
欧皇手机版注册_欧皇娱乐登录平台_欧皇平台登录地址佳能腾彩PIXMA MG系列喷墨一体机一向具备时尚靓丽的外观设计,MG6380则更进一步,提供了多样色彩可选,使之更加符合“家电”的要求。此外,它的操控是非常方便、快捷的,诸如自动照片修复II、自动双面打印等功能,的确能够省时省心。在我们看来,提升最大莫过于该机的色彩表现,全新的6色墨盒给该机带来了细腻的打印效果,也提供了大容量墨盒用以满足文档打印需求,各方面表现俱佳。
喷嘴数量:6656个(颜料黑色1024个、染料黑色/黄色各512个、青色/品红色/灰色各1536个)
打印速度:10ipm(彩色文档)、15ipm(黑白文档)、44s/张(8英寸照片)、21s/张(6英寸照片)
MG6380依然采用了佳能标志性的钢琴镜面的外观设计,但机身厚度降至148mm,明显比上代机型更加轻薄,对于家庭与SOHO而言,打印机较小的体形能够节省出不少摆放的桌面空间。值得一提的是,佳能提供了黑、白与亮蓝三种可选色彩,能够更加融洽地与不同家居风格搭配。
与前代机型相比,MG6380最大的提升莫过于采用了“双黑6色独立式墨盒”的配置,它包含染料黑色、灰色、黄色、青色、品红色与大容量颜料黑色墨水(容量为标准容量墨盒2倍),尤其是颜料黑色墨水和染料黑色墨水共同组成了独立式双黑墨水系统,既保证了普通纸上大量打印文档的需求,又满足了打印需要长时间保存的照片需求。而灰色墨水的加入,则为打印图像提供了更加丰富的过渡层次,使照片更加细腻自然。抛开墨盒数量带来的色域限制,该机的打印细腻程度已经能与佳能旗下顶级的照片打印机相媲美。当然,佳能出色的FINE技术同样也是获得清晰打印的极大助力:通过该技术,该机实现了最高9600×2400dpi的打印分辨率,并拥有多达6656个打印喷嘴,最小能实现1pl墨滴的精细打印控制。
功能上,该机同样满足家庭用户普遍需要的打印、复印与扫描功能,为方便区隔打印纸、照片纸等不同介质,该机标配了双层前部进纸盒,可分别放入打印纸与照片纸,使打印更加便捷高效。此外,该机还标配自动双面打印与光盘打印等功能,其中自动双面打印功能可实现无需手动更换纸张的便捷,大大提升了文档打印效率,并节省了纸张。考虑到数码影像爱好者与发烧友们打印相机照片的需求,该机还提供了无线PictBridge功能,无需通过电脑导出,直接在相机上便可控制所有的打印选项,即拍即可打印出来分享,为生活增添更多乐趣。当然,在无线功能之外,该机同样也支持插入闪存卡(支持MS?Duo、CF、SD)、接入无线局域网与常规的电脑联机打印,强大的扩展功能也最大程度地满足了家中不同成员的打印需求。
除了能够方便相机直接打印的无线PictBridge功能外,MG6380还加入了更加强大的移动无线打印功能。比如你的iPad、iPhone和iPod?touch和Windows? RT设备便可在App?Store?或?Windows?Store中下载安装Canon?Easy-PhotoPrint(Canon?EPP)应用程序,实现无线打印、复印与扫描功能,而它的打印设置,与本机上操作并无二般。不仅如此,该机还支持AirPrint功能,即所有苹果终端均能实现照片、文档、网页、邮件等各类文件的远程打印,即使身处巴黎,也能让刚拍的照片提供给国内的家人分享。
MG6380最出色的智能化体验在于其便捷的智能触摸系统,其核心集中在一块支持触控功能的3.5英寸彩色中文液晶屏上。这块位于斜面上的触控屏,不仅能提供舒适的操作与可视角度,而且其交互界面也尤为简单直观,开机便可看到照片、复印与扫描功能,翻动页面,诸如WLAN设置、高级打印、Web服务、环保设置、静音开关、设置等基本功能均可呈现在眼前。而面对诸如更换墨盒等需求时,屏幕上均有图形来引导与提示。除触控屏之外,该机的其他按键均设计为隐藏之单触按键,通电之后,便有LED背灯提示。
现今的社会是信息化的时代,科学技术不断发展,智能家电在人们日常生活中的应用日益广泛,并且对其智能化的要求越来越高。智能家电是用先进的科学技术如计算机技术、通信技术、控制技术、生物技术等,研发出更高水平的智能家电。智能家电的使用一方面使人们的生活快捷、方便、舒适、安全,充满艺术感,另一方面还改变了人们运用传统家电的生活方式,并充分体现了环保节能的理念。所以我们很有必要不断提高智能家电的控制技术,使智能家电更好的为人们服务。
智能家电的运用越来越广泛,它的技术和功能也得到了很大的提升,它的发展过程是运用先进的控制技术将家电趋于智能化,它是对计算机发展的重要体现,它主要有三个发展过程,即智能家电的网络化、信息化和智能化。网络家电采用数字化、网络化技术将普通的家电改装成具有智能功能的家电,它们之间可以通过家庭局域网或者互联网相互连接,如网络电视、网络冰箱、网络空调等。信息家电采用计算机技术将传统的家电与电力电子技术结合起来形成的新型家电产品,如无线通讯设备、电脑、IP电话、机顶盒等。智能家电是将网络家电和信息家电结合起来,并在此基础上,运用人工智能的方法,使家电能够模仿人体的思维,实现智能化它的三要素是智能、网络、互动。
智能家电就是在传统的家电中加入无线通信、远程控制、计算机等先进的控制技术,使家电更加网络化、信息化、智能化,它将原来被动的家电变得更加智能、主动,提供各种自动化的信息,使我们的生活简便、快捷、舒适,提高了人们的生活质量,同时也节约了大量的能源。它的功能主要有网络化、信息化、节能化、易用性。我们应该充分应用这些功能,运用先进的控制技术使智能家电向更加智能、便捷操作的方向发展。
智能家电控制技术的应用使人们的生活更加方便,并节约了大量能源,如用户运用家庭网络、电脑、电话、遥控等技术来智能控制空调、洗衣机、电视机、热水器等家电设备,因此我们需要不断提高智能家电的控制技术,下面分析一下智能家电的个部分控制技术的设计。
智能家电的电源设计模块中常用直流电源控制家电中的单片机,功率一般不会很大,对于小功率的直流电源常包括四个部分,分别为变压器、整流、滤波和稳压电路,其原理电路图如下图1.
