基于用戶需求的智能浴室系統設計研究

　　摘要 近年來智能家居產品逐漸進入到我們的日常生活中。浴室是智能家居的重要組成部分，而市 場上卻鮮有關于智能浴室系統的解決方案。同時，滿足用戶需求是系統具備良好體驗的關 鍵。因此，課題基于用戶需求的智能浴室系統設計研究，主要圍繞智能浴室中不同用戶群體 需求的調研分析、智能浴室系統架構及需求場景設置展開，為后續智能浴室系統的設計研究 提供參考。

　　關鍵詞 智能浴室;用戶需求;互聯

　　1 引言

　　科技改變生活，隨著科技的迅猛發展，智能家居逐 漸融入大眾生活中。智能家居(Smart home)是以住宅為 平臺，基于綜合布線、網絡通信、自動控制、安全監控、現 代化多媒體等先進技術，由硬件(智能家電、智能硬件、 安防控制設備、家具等)、軟件系統、云計算平臺構成的 一個家居生態圈[1]。

　　與傳統家具相比，智能家居除了滿足 常規的居家需求，還實現了人的遠程控制設備、設備間互聯互通、設備自我學習等功能，并通過收集、分析用戶行 為數據，為用戶提供個性化生活服務，使家居生活便捷、 貼心、安全、節能、高效。 近年來，國內智能家居市場規模明顯增長。根據調 研數據顯示[2]，2017年到2018年，中國智能家居用戶規模 在6000萬左右，用戶數量呈螺旋式上升趨勢，智能家居市場規模整體也呈現出 上升趨勢，2019年智能家居的市場規模有望到達1950億 元。

　　人工智能論文范例：基于組態軟件的智能家居系統的設計

　　智能浴室作為新興產品，有關的市場調研數據還比 較欠缺，但智能浴室作為智能家居組成的重要一環，通 過對智能家居規模的調查和分析，可以預測到智能浴室 在迅猛的智能化浪潮中具有足夠的發展勢頭。 然而，目前在整體市場中智能浴室還處于初生階 段，智能衛浴也主要以智能馬桶單品較為普遍，整體衛 浴空間還未普及實現系統層面的智能化。同時，現有部 分智能衛浴乃至智能家居產品片面地將“智能”與“聯 網”相混淆，僅將控制方式由手動操作升級為通過手機 APP控制，以此作為銷售賣點來吸引消費者[3]。事實上， 這些看似“智能”的改變并不能體現出以用戶為中心的 智能化，并未深入地從用戶群體、需求等角度全方位考 慮智能功能的實現[4]。

　　2 課題研究內容和目標

　　智能浴室是未來智能家居生活的一種發展趨勢。品 牌或者產品的成功永遠都是因為消費者的支持，科技的 發展也更加應該服務于改善人們生活質量。本課題基于 用戶需求的智能浴室系統設計研究，以用戶體驗為核心， 在深入分析現有消費者痛點后，提出一種確切地能滿足 不同用戶群體需求的解決方案。智能化浴室體驗不僅限 于操控方式的改變，本系統更多的是結合互聯技術賦予了浴室空間“智慧”，給用戶帶來智能化的衛浴體驗。

　　3 用戶痛點和需求分析

　　基于市場調研資料，本課題首先根據社會不同群體 進行用戶痛點和需求分析，其中不同的用戶群體都有各自 的需求表現，主要劃分為年輕群體、老年群體以及殘疾人群體。

　　3.1 年輕群體

　　根據國內智能家居用戶群體調研資料顯示，35歲以下年輕人群在整體用戶年齡分布中占到了 65.3%，可知年輕人群是智能系統的消費主力。國外市場 研究機構Ipsos-RSL[5]也對1044個英國代表性家庭進行 了智能家居意向問卷調查，數據表明，年齡段在 15～34歲的年輕人群更有可能對新的智能化生活持樂觀 態度。年輕群體的主要需求[6]是：簡單舒適、品質生活、 科技酷炫、個性化、節能環保、健康。

　　(1)簡單舒適：“懶人經濟”，要求操作簡便，能自 動控制和響應，以便節省出時間做自己喜歡做的事，追求 舒適體驗; (2)品質生活：優雅、精致、貼心、細節處均有較好 表現，提升居住生活質量; (3)科技酷炫：富含科技風，酷炫潮流，具有一定的 風格特色; (4)個性化：能根據個人喜好進行設定，成為懂用 戶的“智能管家”，猶如親友般相伴; (5)節能環保：符合可持續發展的理念，減少能源 成本支出，并對生態環境友好; (6)健康：健康小助手，時刻關注用戶的生理以及 心理變化狀況。

