基于用户需求的智能浴室系统设计研究

　　摘要 近年来智能家居产品逐渐进入到我们的日常生活中。浴室是智能家居的重要组成部分，而市 场上却鲜有关于智能浴室系统的解决方案。同时，满足用户需求是系统具备良好体验的关 键。因此，课题基于用户需求的智能浴室系统设计研究，主要围绕智能浴室中不同用户群体 需求的调研分析、智能浴室系统架构及需求场景设置展开，为后续智能浴室系统的设计研究 提供参考。

　　关键词 智能浴室;用户需求;互联

　　1 引言

　　科技改变生活，随着科技的迅猛发展，智能家居逐 渐融入大众生活中。智能家居(Smart home)是以住宅为 平台，基于综合布线、网络通信、自动控制、安全监控、现 代化多媒体等先进技术，由硬件(智能家电、智能硬件、 安防控制设备、家具等)、软件系统、云计算平台构成的 一个家居生态圈[1]。

　　与传统家具相比，智能家居除了满足 常规的居家需求，还实现了人的远程控制设备、设备间互联互通、设备自我学习等功能，并通过收集、分析用户行 为数据，为用户提供个性化生活服务，使家居生活便捷、 贴心、安全、节能、高效。 近年来，国内智能家居市场规模明显增长。根据调 研数据显示[2]，2017年到2018年，中国智能家居用户规模 在6000万左右，用户数量呈螺旋式上升趋势，智能家居市场规模整体也呈现出 上升趋势，2019年智能家居的市场规模有望到达1950亿 元。

　　人工智能论文范例：基于组态软件的智能家居系统的设计

　　智能浴室作为新兴产品，有关的市场调研数据还比 较欠缺，但智能浴室作为智能家居组成的重要一环，通 过对智能家居规模的调查和分析，可以预测到智能浴室 在迅猛的智能化浪潮中具有足够的发展势头。 然而，目前在整体市场中智能浴室还处于初生阶 段，智能卫浴也主要以智能马桶单品较为普遍，整体卫 浴空间还未普及实现系统层面的智能化。同时，现有部 分智能卫浴乃至智能家居产品片面地将“智能”与“联 网”相混淆，仅将控制方式由手动操作升级为通过手机 APP控制，以此作为销售卖点来吸引消费者[3]。事实上， 这些看似“智能”的改变并不能体现出以用户为中心的 智能化，并未深入地从用户群体、需求等角度全方位考 虑智能功能的实现[4]。

　　2 课题研究内容和目标

　　智能浴室是未来智能家居生活的一种发展趋势。品 牌或者产品的成功永远都是因为消费者的支持，科技的 发展也更加应该服务于改善人们生活质量。本课题基于 用户需求的智能浴室系统设计研究，以用户体验为核心， 在深入分析现有消费者痛点后，提出一种确切地能满足 不同用户群体需求的解决方案。智能化浴室体验不仅限 于操控方式的改变，本系统更多的是结合互联技术赋予了浴室空间“智慧”，给用户带来智能化的卫浴体验。

　　3 用户痛点和需求分析

　　基于市场调研资料，本课题首先根据社会不同群体 进行用户痛点和需求分析，其中不同的用户群体都有各自 的需求表现，主要划分为年轻群体、老年群体以及残疾人群体。

　　3.1 年轻群体

　　根据国内智能家居用户群体调研资料显示，35岁以下年轻人群在整体用户年龄分布中占到了 65.3%，可知年轻人群是智能系统的消费主力。国外市场 研究机构Ipsos-RSL[5]也对1044个英国代表性家庭进行 了智能家居意向问卷调查，数据表明，年龄段在 15～34岁的年轻人群更有可能对新的智能化生活持乐观 态度。年轻群体的主要需求[6]是：简单舒适、品质生活、 科技酷炫、个性化、节能环保、健康。

　　(1)简单舒适：“懒人经济”，要求操作简便，能自 动控制和响应，以便节省出时间做自己喜欢做的事，追求 舒适体验; (2)品质生活：优雅、精致、贴心、细节处均有较好 表现，提升居住生活质量; (3)科技酷炫：富含科技风，酷炫潮流，具有一定的 风格特色; (4)个性化：能根据个人喜好进行设定，成为懂用 户的“智能管家”，犹如亲友般相伴; (5)节能环保：符合可持续发展的理念，减少能源 成本支出，并对生态环境友好; (6)健康：健康小助手，时刻关注用户的生理以及 心理变化状况。

