智能化家具的概念

目前，國內外尚未有智能化家具的定義，市場上叫法也比較混亂，但智能化相關技術在其它領域如建筑或家用電器等方面已有廣泛應用。通過分析這些智能化產品的定義,結合家具自身特點，界定智能化家具概念，給出一個科學完整的定義具有一定的理論與實踐意義。

智能化產品的概念

智能樓宇也稱智能大廈、智能建筑，它是樓宇發展的高級階段。國際智能建筑研究機構認為“通過對建筑的結構、系統、服務和管理方面的功能及其內在聯系，以最優化的設計，提供一個投資合理又擁有高效率的優雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。智能樓宇能夠幫助樓宇的主人、財產的管理者和擁有者等意識到他們在諸如費用開支、生活舒適、商務活動和人身安全等方面將得到最大利益的回報。”[n

如果說建筑是一個系統，那么家具就是其子系統，智能化建筑的產生與興起必然會帶動智能化家具的發展。實現智能樓宇的功能主要依賴于計算機技術、自動控制技術和通信技術等（即所謂的“3C”技術）以及集成技術。智能樓宇不僅限于智能辦公大樓，而且正向其它如學校、體育館、醫院等建筑領域擴展，特別是向住宅擴展，由此出規了智能小區和智能住宅。

近年來，我國高科技和信息技術正在由智能樓宇走向智能住宅小區，進而走進家庭。智能小區是人類住宅的又一場新的革命，現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、便利的生活環境作為一個理想目標來追求。因此也就必然促使智能化從智能樓宇建設向智能化住宅小E,乃至向家庭智能化的方向發展。

我國將住宅小區智能化定義為：利用4C技術即計算機、通訊與網絡、自動控制、1C卡技術，通過有效的傳輸網絡，將多元信息服務與管理、物業管理與安防、住宅智能化系統集成，為住宅小區的服務與管理提供高技術的智能化手段，以期實現快捷、高效的超值服務與管理，提供安全舒適的家居環境。

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)、數字家園(DigitalFamily)、家庭網絡（Homenet/NetworksforHome)、網絡家居（NetworkHome),智能家庭（IntelligentHome)等等。在另一些地區也有數碼家庭、數碼家居等稱法。

家居智能化就是由一個智能化系統構成安全、舒適和便利的信息化居住空間，從而適應人們在21世紀信息社會中的快節奏并與外部世界保持聯系完全開放的生活環境。目前，有關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，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境，利用先進的計算機技術、網絡通訊技術、綜合布線技術，將與家居生活有關的各子系統有機地結合在一起，通過統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來集成或控制家中的電子電器產品或系統，例如照明燈、咖啡爐、電腦設備、保安系統、暖氣及冷氣系統、視訊及音響系統等。家庭自動化系統主要是以一個中央微處理機（CPU)接收來自相關電子電器產品的信息（外界環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，再以既定的程序發送適當的信息給其它電子電器產品。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、遙控器等。消費者可發送信號至中央微處理機，或接收來自中央微處理機的訊號。

家庭自動化是智能家居的一個重要系統，隨著網絡技術在智能家居的普遍應用，網絡家電、信息家電的成熟，家庭自動化的許多產品功能將融入到這些新產品中去，從而使單純的家庭自動化產品在系統設計中越來越少，其核心地位也將被各類家庭網絡、家庭信息系統所代替。由此可見，家庭自動化只是智能家居的一部分，它與家庭網絡、家庭信息系統一起組成一個完整的智能家居系統。

家庭網絡則是在家庭范圍內（還可擴展至鄰居、小區）將PC、家電、安全系統、照明系統和廣域網相連接的一種新技術。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接入及遠程監控等服務功能。接入家庭局域網的設備主要包括：家用電器、家庭儀表、桌面電腦、手提設備、信息娛樂設備、成像設備、智能傳感器、控制器等。所有設備通過一個網關接入Internet,網關提供Internet訪問和家庭信息發布的功能，并可實現用戶對家庭的遠程監控功能。

