基于场景化的智能家居设计研究

■彭燕凝

1984年，美国开创性地实施了世界上第一个智慧型住宅项目，随后，美国、加拿大、澳大利亚等国家纷纷采取行动，推出多样化的智慧住宅解决方案，使智慧住宅风靡全球。在最近几年，中国的智能家庭产业取得了飞速的进步，通过运用先进的网络科技，把智能化的家具、住宅、室内环境以及安全检测等元素融合在一个综合的体系中，同时也对“产品-环境-使用者”这三个方面的联系进行了深度探讨。智能家居产业链涉及的行业日益增多，设计的智能家居应用功能不断丰富，用户在智能化设计中体验到舒适、安全、便捷和高效的生活环境[1]。基于场景化的智能家居设计研究可以为智能家居的有效设计提供指导，挖掘和洞察设计机会，更好地满足用户需求，让家庭生活变得更加舒适和便利，提升用户的居家体验感。

1 场景化设计的重要作用分析

场景是一种复杂且多维度的概念，它涉及社会、文化、习俗、行为以及心理等多种因素，构成了人们所处的生活场景[2]。在场景中，可在同一时间线上描绘出人物、环境、目标及时间等要素，此类元素共同构成了一个完整的社会系统[3]。场景化设计能够提供更加全面和深入的用户理解。这种分析法涵盖了谁（Who），在什么时间（When），在什么地点（Where），通过什么方式（How），要完成什么任务（What）。这些因素共同构成了一个具体的情境，该情境也被称为“用户场景”，用户场景包含了人物、环境、目标、行为以及时间等五个要素，这些要素相互关联，形成了一个完整的社会系统（图1）。

■图1 场景要素关联图

在家居设计中，场景化设计具有重要的作用。它以用户为核心，通过深入了解用户需求和行为，将产品设计与用户生活场景相结合，以提供更符合用户期望的家居体验。而场景化设计旨在将用户抽象化的使用体验，以场景公式的形式清晰地表达出来。场景公式及其逻辑关系如图2所示。通过完善“场景即故事”的定律，能够为产品设计提供一个完整的故事框架，从而实现产品的创新与可持续发展[3]。因此，针对智能家居的场景化设计是尤为重要的。

■图2 场景公式及其逻辑关系

2 智能家居设计存在的基本问题

2.1 兼容性问题

智能家居市场上存在着各种不同的智能设备和技术标准，导致不同品牌的智能设备之间往往无法良好兼容[4]。这给用户带来了极大不便，主要原因在于用户在日常生活中可能需要使用多个不同的应用程序或平台来控制各种智能设备。解决这个问题的关键在于制定统一的通信标准和开放的生态系统，以便不同设备能够无缝地互联互通。

2.2 安全和隐私问题

智能家居设备与互联网相连，不可避免地面临着安全和隐私的威胁。黑客入侵、数据泄露等问题可能对用户的生活安全和个人信息造成损害。为了解决这个问题，智能家居设备需要加强安全性措施，如采用强密码、数据加密和权限管理等技术手段，并提供透明的隐私政策和用户控制选项，保护用户的隐私权益。

2.3 用户体验问题

智能家居设计需要关注用户体验，包括界面友好性、操作简便性和响应速度等方面。一些智能设备的设置过于复杂，导致用户难以理解和操作。另外，不稳定的网络连接或延迟也会影响用户的体验。为了提升用户满意度，设计师需要注重简化操作流程，提供直观的用户界面，并确保设备的可靠性和响应速度。

3 针对智能家居设计问题的优化策略

3.1 建立智能家居平台和生态系统，通过软件开放接口提供设备支持

目前智能家居市场存在着不同品牌的智能设备和各种技术标准，导致设备之间无法形成精准兼容[5]。用户可能需要使用多个不同的应用程序或平台来控制各种智能设备，这给用户带来了诸多不便。为了解决这个问题，建立一个统一开放的智能家居平台和生态系统是关键。该平台将聚集各种智能设备品牌，提供一个统一的接入点，使不同品牌的设备能够无缝地互联互通。智能家居使用逻辑如图3所示。

■图3 智能家居使用逻辑图

为了实现这一目标，这个平台需要提供一套开放的软件接口，即软件开放接口（API），供设备制造商接入并与平台进行集成。通过软件开放接口，智能家居平台可以提供对第三方设备的支持。智能家居设备列表以及功能接口见表1。

