基于智能家居背景下的资源节约研究

发布时间：2020-09-02

　　摘要：当前全球智能家居迅速发展的背景下，不仅关注智能家居的经济效益，同时注重环保效益，结合我国智能家居行业的发展中的具体状况，提出相对应的资源节约方案构想。

　　关键词：智能家居;资源节约;废品回收利用

　　一、 智能家居概述

　　随着5G、云计算、AI技术等的发展，人工智能似乎从一个遥不可及的梦变为现实，渗入到生活的方方面面。小到我们习以为常的智能手机、智能手表，大到能实现无人便可以自己运作的智能码头、仓库，都显示着新的科技时代已经到来，人类生活水平将得到质的提升。

　　让人们可以全面享受科技的便利，智能家居(smart home, home automation)便是其中典范。智能家居的概念起源很早，最早出现于美国，1984年美国联合科技公司(UnitedTechnologies Building System)将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康涅狄格州哈特佛市的城市建设中，出现了首个“智能型建筑”，揭开了全世界建造智能家居的序幕。

　　智能家居依靠云计算、软件系统等技术收集用户信息、分析用户行为，并通过物联网技术将家中的各种设备，如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等连接到一起，为用户提供个性化的生活服务。

　　与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，还可以通过设计、调控节约各种能源。

　　二、智能家居发展状况

　　消费者消费观念提升同时对智能家居认可度增强。随着我国经济逐步发展，居民生活水平提高，同时居民的消费观念也从原来的吃饱穿暖转向为追求生活享受舒适、安全等阶段。智能家居逐渐的走进了我们的生活。在网络上通过百度词条搜索“智能家居”找到相关结果约68,800,000个。消费者中高学历高收入人群成为智能家居的高消费者。

　　智能家居消费潜力大。全球著名的信息技术、消费科技市场研究机构Strategy Analytics最新发布的研究报告《2019年全球智能家居市场》预测，到2019年，消费者在智能家居相关硬件、服务和安装费用上的支出将达到1030亿美元，并将以11%的复合年均增长率增长到2023年的1570亿美元。《2015-2020年中国智能家居设备行业发展前景预测与投资机会分析报告》中提出：2020年我国智能家居产业规模预计将突破1万亿元，智慧家庭市场有望成为万亿元量级的一个蓝海产业。

　　智能家居服务范围广且产品众多。智能家居服务分为文化娱乐类、生活消费类、社会公益类等三类，基本囊括居民生活需求。线下市场上产品众多，例如智能门锁，通过手机APP查看门锁状况及电池电量;扫地机器人，可自动倾倒尘盒，清扫完工作会自动返回充电座;智能晾衣架，具有自动升降、烘干、风干,杀菌、照明等功能于一体，智能灯光，自动调节灯光设施，控制并监管电器。同时还有智能家居系列产品可连接家中电器做到智能控制，如小米的小爱同学、阿里的天猫精灵。

　　三、智能家居发展缺陷

　　尽管智能家居前景广大，在全球开展的如火如荼，但是我国的智能家居行业起步较晚，发展还处于各自为营、偶尔合作的摸索阶段，仍有许多不足之处，主要有以下三个方面：

　　第一，智能家居行业没有统一的行业标准。当下智能家居沿用国外的概念，在中国并没有对智能家居进行明确的规定。因此，因为不同的部门如公安部、建设部对住宅小区的定位和侧重点不同，使得对智能家居产品的监管标准也不尽相同甚至略有冲突。因智能家居产品的标准无法统一，使得消费者在购买时产生困惑，导致购买难。

　　第二，不同企业间的智能家居产品没有形成一整套完整兼容的系统。各大科技企业盯准了智能家居这一块大蛋糕，并纷纷投入巨资进行研究。为了抢占市场，资本雄厚的企业往往会优先研发单个的智能产品，抛出噱头、打响名气，之后才会陆续推出其他智能产品，再通过同产品之间的关联，逐步构建属于自己品牌的智能家居生态圈。以小米为例，市面上火热的小爱同学即小米AI音箱，可以控制小米电视、扫地机器人、空气净化器等小米及生态链设备，也可通过小米插座、插线板来控制第三方产品。看上去小米的智能家居生态链可以兼容其他品牌的产品，但实际上能被插座控制的家具应该是传统家电，本身并不属于智能家居的一部分，而小米公司的产品与其他公司的智能家具的兼容性还有待商榷，不过从目前来看基本不太可能，因为每个公司的产品都有各自的不对外开放云平台和计算规则。所以消费往往只能选择该企业的全套产品从而实现智能家居的完整应用。

　　第三，当下智能家居产品并没有真正实现智能。智能家居的目前形态是依托语音或手动实现对部分家具的远距离操控，这样的初形态具有指令性强、自主性弱的特点，严格意义上讲并不是真正的智能，它的实质还是人在操控，而非机器AI主动为用户提供家居服务。同时许多产品依托于手机操控的app系统并不简单，功能的复杂性提高了使用难度，尤其不便于老人和小孩使用。智能家居的最终目的是享受，让人居家更加舒适愉悦，所以最终形态应该是具有感应能力、自我适应能力和自主学习能力的AI，它能够通过一段时间的用户行为分析后主动操控家具来提供服务。

