州开始试点智能家居模式。正荣集团在其传统的样板房里植入以小米路由器为核心的多套智能设备，让购房人群在互联网时代下的居住更加便捷与舒适。小米推出的家用智能套装共包括小米路由器、小米电视、小米摄像机、门磁和安防用品等，而且一贯遵循小米的低价营销方式，每件产品售价都在1500元左右，符合一般大众的消费水平。小米公司就是充分利用当前的互联网时代家居生活的特点，充分发挥人们对“智慧生活”的需求愿望，逐渐向家居市场挺进，占有了市场的先机。小米门窗传感器模型见图1，里面带有磁性，可以轻易地吸附在门帘上，非常方便。它的主要功能是实时感知门窗的开合状态，随时可以让主人知道门窗是否关实了。当然，它还可以与其他设备连用，比如与空气净化器联动，开窗关闭空气净化器，关窗打开空气净化器。另外，也可以在自己智能手机安装一个安卓的客户端，不管外出还是休息，都可检查室内门窗关闭情况，通过客户端传送给用户，使用户不用担心家里门窗是否锁好，能够安安心心、快快乐快地玩好；如果回家了，还可以在回家之前将门窗打开，给室内透气。这些都充分体现了人们对家庭“数位生活”和“物联生活”与“智慧生活”的向往，也是互联网时代生活形态对智能家居产品发展方向的引导。据说小米现在有个业务是装修，订单式的，会植入很多智能控制产品，为家庭提供整套的解决方案，这都是生活形态下的家用智能产品设计与应用的一种尝试，体现了人们对构建不同生活形态的家居产品的需求渴望。不论什么时候，人们对于家庭的舒适、便捷、安全性的生活形态追求，一直是没有停止过的。虽然现在的家用智能设备更多展现的是一个概念，有的也只是初步的智能化构想，但是有了这个概念，立足于互联网时代的特点，追求未来家居生活的智能化，这个美好的憧憬一定会变成现实，也许就在不远的将来，会进入生活中充斥着各种智能产品的“数位生活”、“物联生活”和“智慧生活”时代。
5结语
家居产品设计尤其是产品功能上的设计，比如智能化，其核心任务就是对人类生活形态所产生的需求进行研究，并通过一定的载体（如计算机信息技术）和方式，去合理地满足这种需求。设计师在确立这种产品设计之前，要对特定人群进行调研和了解，因为对产品的设计不仅仅是设计了产品本身，而且还对用户的生活形态进行了合适的人与人、人与产品、产品与功能化之间的关系。生活形态可以帮助洞察家居产品的设计方向和需求，智能化的需求又影响家居产品设计的未来趋势，紧接着又会影响未来人们的生活形态，成为一种互相促进的可持续发展模式。互联网时代的到来，导致用户生活形态发生了巨大的改变，同时也影响到了产品设计的智能化需求。家居产品设计又是工业设计中占有份额最大的设计之一，应用前景和需求量都很诱人，其智能化的设计是影响家庭生活形态根本的推动因素，也是生活形态的追求产物，因此对家居产品的智能化设计，是基于用户家庭生活形态的需求的功能化设计，具有极大的研究空间。生活形态的家居智能产品设计，是一项长期而艰巨的研究与实践工作，可以充分展现设计人员的才能与创造性的发挥，在用户需求的指导下，不断发挥生活形态与智能化的连接，有助于产品的创新，更有助于设计师正确地把握产品设计的方向，才能保证产品设计的可持续发展。
作者：谭嫄嫄 耿道双 单位：桂林电子科技大学
参考文献：
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智能家居方案范文8
关键词:智能;衣柜;科技;创新
智能化衣柜依托基础算法和系统设计，进行了多种智能模型的提选，最终选定了以SVM算法为基础的自动识别分类系统，以协同过滤算法为保障的衣物智能搭配系统，加入了机械臂二维码扫描系统的讨论研发过程。通过多方结合的技术理念，给出一款集自动悬挂，自动分类，自动衣物搭配为一体的国内首创式智能化衣柜的模型。而如今的科学技术完全可以实现这一项目，我们也旨在服务国内中高端职业人群，并且填补市场空缺，提高生活质量，中国家具市场也可以此产生经济效益。
一、智能化衣柜的设计背景