电源的变压器就是将220V的交流电压转换成整流电路所需的电压;整流电路是将输入的交流电转换成直流电,所用到的电路是桥式整流电路,它由四个二极管组成的,并且在每半个周期内只有两个二极管导通,因此每个二极管上流过的电流只有负载电流的一半,它所承受的最大反压是,它与单相半波整流电路时二极管的最大反压是相同的;滤波电路就是利用电容将波动较大的直流电压进行过滤,滤除波动较大的部分,得到平滑度较好的直流电压,滤波之后的电压一般是整流之前交流电压的1.1-1.2倍;考虑到输入电压、温度、负载等可能会存在一定的波动,为了保证输出电压的稳定,需要加入稳压电路,保证输出电压稳定在一个固定的值或者可以调节的值,通常运用三端稳压器。
A/D模数转换就是将需要的各路模拟数据转换成相应的数字量,便于对数据进行处理。如ADC0809转换器是将8路模拟输入信号转换成8路数字输出信号,它所用到的电源是+5V的电源,因此模拟输入的信号应该在0-5V之间,它的转换时间是64个时钟周期,并且采用的是脉冲的方式的起动转换,上升沿的时候清零,下降沿的时候开始转换,它和微处理器采用中断的方式进行数据传递,并且这两者之间是直接相连的。
为了保证家电的温度过高,需要进行温度的测量和控制。温度测量一般采用热电偶、红外线等,它是将测出的温度信号转换成电信号输出,其中温度和电压之间有一定的对应关系,它的温度测量范围在0-1000。C,输出的电压范围是0-41mV。温度控制是控制继电器的动作来控制外风机、压缩机、四通阀的运行。
目前,智能家电的功能和信息量逐渐增大,但是人机交互界面在设计上却跟不上要求,所以需要加强人机界面的设计。人机界面在设计时要根据人们的心理、人体工程学程需要、各种符号等知识对人机界面进行研究、设计和测试,使设计更加贴近生活,便于操作。
智能家电的通信技术设计包括两个部分:通信接口的控制和通信的控制。通信接口的控制大多使用的是集成电路,应该将高性能的集成芯片应用与智能家电中,这样才能使家电的控制更加灵活方便。常用的集成芯片有ARM芯片、电力载波控制芯片、单片机等,当然在选择是还应该选择功能强、价格低、能耗又较少的芯片。通信控制可以采用家庭网络和无线遥控技术。家庭网络就是用家庭内部的局域网或者互联网将各种家电进行统一控制;无线遥控技术就是运用红外辐射传送各种控制信号,控制家电动作。
可控硅分为单向可控硅和双向可控硅。单向可控硅只能用在直流电路中,双向可控硅则可用于交流电路中。可控硅采用三个PN结,既P1N1P2N2这四层结构,它的等效电路图如下图2所示。由于可控硅的工作状态只有导通和关断,因此可以看成开关来使用,但是需要一定的条件。当可控硅的阳极电位比阴极电位高,并且控制机的电压和电流超过一定值,可控硅才能导通,若要维持可控硅一直导通,需要保证其阳极电流一直大于维持电流,若要使可控硅关断则需要保证阳极电压比阴极电压小,或者使阳极电流小于维持电流。
蜂鸣器主要是用于报警,它分为压电式和电磁式两种。压电式的蜂鸣器是应用能在压力和电流之间相互转换的压电陶瓷,它的原理是在压电陶瓷上通入一定的电流,使压电陶瓷发生微小的变形,此时使空气发生振动,当达到一定频率时,就能产生人耳所能听见的声音。电磁式的蜂鸣器的组成部分有振荡器、磁铁、线圈、振动膜以及外壳,它是通过通电振动发声的。
综上可以看出,智能家电的控制技术有了一定的发展,但是随着人们对自动化和智能化程度的要求不断升高,控制技术需要不断地提高。本文主要介绍了智能家电的发展以及控制原理,对智能家电的各种控制技术进行了分析,希望智能家电的控制技术能够进一步提高,为智能家电的发展提供一个更加广阔的平台,我相信智能家电的发展会更上一层楼。
[1] 王晓玲.远程智能家电控制系统的研究[D].天津:河北工业大学,2007.
[2] 安琪,王勇,付凤平.智能电网中的智能家电应用浅谈[J].电子制作,2013(22).
进入2014年,中国家电业每天都有“智能”新品问世。从空调、冰箱到洗衣机,所有的家电产品都和智能、互联网有着千丝万缕的联系。不智能、不家电,是中国家电业目前最真实的写照。
用智能引领一个行业,科技创新改变了生活方式。但是,智能化同样存在着问题,最重要的是,智能家电的导入导出接口以及同类产品之间能否互联互通,成为智能家电最重要的一道门槛。
面对智能家电的升温,有的家电企业已经发出声音。以空调为例,春兰(集团)公司高级副总裁刘亚夫呼吁空调产业在智能时代的竞争应回归用户需求和产品创新的发展原点。
不能为智能而智能,实用主义是检验产品最好的砝码。在大多数普通民众看来,2014年似乎是一个中国家电智能元年,每一个家电企业都有不同品类的智能产品问世。然而事实上,中国家电智能早在10年前就已开启。
2004年7月26日,由“数字电视接收设备与家庭网络平台标准工作组”的部分骨干成员单位发起,共同成立了“中国家庭网络标准产业联盟”――IToDHome(简称“e家佳”)。彼时海尔集团担任“中国家庭网络标准产业联盟”秘书长一职,力推中国家电智能化。
“e家佳”是以家庭网络系统为中心,以完善的产业链形式搭建起家庭网络系统平台,它的诞生是当时自有技术标准争夺战的一个缩影。当时的“e家佳”亦是今天智能化的前身。
2005年,“海尔e家”问世。“海尔e家”是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台,是在家庭范围内,实现信官设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安(监控)装置及水电气热表设备、家庭求助报警等设备互联和管理,以及数据和多媒体信息共享的系统。中国家电智能化的前世
10年前的“中国家庭网络标准产业联盟”是由海尔康集团、清_华同方、中国网通、上海广电集团、春兰集团、长城集团、上海贝岭七家公司发起组建。
联盟以家庭网络系统为中心,包括电子、家电、通讯、计算机、网络运营等多领域企业,以完善的产业链形式共同搭建起家庭网络系统平台。
针对当时中国家电行业的特点,联盟创新I生地提出了“设备描述文件”的方法,并将该商去纳入《家庭网络设备描述规范》中,可以方便地使不同厂家生产的产品实现互联、互通、互操作,对于中国家电企业未来的健康发展具有重要的战略意义。
海尔内部人士透露,10年前海尔已经将家电智能化纳入重要的战略目标。在当时,绝大多数家电产业还未产生智能化意识的前提下,海尔洞察到未来家电产业的发展,提前布局。“海尔e家”的构想,就是帮助消费者实现互联互通,资源共享。
业内专家分析认为,10年前海尔研发的智能家电,已经起到了引领作用,开启了―个智能时代。应该说,中国智能家电以“海尔e家”为标志性事件。10年时间,海尔在智能产品上具有鲜明的时代特征和创新符号。
2014年3月17日,上海家电博览会期间,海尔推出的“U+智慧生活操作系统”再次引领行业,成为当天博览会期间最大的亮点之一。
海尔家电集团副总裁王哗表示,U+智慧生活操作系统为所有企业提供了一个统一的标准和丰富的资源支持,并且背后有U+智慧家庭互联平台、U+云月胳平台、U+大数据分析平台作为强大支撑。智慧生活操作系统为用户提供了一个快速体验智慧生活的入口。用户在这一系统上可以简单便捷地组建自己的个性化智慧家庭,也就是说,未来有1亿个用户就有1亿种智慧生活。
从智能家电到智慧生活,科技创新不断影响并改变着民众的生活方式。从满足到创造,海尔用智能成为生活的风向标。
中国网民的迅增加、城镇化提速,都是家电智能化最显著的特征之一。表面看起来,中国家电智能化具有很大空间,但在实际操作中,中国家电智能化面临困惑。
“有些家电产品都不希望导入不同的产品。比如一个消费者家庭有不同的家电产品,要实珊塞几个产品的互联互通,需要厂家、运营商等都要开放端口,共同协作,只有这样才算是真正意义上的智能化。现在的情况是,家电厂商和互联网企业(电商)、运营商之间合作密切,然而涉及到同行之间彼此端口的开放还存在问题。这是目前中国家电智能化最大的困惑,如果彼此不开放平台,智能化的实际操作就无法真正落地。对于消费者而言,他们眼中的智能化就是需要彼此不同的产品互联互通。”一位业内人士分析说。
