CSHIA微课 | 鸿雁王晓东:智能面板行业发展、产品分析和技术要求

[导读] 智能家居行业所做的一切就是为了用户交互的提升。比如我们在智能家居场景里面经常会用到人体感应,这其实是一种最早的智能交互方式或者半自动化的方式。

智能面板的行业发展及演进

智能家居行业所做的一切就是为了用户交互的提升。比如我们在智能家居场景里面经常会用到人体感应,这其实是一种最早的智能交互方式或者半自动化的方式。后来出现手机APP远程的控制方式,通过软件来实现交互。随着AI的发展,目前我们接受更多的一种交互手段,则是语音交互。未来,相信会有更好的、更加接近于人与人之间的交互手段出现。实际上在智能家居场景里面,我们发现现阶段最合适交互的设备,其实就是智能面板。

首先,在家庭里的设备,智能面板是分布最广泛、使用频率最高的。经过了三十几年的使用习惯,从操作的方便性,用户的习惯性方面来看都已经比较成熟。另外,面板安装标准化和整体美观度等等,都是一个非常好的家电交互设备。在国内,智能面板已经发展了30多年,从第一代86型开关出现,到今天的智能面板的逐步普及,其实经历了很多个发展阶段。从最早的小按键,逐步到无边框,再到现在的带屏语音交互智能面板等等。应该说,智能面板的升级,代表了整个智能家居行业交互体验的升级。

今天,我们在讲智能面板,它的定位其实不再局限于开关或者插座,而是数字家庭空间的人机交互终端和数据采集设备。智能面板涵盖了各种的互联网交互手段以及传感设备,比如说按键,触控,调光,感应,数据采集,网络视频,以及语音等,这些组成了整个数字家庭的物联网。而随着5G和AI的发展,万物互联将大大提速,以AI技术为核心的家庭大脑将提高家庭物联网的智能化水平。所以,在5G跟AI的加持下,智能面板、网络视频以及语音识别将组成我们家庭的一张高速智慧物联网。

智能面板的方案设计及存在的问题

想要设计一款好的智能面板,其实还是要花不少精力。智能面板一般都是装在墙体上面,尺寸大部分86型。目前智能面板大部分也都是通过无线方式,它必须要有一个电源,通过220伏到直流的转换,称为电源单元。

智能面板要实现对家电和灯光的控制。它必须要有执行单元,比如通过继电器通断。第二,处理单元。实现用户指令的输入,逻辑的处理,主要由MCU来实现。第三,交互单元。最常见的就是按键和触摸屏操作方式,通过屏幕或者指示灯反馈,实现交互。第四,通信单元。分为有线通讯和无线通讯,485、KNX、Wi-Fi、Zigbee、蓝牙。第五,机械结构。好的结构设计便于安装、调试。这样才能组成完整的产品系统。

除了硬件结构,还需要网关+云平台+APP。网关可以有Zigbee网关,也可以是路由器。云平台其实是智能面板非常重要的一个核心单元。所有面板操作和数据的采集,都需要通过云平台来实现计算、逻辑的判断,最后做出决策来执行。面向用户端的APP主要作用是云平台窗口。让用户能够了解设备,管理设备,包括远程控制设备。智能面板真正要实现智能化,除了硬件结构,同时还要完整的一套平台架构。未来对于连接这一块,我认为以后所有的智能面板将做标准件,整个智能面板的成本将降低。

智能面板的核心技术

电源技术——对于智能面板来说,电源是非常核心的基础。传统面板整个寿命和使用周期都非常长,十年甚至二十年都可以使用。但是智能面板,因为它是电子产品,电源技术是非常关键的,所以要让面板更加可靠、稳定,要在电源这方面下足够的功夫。

抗冲击技术——对设备控制的驱动技术。面板、LED灯具或者其他一些像电动机等感性负载,都会因为本身设备的上电或者下电的浪涌冲击造成智能面板器件损坏,因此需要关心开关器件的抗冲击能力,以及外围的优化电路设计。

嵌入式OS系统开发——手机有安卓、iOS系统,智能设备也有小型的操作系统。只有把系统标准化接口做到统一,设备未来发展和迭代速度也会更快,更方便。系统架构的能力和稳定性至关重要,它决定了可维护性。

语音图像等采集处理技术——从交互方面,语音、图像和传感器等等这些数据的采集和处理是智能面板非常关键的技术,采集的准确性和灵敏度,关系到用户的体验感。

无线通信及协议设计——智能面板联网化、互联互通最核心的就是通讯和协议标准化。如果整个通信方案里面协议没有做到真正的标准化和统一,结果就会导致设备之间不能互通,用户的体验也会较差。

模块化简便安装设计——什么叫模块化?智能面板不像传统面板,传统面板更多的是机械设计。而智能面板有强电,有弱电,有控制,有交互。把强弱电拆分开来,做成模块化可以实现未来硬件方面的替换、升级、维护。

智能面板存在的问题

第一,软件问题。一些特殊环境下面,特殊的操作会导致出现软件的一些问题。这个也是很多用户在使用过程中最容易出现这种问题。

第二,硬件问题。容性负载或感性负载导致机电性黏连,电源失效。长期的高温高湿下面使用,导致电源失效。需要做一些防护处理。

第三,交互设计不友好,用户体验差。这个其实目前很多智能家居产品存在的普遍问题。

第四,通讯协议不统一。这个是间接限制智能家居行业发展的一个核心问题,导致不同厂家的智能产品没办法做到互联互通。

第五,安装调试复杂导致使用成本提高,用户体验感变差。

智能面板产品分析

智能面板开发的时候,其实也是有一些思考的逻辑。首先是从基础需求出发,考虑垂直需求和动线需求的延展。

通用需求方面来说,便捷、安全、节能、舒适、健康、娱乐等等都是对智能化最直观的诉求。只有满足个性化的差异和需求,才能真正打动用户,变成刚需。所以这里面我们首先会去考虑老人、儿童以及宠物的关怀。

另外是关于家庭一些活动的动向需求,我们也叫做场景需求。因为消费者在家里面,实际上从早上起来到晚上睡觉,都是在活动的。在不同的空间和不同的时间段,都有不同的针对动线场景化需求。经过三年多,我们围绕家庭的安防监控、健康管理、能源管理、照明等六大子系统,推出了100多块智能面板。

智能面板已经不光是开关插座,它集中了整个家庭里面智能控制需求。面板本身是终端,那么如何实现和平台的对接、系统的打通必然会涉及到网关的技术。所以说我们也是应用最新边缘技术在为客户提供整个智能家居边+端方案,通过智能面板跟家电之间的连接和交互,实现真正的智能。

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