(1)随着网络通信与自动控制技术高速发展，以及大众需求的增加，随着年轻一代工作和生活节奏加快，家居的便捷化与舒适性成为大众的首选需求，智能化家居的出现顺应时展潮流。放眼国外智能衣柜市场，多家领先的智能家居品牌例如LivingLab等通多独立研发的控制系统基本实现了衣柜内部恒温除湿、自动升降、感应开门、自动照明等基础化智能服务。显然，智能衣柜应该具有更大的发展纵深。(2)智能化衣柜丰富家居理论，使得家具理论飞速发展。随着许多智能化家居产品的不断研发创新，智能化家居理论的出现，又为智能家居市场增加了生机。在以往的衣柜研发生产理论的根基上，引进了新时代科学技术以及先进制造生产技术，开始智能化衣柜的研究，不但完善家居设计方面的理论，对于这一方面知识的增进、填补和完备也有着巨大的作用，为将来的智能化家居领域的发展打下了一定基础。(3)智能化衣柜可以产生社会效益。智能化衣柜领域的研发极大地丰富了广大人民群众的物质与精神生活，改变了广大消费者的知识、思想、感情等精神生活的内容。(4)相较于国外的智能衣柜市场，在中国本土，衣柜作为普适性家具功能单一，智能化进程基本处于未起步状态，逐步脱节于时代的发展与用户的需求。这种现象有着巨大商业潜力。
二、智能化衣柜的创新点
(1)本项目致力于研发自动悬挂、自动分类、自动提供初步衣物搭配建议的三位一体智能化全自动衣柜。面向国内智能衣柜市场，消费人群初步定义为中高端职场人士。(2)通过内置调控机械臂和热感应系统，为受众提供各类衣物的层次性自动悬挂服务，和现有的手动或自动升降衣杆比较，自动化与科技感进一步加强，与衣柜合为一体，减少了整理时间，极大的增强了实用性与利民价值。(3)衣柜壁外置显示屏，根据热传感以及颜色识别，投影程序给出衣物自动搭配建议，提供穿搭之前的预览，极大地便利了用户的穿搭过程。这项技术是国内外没有先例的创新，将衣柜，衣物与消费者实际生活需求首次进行融合，体现了智能化生活的真正内涵。(4)智能化衣柜的主要用途是为了使广大人民群众享受到便捷，这也就是智能化柜设计的中心价值观。没有任何家居产品会被人当成艺术品摆在家里，所有的产品都是为了实用，那么，无论是智能化衣柜的外形设计、打造工艺还是专业智能化衣柜使用功能，都必须贴近生活，体现在人们的每一种实际需求上。智能化衣柜正是采用这一思想完成的设计理念，智能化衣柜，并不是为了创新而创新的产品，但一定是大家都说用着方便实用的科技创新型衣柜。(5)一个实用的产品，不仅仅只有好的功能，也必须得有让人心旷神怡的包装。智能化衣柜为了面向于不同家庭，能够更好的打开市场，我们采用不同的设计风格，来面向中国家居市场。智能化衣柜产品的创造应用不外乎是表现在顾客的体验感和满意度，需要所有功能完美搭配，共同谱写出一个华美的乐章。智能化衣柜的调控功能的设计和实用在决定性的程度上影响了顾客的体验感受，本着人性化设计方针，进行创新创造设计操作才能符合广大人民群众的需求。
三、智能化衣柜的研究方向
(一)自动悬挂问题。我们这个智能化衣柜的一大特点，就是通过机械臂配合热感应器，在有限的空间内形成一个小系统，来完成自动化的衣物悬挂问题。而我们通过拟在衣柜挂衣杆上设置一个单轨环绕式升降机械臂，配合着热感应器来实现衣物的自动悬挂问题。智能化衣柜中的单轨环绕式机械臂，是我们通过物理知识结合现代已经成型的科技来实现的，其中机械臂是一个简单的用来升降衣架的手段，当我们把衣物挂在衣架上后，按一下衣柜上面的按键来实现衣物通过滑道在这个有限空间内的运转。在衣架上面的衣物通过衣柜内机械臂的带动，升降到和单轨环绕式滑道一个水平高度的位置，进行交接，把衣服整齐地悬挂排列。这有效地完成了我们智能化衣柜的一个研究方向，衣物的自动悬挂问题。具体步骤如下:(1)首先在衣柜中设置单轨环绕式轨道，用于衣物的运输，在衣柜内形成一个小系统。(2)其次机械臂配合衣柜外壁设置的按键，来进行遥控，实现机械臂的升降。(3)最终机械臂和衣柜内单轨环绕式轨道进行对接，并把衣物实现水平悬挂，挂在衣柜内挂衣杆之上。
