吳 偉，王坤鵬，李曉榕，孫彥竹

（深圳創(chuàng)維-RGB電子有限公司，廣東 深圳 518108）

創(chuàng)維智慧家庭設(shè)計(jì)理念和場景模式解析

吳 偉，王坤鵬，李曉榕，孫彥竹

（深圳創(chuàng)維-RGB電子有限公司，廣東 深圳 518108）

介紹了創(chuàng)維智慧家庭設(shè)計(jì)的理念，使用Z-Wave和ZigBee通信的智慧家庭系統(tǒng)，結(jié)合NFC、藍(lán)牙和WiFi等輔助無線連接技術(shù)，采用模塊化的設(shè)計(jì)思路，可以推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，兼容更多的設(shè)備且大幅降低成本。智慧家庭終端UI設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于簡單卻豐富的交互、強(qiáng)調(diào)用戶體驗(yàn)、智能化、美觀舒適等。創(chuàng)新場景式體驗(yàn)設(shè)計(jì)和以人為本的應(yīng)用理念，是創(chuàng)維在智慧家庭領(lǐng)域進(jìn)行的創(chuàng)新性的探索和嘗試。

智慧家庭；模塊化設(shè)計(jì)；場景式應(yīng)用

創(chuàng)維從2012年開始智慧家庭的研發(fā)，并成立專門的研發(fā)部門，從智能路由器開始做起，逐步發(fā)展到開發(fā)整套的智慧家庭系統(tǒng)。2013年，利用創(chuàng)維多年做電視積累的經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了一種WiFi轉(zhuǎn)紅外收發(fā)的產(chǎn)品。使用該產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)初步的家電智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制，可擺脫眾多遙控器的束縛，只使用一部智能手機(jī)即可控制所有用紅外遙控的家電設(shè)備[1-3]。

2014年，創(chuàng)維開發(fā)出一套使用Z-Wave和ZigBee通信的智慧家庭系統(tǒng)，計(jì)劃在不久的未來投入量產(chǎn)。該套系統(tǒng)不僅僅可以完成某一個(gè)設(shè)備的單獨(dú)控制，它還擁有場景模式，用戶只要輕松一鍵，就可以完成多個(gè)家電組合操作，真正做到從用戶角度考慮，為用戶著想，方便用戶操作，充分達(dá)到只要是“用戶想要的，就是我們追求的”宗旨。

1 智慧家庭技術(shù)基礎(chǔ)

智慧家庭主要含概了智慧照明、智慧監(jiān)控與娛樂系統(tǒng)等細(xì)分市場，無線連接技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)智慧家庭產(chǎn)品功能的推手，特別是WiFi、藍(lán)牙與NFC等主流技術(shù)，吸引很多廠商開發(fā)相關(guān)無線連接產(chǎn)品解決方案。

藍(lán)牙是目前較普及的短距離無線通信技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于PC、手機(jī)、平板電腦、無線音箱以及無線耳機(jī)等電子設(shè)備，幫助消費(fèi)者擺脫了傳統(tǒng)線纜的束縛。但是藍(lán)牙的設(shè)置過程比較繁瑣，有時(shí)設(shè)置和連接的時(shí)間比傳送資料所花的有效時(shí)間還長。

同為短距離無線通信技術(shù)的NFC（424 kbit/s）傳輸速度與藍(lán)牙（2.1 Mbit/s）相比有不小的差距，不適用于音視頻流等需要較高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用，但其優(yōu)勢是點(diǎn)對點(diǎn)連接迅速，基本不到0.1 s。

NFC與藍(lán)牙的技術(shù)優(yōu)勢形成了互補(bǔ)，如果將這兩種技術(shù)配合使用，先通過設(shè)備間的NFC觸碰輕松建立連接，然后再利用藍(lán)牙在手機(jī)、平板電腦、電視和音頻設(shè)備等各種電子設(shè)備之間傳輸信息，就可以帶來前所未有的操作體驗(yàn)。

智慧家庭主要由一個(gè)家庭智能控制中心和若干個(gè)子節(jié)點(diǎn)組成，如圖1所示。家庭智能控制中心主要負(fù)責(zé)連接互聯(lián)網(wǎng)，并將來自互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合ZigBee/ Z-Wave協(xié)議的數(shù)據(jù)，發(fā)到各個(gè)子節(jié)點(diǎn)，并存儲各個(gè)子節(jié)點(diǎn)設(shè)備信息，轉(zhuǎn)發(fā)客戶端控制命令，檢測家庭環(huán)境狀態(tài)等。各個(gè)子節(jié)點(diǎn)除了負(fù)責(zé)各自的功能外，還需要轉(zhuǎn)發(fā)智控中心的指令給其他附近的子節(jié)點(diǎn)，以保證整個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)的暢通性。

