智能化家具的概念

目前，國內(nèi)外尚未有智能化家具的定義，市場上叫法也比較混亂，但智能化相關(guān)技術(shù)在其它領(lǐng)域如建筑或家用電器等方面已有廣泛應(yīng)用。通過分析這些智能化產(chǎn)品的定義,結(jié)合家具自身特點(diǎn)，界定智能化家具概念，給出一個科學(xué)完整的定義具有一定的理論與實(shí)踐意義。

智能化產(chǎn)品的概念

智能樓宇也稱智能大廈、智能建筑，它是樓宇發(fā)展的高級階段。國際智能建筑研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為“通過對建筑的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理方面的功能及其內(nèi)在聯(lián)系，以最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，提供一個投資合理又擁有高效率的優(yōu)雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間。智能樓宇能夠幫助樓宇的主人、財(cái)產(chǎn)的管理者和擁有者等意識到他們在諸如費(fèi)用開支、生活舒適、商務(wù)活動和人身安全等方面將得到最大利益的回報(bào)。”[n

如果說建筑是一個系統(tǒng)，那么家具就是其子系統(tǒng)，智能化建筑的產(chǎn)生與興起必然會帶動智能化家具的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)智能樓宇的功能主要依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)等（即所謂的“3C”技術(shù)）以及集成技術(shù)。智能樓宇不僅限于智能辦公大樓，而且正向其它如學(xué)校、體育館、醫(yī)院等建筑領(lǐng)域擴(kuò)展，特別是向住宅擴(kuò)展，由此出規(guī)了智能小區(qū)和智能住宅。

近年來，我國高科技和信息技術(shù)正在由智能樓宇走向智能住宅小區(qū)，進(jìn)而走進(jìn)家庭。智能小區(qū)是人類住宅的又一場新的革命，現(xiàn)代社會的家庭正在以家庭智能化帶來的多元信息和安全、舒適、便利的生活環(huán)境作為一個理想目標(biāo)來追求。因此也就必然促使智能化從智能樓宇建設(shè)向智能化住宅小E,乃至向家庭智能化的方向發(fā)展。

我國將住宅小區(qū)智能化定義為：利用4C技術(shù)即計(jì)算機(jī)、通訊與網(wǎng)絡(luò)、自動控制、1C卡技術(shù)，通過有效的傳輸網(wǎng)絡(luò)，將多元信息服務(wù)與管理、物業(yè)管理與安防、住宅智能化系統(tǒng)集成，為住宅小區(qū)的服務(wù)與管理提供高技術(shù)的智能化手段，以期實(shí)現(xiàn)快捷、高效的超值服務(wù)與管理，提供安全舒適的家居環(huán)境。

智能家居 

智能家居或稱智能住宅，英文中常用SmartHome代稱與智能家居的含義近似的還有家庭自動化(HomeAutomation)、電子家庭(ElectronicHome、E-Home)、數(shù)字家園(DigitalFamily)、家庭網(wǎng)絡(luò)（Homenet/NetworksforHome)、網(wǎng)絡(luò)家居（NetworkHome),智能家庭（IntelligentHome)等等。在另一些地區(qū)也有數(shù)碼家庭、數(shù)碼家居等稱法。

家居智能化就是由一個智能化系統(tǒng)構(gòu)成安全、舒適和便利的信息化居住空間，從而適應(yīng)人們在21世紀(jì)信息社會中的快節(jié)奏并與外部世界保持聯(lián)系完全開放的生活環(huán)境。目前，有關(guān)智能家居的定義主要有以下幾種：

①智能家居：以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ�、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)，將與家居生活有關(guān)的各子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過統(tǒng)籌管理讓家居生活更加舒適、安全、有效。

®家庭自動化：利用微處理電子技術(shù)來集成或控制家中的電子電器產(chǎn)品或系統(tǒng)，例如照明燈、咖啡爐、電腦設(shè)備、保安系統(tǒng)、暖氣及冷氣系統(tǒng)、視訊及音響系統(tǒng)等。家庭自動化系統(tǒng)主要是以一個中央微處理機(jī)（CPU)接收來自相關(guān)電子電器產(chǎn)品的信息（外界環(huán)境因素的變化如太陽初升或西落等所造成的光線變化等）后，再以既定的程序發(fā)送適當(dāng)?shù)男畔⒔o其它電子電器產(chǎn)品。中央微處理器必須能透過許多界面來控制家中的電器產(chǎn)品，這些界面可以是鍵盤，也可以是觸摸式熒幕、按鈕、電腦、電話機(jī)、遙控器等。消費(fèi)者可發(fā)送信號至中央微處理機(jī)，或接收來自中央微處理機(jī)的訊號。

