物联网时代，设计师必看的智能家居科普

物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用，是继互联网之后的又一次信息技术革命浪潮，我们的生活也正在逐步被物联网影响着，物联网让我们迈向智能时代！

来看一下物联网的定义，“物联网”的英文是“Internet of Things”，是在互联网基础上的延伸、扩展网络，将各种信息传感设备与网络结合起来形成的一个巨大的网络，实现任何时间、地点，人、机、物的互联互通 。

01 物联网的发展过程

「物联网」一词最早来源于比尔盖茨的《未来之路》（1995），只是受限于当时的无线网络、硬件以及传感器设备的发展，并没有引起世人的关注。

后来国际电信联盟（ITU）在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”概念。

2021年7月13日，中国互联网协会发布了《中国互联网发展报告（2021），物联网市场规模达1.7万亿元，人工智能市场规模达3031亿元。

物联网的发展和智能化的普及， 智能家居、智能家电、智能交通、智能社区、智能城市等一系列带“智能”的词汇应运而生，其中智能家居是 IoT 行业里面离用户最近的细分市场。什么是智能家居呢？“智能家居”是指利用先进的计算机技术、网络 通信技术、综合布线技术,将与家居生活有关的各 种子系统有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。

02 智能家居的发展

1. 智能家居的3个阶段

智能家居行业按照物物连接可以分为3个阶段：单品连接、物物联动、平台集成。

1）单品连接，用户粘性较低

这个阶段出现了非常多的单品，像小米先后推出了智能音箱、智能投影仪、智能加湿器、智能门锁、小智能门铃、智能扫地机器人等，这个阶段智能家居的粘性是非常低的，大家的热情会慢慢消失。

2）场景联动，体验大大提升

为满足用户不同的需求场景，不同的物联网设备可以在不同的场景下进行联动。

例如我们早上起床后，智能音箱叫醒我们，然后窗帘自动拉开，客厅的音响开始自动播放喜欢的音乐，咖啡机开始冲泡咖啡等等，想想就是很美好的场景。小米的“米家”能够控制小米旗下大部分单品，欧瑞博、Control4等厂则可以将他们旗下的单品和其它公司的单品整合到他们开发的系统中。

3）多模块协作，开启真正万物互联

这个阶段与前两个阶段的最大差别在于前面的最小单元是“设备”，而多模块的最小单元是“通道”，举例来说，智能音箱是一个设备，但有两个通道（Channel），分別是麦克风（收音输入）和扬声器（播放输出）；智能电视也有两个通道，分別是显示器和扬声器，当你邀请朋友来家里时，门外的监视器接受影像，显示在电视屏幕上；如果你人在卧室不在客厅，臥室的智慧音箱直接播放门外的监控器收到的声音，当你走出卧室也能直接看到电视屏幕上的影像。

当我们可以实现A公司的网关能够控制B公司的设备，C公司的传感器能够指挥D公司的智能扫地机器人。这个阶段是要求万物互联，真正的连接开始了！

2.智能家居的交互方式

传感器在智能家居中发挥着重要的作用，传感器是一种物理设备，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他设备。主要包含语音、视觉、动作、温度等数据。

智能家居的交互方式包含：语音触发 → 传感触发 → 主动触发。

首先，我们都熟悉的是「语音触发」，无论是苹果的“HomePod ”或者是小米的“小爱“，都已实现。

虽然已经比「拿起手机 → 打开App → 远端操控」的体验还要直观，但是，如果你有语音触发的智能设备，很多时候你不想通过说话去操控，甚至有些场景可能不太适合说话，「传感触发」的交互方式就可以解決「不说话」的場景。

比如晚上起床去卫生间：臥室跟卫生间通过传感器检测到人在动，就会自动开灯；如果房间内没人，各设备就自动进入休眠状态，节省电量。

那么一旦 AI 的技术进步，通过分析用户的大量行为数据，知道用户的喜好与习惯，就能做到行为预判，也就是「主动触发人机交互」，就不会打扰用户。

比如今天的体温比较高，加上智能平台通过云端知道今天会下雨，在你出门的时候就会主动进行提醒：「今天天气不稳定，记得带伞，如果身体不太舒服，我可以帮忙预约买药」。

或者下班回家的路上经过超市，智慧冰箱发现蔬菜和水果量少，就会告诉云端平台，通过手表提醒用户：「该补充冰箱里的水果和蔬菜啦！」。

这可能是大家期待的物联网应用和体验。随着 5G 和 AI 技术的进步，当智能家居一旦实现「场景联动+传感触发」，大家就基本离不开这种生活方式了。

3. 疫情下加速智能家居影音娱乐升级换代

根据易观分析的数据，在12个智能家居终端品类中，无线路由器、智能电视和智能音箱三个品类销量远超其他品类，说明智慧家庭的影音娱乐需求拉动了智能家居市场整个出货量的上升，在其他品类中，智能门锁的销量排在第四位。