　　3.2 老年群體

　　我國老年人口普查以及預測情況表明，中國人口進入加速老齡化階段[7]。面對老齡化日益 劇烈的問題，工業和信息化部、民政部、計生委印發《智 慧健康養老產業發展行動計劃》，當下重點任務是豐富 智能健康養老服務產品供給，發展健康養老數據管理與 服務系統。老年群體的主要需求是：無障礙設計、安全監 控、健康管理。

　　(1)無障礙設計：目前老年群體主要面對的困難是 慢性疾病，肢體功能障礙，認知、記憶能力衰退等[8]。智能浴室需體現出無障礙設計，以及簡單易用的控制方式。 (2)安全監控：“空巢老人”問題，老人常缺少子女 的陪伴，而在浴室使用中發生突發情況(如跌倒、中風、 心臟梗塞等)下無人及時發現并送院，錯過了治療的最 佳時機，是間接造成老年人死亡的一個重要因素。智能 浴室需通過遠程監控和生理、行為識別技術解決。 (3)健康管理：實時關注老年人生理參數變化，成 為病房、病后診查的一種替代品，減少費用，節省時間， 減少疼痛。

　　3.3 殘疾群體

　　殘疾人是社會中特殊的弱勢群體，由于生理和心理 的缺陷對社會的適應能力相對較差，社會對該群體的關 注較為缺乏。根據調查顯示，我國14億人口中，各類殘疾人數就高達6000萬，約占我國總人口的5%;有功能障 礙者或需看護人員的家庭，占全國家庭總戶數的1/10，即 3577萬左右。

　　我國殘疾群體基數正在不斷增加，殘疾人 關愛工作刻不容緩。中國殘聯、國家發展和改革委員會、 工業和信息化部、國家統計局、國家互聯網信息辦公室 聯合制定了《殘疾人事業信息化建設“十三五”實施方 案》，明確指出將智能技術、移動互聯網技術應用到殘疾 人建設事業中。該群體的主要需求是：無障礙設計、安全 監控、健康管理、情緒照顧[9]。 (1)功能輔助：殘疾人主要表現為肢體功能障礙， 因此對比老年人群體，需增加技術輔助; (2)安全監控：對比老年人群體，殘疾群體由于功 能性障礙更常見突發情況，安全須有保障; (3)健康管理：實時關注殘疾人生理參數變化，成 為病房、病后診查的一種替代品，減少費用，節省時間， 減少疼痛，并且能記錄生理狀況，對醫護人員的診療有一 定的幫助作用; (4)情緒照顧：殘疾群體由于功能的障礙，在心理 上容易造成情緒波動，因此也需兼顧。

　　4 智能浴室系統架構

　　本課題基于前述調查分析后，提出了基于用戶需求 的智能浴室系統。主要組成部分 為：智能浴室產品、中樞控制器、輔助控制器、移動終端 及其應用、互聯網&云端&數據庫、第三方控制設備。智 能浴室產品通過本課題系統的調節，實現智慧互聯 自動控制以及用戶體驗相關的大數據存儲管理與分析， 并配合多種場景解決用戶群體的需求。

　　4.1 智能浴室中樞控制器

　　中樞控制器作為智能浴室系統的核心組件，用于各 個系統組件的串聯，并具有網關的功能，智能衛浴產品通 過制定的無線傳輸協議(Wi-Fi/Zigbee等)實現控制接入 以及數據信號傳輸無線傳輸協議。并且中樞控 制器集成了多種生物識別功能(如虹膜識別、指紋識別、 語音控制、人臉識別、手勢識別等生物信號識別)，用于 用戶群體識別，個性化喜好設定以及其他更簡單快捷的控制操作。

　　4.2 智能浴室輔助控制器

　　輔助控制器作為中樞控制器的輔助設備，主要作為 智能產品的智能遙控設備，豐富中樞控制器的控制功能， 并協助進行數據信號傳輸。

　　4.3 智能浴室互聯網&云端&數據庫

　　接收中樞控制器、移動終端、第三方設備的數據和 設置參數，并將數據存儲到數據庫進行大數據管理以及 數據分析，反饋到控制終端;云端管理的數據 類型可包括用戶健康信息、喜好習慣、社交、娛樂、遠程 監控、身份信息，設備功能信息以及消息推送。豐富的數 據有助于構建更好的場景互聯體驗。