(二)自动识别分类问题我们在衣柜内置机械臂的外置热感应传导器，而此热感应器可以通过分辨不同种衣物的材质类别来使得相同材质整齐统一归类，在服装的厚度实现初步清晰化，季节性区分排列。配合机械臂使用，按一下在衣柜表面的升降按钮使之在机械轴承上垂直升降到挂衣杆高度，然后通过热感应器感应衣物之间不同的温度，区分不同的材质款型，夏季，春季，冬季，长筒，短袖等不同类型的衣物，并通过机械臂，在单轨环绕轨道内运转使得衣物水平均距悬挂。具体步骤如下:(1)对于衣物的识别方面，自动分类系统中包括位置传感器，条形码扫描器，热感应器。机械臂外置热感应器，首先机械臂接触衣物而热感应器实现对衣物的初步鉴定，分出衣物的薄厚款式。(2)其次条形码扫描器来实现衣物的二次鉴别，以两种鉴别的最终结论区分衣物的类型款式。(3)最终配合机械臂进行输送把衣物升降到与挂衣杆齐平进行交接，并悬挂与挂衣杆之上。
(三)自动衣物搭配。在智能化衣柜的外壁设置高清屏幕，内部使用现代已经成型的衣物搭配系统，编入合理颜色搭配指令，机械臂上的热感应器根据温度先辨别出相同材质，厚薄的衣物实现季节区分，然后根据遥控选择四重厚度指标，在屏幕上投影色彩搭配合理的，应季的柜内衣物，从而预览出多种搭配模式，实现智能选择下的穿搭建议。而所给的所有搭配类型，都是衣柜内所拥有的衣物。我们通过扫描条形码的方式来存取衣物的信息，把衣柜内所有衣物的信息统一收录。为了能够让所有的搭配合理，我们采用的都是已经成型的科技，保证了用户的使用流畅性。
(四)大众衣柜都具有的功能智能化衣柜都具有。(1)智能收纳系统:升降自如。在智能衣柜里安装一个升降吊柜，保证存取更加简单快捷。升降夹层的隔间可以自动降下来，只要用手一接触就能停在所指定的位置。一方面更好地保管衣物，另一方面防止孩子随意触碰。(2)智能环境优化系统:自动除湿恒温。智能化衣柜就好像一个空调房间，一直会给衣物提供一个最好的存放湿度、温度环境。我们可以调节智能柜里面的湿度和温度，来保证衣物的光鲜亮丽，并且预防发霉生虫。(3)自动开启感应系统。使用手接触一下，智能衣柜的门就能快速打开。同时，智能衣柜的门可以设置成低噪音模式，减小噪音产生的影响。(4)智能照明系统。感受挂衣服的杆灯，放在挂衣杆上，内部有着发光源，并且安放智能开关控制，即便在光线缺乏的状况下也方便选择衣物。与此同时也能起到很好的美化作用。我们也仅仅使用四个普通电池就可以在里面使用。
四、智能化衣柜的市场前景
专业人士预测，在以后的十年中，智能化家居一定会成为一个上万亿的产业，一定会在互联网之上。智能化家居是否会普及，最主要的还是要看产品的性价比能否被广大人民群众所接受。大家应该都能知道，随着科学技术的发展，家居市场的不断淘汰，在不停地更新、打破各种技术的困难后，价格也会逐渐降低。现在大多数顾客一直有着智能家居太贵，性价比低的想法，其实随着中国经济的发展在很多一线城市完全具备了这种购买能力，很多二线城市已经快赶上一线城市了。我相信如果加大力度宣传，智能化家居市场在不久的未来，很大程度上会得到普及。它就像工业革命普及后的产品创新换代一样。智能化家居市场的发展是一个历史的必然，是社会发展的完美体现。中国的家居市场必定会因为智能化衣柜的出现产生新时代家居的工业革命。
五、结语
智能化衣柜结合了多种科学技术，以自动悬挂、自动识别分类、自动搭配系统等三大创新点最为突出，经过大量实验多方考证，我们充分地确定了项目的可行性，在经过精密的计算后项目可行性很高，我们团队将对此项目进行深层次的研究，智能化衣柜的市场前景也是非常喜人，在中国这种智能化衣柜，可以说是首例出现，此产品功能独特，充分为广大人民群众带来了便利，相信不久此产品就能打开市场，让更多的人体验到智能化衣柜所带来的便利。
参考文献:
［1］王婷婷．智能衣柜设计创新细节处彰显人性化．智能衣柜帮你轻松找衣、搭配成套［J］．人民网-科普中国，2018．2．