当然,由于不同家电产品形态,其智能化程度则有明显区分。奥维咨询(AVC)研究副总监王亮亮认为,白色家电的智能化进程慢于彩电,一是没有彩电的显示功能;二是目前的智能白电更多是单个终端的智能化,远程开关等简单的智能操控,不会给白电带来较大溢价;三是即使是同一品牌,多个白电产品之间整体协作性不高。
智能家电要“落地”,实现大规模应用,一看价格是否为普罗大众接受; 二看用户体验是否足够好,让消费者愿意为智能功能买单。在智能家电平台搭建方面,中国、日本、美国、欧盟和墨西哥的家电协会正在商谈合作,其中一个重要内容就是协调智能家电标准。不管什么品牌、什么智能家电产品,希望接口标准统一,同时提高电网效率。中国家电协会理事长姜风说。
中国家电智能化的困惑在于,平台的搭建和端口的开放,这在一定程度上影响看中国家电智能化的进程。
这似乎是―个行业的共性问题。不过,在智能家电领域,海尔毫无疑问地起到了领头羊的作用。在平台搭建和开放程度上,海尔已经给出了明确的态度:海尔将通过开放平台的建设,为所有家庭提供全产业链的产品、应用和服务解决方案,让更多的合作伙伴甚至是同行分享这―生态圈带来的商业价值。
上市至今三年,以无线产品起家的深圳雷柏科技股份有限公司(以下简称“雷柏科技”),在一系列智能穿戴设备、智慧城市的洗礼之下,正致力于将公司打造成为一家互联网智能家庭平台。
2008年“雷柏(RAPOO)”开始频繁出现在各大IT网络媒体的版面上,合理的渠道建设计划再加上信息时代的广告助推,外加相比竞争对手更大的利润空间。一时之间,雷柏的总商、分销商、零售商纷沓而至。在这一时期中,雷柏凭借优秀的推广营销建立了较为健全的渠道体系,同时也建立起了外设产品的自主品牌。广发证券分析师惠毓伦分析认为,凭借着渠道、品牌和营销上的协同效应,雷柏未来进军移动周边外设业务有望同其竞争对手罗技公司一样延伸其品牌价值,从而获得新的增长点。
2011年4月,雷柏科技正式登陆深交所。作为国内电脑无线外设技术领域的专业厂商,雷柏科技主要致力于向全球PC使用者提供高性能、高品质的电脑无线外设产品。
其实,早在2007年以前,这还是一家主要为国外客户提供OEM/ODM的贴牌生产商。从2007年开始,公司推出“雷柏”自主品牌2.4G无线键鼠产品,也由此拉开了国内2.4G无线外设普及的序幕。
从这之后,就像前述所言,通过一系列的网络媒体轰炸式的曝光和品牌广告的推广,公司这一自主品牌产品迅速得到国内市场的认可,市场占有率快速提升。之后,形成一系列规模化的自主品牌+海外贴牌生产的生产、销售模式。到目前为止,公司自主品牌的“雷柏”系列产品在国内无线键鼠行业市场占有率排名第一。2010年公司又推出了无线手柄、无线耳机等无线系列产品,并率先推出“蒲公英”技术及5.8GHz无线技术等行业领先技术。截至目前,在中国的无线键鼠市场上,雷柏科技和其竞争对手罗技公司已然形成了这一行业内的两大寡头势力并存的局面。
随着国内外一系列无线移动应用产品的需求上涨,雷柏科技近年来不断扩张旗下无线键鼠、音频、游戏手柄产能。2011年,即公司上市后不久,雷柏科技便宣布投资2.59亿元打造“键鼠产品建设项目”,当时预计这一建设产能将达2500万套/年。该项目完全达产后,预计能为公司新增营业收入8亿元,新增净利润9133.28万元。
除此之外,又以7450万元投资“音频(无线音箱与耳机)产业化项目”,同时投资5020万元建设“无线游戏手柄产业化项目”。完全达产后,音频项目预计将为雷柏科技新增营业收入3.6亿元;而后一无线游戏手柄项目,则预计可以为公司带来9600万元的营业收入。“公司募投的这几个项目一旦投产后,将有效的缓解现有的产能瓶颈,并成功切入无线音频和游戏手柄市场,扩大现有市场空间”,公司证券代表邓凤霞告诉笔者。
爱建证券分析师朱志勇分析认为,在主营业务方面,雷柏科技已不再局限于最传统的PC用键鼠业务,而开始研发、生产与平板电脑、智能手机等移动智能终端相匹配的外设设备,包括无线键鼠、无线音箱、无线耳机等。“我们预计公司的无线业务将有一定程度的增长”。
有媒体报道,目前在全球市场上Apple TV有较高的市场占有率,在美国其占有率达到56%,此外Google也推出有Google TV,微软、索尼、亚马逊等厂商也有推出相应机顶盒产品的计划。但受制于各国政策与信息屏障,智能机顶盒有较强的地域壁垒,如Apple TV在中国区的资源库里几乎没有任何资源可供使用。因此,国内本土品牌在开发智能机顶盒上有绝对的地域优势。目前国内市场上有小米盒子、乐视TV等,同时各大彩电企业在推出智能电视的同时也推出相应的智能机顶盒。
2014年3月,雷柏科技与未来电视有限公司正式签署了互联网电视业务合作协议,合作期限一年。未来电视是央视国际网络有限公司(中国网络电视台,英文简称CNTV)旗下公司,拥有互联网电视业务经营牌照资质,在此次合作中负责互联网电视业务的整体运营和管理,提供符合广电总局要求的内容服务平台和集成播控平台。按照合作协议,雷柏科技公司则负责设计、生产、推广、销售、物流配送合作的互联网电视终端产品,同时提品的安装、维护、培训用户等服务。
其实早在2013年5月,雷柏科技便已与CNTV有过战略合作。当时,通过与CNTV的合作,雷柏科技旗下一款名为“雷柏RATV无线家庭娱乐中心”的跨界家庭娱乐终端设备,也由此顺利进入国内智能电视领域,并成为获得广电总局放行相关批文的新一代智能电视盒产品。笔者了解到,RATV采用的是多点触控板的遥控器,便于不同的人群操作;除了提供视频之外,该套终端设备还能提供新闻、游戏、图片浏览等应用。
此外,RATV不但可以使用遥控器进行操作,也可以通过Android和IOS等移动终端控制。在播放网络视频外,RATV的另一个核心功能则是跨系统多人、多屏共享,这也意味着无论你是手持Android操作系统的手机,还是使用iOS系统的苹果电脑或pad,都可以通过RATV将照片和视频投射到电视、投影仪等显示设备,可极大范围的应用于商务会议及家庭娱乐等领域。
在智能电视的基础之上,雷柏科技还将产品线触手伸向其关联领域,并打造互联网智能家庭平台。2014年3月28日,雷柏科技宣布,拟以不超过1500万元投资入股苏州运智互动科技有限公司,增资后雷柏科技将取得运智互动的20%股权。
笔者了解到,运智互动此前主要致力于创新型健康体感游戏的研发与运营,是国内体感游戏领域的领先企业之一,目前正以RATV2代智能电视盒子为核心积极打造互联网智能家庭平台。运智互动在苏州、上海均建立了研发和运营团队,是国内体感游戏领域的领先企业之一。运智互动在2013年度实现主营业务收入203.33万元,净利润则亏损27.91万元。即便如此,雷柏科技却依然坚持与运智互动的合作。
公司证券代表邓凤霞表示,通过与运智互动合作,雷柏科技的RATV2代可以深度整合体感游戏,并将逐渐衍生出一系列软硬件结合的智能终端产品,可进一步丰富基于电视特性所开发的电视游戏内容。
有业内人士表示,即便与罗技科技形成了国内无线键鼠产品的两大寡头,但是雷柏科技
依然需要调整其产业布局,进军智能电视产业不失为一个良好的转型选择。“虽然雷柏科技的盈利能力整体高于行业水平,但是调整产业布局是整个行业的大势所趋”。
而让雷柏科技不得不面对的一大现实便是自上市以来,公司营业收入及净利润的逐年下降。公开数据显示,雷柏科技的营业收入正以平均每年15-20%的速度下降,从2010年的64942万元下降至2013年的40010万元,三年负增长率38.4%。除此之外,公司净利润也从2010年的11009万元下降至2013年的3339万元,三年负增长达69.67%。
你知道USB还可以有什么疯狂的作用吗?可以热咖啡,可以接上电风扇等等…现在这款可以使用USB供电加热的微波炉可算是世界上最小的微波炉了,不过你不用寄托它能为你加热什么大餐。因为他的体积大约只有150×160×190 mm,加热一杯热饮应该还可以,这样也能为忙碌的工作狂带来不少的方便。不过你可别看它小,售价可比正常大小的还贵,大约160美元!