　　四、智能家居背景下的资源节约

　　由上述可知，虽然目前我国智能家居发展仍处于初级阶段，但科技进步快、市场潜力大、发展前景好，未来智能家居得到普及是时代的趋势，在这个大背景下我们不仅要思考如何让智能家居功能更完善，如何让智能家居为用户提供更好的服务，如何创造客观的经济效益，也要思考如何用智能家居创造社会效益。

　　我国近年来消耗资源的种类、数量持续增长，资源短缺已经成为经济社会可持续发展的主要症结，资源节约建设已经成为国家建设中的主要一环。我国人均资源占有量远低于世界平均水平，资源消耗量巨大、浪费现象屡见不鲜。并且家庭、高校等生活型场所资源浪费尤为严重。如果能够从智能家居的特点和暂时的缺陷出发，建立环保型智能家居，可以为我国的资源节约做出巨大贡献。

　　(一)自身能源的节约

　　1.使用能源和内部构造

　　智能家居可以采用太阳能等清洁能源作为日常运行的电力能源。并在产品设计上研发超低耗能结构，降低运行所需能量，如恩智浦半导体公司NXP致力于芯片的研发，推出了超低功耗、多协议无线微控制器(MCU)系列K32W061/41，以及引脚兼容JN5189/88(Thread/Zigbee)和QN9090/30(Bluetooth LE)等相关芯片。

　　2.包装、安装的节省

　　我国是世界最大的塑料生产国与消费国，2019 年初级形态塑料表观消费量超过 1 亿吨，塑料制品表观消费量约 8000 万吨。这不仅是大量石油、煤炭等能源大量消耗，也是对于环境的巨大污染。现在智能家居多以单个产品出售，单独包装应该注意在保证商品的安全性同时尽可能的节约包装材料。包装整体设计上应坚持简洁大方、更具科技感的理念，避免铺张浪费的繁复包装。一般家电的包装采用的是全面防震包装法：通过填充材料将内包装与外包装之间填充满，在减震的同时也固定了产品。外包装材料选用糊化淀粉等可生物降解的材料，内部填充固定选用新型环保材料EPE。

　　得益于传感和5G技术的发展，智能家居在感应连接上应更多的采用成熟的无线连接技术，可以减少缆线的安装布置。

　　3.废弃品的回收利用

　　和市面上的智能手机一样，智能家具产品更新换代快，在设计时就应该考虑到大功能上的增减和未来发展，为系统内部升级留下余地，避免过于频繁的更替而产生的资源浪费。

　　且智能家居市场由于缺乏统一标准和兼容性，将会加快同类产品替换的频率，消费者想拥有一套较为完整的智能家居时，会倾向购买同一品牌，假设一个场景，消费者家以X公司的产品为主，现在需要一台智能扫地机，而X公司还没有这样的产品，先用Y公司的替代，结果并不能契合，等到X公司推出该产品时，虽然并没有比Y公司的老产品性能更优越，但也会为了兼容性而替换。所以需要推动统一标准的建立和提高产品的兼容性，突破单一品牌生态圈的局限。

　　对于上述两种情况所产生的废弃产品，可以由原公司或市场以旧换新、低价回收，参考智能手机的回收利用三大方面：回收元器件、提取贵金属、回收可用原材料。还可以借鉴台湾地区废旧家电处理基金制度：制订相关政策，要求物品及其包装、容器的制造、进口和销售者进行清除处理，让回收成为责任义务，并专门成立相关政府机构为主导进行监督管理，财政拨款补贴资金的由专门金融机构管理，在充分考虑回收清除处理成本、稽征成本、资源回收效益和基金结余等指标的情况下得出回收处理费计算公式，最后金融机构依据基金支付标准、实际回收种类与数量向废旧家电回收商拨付补贴资金。

　　(二)资源的调控

　　这里主要指的是对于家庭水电用量的精准调控，避免浪费。智能家居本身也是属于电器一类，用户不在家时应当自动进入休眠待机或关机状态，设计上还要考虑到排除外界声响的干扰而误唤醒AI。

　　目前的智能家具所提供的服务还属于大而粗的服务比如用户进入某块区域时自动开灯，离开时自动关灯。同理可以用于对水龙头的开关，这样简单的操作已经能够杜绝“长明灯长流水”现象，但我们不可以仅仅满足于此，未来发展方向应该是更精细化更精准的控制，兼顾用户体验和能源节约，在控制灯光时，能够根据室内外环境和人的行为来调节灯光的亮度和色彩，如白昼的灯光更暗，夜晚更亮;用餐和阅读书籍时候的灯光也要有所不同，用餐的灯光更亮更集中，阅读的灯光要分散铺满整个空间，以免影响视力;再以洗衣机、洗碗机为例，不同量的衣物和碗筷调整不同的用水量。在给用户更贴心的服务的同时能够节省不必要的资源浪费。

　　五、结束语

　　在科技进步的今天，智能化家居也离我们越来近，不再陌生。如今的智能家居市场，消费者潜能巨大，产品众多，服务面广。但是如何在智能家居行业蓝海中创造一个统一的的标准，如何将各个家居产品适用于统一完系统，让智能家居更好的服务人们的生活做到真正的智能这值得我们去思考认识。

　　在发展智能家居产品的过程中，我们不能只看到眼前利益，也要为未来长远做打算。在产品设计中考虑能源的使用，尽可能节约资源;采用简约包装，进行产品的回收避免污染;通过智能家居合理配置家庭资源，减少电、水等资源的浪费。让智能家居为保护环境、节约资源献上一份力。——论文作者：廖卓柔 杨琳颖

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