家庭自動化是智能家居的一個重要系統(tǒng)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能家居的普遍應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)家電、信息家電的成熟，家庭自動化的許多產(chǎn)品功能將融入到這些新產(chǎn)品中去，從而使單純的家庭自動化產(chǎn)品在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中越來越少，其核心地位也將被各類家庭網(wǎng)絡(luò)、家庭信息系統(tǒng)所代替。由此可見，家庭自動化只是智能家居的一部分，它與家庭網(wǎng)絡(luò)、家庭信息系統(tǒng)一起組成一個完整的智能家居系統(tǒng)。

家庭網(wǎng)絡(luò)則是在家庭范圍內(nèi)（還可擴(kuò)展至鄰居、小區(qū)）將PC、家電、安全系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和廣域網(wǎng)相連接的一種新技術(shù)。目的是提供一套完整的家庭娛樂、信息共享、家庭管理和丨ntemet接入及遠(yuǎn)程監(jiān)控等服務(wù)功能。接入家庭局域網(wǎng)的設(shè)備主要包括：家用電器、家庭儀表、桌面電腦、手提設(shè)備、信息娛樂設(shè)備、成像設(shè)備、智能傳感器、控制器等。所有設(shè)備通過一個網(wǎng)關(guān)接入Internet,網(wǎng)關(guān)提供Internet訪問和家庭信息發(fā)布的功能，并可實(shí)現(xiàn)用戶對家庭的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

®智能住宅：將家庭中各種與信息相關(guān)的通訊設(shè)備、家用電器和家庭保安裝置通過家庭總線技術(shù)（HBS)連接到一個家庭智能化系統(tǒng)上進(jìn)行監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。

©家庭網(wǎng)絡(luò)自動化：HomeAutomationAssociation(HAA)定義其為一個使用不同的方法和設(shè)備的過程（或系統(tǒng))，以它來提高人們的生活質(zhì)量，使家庭能夠變得更舒適、安全和有效。這樣的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以在沒有或很少有人干預(yù)的情況下，對家內(nèi)或家外可能發(fā)生的事情按預(yù)先設(shè)定的條件做出響應(yīng)。智能家庭網(wǎng)絡(luò)隨著微電子技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和布線標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)步而不斷改進(jìn)，它涉及到對家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的智能器具、設(shè)備和系統(tǒng)的造作和管理下進(jìn)行信息采集傳輸、智能處理、反饋控制等功能，實(shí)現(xiàn)智能化家庭管理與控制.

家居的智能化以執(zhí)行各項(xiàng)功能的電子設(shè)備的信息化、網(wǎng)絡(luò)化為前提，而這些設(shè)備大多以單片機(jī)構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)為控制核心。也就是說，住宅的智能化很重要的一部分工作就是構(gòu)建一個嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)并將這個網(wǎng)絡(luò)與Internet連接。

嵌入式智能家用電器簡稱智能家用電器。在這種家用電器中，單片機(jī)不單對其基本功能進(jìn)行控制，還模擬了人的智能活動過程。在控制過程中結(jié)合各種智能活動進(jìn)行必要的處理，從而大大提高家用電器的品質(zhì)和性能，并且產(chǎn)生更加優(yōu)秀的控制效果，使人們得到更理想的服務(wù)[2)。

通過分析上述智能化產(chǎn)品的概念，可從中總結(jié)出以下結(jié)論：

①智能建筑、智能小區(qū)、智能家居、智能家電是從屬關(guān)系可由圖2-1表示。

②無論是智能建筑、智能家居，還是智能家電，實(shí)現(xiàn)其功能的技術(shù)主要依賴于微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和1C卡等技術(shù)。

③這些智能化的產(chǎn)品最終要達(dá)到的目的都是對其結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和管理等方面做到最優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而為人們提供一個投資合理、效率高的優(yōu)雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)保環(huán)境空間。

