2023年12月8日发(作者：什么一体机电脑好用又实惠)

智 能 家 电

姓名：彭垚、李军

1 智能家电发展

1.1 智能家电发展现状

传统家用电器有空调、电冰箱、吸尘器、电饭煲、洗衣机等，新型家用电器有电磁炉、消毒碗柜、蒸炖煲等。无论新型家用电器还是传统家用电器，其整体技术都在不断提高。家用电器的进步，关键在于采用了先进控制技术，从而使家用电器从一种机械式的用具变成一种具有智能的设备，智能家用电器体现了家用电器最新技术面貌。微处理器和计算机技术引入家电设备，一方面使家电设备具有智能化的功能，另一方面使开关电器，包括智能化断路器和智能化电动机控制器实现与中央控制计算机双向通讯。进入20世纪90年代，随着计算机信息网络的发展，配电系统和电动机控制中心已形成了智能化监控、保护与信息网络系统。智能家电的迅猛发展变成一种必然趋势。

1.2 智能家电发展原因

智能家电发展的原因主要由以下几点：

（1） 网络技术和通信技术的成熟和广泛应用。

（2） 信息化水平的不断提高，逐渐达到支持智能家电产业大规模发展的水平。

（3） 目前的互联网和基础设施和技术条件，为智能家电的发展做了必要的准备。

（4） 用户对高水平家电的需求。

1.3 智能家电的特点与功能

同传统家用电器先比智能家电具有以下特点：

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放性和兼容性。

4) 节能化。智能家电可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。由于复杂的操作流程已由内嵌在智能家电的控制器解决。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发展，其内容也会更加的丰富，根据实际应用环境的不同智能家电的功能也会有所差异，但一般具备以下基本功能：

通信功能：包括电话、网络、远程控制/报警等。消费电子产品的智能控制：例如可以自由控制加热时间、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等。交互式智能控制：可以通过语音识别技术实现智能家电的与应控制功能；通过各种主动式传感器实现智能家电的主动式动作响应，用户还可以自己定义不同场景不同家电的响应。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。健康与医疗功能：包括监看设备监控、远程诊疗、老人/病人异常监护的。

2 智能家电产品分类

智能家电可分成两类：一是采用电子、机械等方面的先进技术和设备。二是模拟家庭中熟练操作者的经验进行模糊推理和模糊控制。随着智能控制技术的发展，各种智能家电产品不断出现，例如，把数控技术和电脑相结合开发出的数控冰箱，具有模糊；逻辑思维的电饭煲、变频式空调、全自动洗衣机等。

智能家电的智能程度不同，同一类产品的智能程度也有很大差别，一般可分成单相智能和多项智能。单项智能家电只有一种模拟人类智能的功能。例如模糊电饭煲中，检测饭量并进行对应控制是一种模拟人的智能的过程。在电饭煲中，检测饭量不可能用重量传感器，这是环境过热所不允许的。采用饭量多则吸热时间长这种人的思维过程就可以实现饭量的检测，并且根据饭量的不同采取不同的控制过程。这种电饭煲是一种具有单项智能的电饭煲，它采用模糊推理进行饭量的检测，同时用模糊控制推理进行整个过程的控制。多项智能家电在多项智能的家用电器中，有多种模拟人类智能的功能。例如多功能模糊电饭煲就有多种模拟人类智能的功能。

2.1 智能家电所采用的控制技术

智能家用电器目前所采用的智能控制技术主要是模糊控制。少数高档次的家用电器也用到神经网络技术（也叫神经网络模糊控制技术），模糊控制技术目前是智能家用电器使用最广泛的智能控制技术。原因在于这种技术和人的思维有一致性，理解较为方便且不需要高深的数学知识表达，可以用单片机进行构造。不过模糊逻辑及其控制技术也存在一个不足的地方，即没有学习能力，从而使模糊控制家电产品难以积累经验。而知识的获取和经验的积累并由此所产生新的思维是人类智能的最明显体现。家用电器在运行过程中存在外部环境差异、内部零件损耗及用户使用习惯的问题，这就需要家用电器能对这些状态进 行学习。例如一台洗衣机在春、夏、秋、冬四个季节外界环境是不一样的，由于水温及环境温度不同，洗涤时的程序也有区别，洗衣机应能自动学习不同环境中的洗涤程序；另外，在洗衣机早期应用中，洗衣机的零件处于紧耦合状态，过了磨合期，洗衣机的零件处于顺耦合状态，长期应用之后，洗衣机的零件处于松耦合状态。对于不同时期，洗衣机应该对自身状态进行恰当的调整，同时还应产生与之相应的优化控制过程；此外，洗衣机在很多次数的洗涤中，应自动学习特定衣质、衣量条件下的最优洗涤程序，当用户放入不同量、不同质的衣服时，洗衣机应自动进入学习后的最优洗涤程序——这就需要一种新的智能技术：神经网络控制。下面展示智能家电的框架图：

