陳曉航，夏彬陽

（武漢商學院機電工程與汽車服務學院，湖北　武漢　430056）

工程技術

基于智能家居系統(tǒng)的智能臺燈設計與實踐

陳曉航，夏彬陽

（武漢商學院機電工程與汽車服務學院，湖北武漢430056）

簡述了智能家居系統(tǒng)的基本概念，介紹了智能臺燈在智能家居系統(tǒng)中的終端功能，并由此引出一種智能臺燈設備。分析了將智能家居系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)平臺技術相融合的設計和實踐過程，并指出了未來智能家居系統(tǒng)中智能終端設備的發(fā)展方向。

智能家居系統(tǒng)；臺燈；設計實踐；模塊化產(chǎn)品

引言

21世紀是科技發(fā)展與人類工作生活方式不斷改變的時代，隨著科學技術的革新，能夠為工作、學習和辦公提供便利的智能設備與系統(tǒng)正在逐漸成為工作生活的一部分，正在不斷地改變著人們的溝通方式和生活方式?；谑袌霏h(huán)境與市場需求，綜合分析了目前智能家居設備中終端設備的開發(fā)背景及市場，介紹了一種新型智能臺燈的設計研發(fā)過程和實踐過程，由此來研究智能化家居設備在智能家居系統(tǒng)中的定位和發(fā)展方向。

1　產(chǎn)品開發(fā)背景

在20世紀90年代中后期，國內(nèi)的智能小區(qū)逐漸興起，從沿海的發(fā)達城市逐步向內(nèi)地擴展［1］。隨著2012年首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”概念開始，“智能家居”的概念也在不斷得到擴充和完善。直到2015年全國兩會上“互聯(lián)網(wǎng)+推進我國經(jīng)濟社會創(chuàng)新發(fā)展”的提出，李克強總理在政府工作報告中制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，“智能家居”也成為了其中重要的一環(huán)。

如圖1，根據(jù)2014年騰訊數(shù)碼對智能家居的一份調(diào)研報告顯示，隨著計算機與通信的相關科技和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及平臺的迅速發(fā)展，現(xiàn)如今市場上智能家居產(chǎn)品愈發(fā)豐富，也帶動著中國的傳統(tǒng)家居產(chǎn)品制造行業(yè)向著服務行業(yè)迅速轉型，電視、電燈和空調(diào)這三種家居電器設備是最受用戶期待的智能化設備。將傳統(tǒng)的電器與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來，運用物聯(lián)網(wǎng)、電子元器件小型化、個性化的工業(yè)設計，數(shù)據(jù)云存儲等技術，“智能家居”這種與互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)態(tài)和人民生活新方式息息相關的概念，也成為了創(chuàng)新2.0下互聯(lián)網(wǎng)推動的一種家居及電子產(chǎn)品行業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài)，有著越來越多的個體和資本投入到這種新的發(fā)展中來。

圖1　智能家居單品調(diào)研（數(shù)據(jù)來源：騰訊數(shù)碼）

2　產(chǎn)品設計與實踐

2.1產(chǎn)品的提出

隨著科學技術的進步和移動設備的不斷更新，基于互聯(lián)網(wǎng)的家居設備也正在逐步發(fā)展。智能家居的迅速發(fā)展讓更多的人在選擇家居用品時更傾向于智能化、多功能化產(chǎn)品，同時隨著LED燈技術與制造能力的迅速發(fā)展，未來的智能臺燈將更趨于智能照明與工作智能終端這一方向。Terse智能臺燈就是在這一發(fā)展環(huán)境下產(chǎn)生的。

如下頁圖2所示，Terse智能臺燈采用了模塊化設計，主體采用了由MicrosoftWindows系統(tǒng)驅動的無線路由模塊，具備藍牙設備的無線連接能力，還擁有USB、microUSB等有線接口。多種連接方式使其具備了連接多個設備與終端的能力，使用可擴展DC 5V接口，多種日常生活中所用的設備均可以由主體供電并控制。使現(xiàn)代桌面設備集成到了一個設備上，使桌面更加簡潔。

