基于智能家居系统的独居者警报器设计分析

任小林，刘新有*

(南京林业大学家居与工业设计学院，江苏 南京 210037)

随着科技的进步，尤其在进入工业4.0 时代以后，智能科技革新加速了人们生活方式的转变，其中对家居生活方式的影响尤为突出。 在21 世纪的今天，随着城市化进程的加速、个体主义的兴起、女性地位的提高和便捷的通讯方式不断涌现，不婚、晚婚和离婚等现象逐渐被越来越多的人所接受。 这些现象所造成的独自居住形式作为一种新的人口结构模式和新的生活方式已在全国范围内悄然兴起[1]。 但独居者所面临的潜在风险与突发状况，带来的悲剧或幸福感缺失等负面影响，一直是人工智能家居产品开发亟需改善的重要痛点之一。

1 智能独居警报器及其用户情况概述

1.1 人工智能产品发展概述

人类科技的进步促进了智能时代的到来。 自约翰·麦卡锡提出了“人工智能”的概念以来，智能技术的应用催生了智能产品的出现，如今智能家居产品已经与大众的生活越来越紧密联系，小到智能手表、智能牙刷，大到智能导航系统和城市智能交通系统，可以说智能产品无时无刻不出现在人们的生产生活之中。 将智能家居产品在独居人群中应用，以保障独居群体的安全是非常重要的突破性应用[2]。

1.2 当前独居者情况概述

根据2017-2021 年国家统计局中国统计年鉴数据得知，“一人户”家庭占比在上升，即独居人口总趋势在不断增加。 从组成结构上看，我国当前的一人户家庭户主是由两部分人构成，一部分是年轻人单人家庭；另一部分就是老年单人家庭，即老年人中处于独居状态的家庭，且65 岁以上人口数占比在不断上升。 2022 年第七次全国人口普查数据显示，我国老年人口已达到2.64 亿人。 近年来，老年人处在独居状态的情况进一步加剧，同时年轻人中个人居住户现象也在进一步增加[3]。

1.3 造成独居的原因及影响

在老年单人户方面，老年夫妇中一人先去世，就会留下另一位老人，成为独居户。 在年轻单人户方面，客观上因为跨地区流动就业，无法和父母一同居住；主观上是由于代际价值观、生活习惯和行为方式的不同，年轻人更多选择独居[4-5]。

独居会造成幸福感的缺失，因为人类是有意识形态的群居生物，独居会让人感受到心里的孤独[6]。比如，2021 年11 月30 日，上海某小区独居老人在家中去世5 天后才被发现。 从这个事件中可以看出，在所有独居者和他们的亲人之间建立一种更加直观可视的联系，加强双方的情感联系是十分必要的。

综上所述，本文针对独居者数量不断增加的情况设计了一种适合独居者的智能警报器。 该警报器成本低、体积小、智能化，可直接联网当地小区居委会、附近警察局和独居者家人，一旦出现异常，独居者家人可以直接及时联系到相关组织，让每个独居者都能感受到社会的关爱。

2 设计实践

2.1 设计定位

2.1.1 用户定位

根据调研和数据统计，将智能警报器的用户群体定位于有清楚意识自理能力的独居青年以及老年人。 因为独居人群虽生活中很少与人有联系，身边缺少陪伴的人，但仍具有自理能力，智能警报器的使用将能缓解其亲人对其的担心忧虑，而独居的老年人更需要这种产品，因为随着老年人年龄的增长，其生理机能发生衰退，智能报警器等产品能给老年人在生活方面提供便利[7]。

2.1.2 产品类型及技术定位

智能报警器是采用了檀国平提出的GSM-R( Global System of Mobile Communications for Railways)技术进行报警数据传输[8]，此技术具有探测灵敏、抗干扰强、报警准确可靠、安装简单、使用方便的优点，是一种实用新型的家用、商用、电力、石化防盗技术产品。 此技术若能和当地公安系统、居委会或村委会联网，不仅能够实现有效监控，还能及时报警。

