唐开军 彭 翔

(深圳大学艺术设计学院，广东深圳518060）

家具智能化体系分析

唐开军 彭 翔

(深圳大学艺术设计学院，广东深圳518060）

在智能化产品盛行与物联网技术日趋成熟的背景下，智能家具也将逐渐受到广泛关注。本文从家具智能化的含义与内容，实现智能化的构成系统，市场分析等方面详细论述了家具智能化的体系，对家具产业转型升级具有重要的现实意义。

家具；智能化；物联网

自改革开放以来，中国家具行业经历了几十年的高速发展时期。然而，产品的结构调整与转型升级也迫在眉睫，特别是物联网产业正以年复合增长率近30%的速度快速增长，在经济结构转型和拉动经济增长等方面发挥了重要作用的今天。家具行业应积极响应党中央和国务院对物联网发展的高度重视，在智慧城市建设的热潮中，重新审视智能家居的角色地位，为消费者的工作与生活提供更好的时代化家具智能产品。

1 关于家具智能化

家具智能化是家具行业在一个新领域中的探索尝试，是新兴行业与传统行业的耦合；若将家具当作物联网的一个子系统，同时作为智能家居的一个功能载体，把传统家具理解成为一个能够和人对话的智能家具，将家具发展成为一类终端，可以此来实现人与家具的深层交互。这样将极大地推进家具行业的创新程度，加速产业结构特别是家具产品的迭代，加速物联网的发展，拓展智能家居的定义。

家具的发展与演变作为一个时代的见证，从农业社会到工业社会以及现在所处的信息化社会，根据人类文明的推动、经济的发展、技术的进步、新材料的发明，家具都经历了不同风格与表现形式。家具行业从手工业、到手工业与机械加工并需要与相应的生产方式相适应。物联网是在互联网的基础上发展而来，如果说互联网是数字时代，那么物联网则是在数字时代的基础上，提供了把“实物”接入网络的机会。而作为传统制造业的家具行业，与物联网的珠联璧合是拉动其大幅增长的一剂强心针。

家具智能化归根结底是使得家具产品为人服务。科技的发展惠及全人类，提供人类更加贴心、便捷的服务。信息革命带来的巨大变化，使得人们的生活有了质的飞跃。从以前的互联网，世界在桌面；到现在的移动互联网，世界在掌中；到物联网，世界在无意识中。假想一个场景：当你下班回家，坐在沙发上，它会知道是你回来了，并且询问你需要什么服务。是休息一下，还是准备晚餐。还能根据你身体的参数告诉你今天是适合吃什么，冰箱里面有什么。你可以查具体的做法。晚上可以根据你的精神状态提供你娱乐、看书、社交等的环境属性等等。这便是未来物联网的时代，让物体都能够与人进行沟通。到那时候将彻底改变现在的生活方式。

家具产品，作为家庭生活中的一个重要的组成系统，是家居环境中大体量的集中表现。成套出现的家具产品，使得家具产品之间的互联提供了现实基础。在物联网发展渐入佳境，智能家居已经为家居环境系统研究打好了基础的条件上，率先进存、到计算机辅助加工设计的这个过程，变革的一直是制造家具的加工方式，通过改进生产方式来达到制造出更多更好的家具。信息化的进程通过加工制造慢慢渗到了家具行业。但却没有很好地渗入到家具产品本身。作为物联网技术发展的要求，“物物相连”的概念为家具行业接入信息化提供了一个可靠的平台。信息化、分布式、网络、集群的思想，可以为家具智能化提供参考价值。

根据人工智能的四个定义，可以类比到家具“像人一样思考”、“像人一样行动”、“理性地思考”和“理性地行动”，这便是家具智能化的终极理想。

家具产品智能化是使家具行业信息化的一个手段，同时也是一个企业革新至关重要的突破口。家具智能化，并不只是把家具并入信息化的轨道，从宏观上还是改革企业管理、生产流流、营销方式等的重要渠道。通过家具终端可以直接接触到用户，收集用户一线资料，建立用户资源管理系统，调整产品线，使家具行业等传统行业加速驶入信息化的过程。

