1、 - 1 - 毕业设计文献综述 工业设计 智能化家用终端设计 一、前言 在中国的“十二五”规划中，物联网发展被视为“新一代信息技术产业”的一部分。 1网络技术的进步，社会信息化速度的加快，人们的工作、生活、通讯和信息的关系日益紧密，人们的观念也随之巨变。我们对待家居的态度早已不只是物理空间的要求，更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境。此时，传统的家用终端已经无法跟上生活节奏加剧的新新人类的步伐，也无法满足人们对于提高生活品质的要求。 智能化家用终端是以住宅为平台，兼备建筑设备、网络通信、信息家电和设备自动化，集系 统、结构、服务、管理为一体的智能化控制系统，该系统可以满足并实现高效、舒适
2、、安全、便利、环保的人文居住环境。正因为智能家用终端有如此诸多适合现代人居室生活的优点，所以其发展已经逐渐引起社会各界的广泛关注。 本文将在如下几个方面对智能化家用终端进行阐述： 1、了解智能化家用终端的基本情况，包括发展、分类等。 2、智能化家用终端的发展现状。 3、未来智能化家用终端的发展趋势。 二、主题 （一）智能化家用终端的基本情况 1.智能化家用终端的概念 智能化家居终端就是与家居生活有关的各种终端设备，通过运 用各种先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术的，有机地结合在一起，经过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效 2。与普通的家用终端相比，智能化家用终端不仅具有传统的功
3、能，还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，甚至为各种能源- 2 - 的支出节约资金。 图 1-1 传统家用终端 图 1-2 智能化家用终端 2.智能化家用终端的功能 (1)安全 防护及消防报警自动化； (2)家电设施智能化； (3)物业管理自动化； (4)信息和通讯自动化； (5)节能和环保。 3.智能化家用终端的分类 一类是采用电子、机械等方面的先进技术和设备，统一对家居设备进行管理；第二类是模拟家庭中熟练操作者的经验进行模糊推理和模糊控制。如智能冰箱、智能洗衣机等。 3 （二）、智能化家用终端的发展 1.智能化家用终端的产生原因
4、 ： (1)网络技术和通信技术的成熟和广泛运用。 (2)信息化水平的不断提高，逐渐达到支持产业大规模发展的水平。 (3)目前的互联网基础设施 和技术条件，为智能家用终端的发展做了必要的准备。 (4)用户对高水平的家用设备的需求。 2.智能化家用终端的发展历程 1994 年一家新加坡公司在国内销售的名为“万智能的多媒体电脑大概算- 3 - 是国内第一个提及智能家用终端的雏形 ,它通过电视卡将电脑和电视结合起来，这是一种很不错的创意。其后很长的一般时间内智能家用终端的产品都没有太多的概念突破和产品突破，直到 1998 年微软公司推出了“维纳斯计划，才掀起了新一轮的高潮。维纳斯”是一种集成软硬件的机
5、顶盒装置 ,它通过廉价的费用使电视成为电脑的显示器，从而实现电脑的互联 网应用功能。但是由于机顶盒并不能适应国内市场的应用需要，虽然在微软的强大影响下电脑厂商也拿出了积极配合的姿态 ,但在机顶盒装置热闹一阵之后就趋于势微并没有形成微软期望的市场规模。但是在这一连串的市场运作之后，直接地影响了家用电脑的大规模普及。而随着家用电脑的开始普及，家用电脑的应用迫切需要扩展。在这个时候，长期观察 IT 行业的家电企业开始介入电脑制造业，海信、 TCL、厦华等企业开始大规模地进入 IT 行业。在家电领域重量级厂商的影响下，智能家用终端的概念逐步清晰起来，智能家用终端的研究和开发出现了新的高潮。 4 （ 1