这是一款名为Finder的概念终端寻找器,它由主终端和标签贴两个部分组成,只要将平时我们使用的东西贴上便签贴,之后就不用当心自己在里面乱丢东西了。不管你是把它丢到了床下面还是沙发下面,通过主终端都可以轻松的找到。
这款概念寻找器的确非常方便,对于和编者这个马大哈一样经常丢三落四的同学很有用哦,估计有了它就找东西一找就能找到了吧。
2011年伦敦设计节期间出现了一款由植物藻类提供能源的台灯,这款灯由可种植植物的桌子和LED台灯组成,由剑桥大学设计师和科学家共同开发。
这款设计是在一块透明的玻璃桌面下种植有苔藓和藻类植物,由这些植物产品能源供给桌面上的台灯使用。目前这样的概念已经被实现,但是推广应该还需要更多的时间。
常常在野外看到一些野生蘑菇长很是漂亮,不过据说颜色越漂亮越艳的蘑菇就越有毒哦,可不要因为它长的好看就采摘回家整个野蘑菇炖鸡哈。
这一系列的蘑菇形LED灯也是非常好看,亮着的时候缤纷的色彩作为室内的装饰在合适不过了,看上去也非常的唯美,看到它们是不是会有一种心灵上对美感的共鸣呢!来自于大自然的创意,其实大自然才是最优秀的设计大师。
相关数据预测,2016年智能家居领域将有接近3.4亿件联网设备投入使用,与2015年相比翻近一倍。而家用电器作为现代消费居家和智能物联生活中的利器,成为不可或缺的一部分。
中国家电行业近两三年最火的一词莫过于“智能化”,市场上随出可见所谓的“智能家电”标签,商家促销中也大肆强调家电的智能:人在外即可通过手机远程控制洗衣机进行衣物洗涤以及查看洗衣状态,回家前就可以开启家中的空调、热水器,甚至直接在冰箱上就可以完成在线食物采购。这些“智能需求”可谓新奇也很美。但真正的智能家居、智能家电,对于普通家庭和消费者来说,并没有真正的智能化体验落地,造成了智能家电市场“叫好不叫座”的局面。分析主要存在以下几个方面:
首先,使用范围不够广泛,移动换联网普及但家居业等智能化普及还远远不够,国内消费者对智能家电的接受程度并不算高,相对庞大的智能家电市场难以被仅有的一部分消费者群体支撑起来。造成智能比非智能家电贵不少,而企业开发成本大受普及程度相制约,过高的制造成本、过火的营销传播费用,使售价居高不小,不亲民,形成消费者望而却步的试探阶段。
其次,缺乏对智能标准的定义,因为标准的缺失和不一致,家电企业各自为战,产品无法互联互通,而消费者选择家电产品考虑各自领域的强项和专业性,选择的品牌及产品不一致,并且市面上智能家电单品不少,企业在产品上市前推出各自产品相关的独立APP,由于几乎每个智能硬件都需要单独的APP进行控制,导致用户活跃度低也限制了家电智能化统一的发展。
第三,产品性价比低,功能缺乏吸引力,个性化需求和使用习惯不匹配。导致市场上大多数产品和实际应用需求相互脱节。
伴随着网络、通信技术的成熟,以及智能化技术的不断提高,智能家居将迎来一个高速发展时期,传统的家电企业、互联网公司甚至投资、创客都视智能家居为最活跃的蓝海,在未来,智能家居的普及会更好的互补拉动智能家电的发展,
提供更广范围、更互动化、更创新化以及更智能化的服务,它能够集便利、安全、舒适和节能等优点于一身,结合人机界面技术、传感技术和网络信息化技术,将人们引入到集衣食住丰富的功能性、娱乐性和个性化智能家居家电网络生活。而物联网、云服务等将成为未来智能家电技术的主导,智能家电会结合外界环境、室内情况和能源利用量等信息,实现资源共享。这种全覆盖式家庭电器网络会被越来越多的家庭引进并使用,并且逐渐扩大到整个社区和跨地域的虚实生活。
网络时代,人们的生活方式随之发生改变,加快的节奏,工作的压力,空闲时间越来越珍贵,家电的智能化解放双手,享受生活,成为人们接受智能的主要动因。而智能家电的设计初衷就是为了更好地为用户提供服务,使产品与人与空间更好的融合共生。
以用户需求为中心,智能家电可以感应周围环境。在没有指令任务时,智能家电会处于休眠状态,它能够根据实际情况作出调整,达到应有的工作状态。应用在空调中的自清洁技术就是一个很好的例子。 这种通过自学习、自感知、自协调、自诊断、自校正的智能效用技术,给用户带来安全、可靠、舒适、易用、节能的增值体验,真正实现可持续性发展。
目前智能家电产品同质化非常明显,虽与传统家电相比在技术上有很大突破,但依然忽略了家电的内在情感需求。在智能产品设计上,设计者应该首要考虑的需求体验就是增加情感体验、人性化设计,尤其是场景体验的设计。关注精准的现代消费群体,运用用户角色与场景,挖掘真正的用户需求。这是智能家电产品的关键。
如中国千禧一代(1984-1995年)逐渐走向社会,中国新一代消费者的购物方式独具全渠道特色,平均来看,每个消费者的购物行为中有3-4个可能与互联网有关的激发点。喜欢追新的年轻人,一台功能齐全的智能电视则是上乘之选。比如错过了精彩的电视剧,还可以在在线点播平台中点播观看,十分方便。而休息之余,网购、点餐都方便快捷,还可以在大屏电视上玩3D甚至是体感游戏,健身、美食、娱乐都不误。
人与物”间的交流,以产品软硬件亲和力设计,使智能家电产品焕发,新的社会条件下,现代生活方式的演变对家电设计的需求已不再是基本的功能满足,依据哲学、科技、经济文化的渗透和心理学等方面的探讨其设计理念和方法,进行亲和力设计为智能家电产品焕发无限光彩和营造温馨生活空间。
案例:以H公司的智能馨厨冰箱为例,它不仅担任着食材管家的角色,且搭载了人体感应模块,设计中融入TFT屏、音箱等功能。使人机可以交流,问天气、问菜谱,甚至可以进行电商平台的食材采购。当然还有一些人脸识别、手势识别、QQ物联以及杀菌可视化等与消费者实际需求场景相结合的智能体验。
智能家电的亲和力设计原则,还要从界面设计、交互方式、内涵寓意、感官体验等多维度进行设计,让家电变得更智能,更便捷,更加具有亲和力。如传感器、声控、显示屏等技术的普及和运用,语音互动、彩屏触感互动等的延伸,让智能产品不再仅仅是满足寻常需求的一层连接,更成为人和需求服务的直接的联接互动。
互联网电商平台除了线上销售产品,打造智能家居平台,充当第三方服务平台脚色,将分散的智能硬件控制程序集中起来,让一个APP可以控制各种硬件,从而使智能硬件的管理和使用变得更加方便。当然,消费者不一定都通过这个平台来购买产品,也不需要购买仅一家品牌的产品,只要品牌商互相设定可以接入相同的APP,就可以实现一个平台上的智能操作,这或许也是传统制造商和互联网企业平台结合,给消费者和企业带来双赢的最佳途径。
综上所述,智能家电的发展虽然目前仍存在一些问题,但是不可否认为广大用户提供了极大的便利,而且其发展前景是良好的。如今各大家电厂商纷纷加大研发投入,智能家电行业专利数量不断增长。随着科技水平的不断提升,家电智能化的程度也越来越高,内容也会越来越丰富,相信智能家电的发展还会有更大的飞跃。
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随着科技的进步和生活水平的不断提高,人们对家用电器的要求已经从最初的仅追求家电的专一功能转向对家电智能化、便捷化的要求。而智能家电的出现恰恰可以满足人们在这方面的要求。相较于以往传统的家电设备,智能家电设备因引入了微处理器技术、传感器技术、网络通信等技术而使家电具有了拟人智能的功能。智能家电通过传感器和微处理器来捕捉和处理信息,它除了可以根据家居空间环境和用户需求自动设置和控制外,还可以根据用户自身的习惯进行个性化设置。智能家电具有智能化、易用性等特点,在很大程度上实现了家庭生活的智能化、便捷化,满足人们对舒适、便捷生活的要求。现在有越来越多的智能家电产品进入了普通家庭之中。
智能家电之所以具有智能化的功能,究其原因主要由于其内部含有一个具有快速存储和处理数据功能的微型处理器。目前随着电子技术和信息技术的发展,单片机具有的微型、低功耗、低成本的优点可以很好的满足智能家电对微处理器的要求。因此单片机在智能家电中得到了广泛的应用。
