基于AI技术下的家居环境建设

朱永蘅

（南京传媒学院 江苏 南京 210000）

1 引言

人工智能（Artificial Intelligence）简称AI，近十年来在工业领域飞速发展，并逐渐向民用家居生活领域过渡。人工智能通过语言识别、图像识别、自然语言处理系统和一定的物理设备相连接，模拟人类智能方式感应环境，记录环境，并在一定范畴内按照理想人居环境的参数自动调整环境。在当下实际生活中，AI以智能家电系统、智能建筑系统等智能家居生态系统的形式作用于人们的生活。

近年来，国内外室内智能家电生态链不断臻于完善和成熟，以物联网为基础的室内智能家居系统通过遥控器、屏幕或语音控制系统、手机APP等人机交互链接装置对安防、照明、暖通、空气检测、定时控制等多项家居系统实行智能化控制。AI通过物体识别、实时捕捉、数据分析等技术近距离或远程实时完成家居环境信息的显示和调整，使之保持在用户需要的舒适状态。

2 人工智能家居建设的技术基础

智能家居系统包括感知层、网络层、管理层三个架构。先由感知层对家具环境的各项参数进行感知、记录；然后网络层把感知层采集到的数据传至管理层、待管理层分析完毕后再将指令回传至感知层；管理层对原始数据进行分析、储存、处理，并根据需要重构系统，使家居环境维持在理想状态。这个过程主要涉及到以下几项技术基础。

2.1 智能传感技术

智能传感技术智能家居系统的关键技术也是人机交互的基础。以RFID（Identification）射频识别技术为依托的定位与传感技术广泛应用在智能家居系统建设中。它以无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无线感应距离可以达到十五米，具有非接触、自动识别、双向通信等优势，对人、物体都可以感应其位置、移动状态并进行跟踪。目前智能传感包括温度传感、湿度传感、烟雾传感、位置传感、速度传感、图像传感、光线传感等类别。

2.2 远程控制技术

智能家居系统不但能够在家中无线传感、操控，还支持远距离控制。这可以方便用户在外时也可以通过网络调整家居环境参数，如果家中有老人或孩子时就很适用。只需要将手机或相关智能遥控器与互联网连接，在智能家居系统软件端口登陆对接，即可进行远程智能化控制。

2.3 物联网

物联网本义是指使物物相联系的互联网。它以互联网为核心并延展至其他网络类型，同时在人与物品、物品与物品之间建立信息交换和通讯。在智能家居系统中，物联网通过传感技术、射频识别、普适计算等通信技术实现对家居产品及家庭成员的连接，实时采集传递信息，对家居温度、湿度、光照、空气指数、安防系统等进行管理和操控[1]。简单来说，仿佛是以互联网为基础的智能网络系统生长出许多功能性外设，并可以像人操纵自己的身体一样控制它们。不同的是，其主要控制端依然和用户相联系，并由用户最终决定外设参数的设定。

2.4 AI智能云端

如前所述，物联网采集到的信息需要传至网络云端进行处理分析，这里的云处理、云计算、云分析本身就蕴含了人工智能技术。人工智能技术涉及到的语音识别、图像识别、深度学习、智能算法需要在云端才能完成。云端就获取的数据根据用户发出的指令进行自动调整。并不断进行深度学习，分析用户习惯，随时调整算法以提供智能化的服务方案满足用户。这里的云端已经和AI技术相融合成长为智能云端。同时，云计算可以将应用程序提供给多个用户，多用户的共享可以极大提高处理器的效率，实现规模经济[2]。

3 AI在家居环境里的应用模块系统

3.1 照明环境系统

室内环境中，照明除了一般意义上的功能性作用，还有营造空间氛围的作用。照明灯具的选择要考虑炫光值、色温、照度、均匀度、反光程度等，在不同功能空间中有不同的标准，在外界光环境变化的情况下室内光源也需要做相应调整。传统照明方式由于用户缺乏相对专业的照明知识，控制相对分散，无法有效管理，实时性和自动化程度较低。智能照明系统则将数字控制技术和网络管理技术集合在多种照明控制上，不但可以简化功能性照明控制管理，为室内提供多种艺术照明效果，还可以自动实现绿色照明，保证在最低的能耗基础上实现舒适度更高的照明效果。