互联网的发展带动了电子商务的蓬勃发展，改变了产业结构，比如产业链中没有了层层嵌套的中间商与分销商，通过降低价格来提高销售量，提升顾客感知价值，全面拉动各个行业的快速发展。信息革命带来的变化是巨大的，生产力的发展入智能化研究的家具企业，通过智能家具自下而上调整企业结构，制定适合新市场的发展战略，一步一步实现产品与企业的信息化，从传统家具制造业里脱胎换骨，形成一个新兴产业的完整闭环。这将改变整个行业的创新思路，家具企业将不会只停留在家居产品的风格、造型、结构、材料、工艺、功能、文化上的传承与创新，而是通过架构一个完整的生态闭环，为传统的家具企业提供一条与时俱进的发展道路。

图1 家具智能化嵌入系统架构

2 家具智能化的构成体系

家具智能化应该包含家具产品特征和特联网特征两个主体方面的融合。物联网的架构主要有：感知层、网络层、应用层和中间件。也就是说需要为家具研发一套与其使用功能相对应的包括感知层、网络层、应用层和中间件的嵌入式系统（见图1），使得家具自成终端。

2.1 感知层

感知层，顾名思义需要用物件来感知到人的行为，并做出反馈。

在这个层面我们需要解决的问题有：智能化家具功能需求的确定、家具终端的设计、用户的数据采集与数据短距离传输的四个问题。

（1）智能化家具功能需求的确定

不论是技术研发还是产品设计，归根结底是以人为中心，体现为人服务的特点。功能需求的确定从两个步骤来确定：第一，根据用户画像和用户体验地图来确定我们的目标客户群体的大致需求；第二，根据大致需求来梳理物理世界的相关信息，如用户偏好、生理状态、周边环境等。

（2）家具终端的设计

家具作为终端就必须改变传统观念，不仅要将家具当作接入网络的设备，将嵌入式系统、传感器、RFID等并入到家具的结构设计与造型设计。此时，应该考虑到在家具的身体里面应当要有相应的信息接收器和发送器、数据传输通路、数据处理芯片、操作系统、存储空间等，并且作为一个设备，需要遵循物联网的通信协议，在物联网中有可被识别的标识。

（3）用户的数据采集

这里主要是指传感器技术以及NFC技术，结合家具以一体式的方式呈现。传感器是家具终端的感知和输入部分。能够感受到被测的信息，而被测的信息是根据在（1）中来确定的范围，并将检测感受到的信息按一定的规律变成电信号或者其他所需要的信息输出，满足信息的传输、处理、储存、显示、记录和控制等。而RFID的标签能够对物品进行识别，通过开放式的计算机网络实现信息交换和共享。与RFID技术类似的还有一个NFC技术，可以利用NFC技术来实现近距离安全识别。这对于个人信息的设置与保护是具有重要意义的。通过传感器技术和NFC技术让家具对人以及人的行为进行识别与反馈。这是建立家具智能化系统中与用户之间接触的环节。

（4）数据短距离传输

短距离传输这里指的以蓝牙、Zigbee为主。蓝牙具有全球范围使用、功耗低、成本低、抗干扰能力强、可同时传输话音和数据、可以建立临时性对接、具有开放的接口标准等特点。Zigbee具有数据传输速率低、功耗低、成本低、网络容量大、有效范围小、工作频段灵活、可靠性高、延时短、安全性高的特点。采用何种技术以及如果结合数据的传输技术，是传输用户数据的一个主要问题。

2.2 网络层

对于感知而得到的信息，我们需要一个网络体系来对其进行管理和整合。网络层的作用在在于承担数据的传输。除目前已经比较成熟的远距离有线、无线通信技术和网络技术外，为了满足M2M的需求，网络层将综合使用IPv6、2G/3G、Wi-Fi等通信技术，实现多个层面的结合。而对于网络层，我们需要处理的核心问题就是感知数据管理与处理技术。

感知数据管理与处理技术包括物联网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的技术。

图2 家具智能化体系构成关系图

（1）Internet作为主要的数据传输网络之一，通过IPv6技术，使网络服务于我们的家具终端设备。

（2）在移动通信网中，当前比较热门的接入技术有3G、Wi-Fi和WiMAX。在现在的家庭环境中，普遍装有Wifi使得各个移动终端接入网络。

（3）无线传感器网络（WSN）技术贯穿了物联网的三个层面，结合了计算机、通信和传感器三项技术。具有较大范围、低成本、高密度、灵活布设、实时采集、全天候工作的优势。而这对于家庭环境来说具有显著的操作优势。将家庭环境中一系列空间分散的传感器单元（或者是家具终端）通过自组织的无线网络进行连接，从而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，以实现对空间分散范围的物理或环境状况的协作监控、操作与理解。