单片机又称单片微控制器,它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、程序存储器RAM、数据存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成了一个片上微型计算机系统。单片机不是为完成某一个特定的逻辑功能而设计的芯片而是利用集成电路技术将一个计算机系统集成到一个芯片上。简单的讲单片机就是一台除去设备的计算机。它体积小、质量轻、价格便宜、能耗低,为学习、开发和应用提供了一个便利的条件。
单片机最初应用于工业控制领域,近年来随着人们对设备智能化要求的提高,现已广泛应用于人们生产生活的各个领域,如智能仪表、通讯设备、智能家电、导航系统等领域。单片机可以用c语言等多种编程语言对其进行逻辑编程,起到了简化逻辑控制电路的功能。因此传统设备一旦用上单片机就能起到使产品升级换代的功效,实现产品智能化的要求。
现在的智能家电产品基本上都采用单片机控制。单片机以其质量轻、体积小、适应性好、可靠性高的优点在智能家电领域得到了日益广泛的应用。在智能家电中用单片机取代传统家电的机械控制部件,并用性能可靠的传感器采集信息可以使传统家电具有智能化的功能。如能感知光线强度和人置,选择光线亮度的智能台灯;能够根据用户需要自动存储节目的智能电视;能够自动识别衣物可以和用户交互的洗衣机等。这类具有高智能的全自动家电充分发挥了单片机和家电控制系统融合的优势。
下面针对上面提到的这类智能家电,我们就简要介绍一下单片机在智能家电中的应用。希望能够起到抛砖引玉的作用,为读者提供一点启发。
台灯是人们生活中必不可少的照明设备,传统的台灯无法自动识别环境状况使用时需要手动开启非常的不便。而最新式的台灯内部含有传感器感应电路和单片机控制电路具有智能化开启的功能。这种智能台灯内部含有红外传感器和光电传感器,负责监测环境中人员走动和光线强度并把检测的信号传递给台灯中的单片机中,经单片机判断处理后控制台灯的关灭。当光电传感器检测到光线较暗且红外传感器检测到有人员在附近时,单片机通过预先设定的程序自动开启台灯并选择合适的照明亮度,当用户离开时自动关闭。这类台灯利用单片机控制使台灯具有了智能开启关闭的功能方便了人们的生活。
长虹数字网络回放电视以计算机硬盘为存储介质,采用数字编码技术,可以将正在播放的电视节目经数字压缩后自动存储在硬盘上,从而实现智能回放的功能。当用户有两个喜欢的节目在不同电视频道同时播放时,用户只需事先按下遥控器上的记录键,电视中内置的单片机就会执行预先设定的程序,对电视频道进行筛选并经数字压缩后存储到硬盘中,为用户营造一个家庭电视台的真实效果。
日前韩国LG电子了一款高端智能洗衣机,这款智能洗衣机利用传感器、单片机和通信模块可以实现用户与洗衣机的实时交互,使用户可以在外控制以及监控LG智能洗衣机工作。当用户在外时通过编写清洗模式,智能洗衣机就可以进行洗衣,当用户回家时,洗衣工作就已经完成了。编写“你在干什么?”用户就可以收到洗衣机的实时工作状态。这种技术也可以应用到空调、冰箱上,可以使不同的家电产品进行通信让生活变得更智能。
目前单片机除了在智能家电中得到了普遍的应用,在防火、监控等领域也得到了广泛的应用。可以说在我们的现代生活中几乎很难找到有那个领域没有用到单片机。另外随着信息技术和互联网技术的发展,单片机和蓝牙、zigbee等无线通讯技术结合可以实现不同家电之间的信息共享。相信在不久的将来单片机可以让我们的生活变得更加便利、更加美好!
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(1)网络化功能。各种智能家电可以通过家庭局域网连接到一起,还可以通过家庭网关接口同制造商的服务站点相连,最终可以同互联网相连,实现信息的共享。
(2)智能化。智能家电可以根据周围环境的不同自动做出响应,不需要人为干预。例如,智能空调可以根据不同的季节、气候及用户所在地域,自动调整其工作状态以达到最佳效果。
(3)开放性、兼容性。由于用户家庭的智能家电可能来自不同的厂商,智能家电平台必须具有开发性和兼容性。
(4)节能化。智能家电可以根据周围环境自动调整工作时间、工作状态,从而实现节能。
(5)易用性。由于复杂的控制操作流程已由内嵌在智能家电中的控制器解决,因此用户只需了解非常简单的操作。
智能家电并不是单指某一个家电,而应是一个技术系统,随着人类应用需求和家电智能化的不断发展,其内容将会更加丰富,根据实际应用环境的不同智能家电的功能也会有所差异,但一般应具备以下基本功能:
(2)消费电子产品的智能控制。例如可以自动控制加热时间、加热温度的微波炉,可以自动调节温度、湿度的智能空调,可以根据指令自动搜索电视节目并摄录的电视机/录像机等等。
(3)交互式智能控制。可以通过语音识别技术实现智能家电的声控功能;通过各种主动式传感器(如温度、声音、动作等)实现智能家电的主动性动作响应。用户还可以自己定义不同场景不同智能家电的不同响应。
(4)安防控制功能。包括门禁系统、火灾自动报警、煤气泄漏、漏电、漏水等。
(5)健康与医疗功能。包括健康设备监控、远程诊疗、老人/病人异常监护等。
1994年一家新加坡公司在国内销售的名为“万智能”的多媒体电脑大概算是国内第一个提及的智能家电的雏形,它通过电视卡,将电脑和电视结合起来,这是一种很不错的创意。其后很长的一段时间内,智能家电的产品都没有太多的概念突破和产品突破,直到1998年,微软公司推出了“维纳斯”计划,才掀起了新一轮的高潮。“维纳斯”是一种集成软硬件的机顶盒装置,它通过廉价的费用,使电视成为电脑的显示器,从而实现电脑的互联网应用功能。但是由于机顶盒并不能适应国内市场的应用需要,虽然在微软的强大影响下,电脑厂商也拿出了积极配合的姿态,但在机顶盒装置热闹一阵之后,就趋于势微,并没有形成微软期望的市场规模。但是在这一连串的市场运作之后,直接地影响了家用电脑的大规模普及。而随着家用电脑的开始普及,家用电脑的应用迫切需要扩展。在这个时候,长期观察IT行业的家电企业开始介入电脑制造业,海信、TCL、厦华等企业开始大规模地进入IT行业,在家电领域重量级厂商的影响下,智能家电的概念逐步清晰起来,智能家电的研究和开发出现了新的高潮。
许多计算机、通信、家电行业的巨人都认识到智能家电的巨大市场潜力,纷纷进入这个领域。Cisco,Intel,Nortek Motorola,Lucent,3Com,IBM,Ericsson和松下等公司都已开始建立智能家电和智能家居公司。根据美国一家权威市场调查机构预计,2003年,建设网络化家庭所带来的市场总值将高达4500亿美元,其中3700亿美元是智能家电硬件产品的价值,其余是软件和技术支持服务的费用。
它可以通过设在家庭内的控制面板、电话或连网的计算机来监控智能家居的报警系统、照明系统、智能家电和智能调温设备。STARGATE的家居自动化系统:它可集中控制照明、报警、室温调节、家庭影院、视频/音频、语音邮件、监控、灌溉等系统,还允许通过网络更新控制程序,无需通过更换EPROM就可完成软件的升级。NI智能家居系统:主要有三类产品,OMNILT,OMNI,OMNIPRO,分别适用于普通家庭、办公室及高级住宅。可用于协调控制这些地方的照明、调温、保安等系统。所有OMNI产品都配有内置的串口,可用来与Internet连接。用户可借助于公司的软件Web-Link,通过网络对控制器进行设置。ALdeluxe智能家居系统:它在PC机上集成了家居系统的所有控制,包括电灯、设备、空调系统、电话、保安系统、家庭影院和互联网系统等。用户可以在任意地点通过声控实现对这些系统的控制。由于公司是通过房间里现有的电源线从PC机上传送命令,用户不需要对房间进行重新布线 Vantage家居自动化系统
用户可以控制照明、保安、音频/视频、制冷、保暖、窗帘、水泵、喷泉和汽车等系统。
在国外智能家电的迅猛发展趋势的影响和刺激之下,我国众多的家电生产和制造商也不断涉足智能家电的领域,并取得了长远的进步和发展。