®智能住宅：將家庭中各種與信息相關的通訊設備、家用電器和家庭保安裝置通過家庭總線技術（HBS)連接到一個家庭智能化系統上進行監視、控制和家庭事務性管理，并保持這些設施與住宅環境的和諧與協調。

©家庭網絡自動化：HomeAutomationAssociation(HAA)定義其為一個使用不同的方法和設備的過程（或系統)，以它來提高人們的生活質量，使家庭能夠變得更舒適、安全和有效。這樣的家庭網絡系統可以在沒有或很少有人干預的情況下，對家內或家外可能發生的事情按預先設定的條件做出響應。智能家庭網絡隨著微電子技術、通訊技術、網絡技術和布線標準的進步而不斷改進，它涉及到對家庭網絡內所有的智能器具、設備和系統的造作和管理下進行信息采集傳輸、智能處理、反饋控制等功能，實現智能化家庭管理與控制.

家居的智能化以執行各項功能的電子設備的信息化、網絡化為前提，而這些設備大多以單片機構成的嵌入式系統為控制核心。也就是說，住宅的智能化很重要的一部分工作就是構建一個嵌入式系統的網絡并將這個網絡與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，單片機不單對其基本功能進行控制，還模擬了人的智能活動過程。在控制過程中結合各種智能活動進行必要的處理，從而大大提高家用電器的品質和性能，并且產生更加優秀的控制效果，使人們得到更理想的服務[2)。

通過分析上述智能化產品的概念，可從中總結出以下結論：

①智能建筑、智能小區、智能家居、智能家電是從屬關系可由圖2-1表示。

②無論是智能建筑、智能家居，還是智能家電，實現其功能的技術主要依賴于微電子技術、自動控制技術、計算機技術、網絡通信技術和1C卡等技術。

③這些智能化的產品最終要達到的目的都是對其結構、系統和管理等方面做到最優化設計，從而為人們提供一個投資合理、效率高的優雅舒適、便利快捷、高度安全的環保環境空間。

④上述產品實現的功能通常可以取代人來完成一些功能，從而具有一定程度的智能。總結上述概念，不難發現智能化家居系統主要包含家用電器和其它電子產品，并未將家具列入其中。實際上，家具是室內環境不可缺少的組成部分。因此，家庭的智能化理所應當將家具包括在內，有了智能化家具才能構成一個完整的智能家居系統。家具實現智能化，就可以與家居內其它家電或設備之間進行信息傳輸、智能處理、反饋控制等功能，最終實現智能化家庭系統的管理與控制。

 

綜上所述，智能化家具可從以下幾個方面定義：

①使用的技術或實現手段：同智能建筑、小區和智能家用電器一樣，智能化家具使用的技術有計算機技術、自動控制技術、通信技術和1C卡技術、微電子技術、檢測與傳感等技術。另外，還需要以家具設計與制造理論與技術為基礎，見圖2-2。

②智能化家具要實現的功能：由于家具是一個龐大復雜的系統，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現的功能。但智能化家具大致可以從三方面實現各種功能，包括家具自動化、家具網絡化與信息化。

家具設計與制造技術計算機技術檢測與傳感技術

自動控制技術微電子技術通信與網絡技術系統集成技術

圖2-2智能化家具技術基礎圖

③智能化家具系統的組成、要素和結構：同其它智能化產品相同，作為一個系統，智能化家具的組成要素及結構是在家具的基礎上豐富發展起來的，相關內容將在后續章節中詳細介紹。

④最終要達到的目標：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構轉變為“主動”智能的家具，提供全方位的信息交換功能，優化人們的生活方式。

.本文將智能化家具定義為：利用微電子、通訊與網絡、自動控制、1C卡技術、計算機等技術，通過適宜的結構和接口，可模擬人的智能活動過程以及自動實現特定功能，并與家居生活有關的各子系統有機地結合在一起的家具產品稱為智能化家具，通過統籌管理讓家居生活更加舒適、安全、有效。