表1 智能家居设备列表以及功能接口

通过提供开放的软件接口，智能家居平台能够为设备制造商提供集成技术，制造商根据平台提供的API文档，能够将智能化设备连接到平台，将其功能与其他设备进行互联，采用语音助手来控制多个设备，实现各种自动化场景和智能控制。设备制造商可以根据平台提供的接口规范开发适配其设备的应用程序，从而使用户可以通过平台的统一界面或应用程序来控制和管理不同品牌的智能设备，大大简化设备管理和操作的流程，提供更好的用户体验。

3.2 向用户明确说明数据的收集和使用方式，提供隐私选择设置

为解决智能家居设计中的安全和隐私问题，向用户明确说明数据的收集和使用方式，提供隐私选择设置是至关重要的[6]。智能家居设备与互联网相连，其数据可能涉及用户的个人生活、行为习惯等敏感信息。用户应在使用设备前清楚地了解设备将收集哪些数据以及这些数据将如何被使用。制造商和服务提供商应提供明确的隐私政策，来详细描述所收集的数据类型、使用目的、存储期限等，并以简明扼要的方式向用户展示。制定通用的技术标准，例如智能家居协议，可以促进不同品牌的设备之间的互操作性。同时，智能家居企业需要鼓励开放合作，建立开放的生态系统，智能家居操作系统如图4所示，该系统能够交互各类智能设备。

■图4 智能家居操作系统

隐私选择设置应该允许用户自由选择是否分享他们的个人信息，以及分享的范围和目的。例如，用户可以选择仅在本地网络下共享智能设备的数据，或者选择与特定服务合作方分享数据，且可以根据自身情况进行随时调整。用户应当有权利对收集的数据进行管理和删除。制造商和服务提供商应提供用户友好的接口或控制面板，使用户能够随时查看收集的数据，请求删除或修改错误的数据，并提供一个简明的数据管理指南。

原始创新型人力资本从事原始创新，需要尽可能快地获得创新需要的货币资本。传统的金融组织和金融机制很难适应，新型的金融组织应运而生，新型金融组织服务于原始型创新，那就是种子基金、天使投资、风险投资等新兴金融组织，这些新兴金融组织对于原始创新型人力资本的货币需求，采取不同于传统金融的信用担保机制，将传统的货币资本信用担保改变为人力资本信用担保，以便于原始创新顺利进行。

3.3 优化设备的信号接收与传输能力，确保网络稳定性

要提升智能家居的用户体验，优化设备的信号接收与传输能力，确保网络的稳定性至关重要[7]。为了实现智能家居的有效性和可行性，需要对智能家居环境进行全面地分析和研究。运用场景化的方式进行智能家居设计可以有效地满足用户需求，同时充分考虑用户的行为和感知，形成高效的服务系统设计方案。与此同时，制造商可以采用更先进、更强大的天线技术，以增加设备对信号的敏感度和接收范围。此外，设备布置也应注意减少物理障碍物，如墙壁、家具等对信号的阻挡。智能家居设备的传输能力主要是为了确保数据传输速度与稳定性，制造商可以利用更为高效的无线通信技术，为智能化设备提供数据传输速度，优化设备的传输协议与算法，减少数据传输的延迟和丢包率，保障数据的可靠传输与实时性。智能家居设备的传输能力非常重要，可以通过使用更高效的无线通信技术、优化传输协议和算法来提升速度和稳定性。智能家居设备可采用信号强度衰减公式，用于计算无线信号在传播过程中的衰减情况。信号衰减公式如下：

式（1）中，P(d)为距离d处的信号强度；P0为基准点信号强度；α为衰减指数；d为距离。距离越远，信号的强度就越低，也就是说，随着距离的增大，信号的强度会逐步降低。衰减指数α则决定了衰减速率的大小。不同的材料和障碍物对信号的衰减特性有所不同。因此，在布置智能家居设备时，应尽量避免障碍物，尤其是墙壁、大型家具和金属物体对信号的遮挡，以减少信号衰减。可以尝试确保设备之间没有障碍物，并选择正确的位置和布线方案，以获得更好的信号传输效果。比如，一部智能手机就能操作老式居民区的全部电子设备，并且能够依照需求来打开或者关闭家里的电灯等设备。在各种情况下，用户有权力自主调整环境气氛，实现个性化的定制，以及在多种情况下的策略运用。智能家居系统如图5所示。