长虹数字网络回放电视以计算机硬盘为存储介质,采用最新数字编码技术,将正在播放的电视节目经过数字压缩后自动存储在硬盘上,从而实现回放功能。其长达90小时的存储时间和DVD画质完全取代并超越了传统磁带录像机,营建了一个家庭电视台的真实效果。当两个你都喜爱的节目在不同电视频道同时播放,或因事错过节目播放时间时,你只需提前按一下电视机上的记录键,长虹网络回放电视就会自动“记录”下节目内容。长虹数字网络回放电视系列产品中,还有可以上网、收发E-mail、接收全数字卫星及电缆电视信号、播放DVD碟片等不同功能组合,并可发展成为TV-PC,成为家用娱乐、教育、游戏、网络多媒体中心。该回放组合还可配合CMOS摄像镜头及运动检测技术构成保安黑匣子,广泛用于公安、交通、银行、仓库、居民小区的保安系统,可存储长达三个月的图像监控内容。
海尔网络家电主要包括微波炉、空调、洗衣机和冰箱。在多次展示会上进行了展示。2001年9月,在青岛举行的“海尔蓝牙网络家电技术”会上,爱立信与海尔集团宣布共同开发蓝牙网络家电。蓝牙网络家电是新一代网络家电产品,它将实现对家电的集中遥控。届时用户只需手握一个遥控装置就能实现对所有家用电器的遥控。由爱立信和海尔共同开发的蓝牙网络家电基于爱立信蓝牙本地信息点技术(BLIP)。这种技术将被用于联结不同的家用电器,如洗衣机、空调、洗碗机、微波炉、电热水器和冰箱等。用户可以通过中央平台自由操纵这些电器。省去了很多麻烦。海尔一直设想将网络家电更进一步,就是将有线连接改成无线连接。此次于爱立信公司合作,使这一设想变为现实。据了解,爱立信在此次与海尔的合作中,将提供芯片,配套软件及开发工具等方案,并调集了其在瑞典、北京、大连的蓝牙技术专家,与海尔设在青岛中央研究院的项目组一起,目前已经完成了蓝牙网络家电的开发任务,同时也首创了蓝牙及家电开发的世界记录。
2001年9月26日,联想第一款家电产品“天乐”正式发售。蓝色家电是融合IT技术的新型家用电器,也是围绕传统家电基础产生的性能更为强大的新一代电器。在专家看来,蓝色家电的范畴相当之大,家电产品只要能够与因特网相连结,都可以被称为蓝色家电。据介绍,天乐是联想百余名工程师历时三年的心血结晶,它专为满足中老年人用户对网络、信息服务的需求而设计定制的,是高科技服务于中老年人的典范产品。它首先是将国际最先进的表面声波技术(TouchEasy)和全屏手写识别(ScreenWriting)融合在15英寸的显示屏上,不仅可以通过触摸实现产品的所有功能,而且可以在屏幕上书写汉字进行文字输入。其次,天乐采用嵌入式系统和小巧的一体化设计,只需一根电源线和一根电话线(或网线),即开即用,可随时关机,并且安全可靠、维护容易,跟电视机一样,使用三年五载坏不了一次。用户只要通过1个小时左右的自学,就可以使用天乐自如地在网上畅游了。
清华同方ASTB1000机顶盒是深圳清华同方与多家跨国公司、海外研发机构共同研制开发的宽带智能家电产品,也是清华同方E-Home“数字家园”战略的延伸。它以普通电视机为主要显示设备,具有交互式视频点播、DVD播放、Interent浏览、收发电子邮件等功能,支持宾馆酒店、住宅小区视频点播系统,小区物业管理、综合服务以及卡拉OK、多媒体教学等多种应用和业务类型,可为用户带来宽带多媒体网络的全新享受。据了解,清华同方ASTB1000的基本配置为10/100M的以太网,操作系统为WINDOWS98/WINNT,并可选配ADSL或Cable Modem以实现电信网或有线电视网的高速接入,利用高带宽接入和MPEG-1/MPEG-2视频解码技术实现数字视频节目的点播,达到高质量的视听效果。其以浏览器为基础实现用户界面和管理,支持多语言、多字体功能等,具有智能的网络在线版本升级功能,并以接口的通用性和开放性为二次开发商和系统集成商提供了方便的二次开发环境。深圳清华同方智能家电融合了宽带接入技术、嵌入式软件技术及人机界面技术。
方正申越,闪亮碧海蓝色的时尚色彩及流线造型,不同的型号拥有不同的配置,内置上网帐号,赠送自电脑生产日期起长达半年的不限时免上网费网络接入服务。率先用远程智能家居控制技术,可学习各种家电的遥控功能并进而取代各种遥控器,可连接门禁系统和各种报警器材,对家庭安全进行监控并可自动报警,通过远程智能家居控制技术,家庭主人即使远在千里之外,只要拨通家中电话,就可以通过家庭网络来调控各种家用电器,在住宅内外传输视频和音频信息,监控家居安全状况。
海信描绘的未来Smart E-Home里,个人计算机PC将变异为HDC(Home Data Center),HDC可以理解为智能家庭的服务器,也可以理解为家庭数据处理中心,即家庭的网关。所有的智能家电将成为HDC的终端,通过HDC来控制和改变智能家电的开、关、工作程序和状态,使得高科技的人性化、智能化的性能可以共享,通过一台HDC和智能家电互联,可以节约空间、降低成本、简单易用,大大减少人的操作和信息传递的复杂。海信的海景二代家居控制电脑,就是海信Smart E-Home进程的开路先锋。作为智能家庭控制中心的“e家中心”,海景二代可以利用家用电器里现有的红外信号功能,对家电进行智能化控制,另外,电脑还可以连接家庭报警系统,并自动对家庭安全实施监控和报警:相处异地的人还可以进行视频交谈,即通话时不仅闻声,还可见人。海景二代的另一个突出特点是具备“服务一指键”功能,当用户在操作遇到困难时,按下此键,可以自接通过BBS或E-mail联系到海信计算机服务中心。
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当前,世界家电企业与IT企业格局正经历一场深刻的变革。随着互联网、物联网、云计算等技术在家电领域的不断创新应用,人们对用手机遥控的空调、自动提示食品保质期的冰箱、采用云计算技术的互联网电视等智能家电表现了持续的兴趣和关注,并对其广泛推崇,进行研发使用。作为IT业界标志性的突破成果,云计算技术在家电领域里最成熟的应用莫过于电视,一块块的“云”,使消费者不但可以随时收看海量的影视节目资源,也使得电视和电脑这两块屏幕之间的区别越来越模糊,而且通过云计算技术,消费者可以远程监控查询冰箱内的实物情况,云冰箱还可以自动将冰箱信息告知用户,若消费者将自家冰箱与超市管理系统或蔬菜供应机构的营销系统进行对接设置,食品供应机构就会收到冰箱发出的蔬菜、水果或家禽、肉类等食品不足信息,自动为消费者配送食物。同时,随着三网融合不断深入,即电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中,通过相应技术改造,三大网络的技术功能趋于一致,业务范围日益趋同,实现了网络的互联互通与资源共享,并能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。这就决定了家电企业和相关服务业(即广电、电信及互联网企业等)不得不联合起来思考同一问题。面对如此庞大的信息、数据,如何及时分析、存储、筛选、统计相关信息和数据,显然目前的平台和手段已经无法满足人们日益增长的各类物质和文化需求。
然而,随着信息家电技术的不断发展,尤其是物联网技术产品的家庭性应用正普泛性地日渐推进;未来家电领域中,特别是影视节目资源中数据和信息将呈现爆炸性地增长, 这无疑为系统的常态运行和高级分析带来巨大的挑战。国家广电/电信网络系统现有的硬件设施已难以适应未来海量的影视节目和网络视频信息等资源需求。因此, 迫切需要引入新的计算技术,在保持现有硬件设施不变的情况下,充分整合系统内部的计算能力和存储资源(因为在全球范围内,同一时刻对同一音视频信息需求的人数情况只能借由超级计算机进行快速筛选分析,并实时进行资源的分配、下发及存储),提高广电系统/电信网络的在线分析和实时控制能力,为智能家电提供平稳有效的技术支撑。
作为一种崭新的计算模式, 云计算将一组分布式计算机系统的相关能力以透明服务的方式提供给用户或其应用,允许用户(或消费者)在不了解提供服务的技术、不具备相关知识以及设备操作能力的情况下付诸应用,即通过网络获取所需的服务[1]。