6、） 智能化家用终端在国外的发展现状 智能化家用终端的火热，得益于国内外各大厂商的支持与推动，正因为企业在产品创新上不断发力，使得智能化家用终端在观念上不断突破，在功能上也不断丰富。 国际厂商如 Vantage,LG， NEYWELL， SAMSUNG， Lucent， 3Com，IBM,Ericsson 和 panasonic 等公司都已开始建立智能家电和智能家居公司。根据美国一家权威市场调查机构预计在 2003 年建设网络化家庭所带来的市场息值将高达 4500 亿美元，其中 3700 亿美元是智能家电硬件产品的价值其余是软件和技术支持服 务的费用。 作为全世界最大及最富经验的电子保安系列产品
7、制造商之一的美国 Honeywell，该公司在智能化家用终端产品上的设计水平也领先于其他同行，其生产的产品可以通过设在家庭内的控制面板电话或连同的计算机来监控智能家居的报警系统、照明系统、智能家电和智能调温设备。 图 2-1 Honeywell 智能家用终端 - 4 - Vantage 家居自动化系统： Vantage 从事智能家居行业已有 30 多年的历史，是世界上最早实现智能家居产 品规模化的品牌。唯一一家同时与微软、 intel 和惠普合作的智能家居品牌。其家居控制系统是把被控制的设备群视为一个有机的整体，既对它们分别进行相对独立的有针对性的控制，又能协调它们共同完成某项工作，所以功能非
8、常强大，而且质量可靠。整个控制系统完全实现设备及功能的模块化，组建系统非常灵活、易升级、易扩展、性价比极高。 LG 电子的智能家居系统“ LG HomNet”是将多数的智能化设备通过网络来连接，随时随地为客户提供方便、安全、舒适、快捷的居住环境，是 LG 电子的综合智能家居解决方案。 LG HomNet 是追求居住人 的舒适与安全的系统，不仅限于单户屋内的使用，对小区公共区域，可从外部通过互联网或手机提供远程控制服务；与此同时， 也深刻考虑到管理者、使用者的方便。 LG 电子提供远程管理软件，着重管理者和使用者的实用性和安全性。 5 SAMSUNG 公司的 homevita 家电控制解决方案：
9、整个系统由以下几个子系统组成：保障便利生活的“门禁解决方案”、“家电产品控制解决方案”、 VolP 可视通话解决方案”、保障经济生活的“远程抄表解决方案”、保障生活安全的“安防防灾解决方案”、“监视解决方案”。该方案带给用户便利、安全 的居住环境。通过网关控制器将用户智能终端和核心设备集为一体，使用户更加简便地控制居住环境，这将有利于节省居住空间和施工费用。 6 （ 2） 智能化家用终端在国内的发展现状 国内对智能化家用终端的研究起步相对较晚，大约在 8 年前智能家用终端的概念才逐步引入中国，随后有部分厂家加入到智能家用终端的开发和应用行业中来。 2003年至 2009 年逐步由中国自主研发生
10、产的智能家用终端产品小规模应用于市场，但也形成了不同的标准。 7 海尔 U-home 是海尔集团在物联网时代推图 2-3 SAMSUNG 的 homevita 图 2-4 海尔的 U-home - 5 - 出的美好居住生活解决方案。它采用有线与无线网络相 结合的方式。把所有设备通过信息传感设备与网络连接。从而实现了“家庭小网”、“社区中网”“世界大网”的物物互联，并通过物联网实现了 3C 产品、智能家居系统、安防系统等的智能化识别，管理以及数字媒体信息的共享。 8 Smart e-Home 是海信发展信息家电的一个整体策略，而新一代的因特网家用电脑正是实施这一策略的的关键，是 Smart e-
