人工智能技术在家居产品中的应用
张斌斌 罗聪 王明宇 卞宇飞 樊冬梅
摘要：随着Al人工智能、数据、大物联、云计算、5G等技术的成熟与相互融合，讓我们的生活在21世纪变得更舒适、便捷、高效，人工智能已经在我们生活的很多方面发生了令人难以置信的改变。社会在不断发展，家居产品设计应与时俱进。人工智能走进家居产品将是新时代室内设计的趋势，更是空间设计中以人为本设计这一原则的现代体现。本文将探索人工智能在家居产品中的应用。
关键词：人工智能;智能家居;家居产品
1 绪论
世界上最早的关于智能家居的研究可以追溯到1984年的美国，它首先提出“智能家居”的概念，以建筑设备整合化、信息化的“智能型建筑”，当时在对一些旧建筑的改造中对大厦空调、电梯、照片和其他设备进行了监控，给大厦提供一些简单的通信服务，之后，全世界争相建造“智能家居派”的序幕就此拉开，国内外对于智能家居的研究热度也开始迅速攀升。
智能家居在住宅空间中，兼备建筑、家用电器、网络通信和设备自动化及系统结构、服务和管理为一体，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境;智能通过物联网技术和移动互联网将家用电器或设备等连接到一起，提供安防控制、照明控制、水电控制、网络控制以及健康监测等多种功能和手段，提供高效、舒适、安全、便利及环保的家居空间环境。
作为家居环境中重要部分的家具产品，传统的企业制造模式和产品功能已逐渐满足不了时代的需求，发展智能家具成为一种必然趋势[ ]。但由于高新技术在家具上的应用不断变化，智能家具的概念仍比较模糊，吴智慧等[ ]对其进行了界定，明确了智能家具的属性和特点。智能家具无论在技术上还是产品智能化的程度上均处于快速演变阶段。
2 家电及门禁安防智能
家电是指电视机、冰箱、洗衣机、空调等家中主要的电器，家电智能是使家用电器实现智能化。电视机可以通过语音开启和关闭，可以通过语音寻找你想要看的频道或节目，也可以用手势、眼、距离与电视实现界面交互;当人离开电视机，没人观看的时候，电视机自动进入待机状态或者自动关闭，再也不用担心找不到遥控器了，同时达到节能的目的。空调则可以通过人的行为以及整体空间气温自动调节，而不是现在的通过遥控器手动调节。再也不担心夜里被冻醒且很不情愿的状态下到处摸遥控器。当空间内主人离开一段时间，空调则自动关闭，而不需要担心离开家却没有关空调。
智能门通过语音和虹膜技术或人脸识别与智能主机对接，通过网络将信息传输到手机、平板电脑或者电脑，贇能门通过以上的识别技术辨别主人。其具体表现在（1）当智能系统识别主人信息后，发出指令：如“欢迎主人回家”之类语言提示，大门随即打开，迎接主人回家（2）当外人或陌生人需要进入家门时，智能门将信息传输到智能主机，智能主机通过网络将信息传输到手机，主人可以通过手机或者是平板电脑完成与外来人员进行远程通话，经许可方可进入（3）窗户安装红外感应器与传感器等设备，并与智能主机连接。如果风雨来袭，窗户自动关上（4）如果发生陌生人或盗贼强行闯入，系统将信息传输到手机提醒主人，并发出警报。
3 灯光智能
灯光智能是家居空间中的灯具通过对光线的感应与对人物捕捉实现智能开启。在白天光线比较强的时候，则自动关闭：在阴雨天光线不足的情况下，灯具通过红外感应实现智能开启;当人离开灯具的辐射范围时，灯具自动关闭。环保节能又人性化。卧室与卫生间的灯具可以设置多种模式。当主人进入睡以后灯具自动进入睡眠模式;当主人起夜的时，等具缓慢开启微弱柔和的灯光，而不至于使你的眼睛在蒙蒙的睡意下被刺眼的白光照着难受当需要正常光照时，可以通过语音切换照明模式。
4 通讯智能
有线方式的家居智能化通信系统主要是组网技术，家居电器设备需要与智能控制器或移动控制终端之间通过物理线路来实现连线，但随着现代网络通信技术的高速发展，有线方式的智能家居控制系统数量正逐渐减少，主要原因在于如果室内家居电器设备数量较多，需要进行单独多根线路的设置才能够实现数据的连接;线路数量的越来越多，如果没有进行合理的布线设计，反而会增加危险因素，过多线路纠缠不清，且如果线路超过一定数，会影响室内整体装修装饰的美观性。
相比之下，无线网络通信技术的使用最大的优势是不需要进行布线的复杂性设计;仅需要简单的几根线路就能够满足智能家居通信系统的要求，调试较为便利，无论运行稳定性或是能耗、安装调试以及维护都较为简单在智能家居当中所应用的无线技术主要包括红外线、蓝牙、WiFi、GPRS，其中，FR技术具有点对点的单向通信、范围小且距离短等特点，较为适合应用在一些功能简单的电器控制，而红外技术的特点则是设备较为简单、成本投入较低、且节技术性较为成熟，但红外技术也有着不可忽视的缺点，主要包括并不具备标准的通信协议、控制距离有限且被障碍物阻挡高等等。蓝牙技术则是属于一种低功率且短距离的无线连接方式目目前在智能手机、蓝牙音箱等方面应用较多，并且蓝牙技术在网络容量方面十分有限，虽然近年来蓝牙技术的成本有所下降;但整体功能方面并没有得到提升。另外还有一种无线通信网络技术为Zigbee无线技术，这是属于一种起步较晚的较为先进的网络技术，具有低成本、低功耗、高稳定性、大量网络节点以及多种网络拓扑结构的优势，组网灵活，能够有效弥补WiFi安全性能较差以及蓝牙通信距离较短的不足，室内的安全通信距离可以达到30米到50米左右，室外空旷地带，不影响信号的情况下能够达到100米左右。GPRS技术则可以和智能手机SIM卡进行绑定;实现电话拨号功能短信功能传输速率较高且接入范围较广，覆盖规模较大，能够实现智能手机的远程操控。
5 结语
本篇文章主要分析了人工智能技术在家居产品方面的各种应用，针对家电，门禁安防，灯光和通讯系统进行了设计和实现的讨论，以后的研究重点将开发手机端的智能控制，并降低系统成本，让其真正走进千家万户，当今科技的发展日新月异，AI人工智能、大数据、物联、云计算、虹膜识别等技术的出现，智能家居将不再遥远。
参考文献
[1] 白晓景.现代智能家具产品的设计研究[D].石家庄：河北科技大学，2015.BA .
[2]昊智慧.张雪颖，徐伟，等.智能家具的研究现状与发展趋势.林产工业，2017，44（5）：5-8，13.DOI.
作者简介：樊冬梅，女，讲师，本科学历，1984年10月生，主要研究方向为网络应用。
基金项目：本文系山东省大学生创新创业训练计划项目“智美联家居APP”，项目编号：S202013324027。
（山东协和学院 山东 济南 250000）
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