④上述產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的功能通�？梢匀〈�人來完成一些功��，從而具有一定程度的智能�？偨Y(jié)上述概念，不難發(fā)現(xiàn)智能化家居系統(tǒng)主要包含家用電器和其它電子產(chǎn)品，并未將家具列入其中。實(shí)際上，家具是室內(nèi)環(huán)境不可缺少的組成部分。因此，家庭的智能化理所應(yīng)當(dāng)將家具包括在內(nèi)，有了智能化家具才能構(gòu)成一個完整的智能家居系統(tǒng)。家具實(shí)現(xiàn)智能化，就可以與家居內(nèi)其它家電或設(shè)備之間進(jìn)行信息傳輸、智能處理、反饋控制等功能，最終實(shí)現(xiàn)智能化家庭系統(tǒng)的管理與控制。

 

綜上所述，智能化家具可從以下幾個方面定義：

①使用的技術(shù)或?qū)崿F(xiàn)手段：同智能建筑、小區(qū)和智能家用電器一樣，智能化家具使用的技術(shù)有計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)和1C卡技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測與傳感等技術(shù)。另外，還需要以家具設(shè)計(jì)與制造理論與技術(shù)為基礎(chǔ)，見圖2-2。

②智能化家具要實(shí)現(xiàn)的功能：由于家具是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及的范圍很廣，不同場所使用的家具使用要求有所不同，所以很難確定每一件智能化家具能實(shí)現(xiàn)的功能。但智能化家具大致可以從三方面實(shí)現(xiàn)各種功能，包括家具自動化、家具網(wǎng)絡(luò)化與信息化。

家具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)檢測與傳感技術(shù)

自動控制技術(shù)微電子技術(shù)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)集成技術(shù)

圖2-2智能化家具技術(shù)基礎(chǔ)圖

③智能化家具系統(tǒng)的組成、要素和結(jié)構(gòu)：同其它智能化產(chǎn)品相同，作為一個系統(tǒng)，智能化家具的組成要素及結(jié)構(gòu)是在家具的基礎(chǔ)上豐富發(fā)展起來的，相關(guān)內(nèi)容將在后續(xù)章節(jié)中詳細(xì)介紹。

④最終要達(dá)到的目標(biāo)：與普通家具相比，智能化家具不僅具有家具的功能’提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間，而且還由原來的被動靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;主動”智能的家具，提供全方位的信息交換功能，優(yōu)化人們的生活方式。

.本文將智能化家具定義為：利用微電子、通訊與網(wǎng)絡(luò)、自動控制、1C卡技術(shù)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)，通過適宜的結(jié)構(gòu)和接口，可模擬人的智能活動過程以及自動實(shí)現(xiàn)特定功能，并與家居生活有關(guān)的各子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起的家具產(chǎn)品稱為智能化家具，通過統(tǒng)籌管理讓家居生活更加舒適、安全、有效。

隨若智能化家具實(shí)現(xiàn)功能不同，其控制系統(tǒng)的具體組成千差萬別，但從原理上說，它們的組成有共同的特點(diǎn)，至少需要具備以下幾個要素：

①“智”充當(dāng)了智能化家具的大腦，具有指揮功能。其主要任務(wù)是按照預(yù)先編好的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷、控制量計(jì)算、報(bào)警等，同時通過接口電路向系統(tǒng)的各個部分發(fā)出各種控制命令，指揮整個系統(tǒng)有條不紊的工作。

©“能”即能動，通過具體的執(zhí)行元件完成各種特定功能。

③“接口”在智能化家具系統(tǒng)中，接口既包括機(jī)一機(jī)界面，又指人一機(jī)界面，即人與家具的信息交換的界面，它是連接“智”與“能”的橋梁。

“智能化家具”并非本身聰明，而是賦予家具產(chǎn)品新的使用功能，從而創(chuàng)造出安全、舒適、便利的生活環(huán)境。

智能控制系統(tǒng)中所說的智能并不等價于人類的智慧，與圖靈試驗(yàn)意義上的機(jī)器智能也有區(qū)別。只要系統(tǒng)能夠自動地（即不需要在線的人工干預(yù)）實(shí)現(xiàn)一定功能，而這種功能原來需要人通過比較復(fù)雜的腦力勞動才能實(shí)現(xiàn)，就可以說它具有了一定程度的智能

從這一層面上來說，能夠自動實(shí)現(xiàn)一些功能的家具都可以稱之為智能化家具，如坐具類家具的背斜角、座斜角、座高、扶手高度、靠枕的高度與角度等參數(shù)都可以隨使用者的要求而自動改變，這樣一件家具就具備了一定智能。