圖1 智慧家庭示意圖

智慧家庭控制中心，可以通過有線或者無線方式，連接到家庭的路由器上，從而接入到互聯(lián)網(wǎng)，用戶的客戶端可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問智慧家庭中的所有設(shè)備，并可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看家中設(shè)備信息，同時(shí)可以對每個(gè)設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)或者對多個(gè)設(shè)備進(jìn)行組合操作。而家庭子設(shè)備之間則采用Z-WaveigBee協(xié)議進(jìn)行通信。

用戶除了可以選擇智能手機(jī)的軟件來控制，還可以對著控制中心直接說出自己想要做的事情，例如打開電視、關(guān)閉窗簾等。系統(tǒng)中心集成了精簡的語音識別系統(tǒng)，可以識別數(shù)十個(gè)指定語句或者句式，用戶只要按照指令說話即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全語音控制。

同時(shí)，該系統(tǒng)還可以對部分設(shè)備提供手勢支持，利用攝像頭識別手勢形狀，再翻譯成各個(gè)不同的控制指令。例如在做飯時(shí)，雙手比較油膩，可以直接對著Pad做一些簡單的手勢，便可以實(shí)現(xiàn)模擬鼠標(biāo)的點(diǎn)擊、拖拽等功能。

2 模塊化的設(shè)計(jì)思路

隨著科技的發(fā)展、無線技術(shù)的普及，以及電子設(shè)備的價(jià)格也越來越低，便攜式設(shè)備也雨后春筍般地出現(xiàn)，大量的穿戴式設(shè)備和智能設(shè)備逐漸走進(jìn)了人們的視野，出現(xiàn)在普通的家庭用戶中。

然而，目前市面上的這些智能設(shè)備，都存在同質(zhì)化嚴(yán)重、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、各家設(shè)備互不兼容等問題，導(dǎo)致這個(gè)行業(yè)現(xiàn)在非?；靵y，而且很多設(shè)備功能花樣繁多，導(dǎo)致價(jià)格偏高，且這些功能的需求并非用戶真正需要。針對上述問題，市面上現(xiàn)有的解決方法是做多個(gè)外設(shè)，并令這些外設(shè)都單獨(dú)組成一個(gè)模塊，反而增加了額外成本。

所以，制定行業(yè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，兼容更多的周邊設(shè)備，成為這一行業(yè)未來急需解決的問題，為了解決這一問題，采用模塊化設(shè)計(jì)的方案是有效的解決方式，用戶只需要主控中心，完成對各個(gè)功能模塊的選擇，則能將一些簡單配件插入到這個(gè)智控中心上，該中心自動(dòng)檢測外圍設(shè)備的接入，通知上層更新底層驅(qū)動(dòng)，從而完成新功能的接入。

接口設(shè)計(jì)可以使用I2C或者SPI接口，關(guān)于外掛設(shè)備和主控單元的通信數(shù)據(jù)格式需要統(tǒng)一，軟件也采用模塊化設(shè)計(jì)，如果主控單元新增一個(gè)硬件插件，相應(yīng)的軟件上也增加一個(gè)插件對應(yīng)該硬件。

模塊化設(shè)計(jì)，有幾點(diǎn)優(yōu)勢：

1）方便。用戶可以隨心所欲地組裝該智能模塊，可以任意選擇其中的一兩個(gè)插件，來滿足自己的需要。

2）降低成本。有了模塊化設(shè)計(jì)，可以將各個(gè)插件與主控分開，主控的價(jià)格也可以做到很低，而用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行取舍，控制成本。

3）便于升級擴(kuò)展。在未來的幾年內(nèi)，一定會有更多的智能設(shè)備或者傳感器出現(xiàn)，如果把模塊都固定化，出現(xiàn)新的設(shè)備時(shí)，只能淘汰現(xiàn)有的設(shè)備來完成更新，對用戶來說是極大的浪費(fèi)。而模塊化設(shè)計(jì)，只需要新出現(xiàn)的模塊也按照現(xiàn)有模塊的通信接口設(shè)計(jì)，就可以通過更新插件的方式融入原有的場景中。例如，目前市面上常用的傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、PM2.5、甲醛、煤氣等檢測。而這些傳感器的數(shù)據(jù)輸出都可以按照標(biāo)準(zhǔn)格式來實(shí)現(xiàn)，可以很方便地接入到主控中心。

