智能家居系统中环境交互设计研究

季婵媛

摘要：

智能家居主要是强调人们的主观能动性，它不仅可以提供全方位的信息交换功能，还可以优化了人们的生活方式及居住环境，帮助人们有效地安排时间、节约能源、控制各种家用电器。

关键词：智能家居；系统；环境交互设计

进入“21世纪”，随着信息、网络、微电子和自动控制技术在建筑中的应用，作为家庭载体的住宅对智能化的要求也呈现出多样性。1994年美国联合国科技公司将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃狄克州哈特佛市的City Place Building，标志着首栋“智能型建筑”的诞生，拉开了全世界争相建造智能家居的序幕。

一、智能家居系统的内涵

智能家居以居住环境为平台，利用计算机技术、嵌入式技术、传感器技术、网络通信技术、综合布线技术、自动控制技术、智能家居系统设计方案以及音频技术将家居生活中的设施集成，构建了高效的住宅设施与家庭日程事物管理系统，能集系统结构、服务、管理、控制于一体的，可提升家居安全性、舒适性、高效性、便利性、艺术性，并实现了环保节能的健康居住环境。

智能家居系统是多功能的系统集成。和普通的住宅相比，智能家居系统一般有以下特征：家庭中具备完善的、综合的安保防灾系统和生活服务系统；家庭与小区及社会具有高度的多媒体信息交互能力；家庭内部具备全面的设施监控管理系统和信息化服务管理系统。

二、智能家居系统中的“人”

（一）从视觉角度分析

在整个智能家居产品设计的过程中，视觉设计与交互设计的工序两者之间的关系也是相辅相成，互相影响。视觉界面作为最直接的与用户交流的层面，及如何把交互设计以它良好的表现形态给用户展现，主要集中在如何用视觉设计来提升交互的可用性方面。视觉设计能用色彩和层次等语言，自然又清晰的罗列出一条视觉的路线，引导用户流畅阅读，而不用自己费力的去疏理，或者在信息的忙海中寻找未知的方向。

（二）从听觉角度分析

研究表明，听觉通道存在着许多的优越性。例如，听觉信号检测的速度快于视觉信号检测的速度；人类对声音随时间的变化非常敏感；听觉信息和视觉信息同时可提供使人获得更为强烈的存在感与真实感等。因此，听觉通道是人与计算机系统等设备进行交互的最重要信息通道。

听觉交互中语音交互就是研究人们如何通过语音同计算机进行的交互技术。语音交互系统一般采取了两种途径：一种用基于语音识别和理解技术的，主要是依靠音频进行交互的系统；另一种利用语音技术与系统的其他的交互方式结合在一起来进行交互的系统。在这种方式中语音不再占主导地位，它只是交互系统的一部分。

（三）从触觉角度分析

触觉交互也就是行为交互中的一种方式。人们在相互交流过程中，除了使用语音交互外，还常常通过身体动作与姿态来表达意思，这就是人体的行为交互。人体行为交互的方法不仅仅能够加强语言表达能力，还能够起到语音交互所不能起到的作用。计算机通过用户的行为能预测用户想要做什么来满足客户的需求等。

三、智能家居系统中环境交互设计研究

（一）无线控制

无线射频技术，利用点对点的射频技术，实现对家电和灯光的控制，安装设置都比较方便，主要应用于实现对某些特定电器或灯光的控制，但系统功能比较弱，控制方式比较单一，且易受周围无线设备环境及阻碍物干扰，适用于新装修用户和已装修用户。

（二）灯光效果

智能家居系统中灯光效果设计，属于照明系统管理模块。它是传统智能家居控制系统的必备子系统，照明系统功能主要包括：1.用户可以直接通过网页或者家庭网关的图形用户界面来控制电灯的开关；2.将热释红外模式与电灯相互联系依赖，当热释红外传感器检测到有人通过时，控制灯亮，延时30妙后自动熄灭；3.将光敏传感模块与光照强度低于阈值电灯自动点亮，光照强度大于阈值时电灯自动熄灭。

（三）音响烘托

音响烘托是指将传统的音响能延伸到家中的每个房间及每一个角落。在阳台浇花时可以欣赏美妙的音乐，清早漱洗时也可以听到电视台播出的新闻，甚至在厨房也可以听到现场的转播。系统可以接播家中现有的电视、VCD、DVD、广播及音响系统提供的多种声源；每个房间的音响可以单独开关和调节音量，无需考虑功率的匹配。利用现有网络智能家居的控制手段，如遥控器，集中控制器、网络开关等方法对音箱进行开、关、全开全关、部分开关、调音量，也可以配合照明系统、空调系统、窗帘等进行复杂式的场景设置。

（四）多通道并进

智能家居系统中环境交互设计研究必须要多通道并进，才能设计出满足人们需求的住宅环境。智能家居系统主要包含家居布线、智能家居（中央）控制管理、家庭网络、家居照明控制、背景音乐、家庭安防、家庭影院与多媒体、家庭环境控制等八大子系统。其中的智能家居控制管理、家居照明控制、家庭安防子系统为必备系统，其他子系统可以根据实际需求作为可选项。只有完整安装所有的必备系统，并且至少选装一种及以上可选系统才能被认定为智能家居。

四、结语

通过智能家居系统，人们可以更方便、更快捷地使用和控制家用设备；可以执行场景操作，使多个设备形成联动，还可以控制各种设备的通信，不需要人们指挥就可以互动运行，从而给人们带来高效、安全、舒适的生活体验。随着信息、网络、微电子和自动控制技术在建筑中的应用，作为家庭载体的住宅对智能化的要求也呈现出多样性，包括高度安全性的要求，舒适的居住环境，先进的通讯设施，完备的信息处理终端设备，家用电器与设备的自动化和智能化，资源使用及支付方式的网络化，家庭工作模式（SOHO）的需求等等，导致实现家庭环境智能化的必然趋势。

【参考文献】

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[5]李明亮，刘小龙.基于ARM11的智能家居设计与实现[D].北京：北京航空航天大学出版社，2013

【作者单位：南京理工大学设计艺术与传媒学院】