■图5 智能家居系统

4 场景化智能家居设计的实际应用

4.1 案例背景

随着科技的飞速发展，传统以流量为导向的互联网时代已经逐渐远去，而场景化设计成了产品创新和企业转型的重要驱动力，利用互联网实现转型已成为传统产业的重要手段[8]。基于场景的企业转型理论认为，通过构建特定的使用场景和情境，将产品与用户需求更好地结合起来，可以提供更精准、个性化的服务体验。这种转变不仅需要依靠移动设备、社交媒体、大规模云计算等技术，还需要结合高精度传感技术和精准定位技术等，为未来的移动互联网提供支持[9]。在未来的移动互联网时代，人们将能够体验到前所未有的“场景化”的在场感。无论是移动支付、智能家居、智慧城市还是智能出行，都将通过场景构建和技术支撑，为人们带来更便捷、智能的生活体验。

4.2 智能家居相关设计

智能家居产品的设计，即场景化，是一种以用户体验为主导的系统设计策略，其目标是通过把用户的使用环境和家庭环境视为关键因素，推动智能家居产品的研发和设计。这种设计方法通过用户场景驱动设计创新，重视解决用户真实需求和问题。这种设计方法界定了基于“场景化”设计的特殊性，并对“以人为本”的设计思想提出了新要求。它不仅仅注重产品功能和技术，更注重用户在特定场景下的行为方式、需求和体验。借助创造多个情节，涵盖了具体的角色、事件、商品及其所处的环境，设计小组能够更深入地洞察用户的需要和预期，同时也能在其中发现并处理问题。设计方法的主要核心是洞察场景需求，设计团队需要深入了解用户在各种家居场景下的行为和需求，观察用户的日常生活习惯、痛点和欲望。通过用户研究、访谈和观察，设计团队可以发现用户的隐性需求和痛点，从而提供更加贴近用户需求的智能家居解决方案。在基于场景化设计的过程中，设计团队还需要与不同领域的专业人员进行合作，共同探索创新解决方案。例如，通过与家具设计师、建筑师、电子工程师和软件开发人员等合作，可以在产品功能、外观设计、用户界面和体验等方面达到更好的整合。这既是设计思维方式的转变，更是解决维度的转变，并重新思考、探讨“场景化”设计的流程与方式。在此，本研究将场景化的智能家居产品设计的一般流程可概括为：构建场景、场景解析、设计实施、效果验证四个阶段，其具体内容如图6所示。

■图6 场景化的智能家居产品设计的一般流程

4.2.1 构建场景

构建场景也可称为列举场景，即通过对用户行为方式、行为过程的研究，采用虚拟的方式模拟用户及其行为过程，以便从中发现问题的关键。一般在构建场景时，需要模拟一个与问题相关联的典型用户，再结合场景要素构建用户场景，通过用户在场景中的行为方式与行为过程的梳理，提取场景中的关键信息，将停留在使用者脑海中抽象的信息现实化、具体化，更加直观地展现用户在具体场景下的状态，从而发现此前不曾想到的一些行为细节，帮助设计研发人员真正了解用户痛点。

如表2所示，根据王先生（who）下班（when）回到家，坐（how）在沙发（where）上看电视（what）的行为，构建王先生回家看电视的用户场景。首先采用创建人物画像的形式来对王先生进行角色定位，然后分析王先生在具体场景中的行为，以此来梳理用户任务，提取关键场景信息，提炼出王先生行为过程中的核心痛点，以便从中获得产品创新的概念或机会，并以此内容为基础构建出一个完整的旅程图[10]。可见，构建场景不仅可以为设计提供一个初步的系统解决方案，而且还可以将这一解决方案的理念转化为一个具有实际意义的产品原型，从而更好地展示设计师的创意。基于这些发现，产品设计团队可以以此为基础进行创新，提供更好的用户体验和解决方案，满足王先生回家看电视的需求。

表2 观看智能化家电的用户场景——以液晶电视频道播放器为例

4.2.2 场景解析

在对场景进行详尽地描述之后，接下来的步骤就是深入分析和预测，以发现潜在的设计机会点。为此，可以采用两种不同的方式：一是根据当前的场景情况，从中提取出可能的商机；二是通过对前一个场景情况的分析，结合当前的行为对下文场景进行预测，发现可能的设计机会。在分析场景的过程中，我们需要根据之前的研究获得的用户场景进行场景的细化。关注王先生回家看电视的需求、行为、接触点、情绪涨幅、痛点和机会点。通过对这些因素的综合考虑，发现一些潜在的设计机会点。

同时，通过用户行为地图进行用户行为分析，探究用户行为的接触点和用户行为下的情绪状态，挖掘用户需求和场景需求，总结用户痛点和设计机会点。利用行为综合研究来完成需求的变更，把需求划分为主要的、次要的以及其它的。主要的需求就是在特定的使用环境中出现的问题，这些问题可以根据环境的主要需求以及问题的特性来变更，从而更好地展示主要的需求。描绘用户环境的内容涵盖了典型用户的基础资料和他们的日常生活，这不只是对用户特征的解读和在特定环境中的行为研究，也包含了对用户问题、需求以及可能出现的潜在机遇的梳理等。该阶段核心是洞察需求，寻找设计机会点，进行设计定位以及概念构思。