　　3.2 老年群体

　　我国老年人口普查以及预测情况表明，中国人口进入加速老龄化阶段[7]。面对老龄化日益 剧烈的问题，工业和信息化部、民政部、计生委印发《智 慧健康养老产业发展行动计划》，当下重点任务是丰富 智能健康养老服务产品供给，发展健康养老数据管理与 服务系统。老年群体的主要需求是：无障碍设计、安全监 控、健康管理。

　　(1)无障碍设计：目前老年群体主要面对的困难是 慢性疾病，肢体功能障碍，认知、记忆能力衰退等[8]。智能浴室需体现出无障碍设计，以及简单易用的控制方式。 (2)安全监控：“空巢老人”问题，老人常缺少子女 的陪伴，而在浴室使用中发生突发情况(如跌倒、中风、 心脏梗塞等)下无人及时发现并送院，错过了治疗的最 佳时机，是间接造成老年人死亡的一个重要因素。智能 浴室需通过远程监控和生理、行为识别技术解决。 (3)健康管理：实时关注老年人生理参数变化，成 为病房、病后诊查的一种替代品，减少费用，节省时间， 减少疼痛。

　　3.3 残疾群体

　　残疾人是社会中特殊的弱势群体，由于生理和心理 的缺陷对社会的适应能力相对较差，社会对该群体的关 注较为缺乏。根据调查显示，我国14亿人口中，各类残疾人数就高达6000万，约占我国总人口的5%;有功能障 碍者或需看护人员的家庭，占全国家庭总户数的1/10，即 3577万左右。

　　我国残疾群体基数正在不断增加，残疾人 关爱工作刻不容缓。中国残联、国家发展和改革委员会、 工业和信息化部、国家统计局、国家互联网信息办公室 联合制定了《残疾人事业信息化建设“十三五”实施方 案》，明确指出将智能技术、移动互联网技术应用到残疾 人建设事业中。该群体的主要需求是：无障碍设计、安全 监控、健康管理、情绪照顾[9]。 (1)功能辅助：残疾人主要表现为肢体功能障碍， 因此对比老年人群体，需增加技术辅助; (2)安全监控：对比老年人群体，残疾群体由于功 能性障碍更常见突发情况，安全须有保障; (3)健康管理：实时关注残疾人生理参数变化，成 为病房、病后诊查的一种替代品，减少费用，节省时间， 减少疼痛，并且能记录生理状况，对医护人员的诊疗有一 定的帮助作用; (4)情绪照顾：残疾群体由于功能的障碍，在心理 上容易造成情绪波动，因此也需兼顾。

　　4 智能浴室系统架构

　　本课题基于前述调查分析后，提出了基于用户需求 的智能浴室系统。主要组成部分 为：智能浴室产品、中枢控制器、辅助控制器、移动终端 及其应用、互联网&云端&数据库、第三方控制设备。智 能浴室产品通过本课题系统的调节，实现智慧互联 自动控制以及用户体验相关的大数据存储管理与分析， 并配合多种场景解决用户群体的需求。

　　4.1 智能浴室中枢控制器

　　中枢控制器作为智能浴室系统的核心组件，用于各 个系统组件的串联，并具有网关的功能，智能卫浴产品通 过制定的无线传输协议(Wi-Fi/Zigbee等)实现控制接入 以及数据信号传输无线传输协议。并且中枢控 制器集成了多种生物识别功能(如虹膜识别、指纹识别、 语音控制、人脸识别、手势识别等生物信号识别)，用于 用户群体识别，个性化喜好设定以及其他更简单快捷的控制操作。

