浦貴陽(yáng)，孫紅春，王亞萊，陳進(jìn)利

（中移（杭州）信息技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

從以產(chǎn)品為中心，逐步演變到以人為中心的“生態(tài)人居”，智能家居行業(yè)已經(jīng)從單一的家居智能化延伸到以“全屋智能+智慧社區(qū)”融合的空間智能化時(shí)代。空間智能化，互聯(lián)互通是核心基礎(chǔ)，沒(méi)有互聯(lián)互通，產(chǎn)品與產(chǎn)品之間是冷冰冰的機(jī)器。而互聯(lián)互通的內(nèi)核也已由傳統(tǒng)的設(shè)備互聯(lián)互通擴(kuò)展到以人為中心，包括設(shè)備與周邊環(huán)境的多維度全場(chǎng)景互聯(lián)互通。貫通設(shè)備生態(tài)、為應(yīng)用場(chǎng)景提供交互入口的場(chǎng)景引擎與場(chǎng)景應(yīng)用管理平臺(tái)，則為空間智能化的實(shí)現(xiàn)提供了保證。

1 現(xiàn)有場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)方式及問(wèn)題

1.1 現(xiàn)有場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)方式

目前在智能家居場(chǎng)景控制領(lǐng)域，有兩大類(lèi)系統(tǒng)。一類(lèi)為基于IFTTT的智能設(shè)備為中心的系統(tǒng)：用戶通過(guò)手機(jī)端APP按鍵操作添加設(shè)備，設(shè)置設(shè)備參數(shù)，生成聯(lián)動(dòng)規(guī)則，存儲(chǔ)到服務(wù)器中。優(yōu)點(diǎn)是用戶可以設(shè)置符合個(gè)人意愿的定制化場(chǎng)景，缺點(diǎn)則是隨著設(shè)備種類(lèi)和數(shù)目的增多，創(chuàng)建一個(gè)場(chǎng)景，需要用戶在APP端做很多按鍵點(diǎn)擊操作，較為繁瑣；或者是系統(tǒng)預(yù)置場(chǎng)景模板到云服務(wù)平臺(tái)，存儲(chǔ)場(chǎng)景模板到智能家居設(shè)備的存儲(chǔ)器中，當(dāng)網(wǎng)關(guān)獲取到設(shè)備上報(bào)消息時(shí)，通過(guò)對(duì)比該設(shè)備所處的場(chǎng)景類(lèi)型，來(lái)確定是否有對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景模板。但是場(chǎng)景模板畢竟是有限的，隨著設(shè)備數(shù)量和參數(shù)數(shù)量不斷增多，場(chǎng)景模板的維護(hù)會(huì)隨之遇到瓶頸。除此之外，用戶想要的場(chǎng)景組合并不一定就是模板庫(kù)中設(shè)定的組合，因此并不能真正實(shí)現(xiàn)用戶需要的自定義場(chǎng)景。

另一類(lèi)系統(tǒng)則是通過(guò)指紋匹配判斷不同家庭成員，從而觸發(fā)對(duì)應(yīng)家庭成員的場(chǎng)景；或者通過(guò)檢測(cè)設(shè)備所處的環(huán)境，一旦環(huán)境變化到某個(gè)閾值、檢測(cè)到家庭成員所處的空間位置不同，對(duì)應(yīng)觸發(fā)不同場(chǎng)景。這類(lèi)系統(tǒng)的缺陷是場(chǎng)景觸發(fā)種類(lèi)單一，僅僅是人、環(huán)境或空間中的一種到兩種，極大限制了智能家居場(chǎng)景的智能化，用戶體驗(yàn)不夠友好。

1.2 現(xiàn)存問(wèn)題

目前智能家居場(chǎng)景中，場(chǎng)景的觸發(fā)條件并不能同時(shí)做到根據(jù)不同時(shí)間、不同環(huán)境、不同家庭成員角色來(lái)自動(dòng)切換。除此之外，智能場(chǎng)景的動(dòng)作組成元素只能是設(shè)備，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)其他場(chǎng)景、某項(xiàng)服務(wù)、消息推送等相互協(xié)同，“智能化”大打折扣，不能真正滿足用戶實(shí)際需要，用戶體驗(yàn)受到影響。具體概括為：

第一，場(chǎng)景能力弱。設(shè)備聯(lián)動(dòng)規(guī)則只涉及設(shè)備之間及簡(jiǎn)單的時(shí)間規(guī)則，無(wú)法設(shè)計(jì)出可根據(jù)用戶所處環(huán)境感知而動(dòng)態(tài)變化的場(chǎng)景，給用戶帶來(lái)智能化弱、擴(kuò)展性低的印象。