隨若智能化家具實現功能不同，其控制系統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，至少需要具備以下幾個要素：

①“智”充當了智能化家具的大腦，具有指揮功能。其主要任務是按照預先編好的程序進行數據采集、數據處理、邏輯判斷、控制量計算、報警等，同時通過接口電路向系統的各個部分發出各種控制命令，指揮整個系統有條不紊的工作。

©“能”即能動，通過具體的執行元件完成各種特定功能。

③“接口”在智能化家具系統中，接口既包括機一機界面，又指人一機界面，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，而是賦予家具產品新的使用功能，從而創造出安全、舒適、便利的生活環境。

智能控制系統中所說的智能并不等價于人類的智慧，與圖靈試驗意義上的機器智能也有區別。只要系統能夠自動地（即不需要在線的人工干預）實現一定功能，而這種功能原來需要人通過比較復雜的腦力勞動才能實現，就可以說它具有了一定程度的智能

從這一層面上來說，能夠自動實現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現某些功能的層面上，還應該向網絡化家具、信息化家具方向擴展，這樣才能構成一個完整的智能化家具系統。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，不應僅僅局限于家具本身的智能化，還應該向周圍的環境擴展，具有信息處理功能，實現家具與其它家具或家電產品之間的通信，從而為人們提供一個更完整的智能家居環境。在家庭內部提供不同類型、不同結構子網的橋接能力，使這些子網內的信息家具之間可以相互通信；在家庭外部通過Internet將各種服務商連接起來以提供實時、雙向的寬帶接入，同時還提供防火墻的能力，阻止外界對家庭內部設備的非法訪問和攻擊。

目前，大多數嵌入式系統尚處于單獨應用階段。智能化家具也不例外，單片機嵌入到家具中^實現基本功能控制，充當“大腦”功能發揮指揮作用。家具本身是一個相對獨立的單元，不與其它家用設備有聯系，通過嵌入家具內部的信號檢測、控制、執行元件來完成既定任務，實現自動控制。

隨著現代通信網絡技術的發展和Internet的普及，家用設備上網己經成為現實。所有設備都具有互連互通的功能，可以組成一個家庭內部網絡，同時又可以與外部互聯網相連接》傳統的Internet應用以PC為中心，當今的Internet應用正轉向以嵌入式設備為中心，這意味著我們進入了嵌入式Internet時代據網絡專家預測，將來在Internet上傳輸的信息中，將有70%的信息來自于小型的嵌入式系統（EmbeddedSystem)。

目前，人們習慣把家庭網絡局限于家用電器和其它相關設備，并沒有明確把家具列入其中，家具網絡的研究尚屬空白，這樣的家庭網絡是不完整的。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絡化的發展而實現網絡化。

網絡家具是利用數字技術、網絡技術及智能控制技術，將普通家具設計改進的新型家具產品D其實現途徑包括兩個層面：首先就是各類家具與家電之間的互連問題，也就是使不同設備之間能夠互相識別，協同工作；第二個層面是解決家庭網絡與外部網絡的通信,使家庭中的網絡真正成為外部網絡的延伸。

信息化家具是利用電信和電子技術與傳統家具相結合的創新產品，具有信息訪問、獲取、存儲、處理的功能。信息家電與家具等產品的出現將打破只有通過上網獲取信息的局面，預示著后PC時代的來臨，其功能更強大，使用更簡單、方便和實用，為家庭生活創造更髙品質的生活環境。

實際上I家庭自動化、網絡化、信息化產品，都包含在智能化家居系統之中。它們雖也有各自不同的產品特征，不能簡單地劃等號，但也有許多概念是交叉共融的，一件產品可以是一個家庭網絡化產品，同時又是一件信息化產品。

總之，對智能化家具的研究不應片面局限于家具產品某些智能功能的實現上，由于時間、篇幅所限，本論文重點對嵌入式智能化家具進行較為系統的研究。