4. 智能家居平台的4个要素，家、用户、设备、场景（场景联动）

当下任何一个智能家居平台，都需要同时覆盖这4个要素，这4个要素中前3个要素是基础，场景是锦上添花。

1）家庭

智能家居的“家”有2层含义：

1. 指一个物理空间，是人除了工作场所之外主要的活动场所
2. 是中国人非常在意的“家庭”概念

这两层含义映射到智能家居平台中，衍变成家庭成员（用户）和一个与实体家对应的虚拟空间概念。不过，当下，可能更多是把家庭当作物理空间的居多，毕竟智能家居如果脱离了实在的家（空间），那么就不叫智能家居了。

从心智上也是如此，因此，家庭这个概念是非常重要的。

多家庭：这里提出一个思考为什么我们要做“多家庭”的智能家居场景？

①二孩生育率提升，人口老龄化加深
1.生育政策调整导致二孩生育率提升，人口老龄化程度进一步加深，0-14岁人口为25338万人，占17.95%；60岁及以上人口为26402万人，占18.70%（其中，65岁及以上人口为19064万人，占13.50%）。

②儿童保护与适老化技术要求，家庭关怀越来越重要

目前我国使用手机的老年人约2.74亿户，其中使用智能手机上网的老年人约1.34亿户。积极开发智能家居和健康监测，有助于对老年人的关爱和保护；儿童监护人应当正确履行监护职责，教育引导儿童增强个人信息保护意识和能力，保护儿童个人信息安全。

③互联互通不仅是设备的互通，背后是人和人之间的联系

互联互通，不仅是设备之间的互通；人与人的联系，能为设备互联赋予更多的多样性，家人的互通赋予更多场景。

2）设备

实体设备和虚拟设备：智能家居平台中的设备分为两大类，一类是实体设备，一类是虚拟设备；实体设备是真实存在的，和平台中的设备是一一对应，且这种设备都有自己的唯一编码或者编号。有屏音响就是智能家居场景中的典型实体设备。

虚拟设备往往是由某个实体设备衍生出来的，为了方便用户操作而设计的；因此虚拟设备一般不是真实存在，它的设备编号更多是平台内部的一个标识。比如万能遥控器，它可以学习电视机、空调、风扇、机顶盒等设备的红外码。

为了方便操作，平台中会虚拟出电视机、空调、风扇、机顶盒等设备然后与万能遥控器关联（一般是在万能遥控器下增加虚拟设备），虽然我们使用的是遥控器，但是从用户的心智来说，他就是在用电视等设备，而非遥控器本身。

有多个相同功能组合的设备，都可以虚拟出其它设备。

3）空间

在智能家居场景中，最常见的空间概念是房间，那么在智能家居平台中，也需要引入房间这一概念；此外按照实体建筑来说，除了房间还有楼层；比如客厅、餐厅厨房、主卫生间、卫生间、主卧、次卧、儿童间、玄关（标准的三室2厅2卫，一般是2卫）。

除了与实体空间映射外，空间还有另外一个重要的作用—设备附着（类似设备分类）。为什么要做这个？这个其实跟人的大脑有很大的关系，大脑是懒惰的，大脑不习惯记忆众多的无规则的东西，大脑喜欢有序的有规则的。

而生活中，大部分设备都是固定在某个房间中（除了可穿戴或者可移动的），在寻找设备时，记住这个设备所在的房间就可以快速找到设备。

4）场景

场景联动是当下智能家居的自动化解决方案，场景联动目前基本上分为场景和自动化，这两个区别不大，前者是人触发的场景，后者是设备或者满足某种条件触发的。在平台中，这两种都称为场景联动，无论是人触发、系统触发或者设备触发，都只是触发的一种形式而已。

目前场景联动大部分是做在云端的，少部分在家庭侧实现了场景联动。位于家庭侧的场景联动可以称为本地联动，通常是做在网关或者家庭主机中，比如小米的智能网关。

触发条件的设定大多数来自于设备属性或属性的变化、设备事件，比如当温度变化时、当设备状态发生变化时等等；触发条件可以在产品上线前确定，也可以随时动态更新。
接下来我们看下目前有哪些厂商在做智能家居吧！

5. 智能家居公司

1）苹果-HomeKit

苹果公司的“HomeKit”是智能家庭平台，用户可以透过iPhone、iPad、Apple Watch等设备的APP接口。

也可以让Siri语音控制支持Apple HomeKit标准的家用设备，如电视、电灯、空调、水龙头等。

苹果高度重视用户体验设计的一致性与安全性，严格控制智能家居装置申请加入HomeKit平台的流程，此过程类似于App Store的审查过程，确保配件达到苹果的高品质标准。