图1为智能家居系统控制

图2为家庭智能终端

图3为智能家居框架图

3 智能家电的“学习”性

设神经网络家电的学习过程以期望信号和实际信号的误差趋于无穷小为目标，学习过程采用“时间能量目标”比较方法，达到某一目标的时间和能量减少并且趋于稳定，则学习过程结束。在洗衣机中，目标就是洗涤的干净程度，其量度标准是以进水时的浑浊度或漂洗后放水时的浑浊度为指标的。学习过程可以随机进行，也可在洗衣过程中进行。智能家电通常还进行用户习惯学习，使用户省去大量的状态设定操作，方便使用。一旦用户的习惯改变了，智能家用电器又能学习新的自动设定方式。例如，一台微波炉，用户用其加热牛奶的次数最多，而且都用“中火量”3分钟。当然，用户也用微波炉加热其他食品，但次数比加热牛奶的次数少，而且每次用的“火量”也不尽相同。这样，通过经验学习之后，微波炉自动把开机状态设定在“中火量”3分钟处，从而给用户省去了每次的重复操作，而当季节改变，随着用户加热牛奶方式的改变，智能微波炉又会自动学习新的设定方式。

几年前，伊莱克斯集团曾推出未来冰箱模式“屏幕冰箱”，这种“屏幕冰箱”因在冰箱门体上嵌入一台触摸式多媒体电脑而得名。它是迄今为止世界上智能化程度最高的冰箱。人们在生活中有时忘记一些重要的日子或数据，如妻子的生日，孩子的培训时间或者是妈妈的手机号，这些信息只需用手轻点一下就能得到，使用者还可以在厨房一边工作一边收看自己喜爱的电视连续剧或者新闻节目。“屏幕冰箱”可以与电视监视系统相连，用户在厨房里就可以看到门外的来访者。除了具备一台冰箱的功能以外，“屏幕冰箱”还能够帮助用户管理食物贮存，考虑到将来的商品都会在包装袋上加上电子条形码，“屏幕冰箱”可以通过扫描条码准确地传达不同的储藏室里存放了些什么食物、食品的数量和有效期等信息。

3.1家用电器的智能基础

家用电器要实现智能化控制，必然把软件嵌人其内部，需要有智能理论指导进行软件编制．这些理论就是智能基础理论。现阶段，可以嵌入到家电之中的主要智能技术方法归纳如下：

（1）启发式搜索。启发式搜索是人工智能求解中开发出来的对目标求解的最优化方法。它主要依靠和任务无关的信息来简化搜索进程，但它可以从任务中得到的启发信息来确定搜索方向，从而大大减少了优化时间。这种方法在洗衣机的程序选择过程中是十分有用的。

（2）人工神经网络。人工神经网络控制最突出的功能是经验的学习。家用电器在运行中其参数会随着时间的迁移而变化，在神经网络不断运行中进行性能学习，预测出家电变化的趋向，以及在参数变化后的最优控制方法，从而保持家电始终处于一种优秀的工作状态。这种智能方法用于有运行损耗的动力系统中最有效，例如洗衣机、洗碗机等。

（3）模糊逻辑理论。模糊逻辑控制在家电指标控制中是一种极有效的智能化方法。这种控制方法所用的技术指标或任务是模糊的，这是因为人在日常生活中的感觉，包括触觉、嗅觉、视觉都是以模糊量描述的。以模糊控制方法控制家用电器更适合人类的智慧思维及处理过程。

（4）遗传算法。遗传算法是一种模拟自然选择及遗传的随机搜索算法，它的原则是适者生存，不适者淘汰。这种优化方法在家电中较适用于进行状态参数最优组合。在洗衣机中，可对洗涤过程的自适应优化；对电冰箱中的制冷过程自适应优化；空调机对外部环境包括室外季节、室内人员情况的自适应优化控制。

3.2智能化改变家电结构

随着技术的不断发展，智能家用电器结构也在不断改变。随着智能程度的进步、家用电器状态采样的传感器增加、状态显示器件水平的提高、控制元件的功率及能力的增强，家用电器在结构上也需要进行改进。

首先，随着家用电器智能水平的不断上升，家用电器的内、外部需要增加检测及采样点。这些采样检测点分为两种：一种是不同状态类型的采样点；一种是同一状态类型的采样点。智能电冰箱和非智能电冰箱相比，其不同状态类型采样点增加的有蒸发器压力、冷凝器压力、冷藏室风门开度等；同一状态类型采样点增加的有冷凝器温度、蒸发器温度、冷藏室温度、压缩机温度等。这些采样点的增加就要求其结构做相应的改进。例如，空调使用时，室内、室外的温度、湿度以及氧含量对其工作状态有很大影响，对智能家电外部环境进行检测要求智能空调结构必须改变。

其次，状态显示器件水平的提高对家用电器的结构也提出了改进的要求。液晶显示器、高亮度LED显示器以及特殊荧光显示器对家用电器的结构提出了相应的改进要求。

此外，控制元件及控制结构发展对家用电器的结构变化也有相应要求。例如，电磁炉产品功率控制模块的进步使得产品体积进一步减小，辅助电路也相应减少，但功率模块在体积减小的同时使产品的使用功率增加，这就要求对散热片空间做相应的处理，即需要改变结构。智能洗衣机有自动投放洗涤剂的功能，这就要求洗衣机要设置洗涤剂存放器及洗涤剂投放结构。