圖2　Terse智能臺燈整體圖

隨著互聯(lián)網(wǎng)的熱潮，智能家居設備雖然正處在發(fā)展的風口，但是制約智能家居設備發(fā)展的一大重要瓶頸就是技術標準不統(tǒng)一，難以存在一個無邊界的系統(tǒng)中心［2-3］。Terse智能臺燈在這一方面則做了相應改進。模塊化設計采用了標準化的供電接口以及無線控制方式，所以Terse是一個產(chǎn)品，也是一個平臺，擁有更多的創(chuàng)客和發(fā)燒友為其提供更多的創(chuàng)意和擴展產(chǎn)品，最終形成一個由設計到研發(fā)，再到銷售的一個完整的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，以創(chuàng)造更多的價值。

2.2產(chǎn)品功能簡介

Terse智能臺燈旨在帶給使用者更便捷更智能的生活方式，可以智能調(diào)節(jié)燈光模式、光線強度，并定時提醒使用者適當休息放松眼睛，在保護使用者眼睛的同時提供更多的智能功能。

根據(jù)如圖3的系統(tǒng)開發(fā)拓撲圖，Terse臺燈可分為以下幾個功能：

圖3　Terse系統(tǒng)開發(fā)拓撲圖

1）通過BluetoothSmart技術將臺燈與功能模塊連接，利用手機APP（見圖4）實現(xiàn)臺燈與使用者的互動，使用者可以通過手機控制、修改臺燈的相關事項，同時臺燈也可閃爍提醒使用者手機的相關消息。

2）臺燈的微型主機通過802.11b、802.11g、802.11n等網(wǎng)絡協(xié)議，與網(wǎng)絡上的在線云平臺相連接，可自動讀取、上傳、備份儲存插上臺燈的U盤內(nèi)容，具備臺燈功能的同時擁有更多擴展功能。

圖4　Terse　APP控制界面

3）可以利用擴展接口豐富其他功能。能夠插上移動電源、藍牙音箱、虛擬鍵盤等，將使用者更多的功能需求和臺燈結合在一起，還原使用者最簡潔的書桌或辦公桌，同時用一款手機APP即可方便的控制多種模塊功能。

3　產(chǎn)品實踐

3.1產(chǎn)品市場分析

目前的市場上大致有三大群體競爭智能家居行業(yè)的發(fā)展空間，一是現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)擁有網(wǎng)絡虛擬平臺，希望借助智能化設備的設計制造向實體產(chǎn)業(yè)延伸；二是傳統(tǒng)的家居企業(yè)希望擁有智能化的家居產(chǎn)品，以拓寬更大的市場；三是中小型從業(yè)者從開發(fā)商和制造商的角度切入智能家居產(chǎn)業(yè)，通過眾籌、天使投資等方式將自己研發(fā)制造的產(chǎn)品通過互聯(lián)網(wǎng)進行快速營銷。

3.2產(chǎn)品商業(yè)模式

在“互聯(lián)網(wǎng)+協(xié)同制造”行動中，國務院發(fā)布的《關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》提出，在重點領域推進智能制造、大規(guī)模個性化定制、網(wǎng)絡化協(xié)同制造和服務型制造，打造一批網(wǎng)絡化協(xié)同制造公共服務平臺［4-10］。

為發(fā)展大規(guī)模個性化定制，我們利用互聯(lián)網(wǎng)平臺采集用戶個性化需求，針對每個客戶的不同需求，提供一系列獨一無二的模塊定制產(chǎn)品。Terse智能臺燈將為用戶提供更多元化的無限擴展模塊，為其配置專屬臺燈，使產(chǎn)品更貼合市場用戶的個人需求。

臺燈的主體依然采用現(xiàn)有的規(guī)?；a(chǎn)，而擴展模塊的私人定制則采用個性化定制服務，可由主廠方設計生產(chǎn)相應的應用模塊，亦可開放擴展模塊設計開發(fā)權限，交由不同公司設計生產(chǎn)相應模塊，將擴展模塊的生產(chǎn)開發(fā)變得更多元化、生產(chǎn)互動化、市場化，使產(chǎn)品實現(xiàn)大規(guī)模的個性化定制生產(chǎn)模式。