2）华为-全屋智能

华为的全屋智能也在持续丰富消费者智能家庭场景体验，他们的solgan是“智生活，随心控“。

HUAWEI HiLink智能家居开放互联平台，就是为了让接入该平台的各智能终端之间“讲普通话”, 从而可以联动并为消费者提供全新的生活体验。

3）小米-米家

小米旗下全新智能家庭品牌——米家MIJIA，因其生态链产品的质量保证和价格优势，使得用户愿意购买米家产品。用户可以通过手机、小爱音箱、电视等入口控制整个智能家居。小米“致力于让每个用户感受科技的乐趣”。

4）涂鸦智能

全球化智能平台，“AI+LoT”开发者平台，世界排名前列的语音AI交互平台，连接消费者、制造品牌、OEM厂商和零售连锁的智能化需求，为客户提供一站式人工智能物联网的解决方案。

涂鸦智能发展方向主要在平台化解决方案，为不同场景提供多元化解决方案，以及全球本地化发展战略。涂鸦智能设备用户已经遍布全球220个国家和地区，它的「全球化」迅速发展背后原因在于：深入贯彻「全球本地化」，尊重当地文化风俗、商业习惯、法律法规等，触达了解全球用户最不起眼、最真实的生活需求，并催生出大量创新产品和服务。

5）美的-美居

美的集团旗下智能家居App，美的全力打造的智能家电管理平台、智能生活服务平台，支持美的集团下所有品牌及加入美居生态链的智能家电和智能设备，支持小美智能音箱、公牛智能插座、创维智能电视及主流品牌的智能音箱等。

美居基于美的品牌的发展，美的属于传统家电产业，在大型家电市场有着自己的一席之地，这加快了美居向智能家居的进军。

6）海尔智家

海尔作为传统企业拥有扎实的产品生产线，其可为消费者提供整套的家电服务。并且海尔已经有不错的前装市场，与多方房地产和装修公司有合作。也针对后装提供给消费者设计整套智能家电的服务。

那作为设计师，在智能家居设计中应该关心哪些内容呢？

03 设计师在设计时应该注意哪些内容

1. 智能家居设计准则

1）符合人的生理特性

家居类产品品种繁多，使用方法和环境不同，在设计时，要做到“以用户为中心”的设计，首先要考虑“人”的因素，如人的尺度、人体机能的活动范围和活动习惯以及极限等。结合人体各部分的活动规律，在界面设计中应注意操作的舒适性和安全性。

2）符合用户原有的知识原型

用户使用产品的每一个任务过程都可以看作是一个信息加工处理的过程，大脑所能处理的信息必须经过一定的心理表征转化为可接受的形式，当用户看到产品界面上的信息就会按照头脑中特定的模型搜索和他对应的信息知识，在界面建立良好的匹配就可以使产品更加符合用户的原有知识原型。

在设计时，需要考虑用户的心理、研究用户的操作流程，建立正确的心理模型，使设计符合用户的心理逻辑。

3）信息可感知性

不管是视觉、听觉或者触觉等信息的传达都必须让用户清晰明白、感知度高，让用户接收到信息的第一时间就明白信息的含义以及做出正确的反馈操作。

4）有效及时的反馈

当用户按下或输入操作指令时，可以立刻感知机器的状态，常见的反馈形式有位置反馈、声音反馈、亮度反馈、形态反馈、色彩反馈等。

5）简洁性

为了避免很多智能家居设备被闲置，提高界面的简洁性、减少非必要的功能是非常重要的手段之一。也可以将常用功能放置醒目位置。又或者可以采用系统化设计的方法将界面功能进行优化分类，采用标准化操作模式简化学习流程。

6）灵活性

从用户的需求分析和行为分析中可以看出，同样的一个需求用户会设想出通过不同的方法和手段去实现，所以设计师在界面设计中要灵活的兼容不同的实现方式，且这种灵活性不能以更复杂的方式去实现。

2. 智能家居的设计思考

1）语音交互

物联网的设计需要考虑到TUI（触摸用户界面）、VUI（语音用户界面）、GUI（图形用户界面），甚至是 CUI（对话用户界面）等不同交互的操作。

VUI语音交互因具有更自然、更便捷的交互特点，更趋近于人与人之间最自然的交流方式，近些年有许多发展的突破点。在智能家居领域，语音交互趋向更自然、更人性化、更个性化。语音用户界面 (VUI) 主要是补充视觉、听觉和触觉界面，可实现人与设备之间的语音交互。