第二，場(chǎng)景庫(kù)缺乏。缺乏豐富的預(yù)置場(chǎng)景庫(kù)，大部分場(chǎng)景都需要用戶從頭創(chuàng)建，用戶學(xué)習(xí)使用門(mén)檻高。

第三，場(chǎng)景創(chuàng)建過(guò)程復(fù)雜。場(chǎng)景只能在APP上創(chuàng)建，操作步驟復(fù)雜且無(wú)法復(fù)制，無(wú)法支撐B端用戶運(yùn)維。

2 六域場(chǎng)景模型的聯(lián)動(dòng)方案

如圖1所示，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于六域模型的增強(qiáng)全屋智能場(chǎng)景平臺(tái)，在社區(qū)和家居場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)規(guī)則的設(shè)備基礎(chǔ)上，引入人、空間、時(shí)間、環(huán)境、服務(wù)五大元素，設(shè)計(jì)和預(yù)置豐富的全屋智能場(chǎng)景推薦模板，給場(chǎng)景規(guī)則添加全面的上下文信息，讓規(guī)則執(zhí)行時(shí)可以更加智能化。六域模型增強(qiáng)版社區(qū)聯(lián)動(dòng)智能家居場(chǎng)景，該場(chǎng)景模板可后臺(tái)可視化生成，解決了用戶手動(dòng)創(chuàng)建場(chǎng)景時(shí)操作不便、體驗(yàn)較差的問(wèn)題。

圖1 六域場(chǎng)景模型原理圖Figure 1 Schematic diagram of the six-domain scenario model

2.1 六域場(chǎng)景模型操作系統(tǒng)

如圖2所示，打造了泛家庭全宅智能六域場(chǎng)景模型統(tǒng)一操作系統(tǒng)，研發(fā)了一個(gè)云腦，定義、編排和調(diào)度泛家庭全場(chǎng)景應(yīng)用，打造泛家庭全場(chǎng)景引擎能力中心。一塊智屏聯(lián)動(dòng)多個(gè)場(chǎng)景智能，基于強(qiáng)大的邊緣智能與豐富的5D多模態(tài)交互方式，自主研發(fā)創(chuàng)新型家庭中控設(shè)備，打造家庭原生嵌入式多模態(tài)入口。通過(guò)跨協(xié)議跨廠家的精品設(shè)備接入，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一生態(tài)建設(shè)；通過(guò)家庭原生嵌入式多模態(tài)入口實(shí)現(xiàn)以智屏為中心的控制入口；通過(guò)泛家庭全場(chǎng)景引擎能力中心實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景規(guī)則控制和生活服務(wù)的智慧云腦。智慧云腦通過(guò)統(tǒng)一應(yīng)用加載規(guī)范、統(tǒng)一六域場(chǎng)景模型、統(tǒng)一物模型對(duì)這個(gè)體系進(jìn)行智能控制。智能硬件通過(guò)Wifi、ZigBee3、Bluetooth和系統(tǒng)通信。近場(chǎng)通過(guò)coaps實(shí)現(xiàn)綁定與設(shè)置超級(jí)面板展示邏輯；遠(yuǎn)場(chǎng)通過(guò)https+MQTTS實(shí)現(xiàn)管控設(shè)備與場(chǎng)景及與超級(jí)面板多屏互動(dòng)。

圖2 基于六域場(chǎng)景模型的泛家庭智能操作系統(tǒng)Figure 2 Pan-home intelligent operating system based on six-domain scene model

2.2 平臺(tái)總體運(yùn)行架構(gòu)

如圖3所示，平臺(tái)整體運(yùn)行架構(gòu)由泛家庭場(chǎng)景應(yīng)用平臺(tái)、泛家庭連接平臺(tái)、設(shè)備端、用戶入口四部分組成。社區(qū)設(shè)備和家居設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議連接到本地多形態(tài)邊緣盒子，進(jìn)行本地控制和信息處理。經(jīng)過(guò)Andlink協(xié)議連接到泛家庭鏈接平臺(tái)進(jìn)行設(shè)備事件、靜態(tài)關(guān)系處理。設(shè)備執(zhí)行引擎通過(guò)二級(jí)消息服務(wù)器、緩存數(shù)據(jù)、持久化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到場(chǎng)景執(zhí)行引擎，實(shí)現(xiàn)事件匹配、條件檢測(cè)和指令生成，經(jīng)過(guò)短信、推送等外部服務(wù)插件將控制指令下發(fā)到設(shè)備執(zhí)行引擎。設(shè)備和場(chǎng)景維護(hù)模塊包含設(shè)備維護(hù)、場(chǎng)景生成、套裝生成、房屋管理、客戶管理等子模塊。前端通過(guò)行業(yè)客戶后臺(tái)、專(zhuān)用APP、客戶APP、裝維APP等進(jìn)行跟蹤使用相關(guān)流程。