　　4.4 智能浴室移動終端及其應用

　　移動終端為用戶隨身攜帶設備，安裝有對應的智能 浴室系統移動應用，通過中樞控制器可以間接的對智能 產品進行控制，以及進行監控并實現消息提醒等功能。 而移動終端應用(HEGII H+ )為控制終端與系統的橋 梁，可安裝于含屏幕的控制裝置或衛浴設備，如觸摸屏 控制器、智能鏡柜等。用戶界面主要有這些功 能設置：

　　(1)設備控制，可以根據用戶需求自定義添加喜好 的智能設備進行互聯控制以及監控; (2)場景設置，可以根據用戶喜好自定義設置的應 用場景; (3)聯動配合，可以根據用戶喜好自定義設置產品 的功能應用以及組合; (4)數據管理，通過配合云端的大數據分析，可以 對用戶的健康進行分析管理，以及一些使用習慣的跟蹤 和學習。

　　5 智能浴室智慧場景設置

　　上述系統架構僅作為智能浴室實現的基礎，而要滿 足不同群體的用戶痛點則需要智能浴室智慧場景發揮作 用。通過智慧場景的設置，能帶給用戶智能和舒適的浴 室體驗。智慧場景包含了上述不同群體需求，以及用戶可 以根據自身使用需求設定為如廁模式、淋浴模式、晨起 模式、回家模式等等。 以下舉例說明：首先，用戶需要使用系統的生物傳感 器(虹膜識別、聲紋識別、指紋識別等)錄入自身物理特征，以及年齡和群體信息等，而這一設定會保存在云平臺 數據庫，用于識別用戶信息并且進行快速匹配，運行相應 的設置。

　　用戶在系統中設定了“回家模式” 后，作為智能管家的中樞控制器通過識別組件檢測到用 戶回家后，開啟浴室的“回家模式”。具體如將淋浴器進水溫度提前設置為35℃;智能馬桶座圈溫度設置為用戶 習慣的36℃;同時浴室柜鏡燈點亮，并調節至設定模式; 智能浴室柜開啟毛巾消毒和烘干功能，按摩浴缸也同步 開始了放水工作……當一系列互聯操作完成后，系統通 過語音和消息提醒用戶準備工作已完成。 而當系統識別到用戶為老年人或者殘疾人群體時， 則更多的體現健康管理功能，如心率、血壓實時測量， 淋浴和如廁時跌倒檢測，突發情況親人遠程提醒等。通 過智慧場景的實現賦予了智能浴室系統靈魂，滿足用戶 需求。

　　6 小結

　　本課題針對目前衛浴行業中存在的整體衛浴空間智 能化程度較低、無系統層面實現、難以解決用戶需求的 問題，并對社會群體需求進行深入分析后，提出了一種基 于用戶需求的智能浴室系統，以及對系統的架構思路和 場景模式設置進行了說明。該系統通過集成化設計，各功 能部件相互協作，結合云平臺大數據處理、生物識別、智 能傳感器等先進技術，對不同的社會群體均有著適合的 解決方案，給用戶帶來了革新的智能浴室體驗之旅。智能 衛浴是未來家居生活的一種發展趨勢，本課題智能浴室 系統的推廣普及，必將為持續推動衛浴行業的智能化發 展貢獻出力量。

　　參考文獻

　　[1] 王瑞喆. 智能家居產品的發展狀況及趨勢分析[J]. 科技風， 2020(02): 21.

　　[2] 易觀智庫. 2019智能家居市場專題分析報告[R]. 2012

　　[3] 黃天楊. 人工智能技術在衛浴產品設計中的應用[J]. 天津城建大 學學報，2014(03): 68-71.

　　[4] 王嘉. 基于用戶行為的智能衛浴產品設計研究[D]. 大連：大連理 工大學，2016.

　　[5] Mark Pragnell, Lorna Spence, Roger Moore. The market potential for smart homes[M]. UK：Joseph Rowntree Foundation, 2000: 1-31.

　　[6] 王震亞，張義文. 基于智能場景概念的學習方式及設計研究[J]. 圖學學報，2018(08): 711-715.

　　作者：蔡雨冬 范永鏗 覃健聰

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