2.2 设计构思，功能分析

这是一款特意为独居者设计的智能警报器，用以保障社会中部分人因各种原因只能独居时，在任何时候都可以和家人保持联系，包括情感沟通、危险救助和一些简单的娱乐项目的产品。 从使用人群(老人)出发，价格不能太高。 由于是需要时刻保持独居者与家人的联系，所以必须是室内外可同时使用。 从这些功能出发，决定了产品体积不能太大，而且必须轻便，长时间续航。 具有功能如下。

2.2.1 起夜灯

老年人需要饮用比常人更多的水来促进体内代谢，这也促使了老人比年轻人更频繁去厕所，尤其是冬天的长夜，老年人视力下降，要抹黑去开灯，很容易造成一些意外，这款产品采用智能语音识别系统，比如老人晚上要起床时，只要说出“开灯”，产品就会开启照明功能，不用手动去控制。 灯的明暗程度也有3 个档可以调节，用以适应夜里眼睛的感光系统。

2.2.2 智能视频监控通话

智能警报器绑定手机，具有智能监控功能，可以随时让独居者与家人保持联系，家人可以随时关注独居者的生活状况。 智能视频监控技术中计算机技术的应用十分重要，它与传统的监控系统有着明显的差异，由传统的被动监控转变为主动监控，对可能存在的安全隐患进行自动识别与检测[9]，一旦发现有任何异常即可以立刻报警、联系上小区物业或者居委会并进行及时援助。 智能视频监控系统的结构主要分为两种，一种为主动视频监控结构；另一种为分布式智能视频监控结构，前者主要的功能是根据现场的实际情况，对待定的事件进行选择性关注和实时监控；后者将各个网络通过信号连接在一起，生成图像的同时对视频进行分析，传输质量高、资源存储更加稳定，能给客户带来更好的体验感，节约成本，提高工作效率[10]。 本产品选用第二种监控系统。 视频监控专网既结合平台系统部署架构，又能够适应未来业务发展而灵活变化[9]。

2.2.3 警报系统

产品设置独有的编码程序，与独居用户身份证号码绑定，录入国家的公安系统，一旦独居者自己报警或者独居者家人启动了报警装置，公安系统可以马上定位到独居者的位置，最近的派出所立刻会出警支援。 同时公安视频监控专案组网络系统能具有移动执法记录、智能存储、人脸识别、信息自动采集等多项功能，并以AI 等技术优势提升公安视频监控专网的智慧性[7]。

2.2.4 其他基础功能

产品还具备了一般的基础功能，如定时，收听天气预报、广播，录音等。 基础功能可以帮助独居者增加独处时间的质量，提高幸福指数，让独居者不再感到孤独。

2.3 外观设计

由于产品是面向独居用户，所以在造型上采用成熟的简单几何形状；色彩上，根据不同市场需求采用多种颜色做装饰，提高市场占有率，满足使用者心理需求，如图1 所示。

图1 警报器模型

2.4 结构和尺寸

这是一款可以随身携带的智能监控产品，所以在尺寸方面不易过大，长宽高分别为4 cm、4 cm、1 cm，小巧方便，便于携带。 能源采用充电模式，节能环保，适合特殊群体使用环境。

2.5 交互设计

这款智能产品，是基于整个移动智能终端技术之上，配合大数据、云计算、物联网等系统平台，进行融合演变为用户提供服务的[11]。 交互设计采用最新的app 绑定系统，可以直接建立3 位及以上家人同时和独居者联系。 打开系统后，家人随时可以观看到独居者的状态，方便和独居者加强情感沟通，甚至可以避免在独居者需要帮助时，出现求助无人的情况。 产品效果图如图2 所示，产品可应用于卧室(图3)或客厅(图4)。

图2 警报器模型

图3 警报器应用于卧室场景图(背景图片来自百度)

图4 警报器应用于客厅场景图(背景图片来自百度)

3 结束语

通过市场数据的反应，以及对社会现象的反思，利用当前智能信息技术，结合村委、社区、市区等区域的安保系统，开发一款外形美观，体积小，重量轻，信号稳定性、隐私安全的新型独居者智能警报产品。弥补了时代迅速发展造成的社会缺失，同时也推动同类产品的更迭。 该产品以拉近独居人群与家人之间的关系为目的，遵循了以人为本的设计宗旨，为同类智能产品的设计提供了新的思路和探究方向。