圖3 場(chǎng)景引擎總體架構(gòu)Figure 3 Overall architecture of the scene engine

2.3 基于六域模型的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

針對(duì)用戶自定義場(chǎng)景需要選擇各種不同設(shè)備，針對(duì)每款設(shè)備需要設(shè)置不同參數(shù)，每個(gè)參數(shù)又可以設(shè)置多個(gè)值的繁雜情況，基于設(shè)備、人、環(huán)境、服務(wù)和時(shí)間幾個(gè)維度，系統(tǒng)預(yù)置了豐富的場(chǎng)景模板，供用戶使用。如回家模式：打開(kāi)燈、播放音樂(lè)、打開(kāi)空調(diào)和待辦事件提醒等。當(dāng)然，如果這些模板不符合用戶的個(gè)性化需求，則用戶還可以修改場(chǎng)景模板或者完全自定義場(chǎng)景。

場(chǎng)景模板或自定義場(chǎng)景邏輯上可以分為三部分：觸發(fā)、條件和動(dòng)作。觸發(fā)是場(chǎng)景入口，只有觸發(fā)滿足，系統(tǒng)才會(huì)去判斷條件和動(dòng)作。

2.3.1 觸發(fā)

在本系統(tǒng)中，觸發(fā)不僅僅是設(shè)備，也可以是人、空間、時(shí)間和環(huán)境。當(dāng)某個(gè)設(shè)備被人為手動(dòng)觸發(fā)，或者到達(dá)某個(gè)時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)觸發(fā)，設(shè)備將觸發(fā)參數(shù)信息上報(bào)至平臺(tái)，平臺(tái)自動(dòng)匹配該設(shè)備參數(shù)所對(duì)應(yīng)場(chǎng)景，并進(jìn)一步判斷條件是否滿足，最后決定是否下發(fā)動(dòng)作指令到指定設(shè)備或者開(kāi)啟某項(xiàng)服務(wù)、聯(lián)動(dòng)其他場(chǎng)景，或者開(kāi)啟消息推送等。系統(tǒng)中的觸發(fā)條件還可以是人，如不同家庭成員回家，通過(guò)智能門(mén)鎖匹配指紋，指紋信息上報(bào)至云平臺(tái)，通過(guò)對(duì)比已存儲(chǔ)的家庭成員指紋信息，區(qū)分不同家庭成員，從而觸發(fā)不同場(chǎng)景。如爸爸回家，播放經(jīng)典老歌，并打開(kāi)電視機(jī)；女兒回家，則播放流行音樂(lè)并打開(kāi)空調(diào)等。系統(tǒng)中的觸發(fā)還可以是家庭成員所處的不同空間，從而觸發(fā)不同場(chǎng)景，如當(dāng)紅外幕簾設(shè)備檢測(cè)到家庭成員離家，則觸發(fā)安防布控場(chǎng)景；當(dāng)檢測(cè)到家庭成員切換了不同房間，則觸發(fā)對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景等。當(dāng)然，系統(tǒng)中的觸發(fā)還可以是時(shí)間，如果用戶設(shè)定了定時(shí)觸發(fā)某個(gè)場(chǎng)景，一旦到達(dá)用戶設(shè)定的時(shí)間，就會(huì)觸發(fā)該場(chǎng)景；系統(tǒng)還可以自動(dòng)判斷，如果是白天，用戶開(kāi)門(mén)不會(huì)觸發(fā)開(kāi)燈場(chǎng)景，晚上開(kāi)門(mén)則會(huì)觸發(fā)開(kāi)燈場(chǎng)景等。最后，系統(tǒng)中的觸發(fā)還可以是環(huán)境：溫濕度傳感器設(shè)備會(huì)定時(shí)檢測(cè)房間溫度和濕度，當(dāng)溫度低于某個(gè)閾值，濕度大于某個(gè)閾值時(shí)，判定為下雨天，自動(dòng)關(guān)閉智能窗戶，晾衣架開(kāi)啟烘干模式。

2.3.2 條件

同上文所述的觸發(fā)，當(dāng)觸發(fā)已經(jīng)滿足，則需要判斷預(yù)置場(chǎng)景中的條件是否滿足，本系統(tǒng)中的條件可以是設(shè)備、空間、時(shí)間、服務(wù)和環(huán)境。當(dāng)觸發(fā)已滿足，平臺(tái)會(huì)判斷所處的場(chǎng)景模板中對(duì)應(yīng)的條件是否滿足。如果滿足，則會(huì)下發(fā)場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的動(dòng)作指令到對(duì)應(yīng)的設(shè)備，或者開(kāi)啟相應(yīng)服務(wù)、消息推送和聯(lián)動(dòng)其他場(chǎng)景等；如果不滿足，則不會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