2.3 应用层

应用层的主要功能就是把从家具终端感知和传输来的信息进行分析和处理，做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。这一层解决的是信息处理和人机界面的问题。M2M现阶段通过结合通信技术、自动控制技术和软件智能处理技术，实现对机器设备信息的自动获取和自动控制。这个阶段通信的对象主要是机器设备。而需要解决的问题是，尝试使用离散的家具终端节点为主。介于M2M解决的是物之间的通信，使得设备之间具备联网和通信的能力。这样能够满足于家庭环境中个大家具之间的对话。应用层还可以接着分为应用程序层和终端设备层。

（1）应用程序层

应用程序层需要解决的问题是如果高质量的处理数据，并完成跨终端、跨应用的生活环境内的信息协同、共享、互通。包括了生活的方方面面，如电力、医疗、银行、交通、环保、物流、工业、农业、城市管理、家居生活等。而这些显然不是一蹴而就的，而是需要慢慢扩展、通过数据的整合与理解才能够逐步完善。

（2）终端设备层

而终端设备层，指的就是家具终端。家具不仅需要保持传统家具的功能属性，还需要提供人机交互界面。需要靠人的操作与控制才完成。而人机交互的过程，拟推出三根管道同时而下的解决方案：体感技术、语音识别以及触屏控制。这里我们需要解决的问题是，体感技术的行为编写、语音与图像的识别，以及哪些操作通过何种识别方法进行人机交互。

2.4 中间件

中间件是为了实现每个小的应用环境或系统的标准化以及它们之间的通信，在后台应用软件和读写器之间设置的一个通用的平台和接口。目前主流的中间件包括ASPIRE 和Hydra。ASPIRE 的解决办法是完全开源和免版权费用，这大大降低了总的开发成本。Hydra 中间件特别方便实现环境感知行为和在资源受限设备中处理数据的持久性问题。采用何种中间件也是需要通过实验验证才能得知的一个问题。

以上四个方面的相互关系如图2所示。

3 市场预测

2014年，以苹果、微软、Google、三星为代表的科技巨头，以及以海尔、美的为代表的家电业巨头，纷纷发力抢滩智能家居市场。这些消费者耳熟能详的企业的进入，让智能家居的关注度空前高涨。另外，卫浴的恒温节水智能、锁具的安防智能等产品的上市即受到消费者的青睐。根据2013年的《中国智能家居设备行业发展环境与市场需求预测分析报告前瞻》预计，国内智能家居行业将以年均19.8%的速率增长，在2015年产值达1240亿元，前景广阔。据推算，未来三年，中国数字家庭市场会形成500亿以上的新增规模，并在五年内迅速达到1000亿规模。可以预见，在未来几年，消费者将在卖场里看到更多的智能产品。

随着经济和科技的发展，人们的生活水平日益提高，消费者有能力去消费自己“买得起”和“愿意买”的消费品。家具智能化系统本身面对的客户群体就是高端市场，这类消费群越来越愿意把钱投放在改善自己的生活方式上，特别是对新鲜事物的猎奇心理使得其对于智能类产品一直是趋之若鹜，也希望通过智能产品的便利性凸显自己的生活方式或是身份地位。所以无论是消费者购买力还是购买意向，智能家具市场都会有不错的市场前景。

由此可见，作为家居主体的家具产品如果能摆脱传统的使用习惯与价值观念，在与智能化方面同步于智能家居，研发出符合产品发展规律和当下社会需求、可操作性强、人性化的高性价比智能家具，既可满足市场需求，又与产品发展的时代趋势相吻合。

（责任编辑：贺 辉）

[1]http://jiaju.sina.com.cn/news/20140728/371800.shtml

[2]唐开军.当代中国家具奢侈品体系的构建[J].家具与室内装饰,2013,(04).

[3]唐开军.中国家具产品主流特征剖析[J].家具与室内装饰,2011(07).

The Analysis of Furniture Intelligent System

Tang Kaijun & Peng Xiang

In the background of the maturity of Internet technology and the popularity of smart products, smart furniture will gradually receives the widespread attention. This article discusses Furniture Intelligent System in detail from these following aspects: the meaning and content of furniture intelligentizing, the constitution of achieving intelligentizing and market analysis. It will have a great infl uence on furniture industry transformation and upgrading.

Furniture; Intelligentize; The Internet of Things

TS664.01

A

1006-8260(2015)04-0011-03

广东华颂家具集团有限公司科研基金资助项目