11、Home 中的“家庭服务器”，是“家庭网关”的一个重要组成部分。 作为 Smart e-Home 策略诠释性产品的海景二代家用电脑终于浮出水面。海景二代系列家用电脑目前 主要有海景二代 5000、海景二代 3000 和海景二代 2000这三种配置不同的机型，以适应各种层次用户的需求。它们除了都拥有前卫的造型和强劲的性能以外，更针对“家庭服务器”的设计 理念进行了深入的开发：具有定时控制、组合控制、电话远程控制、网络远程监 视与控制功能，可以通过网络、电话控制电视、空调、微波炉、影音设备等多种家用电器，还可以进行实时预警 ;智能家居控制系统具有红外信号学习和红外发射功能，无需对家用电器进行任何改
12、动，即可对多种电器实施遥控 ;配备双模式数码相机，该相机即可作为普通数码相机单独使用，也可连接在计 算机上充当摄像头，并能实现室内监视功能。海信工作室 2001包含了大量丰富实用的软件，一键服务导航软件则能给用户提供许多信息服务与帮助。 9 （三）未来智能化家用终端的发展趋势 1.硬件平自的处理能力日益增强 早期的智能家用终端采用 8 位单片机作为核心处理单元，功能比较简单、纯粹，往往只具备安防、三表采集，简单文字信息发布和简单的家电控制功能。这个时期的产品操作界面比较简陋，家电控制等高级功能还只限于展示概念。近几年很多厂家为了使自产品功能更生面显示更美观 ,采用了处理能力更强的单片机或使用多
13、颗单片机协同工 作。这个时期的产品操作界面有比较大的改善 ,往往采用彩色 LCD,大多带有触摸功能 ,集成了楼宇对讲的功能，家电控制功能也相对丰图 2-2 海景二代 5000 - 6 - 富。目前，有一些厂家采用 32 位的处理器，结台先进的嵌入式开发平台开发出了更为先进的产品。基于该技术的产品处理能力显著提升，以往无法处理的多媒体信息和增值服务都可以得以实现。由于采用专门的显示引擎，所以界面更加丰富、美观，家电控制功能也趋于完善。 2、安防对讲等系统日益成为一个综台平台 最初的智能终端往往独立于传统的安防和对讲系统，用户的家中需要安装几套彼此独立的子系统，这增加了安装和使用 的复杂性。行业间
14、的技术整合促使智能家居平台成为包括安防对讲信息家电控制家庭数字影音为体的智能化家居平台。 3、模拟向数字化逐步转变 如同模拟电视向数字电视模拟手机向数字手机的逐步转变一样，智能家居平自也正在经历着一场由模拟到数字的变革。数字化技术正在日益广泛地应用到智能家居的系统中来，主要表现在以下几个方面： 首先在电路设计上采用越来越多的数字集成电路。现在的智能家居广品中使用了大量的数字芯片集成度和可靠性比之前的模拟电路有了很大提高其次，显示数字化大大了提升了显示效果。另外，传输方式逐步走向多网台一，安 防、对讲、门禁、抄表逐步走向统一的以太网联结。多同合将大大减少了施工和雏护的复杂度，而且提高了传输可靠性
15、。 4、从有线走向无线 无线传输特点就是灵活、移动性和可扩展性则是有线传输方式所无法具备。但无线技术所需要解决的难题也很多。例如如何使传输的距离尽可能的远而又尽可能的避免对人的损害？如何尽量避免信号受到干扰？如何提高传输的带宽，以便能够传轴更为复杂的数据等等。尽管这些问题需要技术研发人员不断地去钻研创新，但相信从有线走向无线的总趋势无法逆转。 10 、云计算与物联网技术的兴起 近年来，云计算技术的兴起 和 物联网 概念的深入人心，使得智能化家用终端的应用设计开始与网络对接。特别是物联网的概念，我们知道在网络环境中成长的一代人，已经逐步接替上一辈人成为社会发展的关键角色，这一代人对于家用电器的要
16、求也发生了明显的转变，“远程控制”、“网络社交”、“趣味”已经成为- 7 - 日后他们选购家用终端时重要的考虑因素。 iphone 和 android 等功能强大的智能手机的普及和手机应用的多样化发展，让手机这部通讯设备也逐渐成为家庭智能终端的一个延伸。在未来，我们可以通过手机来控制家中的任意电器，家中任何终端的信息也可以实时的反馈到我 们随身携带的手机上。我们可以通过云端网络来连接任意子端口，实现真正的物联网，方便我们的生活。 图 2-2 关系图 、向环保低碳化前进 智能化家用终端给我们带来了很多的方便，让我们感受到了科技对我们生活造成的改变。当然最近几年智能化家用终端也朝着督导家庭节能、使