有哪些可以有助于有效 VUI 反馈的 设计原则呢？

• 实时、响应式视觉效果：这种视觉反馈在原生语音设备（例如手机）中最为常见。它可以跨多个声音维度创建即时认知反馈：音高、音色、强度和持续时间——所有这些都可以实时响应地改变颜色和图案
• 音频播放：简单的播放以确认语音的解释
• 实时文本：文本反馈将随着用户说话而实时呈现
• 输出文本：用户说完话后被转换和修改的文本反馈，可以将此视为音频被确认或转换为动作之前的第一层校正处理
• 非屏幕视觉提示（灯光、灯光图案）：上面提到的响应式视觉效果不仅限于数字屏幕，这些响应模式也可以表现为简单的 LED 灯或光模式

2）拟人化的用户体验

拟人化是将人类特征、情感或意图归因于非人类实体。为语音交互赋予类人特征会在人与设备之间建立一种关系。这种拟人化可以通过多种方式表现出来：光的图案、反弹的形状、抽象的图形、计算机生成的声音等。

这种关系在用户和机器之间培养了一种更亲密的联系，这种联系也可以跨越具有相似操作平台的产品（例如谷歌的助手、亚马逊的 Alexa 和苹果的 Siri）。

• 个性：为交互带来一个额外的维度，允许虚拟个性与用户建立联系并产生共鸣。有助于减轻错误处理语音的负面影响
• 积极性：普遍的积极性鼓励重复互动和肯定的语气
• 信心与信任：鼓励额外的交互和复杂的对话，因为用户对结果将是积极的并增加价值有额外的信心

3）手势设计

用户参与式设计主要目的在于提醒设计者，设计的目的在于连接人，而不是产品。物联网家居的设计目的在于让用户能与设备之间开启对话和互动。而手势的设计也是其中很关键的一点。

在IOT设计中很多其他的交互手势，比如捏合、滚动、强制触摸等。在设计时，需要设计师为物联网设备创建功能性和有目的的操作。在设计一些没有屏幕或基于触摸的面板时，可以尝试更多的交互方式。

4）面板设计

无论是制作哪种类型的 IoT 设备面板，用户体验都应该遵循简单、易于导航、自然的原则。也就是说在一定情况下，面板设计需要保持真实的外观和交互，这样当用户操作面板时，就很容易上手。

就像我们设计一个省电模式操作，路径为导航“菜单—选项—模式设置—省电”，这样路径毫通常是没问题的，尤其是在响应式触摸屏上，但是在功能性IOT面板设置中，我们可以去简化每一个操作路径，在面板上直接显示省电模式。让用户思考的越少，也就越能体现我们的设计价值。

不仅是设计产品，设计面板的组件时，都需要一个最优流程，其中用户习惯和交互流程都需要思考。物联网产品的设计目标在于它最终是需要为客户增加价值，如果使用的复杂性超过了价值，那么设计的产品就会失败。

04 loT的未来与争议

随着5G技术的发展，物联网技术的应用将更上一个台阶，在未来，物与物的连接将会更加的紧密、人与物的连接将会更加的多元；与此同时，物联网的争议也是不可忽视的。

1. 安全性

1）个人隐私的安全

以前是电脑里的数据，后来是手机里的数据，涉及到个人隐私等，现在的智能设备直接关系到身体，比如我们佩戴的手环手机个人健康数据。

2）个人支付的安全

在中国，越来越多的人习惯于用手机里的支付宝、微信等付账，那将来会是用手表、手环付账，因为很方便，但这也对个人财产的安全产生了威胁。

3）人身的安全

2014年7月，360安全团队研究了特斯拉 Model S型汽车，发现利用汽车软件里的某个漏洞，可以远程控制车辆，实现开锁、鸣笛、闪灯，可以在汽车行进的过程中远程开启天窗。如果汤姆-克鲁斯再次出演《碟中谍》的时候远程遥控敌人的汽车，这一点也不奇怪。

2. 平台分散性

物联网的另一大问题就是平台的分散性、跨平台之间可操作性低，以及欠缺通用技术标准。物联网设备种类繁多，以及硬件与在其上运作的软件之间的差异，使得开发系统时，各应用程序保持一致变得很困难。

05 总结

设计永远为现实世界服务，我们所谈论的设计思维和实践方法都来自于现实设计问题的解决，曾经的个人计算机设备的兴起，触发了以用户为中心的用户体验设计；而互联网经济的蓬勃发展，又带动了结合用户需求、技术实现、商业模式的设计思维发展，但是这一切的前提是我们有一个主宰性计算设备，如PC、到Moblie。

IoT时代的到来正在打破由一个主宰性计算设备带来的主流范式规则，如果这一规则发生变化，我们所有在此基础上建立的关于设计的一切，都需要重新进行思考。

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本文作者郝小七指导http://www.woshipm.com/u/917803

本文作者 @设计师麻小慧 。

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