由于云计算具有分布式的计算和存储特性,且易于扩展、便于管理,特别适合解决信息技术,物联网技术在家电领域中应用时带来的一系列新问题。因此, 在智能家电技术领域引入云计算, 在保证现有广电系统硬件基础设施基本不变或改动不大的情况下,对当前系统的数据资源和处理器资源充分整合,从而大幅提高广播电视及网络系统实时控制和高级分析的能力,同时推动电视购物等行业的进一步发展,为智能家电技术的发展提供了具体支持, 无疑具有极其重要的研究价值和实践意义。特别需要指出的是,彻底改变现有网络模式,实现了多网(广电网、电信网、互联网)的真正融合,以及电力网络与物联网的融合[2],这也是本文研究工作取得重点成果之一。
由于云计算技术仍处于发展和完善阶段,全球的研究机构, IT公司、网络/通讯公司、家电设备企业及业界专家对于云计算应包含的主要技术、关键特性和具体功能尚未达成共识,因此云计算技术目前还未形成统一而明确的定义。
云计算(cloud computing)是分布式处理、并行处理和网格计算的应用发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现,也是基于网络的超级计算模式[3]。同时,云计算也可认为是一种能够为各种互联网应用提供硬件服务、基础架构服务、平台服务、软件服务和存储服务的综合性系统[4];云计算还是一种计算模式,可将IT资源、数据、应用作为服务通过网络提供给用户。第3期 符红霞:面向智能家电的云计算技术研究 智能计算机与应用 第3卷
另外,云计算也是一种基础架构管理方法论。该理论将大量的高度虚拟化的资源管理起来,组成一个大的资源池,用于统一提供服务;虚拟化允许云计算系统根据服务提供商和客户之间协商拟定的服务等级协议动态提供计算资源。同时,从本质上看,云计算就是将数据、应用和服务存储在云端,充分利用一组内部互连的虚拟机组成的并行和分布式计算系统的强大计算能力,实现用户业务系统的自适应性[1,3]。
作为一种新型的共享基础架构和基于网络的计算模式, 云计算将资源聚集与共享、资源开放与统一访问、资源仿真与隔离进行了整合,允许用户或应用以一种透明的方式使用各类资源,而不需要关注各类资源的细节,并且能够为用户提供动态自适应服务,使每个用户都感觉是以独占的形式在使用资源[5]。
尽管云计算技术发展迅速,已成为下一代IT的主流趋势,但在解决数据的安全和隐私、系统本身的可扩展性、可用性、可靠性、可管理性和云间交互等方面的问题[4]时,却仍显不足,未来仍需进一步地深入探讨和研究。
随着智能家电技术、物联网的发展以及信息技术、互联网技术在家电设备中的应用, 未来智能家电系统中数据和信息将变得更加复杂, 数据和信息量将呈几何级数增长,各类信息间的关联度也将更加紧密[6]。同时, 广电系统要在线动态分析和控制来自自身网络及互联网等不同方面产生的所有要求,因此其对应的计算能力也将大幅地提高,当前广电系统的计算能力已难以适应新技术(信息家电技术)应用的需求。而且,日益增长的数据量对国家广电网络公司和传统通讯、互联网等不同来源方向的信息数据的暴增,对其自身的处理能力及现有通讯网络也提出了更新的要求。在这种情况下,广电公司、通信企业、IT互联网公司已经不可能采用传统的投资方式,通过大量更换计算设备和存储设备来解决问题,而是必须采用新技术,藉此充分挖掘现有广电网络系统资源、电信系统及互联网企业硬件设施的潜力,提高其适用性和利用率[2]。
基于上述构想,可以将云计算引入广电系统、传统的互联网企业、电信通讯企业及家电企业,构建面向智能广播、电视、家用电器设备用户及家电企业(家电企业根据其自有家电设备提供不同的娱乐服务)网络的云计算体系,形成广电系统私有云-智能云系统以及互联网企业、传统电信企业和生产企业之间的私有云-智能云系统以及家电消费者与企业(家电企业或电信服务业)之间构成的公有云-智能云系统。智能云充分利用广电系统、家电企业、IT互联网企业、通讯服务业等自身的物理网络,整合现有的计算能力和存储资源,以满足日益增长的数据处理能力及广电网络实时控制和高级分析应用的计算需求[7]。智能云以透明的方式向家庭用户和广电系统应用提供各种服务。这是对虚拟化的计算和存储资源池进行动态部署、动态分配/重分配、实时监控的云计算系统,从而向家庭用户或广电系统应用提供满足QoS要求的计算服务、数据存储服务以及平台服务。
智能家电云计算环境可以分为三个基本层次:物理资源层、平台层和应用层。对其中各层的具体分析如下:
物理资源层包括各种计算资源和存储资源,整个物理资源层也可以作为一种服务向家庭用户提供,即IaaS(infrastructure as a service)。IaaS向家庭用户提供的不仅包括虚拟化的计算资源及存储,同时还要保证用户访问时的网络带宽等[8]。
平台层是智能家电云计算环境中的关键层。作为连接上层应用和下层资源的纽带,其功能是屏蔽物理资源层中各种分布资源的异质特性并对其进行有效管理,并为应用层提供一致、透明的接口。
作为整个智能家电云计算系统的核心层,平台层主要包括智能家电网络高级应用和实时控制程序设计与开发环境、海量数据的存储管理系统、海量数据的文件系统以及实现智能云计算的其他系统管理工具,如智能云计算系统中的资源部署、分配、监控管理、安全管理、分布式并发控制等[4]。平台层主要面向应用程序开发者而设计,开发者不再考虑应用运行时所需要的资源,平台层自会提供应用程序运行及维护所需的一切平台资源。平台层体现了平台即服务,也称之为PaaS(platform as a service)[4]。
应用层则是用户需求的具体实现,即通过各种工具和环境开发的特定智能家电应用系统。这是面向用户提供的软件应用服务以及用户交互接口等,可称其为软件即服务,即SaaS(software as a service)[3]。
在智能家电云计算环境中,智能家电应用服务数量的巨大导致广电各级系统或电信系统、也可能是网络企业的服务器以及中转器等设备出现故障的概率也随之增长,资源状态总是处于不断变化中。此外,由于电话或需求信息/影视资源等的所有权也是分布的,中央及各省级广播、电视台网络都拥有一定的统计、计算能力,不同的信息/影视资源提供者还可以按其各自的需要对资源施加不同的约束(特别是针对很多付费收看的节目和信息),从而导致整个环境很难采用统一的管理策略。因此,若采用集中式的体系结构,即在整个智能云环境中只设置一个资源管理系统,则容易造成瓶颈并导致单故障点,从而使得整个环境在可伸缩性、可靠性和灵活性方面都存在一定的问题,对于大规模的智能云计算环境并不适合。
此问题的解决思路是引入分布式的资源管理体系结构,即采用域模型[8]。运用该模型后,整个智能云计算环境可分为两级:第一级是若干逻辑上的单元,称为管理域,是由某级广电网络(广播电视台或影视公司或网络公司或家电企业)拥有的若干资源,例如高性能计算机,海量数据库(影视节目或视频信息)等构成的一个自治系统。每个管理域拥有专属的本地资源管理系统,负责管理本域内的各种资源;第二级则是这些管理域相互连接而构成的整体智能云计算环境。
智能家电云计算环境中的资源是可共享的,同时可能有多个用户或应用需要对这些资源提供的服务发出请求。通常,又由于这些应用创建的目标也各不相同,因此会具有不同的安全需求,从而要求提供不同的安全策略以实现各类应用需求。
通常,传统的安全策略全部需由资源提供方来实施, 每当发生变更时都要与各个资源的相关提供者进行交互以告知其发生的变化, 这势必导致管理开销过大,由此将极度加重资源提供方的负担。此外,该策略需要进行安全评估的场所也将过多,很难防止出现安全漏洞,最终导致智能云中共享资源自身的安全性很难得到保证。这就需要具备在智能云范围内制订和执行细粒度安全策略(尤其是访问控制策略)的能力,以便灵活地管理各个成员,决定谁是开发者,谁是使用者,各自可使用哪些资源提供的何种服务,且允许随时调整成员及其拥有的权限。
由于引入了资源管理域,因而智能家电云计算环境由多个资源管理域组成。与此相对应,智能家电云计算的安全策略则划分为内部域安全策略和全局安全策略。内部域安全策略只作用于管理域内部域范围,而全局安全策略是指影响智能云和管理域之间的各种交互的安全策略。