3.2 智能安防系统

安防系统包括智能门禁以及检测报警两部分。门禁系统是家庭安防的第一道关口。智能门禁可以支持用户以指纹、语音、密码等方式打开防盗门，也可以支持用户授权访客开门，安全高效快捷。检测报警系统则借助烟雾传感器、温度传感器检测家中可燃气体、有毒气体、异常升温情况，当传感器检测到异常情况时，立即向网络系统和用户手机APP发出警报，避免灾害发生。

3.3 声音环境系统

家具空间中卧室、书房、客厅、厨房对底噪音的包容度不同，一天的不同时间段对声音的敏感程度也不一样，不同个体对底噪音容纳度也存在差异。要想在这几者之间达成平衡，需要智能家具声音交互系统的调节。声音传感器将实时检测到的音量传至云端，云端分析完自动给出即时最佳声音匹配值，并在超过上限值时发出警报。在睡眠等休息时间段，系统自动关闭电视、音响、家庭影院等底噪音较大的家居电器以获得最佳休息环境。

3.4 温湿度环境系统

温湿度环境系统通过设置在不同区域、房间的温度感应器和湿度感应器读取当前温度、湿度数值，自动根据季节变化调整空调、加湿系统，使室内温差和湿度保持在舒适空间值内。智能温控湿控系统还可以监测用户在不同空间停留的时间段、时长自动调节相关温湿度电器的开启时长、强度及关闭时间，以降低能源消耗。

3.5 空气循环系统

智能空气监测与循环系统采集每天的室内外空气构成，评估空气质量。当室外空气较好时，自动控制家中窗户放进自然通风。当室外空气质量不佳时，启动新风系统将室内的空气抽出去，再把室外的空气过滤后输送到室内。

4 国内智能家居品牌建设现状

近年来，国内室内智能家电生态链不断臻于完善和成熟，稳步推向市场。一种是以小米和海尔为首的自主研发家电品牌，二者都已深耕智能家电领域多年，通过自己已有的完善的家电产业链实现自有品牌内部智能家电的感应和链接，这种基于统一软件平台和硬件平台的智能家电往往更具有稳定性，对品牌家电来说一揽子打包销售和售后服务也可以获得更大利润、更快占领市场。另一种是品牌销售商，如苏宁易购、国美电器等。它们的实体店遍布全国各县市，门店市场占有率高、展示性强，通过整合旗下营销的家电品牌，将它们串联起来形成更广的智能家居生态链，如苏宁的小Biu智家。其优势是选择余地更大，但智能家电品牌关联度比前者要低，售后也较为复杂。

5 人工智能家居的现状与应用前景

智能家居产业近年来随着大数据和人工智能的快速发展而来，产品产业链众多，技术上尚不完善。当下市场终端硬件产品众多，硬件上缺乏家居终端产品的统一协议，这使得市场推广存在难度；同样，在智能家居开发平台上，各企业也是各自拥有自己独立的研发平台，如阿里巴巴的Alink平台、苹果公司的HomeKit平台、华为公司的Hilink平台等[3]，各平台在接入端口也存在差别，所以各品牌终端、移动通讯设备、家庭网管使用目前很难共通。行业标准普遍匮乏，全套智能家电整体配置成本较高，和普通家电不可以兼容等问题使得智能家居市场目前依然小众化。小众化的网络覆盖反过来一方面提高了成本，另一方面云端接收到的反馈信息有限又制约了自然语言处理、人工智能算法的发展从而影响智能家居云处理的速度和精确性。

综上所述，处理好智能家居行业软件平台和硬件端口的兼容度问题，国家尽快确立相关行业标准和规范，简化操作端界面和步骤，加大对智能家居云平台的研发和投入，逐步分片区网络化推进智能家居系统的市场推广，初期可以考虑进行市场补贴带动消费，将有助于我国处于市场启动阶段的智能家居市场稳步发展。