4.2.3 设计实施

在设计实施阶段，首先需要明确设计目标，这将有助于理性分析用户场景下的机会点，并思考采取何种策略来解决问题。根据用户场景中输出的用户痛点，结合场景的构成要素，将用户需求进行可视化探索，并进行产品场景化研究。产品场景化是将从用户场景中获取到的产品概念进行物化表达的过程，它通过将用户需求可视化来生成具体的产品解决方案，依据各种使用环境的组成要素进行研究，将智能产品从单一的产品特性转变为具备场景特性、协同运作的系统产品，以便尽可能满足用户的功能需求、情感需求和使用需求。

换而言之，为了更好地满足家庭需求，在客厅的大厅里安装一个智能按钮。当主人进入房间时，能够通过智能化设备轻松打开灯光，并在用户离开时，自动关闭客厅的灯光。该智能按钮可以根据不同场景下用户的需求，设置休息、娱乐等模式，并且还能够调节客厅现有的灯光亮度。另外，通过安装智能背景音响系统，用户不仅可以调节室内的照明，还可以调节室内的声音。根据用户的需求，该系统可以实现对室内定制化呼唤的功能。利用智能化的家庭管理系统，邻里间有机会打破地理位置的束缚，进行各种智能设备的信息沟通和互动，从而达到智慧家庭的交互方式。该阶段的核心是确定设计目标后对接触媒介进行分析，并与场景进行关联，以此确定设计策略的定位。比如根据需要控制智能窗帘，控制智能桌椅的移动，释放住宅室内空间，为用户提供卓越的用户体验[11]。

4.2.4 效果验证

智能家居设备的设计需要从多个方面进行考虑，包括列举场景、发掘机会点、制定设计策略和进行效果验证[12]。这四个方面的内容相互关联，可建立系统化的家居场景化设计流程。家居设备设计流程如图7所示。

■图7 家居设备设计流程

首先，在设计智能家居设备时，需要列举不同的使用场景。例如，考虑客厅、卧室、厨房、浴室等常见的家居场所。每个场景都有不同的特点和用户需求，通过列举这些场景，能够全面了解用户使用智能家居设备的具体环境和情境。

接下来，发掘每个场景中的机会点。机会点是指在特定场景下存在的问题或需求，可以通过智能家居设备来解决或满足。例如，在厨房场景中，用户可能需要一个智能烹饪助手，能够提供食谱推荐和烹饪指导。通过发掘这些机会点，找到创新的设计方向，以提升用户体验和解决实际问题[13-14]。

在发现机会点后，制定相应的设计策略。设计策略是指根据机会点和用户需求，制定实现目标的设计方案。例如，在浴室场景中，设计一个智能浴室镜，具备人脸识别功能，能够通过分析用户的皮肤状况来推荐适合的护肤品。通过制定设计策略，明确产品的功能和交互方式，以及如何符合用户期望。

最后，通过对设计的实际应用和用户反馈进行验证，了解产品在真实场景中的表现并进行相应的调整和优化。例如，在客厅场景中，邀请用户进行测试，观察用户使用智能家居设备的感受和体验，并听取用户的真实建议，通过效果验证不断改进产品，以提供更好的用户体验[15]。

如表3所示，客厅场景用于记录观察点、用户反馈、需求/问题和设计改进措施。其他方面的观察和用户反馈也可以通过类似的方式记录下来，并确保智能家居设备在客厅场景中提供更好的用户体验。最终，通过技术的改良，智能家居设备获得了客户的一致好评。

表3 各电商平台关于铁艺家具的市场占额

5 结语

综上所述，场景化设计实质上是一种创新思维方式，该设计需要产品清晰界定人、时间、地点和外部环境的关系。因此，将场景化思维广泛地运用到智能家居设计中，不仅可以有效满足用户需求，解决用户在使用产品时遇到的困难，还可以让用户拥有更好的体验。与此同时，场景化技术的发展能够实现更精准地自动化配置，更加智能地实施产品操作反馈，完善整个智能家居系统功能，提高用户体验。随着人工智能技术的蓬勃发展，智能家居可以自动识别场景，根据不同场景的用户需求调整智能设备的功能和性能，提升家居产品的多场景与多任务的应用，从而更好地满足用户需求，提高用户在具体场景下使用产品过程中的满意度，提升用户在家居环境中的整体生活品质。