3.3產(chǎn)品競爭分析

如圖5，Terse臺燈主要惠及愛好嘗試新鮮事物、體驗智能化產(chǎn)品的年輕人群。隨著社會的不斷進步，人們生活水平的不斷提高，人們越來越注意生活的質(zhì)量，此產(chǎn)品旨在為使用者提供更便捷的生活方式。雖然市場上有許多與Terse臺燈相似的商品，如Luzi Smart Lamp智能床頭燈、蘋果HomeKit的Lutron Caseta系列無線智能臺燈等。雖然目的都是為使用者提供更便捷的生活方式，但綜合對比市場上的智能臺燈，Terse臺燈在功能上更加智能、完備，除了燈光上的智能調(diào)節(jié)，U盤讀取、顯示、儲存的功能給用戶帶來更多元化的智能生活體驗，首次加入的擴展模塊個性化定制更是基于臺燈而超出了臺燈范疇，使臺燈不再只是照明工具更是智能家居的控制中樞。在功能方面Terse智能臺燈將具有極大優(yōu)勢。

圖5　智能臺燈使用人群年齡分布

4　結語

Terse臺燈是以互聯(lián)網(wǎng)云平臺為核心，以電子設計為依托的創(chuàng)新科技產(chǎn)品。它既是結合了智能家居系統(tǒng)概念和互聯(lián)網(wǎng)思維的一種智能終端設備，同時也是一種新時代人類生活溝通方式和科技使用方式變革的一次良好的示范。在傳統(tǒng)企業(yè)借助“互聯(lián)網(wǎng)+”的風潮快速發(fā)展時，智能設備的設計重點領域應該在推進智能與綠色制造、大規(guī)模個性化定制、網(wǎng)絡化協(xié)同設計制造和服務型設計。最終需要建立一個成熟的網(wǎng)絡化協(xié)同設計制造服務平臺，才能更新現(xiàn)有傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)模式，為互聯(lián)網(wǎng)時代下的智能家居設計制造業(yè)注入新的活力。

［1］高小平.中國智能家居的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.電器與能效管理技術，2005（4）:18-21.

［2］Valtchev D，F(xiàn)rankov I.Service gateway architecture for a smarthome ［J］.IEEECommunicationsMagazine，2002，40（4）:126-132.

［3］ 嚴萍，張興敢，柏業(yè)超，等.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能家居系統(tǒng)［J］.南京大學學報:自然科學版，2012，48（1）:26-32.

［4］ 童曉渝，房秉毅，張云勇.物聯(lián)網(wǎng)智能家居發(fā)展分析［J］.移動通信，2010，34（9）:16-20.

［5］ 劉杰，章韻，陳建新.利用433MHz射頻通信技術實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)［J］.計算機應用，2012，32（S2）:68-72.

［6］黃蕓.FSK超外差式434MHz無線接收模塊的設計［J］.科技創(chuàng)新與應用，2013（29）:38-39.

［7］Cook D J，YoungbloodM，Heierman IiiEO，etal.MavHome:An Agent-Based Smart Home［C］//Pervasive Computing and Communications，2003.（PerCom 2003）.Proceedings of the First IEEE International Conferenceon.IEEE，2003:521-524.

［8］DasSK，CookDJ，BattacharyaA，etal.Theroleofpredictionalgorithmsin the MavHome smart home architecture［J］.IEEEWireless Communications，2002，9（6）:77-84.

［9］夏漢川.基于網(wǎng)絡的智能家居系統(tǒng)的研究與應用［D］.廣州:廣東工業(yè)大學，2005.

［10］張沙沙.基于層次分析法的移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品可用性研究［D］.北京:北京郵電大學，2010.

（編輯：賈娟）

Design and Practice of Intelligence Lamp Based on Intelligent Home System

Chen Xiaohang，Xia Binyang
（Wuhan Business University，W uhan Hubei430056）

Itoutlines the basic conceptof smart home system.It introduces intelligent lamp terminal function in the smarthome system，and thus leads to an intelligent lamp device.It analyzes the design and practice their smart home system and Internet platform technology integration，and pointed out the future developmentdirection of smarthome system smart terminal equipment.

intelligenthome systems；lamp；design practice；modular products

TK2641.1

A

2095-0748（2016）11-0073-03

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.11.31

2016-05-01

陳曉航（1986—），男，碩士，武漢商學院機電工程與汽車服務學院助教。