4 智能家电

4.1 智能电视

目前智能电视的到来，顺应了电视机“高清化”、“网络化”、“智能化”的趋势。当PC早就智能化，手机和平板也在大面积智能化的情况下，TV这一块屏幕不会逃过IT巨头的法眼，一定也会走向智能化。

智能电视首先意味着硬件技术的升级和革命，只有配备了业界领先的高配置、高性能芯片，才能顺畅运行大型3D体感游戏和各种软件程序；其次，智能电视意味着软件内容技术的革命，智能电视必然是一款可定制功能的电视；第三，智能电视还是不断成长，与时俱进的全新一代电视。智能电视最重要的就是必须搭载全开放式平台，只有通过全开放平台，才能广泛发动消费者积极参与彩电的功能制定，才能实现彩电的“需求定制化”、“彩电娱乐化”，才是解决彩电智能化发展的唯一有效途径。

国外IT巨头们推出的“智能电视”，拥有传统电视厂商所不具备的应用平台优势。智能电视将实现网络搜索、IP电视、视频点播(VOD)、数字音乐、网络新闻、网络视频电话等各种应用服务。电视机正在成为继计算机、手机之后的第三种信息访问终端，用户可随时访问自己需要的信息；电视机也将成为一种智能设备，实现电视、网络和程序之间跨平台搜索；智能电视还将是一个“娱乐中心”，用户可以搜索电视频道、录制电视节目、能够播放卫星和有线电视节目以及网络视频。

在国内，各大彩电巨头也早已经开始了对智能电视的探索。连接网络后，能提供IE浏览器、全高清体感游戏、视频通话、家庭KTV以及教育在线等多种娱乐、资讯、学习资源，并可以无限拓展，还能分别支持组织与个人、专业和业余软件爱好者自主开发、共同分享数以万计的实用功能软件。

目前我国智能电视机有康佳、TCL王牌、长虹、海信、海尔等等，下面就简单的列举几个：

（1）：康佳智能电视机

图（1）是康佳（konka）彩电LC42F1000PD康佳智能3D

（2）TCL王牌智能电视机

图（2）是TCL彩电L46V7300-3D TCL智能3D云电视

（3）海信智能电视机

图（3）为海信智能电视机 LED46T39AK

4.2 智能冰箱

冰箱的“智能”功能体现得比较简单，大多是在控温方面较为低端的“智能”。今年新近上市的冰箱新品当中，在智能方面加强了技术改进，出现了“会说话的冰箱”，即在某些功能操作上添加了语音播报的效果。

语音智能电冰箱，虽然看起来这样的语音“智能”功效并不算特别突出，但是巧妙的设计显得格外贴心，在冰箱中添加了人性化的色彩，让消费者一打开冰箱就能感受到温馨的问候及浓浓的科技关怀。在单纯的产品功能外，赋予了冰箱更多人性化的关怀，实现了单纯的制冷功能与人性化设计的完美结合。

市面上的创维语音智能电冰箱不仅具有保鲜、节能等五大立体健康功能，还拥有独具特色的“智能语音问候”、“超时语音报警”、“节能常识播报”三大特色语音功能。实现了在使用时自动识别时段进行问候，可以问候“早上好”、“晚上好”、“谢谢使用”等等;“超时语音报警”则是在冰箱门未关好的30秒之后，冰箱自动发出“请关好门”的语音报警。

目前我过智能电冰箱牌子：

排名

1

2

3

4

5

牌子

海尔Haier

美菱Meiling

新飞

容声

备注

中国名牌,中国驰名商标,亚洲企业50强,冰箱十大品牌

中国名牌,中国驰名商标,十大冰箱品牌,合肥美菱股份有限公司

中国名牌,中国驰名商标,冰箱十大品牌,河南新飞电器有限公司

中国名牌,中国驰名商标,冰箱十大品牌,青岛海信集团有限公司

西门子SIEMENS

世界品牌,全球最大的电子公司之一,西门子(中国)有限公司

5 总结

未来智能家电主要将朝三个方向发展：多种智能化、自适应进化、网络化。多种智能化是家用电器尽可能在其特有的工作功能中模拟多种人的智能思维或智能活动的功能。自适应进化是家用电器根据自身状态和外界环境自动优化工作方式和过程的能力，这种能力使得家用电器在其生命周期中都能处于最有效率、最节省能源和最好品质状态。网络化是建立家用电器社会的一种形式，网络化的家用电器可以由用户实现远程控制，在家用电器之间也可以实现互操作。 据悉，海尔集团1999年推出全球首套U-home网络家电，并进行持续市场推广，自2005年起，该公司生产的全部家电都预留了网络接口，为后续升级为网络家电打下基础。据业内人士分析，虽然在网络家电方面已经出现了许多合作项目，但要真正推广至少需要4年左右的时间。