3 場景式的應(yīng)用

隨著目前科技地迅速發(fā)展和日常生活水平地不斷提高，人們追求舒適、安全、方便、節(jié)能、智能化的家居生活欲望感越來越強(qiáng)。選擇智慧家庭，則意味著選擇了另一種新型的居家生活方式——集安全、舒適、便捷于一體的智能化生活。除了能實(shí)現(xiàn)對家居生活的智能化控制之外，智慧家庭更多傳達(dá)的還是一種人性化的理念。

智慧家庭終端UI設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于簡單卻豐富的交互，強(qiáng)調(diào)用戶體驗(yàn)、智能化、美觀舒適等。簡單卻豐富的交互是重視產(chǎn)品及系統(tǒng)的UI界面的易用性、簡單化，尤其是使整個(gè)家居設(shè)備的操作變得更加簡單不繁瑣。智能化是在下指令之前，設(shè)備就已經(jīng)了解到用戶的需求，能夠自動(dòng)為其提供服務(wù)。此外，通過終端界面，用戶可以不需要學(xué)習(xí)就能夠輕松掌握操作方式。美觀舒適是用戶在使用終端操作家居的同時(shí)也享受到了終端UI帶給他們的輕松愉悅的心情。

在應(yīng)用設(shè)計(jì)方面，創(chuàng)維智慧家庭采用了一種新的產(chǎn)品體現(xiàn)模式——場景切換，從用戶和場景兩個(gè)維度去發(fā)散并歸納出典型的人群特征和豐富智慧家庭對應(yīng)場景的故事。以此作為基礎(chǔ)，進(jìn)行應(yīng)用的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

圖2就是一個(gè)典型的回家場景：Grace結(jié)束一天的工作，搭乘地鐵回家。無聊的她點(diǎn)開手機(jī)中的天賜派，看起了最愛的電視劇，下車時(shí)影片播放至24分鐘，她收起手機(jī)進(jìn)入超市購買晚餐食材?；氐郊褿race首先拿出手機(jī)輕輕刷了下門邊的NFC開關(guān)，客廳的燈亮了，電視機(jī)開啟，空調(diào)運(yùn)作，家中的全局音響開始向主人播報(bào)家用電器的運(yùn)行狀況。此外，典型的客廳模式和喚醒模式如圖3、圖4所示。

4 智慧家庭展望

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，智慧家庭應(yīng)用為服務(wù)供應(yīng)商收集用戶信息，分析用戶的使用習(xí)慣，并上傳到云端服務(wù)器，然后通過云端服務(wù)器再傳回給智慧家庭應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)，以讓服務(wù)最佳化。

手勢辨識以及語音控制等新興的對話模式逐漸在智慧移動(dòng)設(shè)備上崛起，由于能夠符合人類對于原始語言的使用，從而大幅提升了用戶體驗(yàn)。如今，這些對話模式也悄悄地?cái)U(kuò)展至智慧家庭市場，衍生出語音遙控器以及可用手勢控制的智慧電視等產(chǎn)品。

語音和手勢控制系統(tǒng)也是傳感器應(yīng)用之一，如語音控制燈光關(guān)閉、手勢切換家電程序、人體感應(yīng)模擬健身、智能感知人臉識別……這些都會在不久的將來得以體現(xiàn)。

綜上所述，現(xiàn)在智慧家庭領(lǐng)域還處于起步階段，無論采用何種技術(shù)方案，崇尚以人為本的智能化，為用戶營造安全、便利、舒適、愉悅的高品質(zhì)生活，才是智慧家庭的本源。

[1]張俊.智慧家庭與決定未來經(jīng)濟(jì)的十二大顛覆技術(shù)——關(guān)于未來智慧家庭產(chǎn)品的戰(zhàn)略思考[J].電視技術(shù)，2014，38（2）：19-20.

[2] 吳偉，李曉榕，張曼華.淺談“云”時(shí)代電視的智能分析系統(tǒng)[J].電視技術(shù)，2013，37（12）：3-5.

[3]吳偉.智能電視技術(shù)分析[J].電視技術(shù)，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

圖2 典型的回家場景

圖3 客廳模式示意圖

圖4 喚醒模式示意圖

TN949；TN915

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2014-09-27

【本文獻(xiàn)信息】吳偉，王坤鵬，李曉榕，等.創(chuàng)維智慧家庭設(shè)計(jì)理念和場景模式解析[J].電視技術(shù)，2014，38（21）.

吳 偉，高級工程師，創(chuàng)維彩電事業(yè)本部總工程師、研發(fā)總部副總經(jīng)理。