内部域安全策略定义为和管理域内部域安全性相关的所有参数的一组规则[9]。域内进行的种种与安全相关的活动,如输入用户名/口令向操作系统登录,或使用SSH执行远程作业等,就是其安全策略的具体体现。全局安全策略则作用于智能云与管理域外部域之间的各种交互行为,决定如何实现域外成员对域内资源提供服务的访问管理,例如具有哪些特性(包括身份,属性等)的成员可访问域内哪些资源的何种服务等。该策略负责在智能云计算环境中对内部域策略进行评估和调和,共同作用于智能云计算环境中的各种交互行为,由此构成一个完整的安全策略实例。
云计算是分布式计算、并行处理和网格计算的进一步发展,是基于互联网的计算,是能够向各种网络应用提供硬件服务、基础架构服务、平台服务、软件服务、存储服务的综合集成系统[10]。智能家电设备将先进的网络通信技术、物联网技术和信息处理技术进行了融合,代表了未来家电产业的发展趋势。因此,将云计算技术引入智能家电领域,充分挖掘现有广电系统、电信系统的计算能力和数据处理能力,以提高其适用性和利用率,无疑具有极其重要的研究价值和实践意义。
本文对面向智能家电的云计算技术进行了研究。首先,研究了云计算的概念及关键技术特点;接着,本文分析了面向智能家电的云计算体系-智能云,并重点研究了智能云的内涵和构建方式;同时,也对影响智能云的关键问题-资源管理和安全策略进行了深入探讨。
尽管智能云概念的提出较好地利用了广电系统、电信系统及网络通信系统现有的硬件资源,但在解决资源调度、可靠性及域间交互等方面的问题时,传统的广电设备、电信及通讯设备仍面临许多挑战,需要进一步升级换代相关设备,以彻底变革传统家电只能单向播放使用形式,以达到双向交互式体验,互动相关影视节目、远程教育/学习、远程医疗会诊、远程监控、小孩托管、家庭托管等功能,开启人类美好未来。对这些问题进行广泛而深入地研究,必将对智能云计算技术的发展将产生深远的影响。
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交互设计由于具有高科技理念,人性化设计等优点越来越受到人们的关注,作为智能家电产品、网络游戏开发和应用软件的设计元素,交互设计的巧妙应用可以使智能产品操作和使用更加方便,同时给消费者带来愉悦的技术享受。因为交互设计的核心理念就是致力于了解和发掘目标消费群体的需求和期望,然后通过智能产品的功能实现和满足消费群体的使用目的。而在智能家电产品中如何运用交互设计原理也越来越受到企业和人们的关注,随着经济的快速发展,人们对智能家电产品的功能和需求越来越高,而交互设计可以充分满足这样的需求,因此,研究交互设计在智能家电产品中的应用就显得非常的重要。
交互设计又被称为互动设计,它是指用来定义和设计拟人产品系统的行为的一种设计领域。它主要表现形式为人们将交互设计理念和原则用于软件开发、移动设备、人造服务流程、智能家电产品的一种实体功能和服务的体现。通过产品的交互设计,人们可以享受到其科技成果的种种便利和舒适,产品更能符合消费者的需要,从而使消费者对产品产生忠诚,更多地使用产品,最大限度地发挥出产品的价值。
目前,交互设计的应用已经延伸到方方面面,其中智能家电的交互设计越来越受到青睐,为人们的生活带来了方便和快捷。在智能家电产品的操作界面设计中引用了交互设计,使人机互动更加便捷,使产品使用也更加地简便、易于操作。其中,在智能小家电产品如电吹风、剃须刀等,利用LCD、LED 技术将一些在用户使用过程中需要注意的信息,如电吹风风量大小、无级调节、功耗等,剃须刀电池电量剩余多少、残留物是否已满等,实时告知消费者,消费者使用该产品将更加快捷方便、心情愉悦。智能家电产品中加入交互设计的成分,使得人机之间更加的和谐,使用者不再受到功能的限制,在交互设计的界面选择所需要的信息。
交互设计的界面模式随着不断的发展已经由单一向全新的交互行为发展。目前,智能家电产品不再以单一传统的按键设计和指示设计来实现交互,而是更多的应用LED显示和触控技术来实现交互的设计目的。现在的交互设计不再仅仅只是为了一种外在的美体现,而是更多的了解客户需求,让用户与产品互动,实现交互设计的目的。
在智能家电的交互设计中,首先考虑的是操作界面的空间一定要具有完整的设计,才会使功能模块完善。因为操作界面的完整性是产品使用功能与界面统一的一致和完善,而不是面积大小的体现,智能家电和大型家电产品相比功能更加丰富。但是,能把智能家电产品设计中的传统、单调的功能按钮等用交互设计代替,产生和用户直观互动的界面,可以让用户更好的使用产品,因此,对于小家电产品的设计而言,要用有限的空间,设计小型化的互动界面,这样能够加强用户与产品的联系。
智能家电产品的交互界面设计要求具有便于识别和设计简单,一目了然,可以理解。如果界面的设计不合理,使用者看不懂界面的内容,使用意义就不是很明确,用户就有可能对该产品失去兴趣。不会选择该产品。但是如果界面的设计新颖、易懂,使用者能够很好地理会其内容,能够很快地找到使用的方法,那么就会对该产品产生兴趣。和其他产品相比,比较常用的智能小家电产品操作功能不是很多,而且界面设计也不是很复杂,但是如果设计的过于简单,也会影响到产品的质量和功能。因此,智能家电的设计也应该利用简单的图形和声音以直观的美感表现在交互设计里。
智能家电的交互设计中,确定功能设置之后并不能体现交互设计的特点,因为没有进行合理的功能排序是不能体现功能设置的全部性能,或者说不能产生效果。因此,如何有效有序的进行智能家电的界面设计是非常重要的。毕竟小型的智能家电不像电视机和其他大型智能产品,可以将功能设置体现在具体可视的生效界面上,甚至是更加直观的。智能家电产品界面的设计,在非LED 液晶等具有强烈直观效果的界面上,要求在简捷的同时有生效性的反应。当然,利用现代LED、LCD 等直观界面设计手段,智能家电产品的界面设计相对简单的多。交互设计更加提倡简捷有序,在满足简易性的同时有相应产品生效提示或反应与人交互。
智能家电产品中采用交互设计后最能体现的就是设计的方便与高效,特别是智能家电的界面设计,方便快捷的操作系统和各种功能会给用户带来享受。高效是交互设计的目标,这个目标需要消费者的操作来表现,所以要求在交互设计中尽量简化程序,实现方便快捷。要依靠用户快捷的操作来实现,所以,在设计时尽可能使用简捷的程序,用最少的时间完成必要的功能设置,优化消费者的使用时间和效率。
现在的交互设计已经打破原有的模式,从单一追求审美体验的需求向人性化的需求过渡,交互设计更多的关注消费者的使用需求,以满足消费者的方便快捷使用为设计的目的来进行智能家电的生产,实现消费者参与和互动的目的。例如,家电中比较常见的剃须刀界面设计就是一个典型的较为简单的交互设计产品,它采用小型的LED界面,内置已经制作好的动画和功能,消费者可以通过输入关键字来提取相应的动画,实现功能。虽然用户只以选择限定在所对应的功能范围内的词汇,但已经可以在某种程度上提升交互浏览的感受,这种设计也很有趣。按照传统意义理解,智能家电产品是功能单一的小型工具,但飞利普公司在新款剃须刀的界面设计上大胆创新,采用全新的防水LED 设计技术和触摸式界面设计,一旦剃须刀中的剃须残留物太多时就会提示消费者要进行及时的清理,在充电完成还会有图形和提示。不使用时也会自动进行保护设置。在当今倡导绿色环保的时代,将会有越来越多的小家电实现重复使用和一物多用,以我们常见的手电筒为例,现在已有手电筒通过充电实现了重复使用,如果在设计中加入一个剩余电量和充电完成的提示,将会更加方便快捷。如电吹风,可以在交互界面的提示下,通过更换使用头达到小型烘干机的使用目的,而且可以在界面设置预设的时间、内容等。
简单、直观、便捷是交互设计的难点和重点。随着科学技术的迅猛发展,交互界面的设计也更加成熟,将会逐渐为广大用户所接受和喜爱,在交互界面下,人机交互关系由被动转向主动,产品不再是机械的,而是灵活地与消费者互动,参与到消费者的行为中,这样也调动了用户的参与积极性,通过交互界面和丰富的图形模型,让人产生愉悦,引导人们的使用习惯甚至行为本身发生变革。
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