廣義上說，智能化家具不僅局限于可自動實(shí)現(xiàn)某些功能的層面上，還應(yīng)該向網(wǎng)絡(luò)化家具、信息化家具方向擴(kuò)展，這樣才能構(gòu)成一個完整的智能化家具系統(tǒng)。智能化家具0成見圖2-3:

 

可見，智能化家具囊括的范圍很廣，不應(yīng)僅僅局限于家具本身的智能化，還應(yīng)該向周圍的環(huán)境擴(kuò)展，具有信息處理功能，實(shí)現(xiàn)家具與其它家具或家電產(chǎn)品之間的通信，從而為人們提供一個更完整的智能家居環(huán)境。在家庭內(nèi)部提供不同類型、不同結(jié)構(gòu)子網(wǎng)的橋接能力，使這些子網(wǎng)內(nèi)的信息家具之間可以相互通信；在家庭外部通過Internet將各種服務(wù)商連接起來以提供實(shí)時、雙向的寬帶接入，同時還提供防火墻的能力，阻止外界對家庭內(nèi)部設(shè)備的非法訪問和攻擊。

目前，大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)尚處于單獨(dú)應(yīng)用階段。智能化家具也不例外，單片機(jī)嵌入到家具中^實(shí)現(xiàn)基本功能控制，充當(dāng)“大腦”功能發(fā)揮指揮作用。家具本身是一個相對獨(dú)立的單元，不與其它家用設(shè)備有聯(lián)系，通過嵌入家具內(nèi)部的信號檢測、控制、執(zhí)行元件來完成既定任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自動控制。

隨著現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和Internet的普及，家用設(shè)備上網(wǎng)己經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。所有設(shè)備都具有互連互通的功能，可以組成一個家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，同時又可以與外部互聯(lián)網(wǎng)相連接》傳統(tǒng)的Internet應(yīng)用以PC為中心，當(dāng)今的Internet應(yīng)用正轉(zhuǎn)向以嵌入式設(shè)備為中心，這意味著我們進(jìn)入了嵌入式Internet時代據(jù)網(wǎng)絡(luò)專家預(yù)測，將來在Internet上傳輸?shù)男畔⒅�，將�?0%的信息來自于小型的嵌入式系統(tǒng)（EmbeddedSystem)。

目前，人們習(xí)慣把家庭網(wǎng)絡(luò)局限于家用電器和其它相關(guān)設(shè)備，并沒有明確把家具列入其中，家具網(wǎng)絡(luò)的研究尚屬空白，這樣的家庭網(wǎng)絡(luò)是不完整的。家具作為家庭中必不可少的組成部分，必然也會隨著家庭網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。

網(wǎng)絡(luò)家具是利用數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及智能控制技術(shù)，將普通家具設(shè)計(jì)改進(jìn)的新型家具產(chǎn)品D其實(shí)現(xiàn)途徑包括兩個層面：首先就是各類家具與家電之間的互連問題，也就是使不同設(shè)備之間能夠互相識別，協(xié)同工作；第二個層面是解決家庭網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的通信,使家庭中的網(wǎng)絡(luò)真正成為外部網(wǎng)絡(luò)的延伸。

信息化家具是利用電信和電子技術(shù)與傳統(tǒng)家具相結(jié)合的創(chuàng)新產(chǎn)品，具有信息訪問、獲取、存儲、處理的功能。信息家電與家具等產(chǎn)品的出現(xiàn)將打破只有通過上網(wǎng)獲取信息的局面，預(yù)示著后PC時代的來臨，其功能更強(qiáng)大，使用更簡單、方便和實(shí)用，為家庭生活創(chuàng)造更髙品質(zhì)的生活環(huán)境。

實(shí)際上I家庭自動化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化產(chǎn)品，都包含在智能化家居系統(tǒng)之中。它們雖也有各自不同的產(chǎn)品特征，不能簡單地劃等號，但也有許多概念是交叉共融的，一件產(chǎn)品可以是一個家庭網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品，同時又是一件信息化產(chǎn)品。

總之，對智能化家具的研究不應(yīng)片面局限于家具產(chǎn)品某些智能功能的實(shí)現(xiàn)上，由于時間、篇幅所限，本論文重點(diǎn)對嵌入式智能化家具進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究。