　　4.2 智能浴室辅助控制器

　　辅助控制器作为中枢控制器的辅助设备，主要作为 智能产品的智能遥控设备，丰富中枢控制器的控制功能， 并协助进行数据信号传输。

　　4.3 智能浴室互联网&云端&数据库

　　接收中枢控制器、移动终端、第三方设备的数据和 设置参数，并将数据存储到数据库进行大数据管理以及 数据分析，反馈到控制终端;云端管理的数据 类型可包括用户健康信息、喜好习惯、社交、娱乐、远程 监控、身份信息，设备功能信息以及消息推送。丰富的数 据有助于构建更好的场景互联体验。

　　4.4 智能浴室移动终端及其应用

　　移动终端为用户随身携带设备，安装有对应的智能 浴室系统移动应用，通过中枢控制器可以间接的对智能 产品进行控制，以及进行监控并实现消息提醒等功能。 而移动终端应用(HEGII H+ )为控制终端与系统的桥 梁，可安装于含屏幕的控制装置或卫浴设备，如触摸屏 控制器、智能镜柜等。用户界面主要有这些功 能设置：

　　(1)设备控制，可以根据用户需求自定义添加喜好 的智能设备进行互联控制以及监控; (2)场景设置，可以根据用户喜好自定义设置的应 用场景; (3)联动配合，可以根据用户喜好自定义设置产品 的功能应用以及组合; (4)数据管理，通过配合云端的大数据分析，可以 对用户的健康进行分析管理，以及一些使用习惯的跟踪 和学习。

　　5 智能浴室智慧场景设置

　　上述系统架构仅作为智能浴室实现的基础，而要满 足不同群体的用户痛点则需要智能浴室智慧场景发挥作 用。通过智慧场景的设置，能带给用户智能和舒适的浴 室体验。智慧场景包含了上述不同群体需求，以及用户可 以根据自身使用需求设定为如厕模式、淋浴模式、晨起 模式、回家模式等等。 以下举例说明：首先，用户需要使用系统的生物传感 器(虹膜识别、声纹识别、指纹识别等)录入自身物理特征，以及年龄和群体信息等，而这一设定会保存在云平台 数据库，用于识别用户信息并且进行快速匹配，运行相应 的设置。

　　用户在系统中设定了“回家模式” 后，作为智能管家的中枢控制器通过识别组件检测到用 户回家后，开启浴室的“回家模式”。具体如将淋浴器进水温度提前设置为35℃;智能马桶座圈温度设置为用户 习惯的36℃;同时浴室柜镜灯点亮，并调节至设定模式; 智能浴室柜开启毛巾消毒和烘干功能，按摩浴缸也同步 开始了放水工作……当一系列互联操作完成后，系统通 过语音和消息提醒用户准备工作已完成。 而当系统识别到用户为老年人或者残疾人群体时， 则更多的体现健康管理功能，如心率、血压实时测量， 淋浴和如厕时跌倒检测，突发情况亲人远程提醒等。通 过智慧场景的实现赋予了智能浴室系统灵魂，满足用户 需求。

　　6 小结

　　本课题针对目前卫浴行业中存在的整体卫浴空间智 能化程度较低、无系统层面实现、难以解决用户需求的 问题，并对社会群体需求进行深入分析后，提出了一种基 于用户需求的智能浴室系统，以及对系统的架构思路和 场景模式设置进行了说明。该系统通过集成化设计，各功 能部件相互协作，结合云平台大数据处理、生物识别、智 能传感器等先进技术，对不同的社会群体均有着适合的 解决方案，给用户带来了革新的智能浴室体验之旅。智能 卫浴是未来家居生活的一种发展趋势，本课题智能浴室 系统的推广普及，必将为持续推动卫浴行业的智能化发 展贡献出力量。

　　参考文献

　　[1] 王瑞喆. 智能家居产品的发展状况及趋势分析[J]. 科技风， 2020(02): 21.

　　[2] 易观智库. 2019智能家居市场专题分析报告[R]. 2012

　　[3] 黄天杨. 人工智能技术在卫浴产品设计中的应用[J]. 天津城建大 学学报，2014(03): 68-71.

　　[4] 王嘉. 基于用户行为的智能卫浴产品设计研究[D]. 大连：大连理 工大学，2016.

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

　　[6] 王震亚，张义文. 基于智能场景概念的学习方式及设计研究[J]. 图学学报，2018(08): 711-715.

　　作者：蔡雨冬 范永铿 覃健聪

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