17、家庭能耗降低的方向改进。 2010 年上海世博会上的沪上生态家也是由这个理念建造的智能低碳建筑。 注：沪上生态家是唯一代表上海参展 2010 年 上海世博会的实物案例项目。“沪上”代表着这个项目立足上海本土，专为上海的地理、气候条件量身打造，项目由现代设计集团承担总承包商，联手同济大学、上海建科院等共同打造。比同类建筑节能 60以上，让“生态”二字名至实归，而“家”则代表着设计团队将给观众带来的感觉，是“生态技术”优化下的“屋里厢”生活的自在温馨和舒适。 11 图 2-2 沪上生态家 三、总结 设计主要解决人与物的问题。在人与物的关系中，最本质的是“人性”与“物性”的关系。设计从“人性”出发，
18、理解、利用甚至规范“物性”，使得物为人用，物适其用。 12所以，智能化家用终端的设计最终要解决人与居住空间的关系，这个居住空间是房子，也是房子和房子之外的空间，这个是首先需要明确的思考方向。 “工业时代已经结束，制造业在过去 175 年中作为经济的主要推动力，现在- 8 - 已经不再处于主宰地位。尽管现在的制造业比以往更加庞大，但它已经把经济的领导权交给了 数字产业，现在软件主导着我们的经济。我们已经从原子时代进入到了数位时代，现在我们已经在后工业时代了。” 13这段文字是摘自交互设计精髓的一句话，从中我们也可以发现到家用智能终端发展趋势的变化：虽然硬件技术环节的进步是智能化家用终端得以普及和
19、进步的前提，但是用户现在更希望能用更为自然的方式与我们这些原本就冷冰的机器打交道，所以我们在设计智能化家用终端的系统界面时需要了解人机交互方面的知识，细致地观察生活中人们操作机器的方式。 把握未来产品的信息发展趋势，最关键的还是要把握未来人们生活的需求发展。 14作为未来发展热点的“云计算技术”和“环保智能住宅” 也是我想通过设计着重体现的部分。我们要用新的方式来看熟悉的事物 .15我们通过结合智能手机终端（如 iphone， android）和网站，运用适合当前审美趋势的图形界面和良好的交互设计模型，来设计一个更为人性化的 智能化家用终端 系统。 四、参考文献 1中国智能家居网 . 造梦物联
20、网 央企和地方政府府助力 IBMOL. http:/ 2沈阳傲方电子有限公司 . 3G 数字智能终端系统介绍 EB. http:/ 3魏丽芳 .智能家电的亲和性设计研究 .无锡：江南大学硕士学位论文 R， 2008. 4徐庆伟 .智能家电发展与研究现状分析 J.现代商贸工业， 2010， 7： 101 5中国智能家居网 .LG HomNet 科技人性的结合 EB.(2008-10-10). http:/ 6家用电器 . 三星 homevita 带来智能家居生活 J. 家用电器， 2007， 3： 27 7北京雅丹天地物联网技术有限公司 .物联网时代的智能家居调研报告 EB. http:/ 8海
21、尔： U-homeOL.(2010-12-16). http:/ - 9 - 9计算机世界网 :海信目标 Smart e-HomeOL.(2006-8-29). http:/ 10百度文库 .智能生活 从指尖开始 家居智能化终端推荐专题 EB. http:/ 11百度百科：沪上生态家 OL.(2010-06-07). http:/ 12胡飞 . 聚焦用户 UCD 观念与实务 M. 北京：中国建筑工业出版社， 2009. 13美 萨姆哈里森 .怎样发现创意设计 M.上海：上海人民美术出版社， 2006. 14美 Donald A Norman.付秋芳，程进三译 .情感化设计 M.北京：电子工业出版社， 2005(5). 15美 Alan Cooper,Robert Reimann,David Cronin.About Face3M.北京：电子工业出版社， 2008.