2.3.3 動(dòng)作

系統(tǒng)中的動(dòng)作可以是設(shè)備、某項(xiàng)服務(wù)、消息推送或者其他場(chǎng)景。當(dāng)系統(tǒng)中某個(gè)觸發(fā)滿足，則需要判斷該觸發(fā)所對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景模板中的條件是否滿足。如果條件滿足，平臺(tái)會(huì)下發(fā)對(duì)應(yīng)的設(shè)備指令到對(duì)應(yīng)的設(shè)備，從而觸發(fā)該智能場(chǎng)景；或者會(huì)開(kāi)啟某項(xiàng)對(duì)應(yīng)的服務(wù)，如該用戶訂購(gòu)了快遞上門(mén)服務(wù)，且場(chǎng)景動(dòng)作中配置了該服務(wù)，則會(huì)開(kāi)啟該服務(wù)；動(dòng)作還可以是消息推送，如果用戶開(kāi)啟了短信推送或者APP消息推送，則如果觸發(fā)，條件均滿足，用戶會(huì)收到消息推送；最后，動(dòng)作還可以是其他場(chǎng)景，也就是觸發(fā)，條件滿足時(shí)，會(huì)執(zhí)行其他一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景之間的聯(lián)動(dòng)。

3 AI賦能的場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)應(yīng)用舉例

AI中臺(tái)賦能六域場(chǎng)景模型，通過(guò)AI能力中臺(tái)的人臉感知、人體行為分析、圖像語(yǔ)義、視頻挖掘、3D視覺(jué)五大技術(shù)向家庭中的圖像理解、人像感知、多傳感器融合與決策控制技術(shù)演進(jìn)，儲(chǔ)備海量算法能力倉(cāng)庫(kù)，孵化家庭領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)視覺(jué)專(zhuān)有能力，結(jié)合多場(chǎng)景、多領(lǐng)域應(yīng)用，賦能智慧社區(qū)、全屋智能的多場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)服務(wù)。

通過(guò)SDK和事件訂閱，分別賦能場(chǎng)景云平臺(tái)和超級(jí)面板，完成AI事件接入場(chǎng)景引擎。應(yīng)用于社區(qū)人臉識(shí)別通行，觸發(fā)回家模式；車(chē)牌識(shí)別場(chǎng)景，觸發(fā)家居電源設(shè)置；呼救報(bào)警場(chǎng)景，觸發(fā)社區(qū)養(yǎng)老關(guān)愛(ài)服務(wù)；摔倒報(bào)警場(chǎng)景，觸發(fā)老人上門(mén)緊急救護(hù)服務(wù)。隨著整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，AI賦能的場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)應(yīng)用會(huì)越來(lái)越豐富。

4 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)在現(xiàn)有智能家居場(chǎng)景僅僅基于設(shè)備這一維度基礎(chǔ)上，加入了人、空間、時(shí)間、環(huán)境和服務(wù)五個(gè)維度，提出增強(qiáng)普通場(chǎng)景的六域模型場(chǎng)景，可以根據(jù)不同家庭成員、家庭成員所處的空間、時(shí)間和環(huán)境等，智能觸發(fā)不同場(chǎng)景，使得智能家居場(chǎng)景體驗(yàn)更加豐富，更加人性化，用戶體驗(yàn)更加豐富。

其次，相較于普通的基于設(shè)備維度的系統(tǒng)，本系統(tǒng)中用戶既可以選擇系統(tǒng)預(yù)置的場(chǎng)景模板，也可以對(duì)其進(jìn)行編輯形成自己個(gè)性化的場(chǎng)景。這樣既避免了用戶手動(dòng)添加大量設(shè)備、設(shè)置各種參數(shù)的繁雜操作，又能設(shè)置符合個(gè)人意愿的場(chǎng)景，提升了用戶體驗(yàn)。當(dāng)然，用戶也可以不通過(guò)APP操作添加各種設(shè)備、設(shè)置參數(shù)和設(shè)置完全個(gè)性化的場(chǎng)景。除此之外，本系統(tǒng)場(chǎng)景中的動(dòng)作不僅僅是設(shè)備，還可以是其他場(chǎng)景、某項(xiàng)服務(wù)或消息推送。智能家居六域場(chǎng)景模型系統(tǒng)，場(chǎng)景動(dòng)作組成更加多元化，用戶體驗(yàn)更加豐富，能夠?qū)崿F(xiàn)場(chǎng)景之間的智能聯(lián)動(dòng)。