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2024 / 07 / 23
科学技术发展带动了无线传感器的快速发展,使其实现了在微小体积内完成信号收集、处理和输出等多种功能。无线传感器在智能科技家居上的应用主要是通过节点在一定区域内形成一个网络系统,完成对各种信息的收集、处理,并将其发送给观察者。
1 无线传感器在智能家居中应用的重要性
科技时代的来临,人们的生活质量得到了更大程度的提高。现在家居生活逐渐向智能化发展,各种系统的智能化使生活更加轻松、有序、高效,智能化家居逐渐成为科技时代背景下的必然趋势。但是,在发展的过程中要正视,因为我国家居智能化起步比较晚,与国外发达国家相比还存在很多不足,逐渐凸显出一些问题。例如智能家居组网方式的选择难,传统的先组网方式已经不能适应社会发展的需求,而传统的无线组网方式造价比相对较高,更不易选择。或者是整个系统因为节点、标准以及接口等问题运行不稳定。只有解决这些存在的问题,才能更好地实现智能家居的建设,才可进一步为人们提供更高质量的服务。而无线传感器在智能家居上的应用刚好满足这一要求,以无线传感器存在的优点来弥补传统智能家居系统的不足,使得智能家居真正实现“智能”,将各种子系统联系在一起,实现信息共享。无线传感器在智能家居中的应用,主要是通过设置在区域环境中多个传感器组节点形成一个无线多跳自组织的网络系统,实现家居中安保系统、家电控制系统以及网络应用系统等有效的整合,保证观察者可以实现实时监控。
2 无线传感器在智能家居上应用的难点
无线传感器在智能家居中的应用在一定程度上已经超出了传统的网络范围。因为在智能家居中的应用中,节点的组成已发生了转变,不再是与传统系统中相同节点的组成,而是将功能单一与独立工作的节点联系起来,由传统的网络系统转变为一个异构的系统。同时,因为在智能家居中某些家电设备或者是办公产品不是静止不动的,这就使系统内的节点具有了移动性。网络系统由传统的静止转变为动态,同时拓扑结构也可能会发生转变,这就要求整个无线传感器网络系统具有更强的适应性,保证本身具有动态系统的可塑性。针对无线传感器网络系统中节点的异构性和动态性,其在智能家居中的应用难点主要就是对动态节点的控制。另外还有就是在工程应用上存在的问题,也就是将来自不同厂家的家电以及传感器执行器进行有效互联,进行统一管理。家电设备生产规律决定了各种电器设备来源的多样性。对于电器设备的生产,各个厂家是各有所长,因此消费者在进行选购时一般都是根据质量而不是根据生产厂商进行确定,造成了各个电器设备节点的不同,为如何将不同厂家不同类型设备互联提出了更高的要求,此问题已经成为无线传感器网络在智能家居上应用的难点。
3 无线传感器在智能家居上应用设计
无线传感器网络节点硬件设计
无线传感器网络节点硬件设计主要包括传感器单元设计、处理器单元设计、无线通信单元设计以及能量供应单元设计四部分。本文主要以温度传感器为例进行设计,传感节点主要包括电源(电池组)人体红外传感器、温度传感器(18B20)、接口、单片机(MSP430F1232A)、无线收发芯片(NRF905)。
(1)传感器单元设计。在此传感器节点的选择只有温度传感器和人体红外传感器两个节点,其中温度传感器选择的是DS18B20,具备体积小、电路简单、成本低以及精度高等特点,内置集成测温传感器和逻辑控制电路。人体红外传感器节点的设置主要是用来对家居环境内人物是否存在进行检测,其原理是根据温度高于绝对温度-273℃的任何物体都会具有红外光谱,并根据光谱长度对区域环境内的红外波长进行确定。如果环境内有人物存在就会将自身存在的红外线通过滤光片加强后作用到红外感应器上,红外感应器电荷平衡被打破,向电路释放电荷,经系统处理后就会引发报警系统。
(2)处理器单元设计。处理器单元选择的是单片机MSP430F1232A,具有应用方便、时间长等超低功耗的优点。并且具有丰富的寻址方式以及大量的模拟指令,具有较强的处理功能,所以在控制单元选择这种单片机比较具有优势。另外的外围电路主要由复位电路、晶振电路、电量监视电路以及编程接口组成,整个工作系统比较稳定。
(3)无线通信单元设计。无线通信设备选择的主要是无线收发芯片NRF905,具有低消耗的特点。整个单元主要是由调节器、功率放大器、晶体振荡器、自带调节器的接收器以及完全集成的频率调制器组成。另外,在没有碰撞控制或者是有噪声的区域环境中,数据包的重复发送是提升系统可靠性的一种有效方式,无线收发芯片NRF905在这一方面具有很大的优势,实施比较方便。
(4)能量供应单元设计。能量供应单元主要是由电池组和电量剩余监视电路组成,其中电池组可以选取节号电池来组成,监视电路主要构成为MAX836。能量供应单元设计相对简单,但是也最为重要,没有电源一切皆为空谈,因此要加强对此单元设计的重视。
通信协议设计
这里讲的通信协议主要是路由协议,根据现在无线路由器自组网中的平面路由协议可以分为按需路由协议和主动路由协议两种。
(1)按需路由协议。按需路由协议认为在无线传感器自组网中没有必要去维护其他节点的路由,只有在没有与目的路由进行连接的时候才会“按需” 发现路由。其优点是在对信息传播时不需要周期性的路由,节省了大量的网络资源。缺点是节点数据包发送时,没有目的节点路由,会发生延时。按需路由协议一般主要包括发现和维护两个过程,在源节点发现存在路由节点没有去往目的节点时,就会引发路由发现过程。而路由维护过程只有通过链路失效检测机制才能进行触发。现在经常用的按需路由协议主要有DSR协议和AODV协议。
(2)主动路由协议。区别于按需路由协议,主动路由协议是主动去寻找路由,认为无线传感器自组网节点应该对网络中所有节点进行维护。与按需路由协议相比其具有一定的优点,在节点发送数据包时,如果存在目的节点,其中延时概率会大幅度降低。但是同时也具有缺点,主动路由协议网络开销比较大,同时原有路由更新会因为拓扑结构的动态变化很快变成过时信息。现在常用的主动路由协议主要有DSDV协议和WRP协议。
智能家居网络拓扑结构设计
无线传感器网络在智能家居上的应用,实现的前提就是要选择建立一个科学合理的拓扑结构。一个合理的网络拓扑结构可以提升家居网络的速度,将其具有的优点进行扩大,使网络具有的整体功能更完美地发挥出来。现在智能家居网络拓扑结构一般采用的都是星状网络。具有的特点是网络结构简单,连接方便,更重要的是管理时效性高。无线传感器在智能家居上的应用,通过多个节点形成自足网络,其中智能家居网络控制主要分为家用电器开关控制和安防、环境监测数据传输两种。与现在智能家居发展相结合,设计出以控制计算机为中心的星状网络拓扑图,更简单实用。
0 引 言
在人类科技发展的历史上,互联网的出现促使人们的生活向着信息化、网络化发展,电子信息技术的进步更加推动了社会的信息化,也使人们的日常生活、学习不再局限于传统的方式。随着生活方式的逐步改变,人们对家居环境的追求也在不断提高,对传统家居提出了新的挑战。智能家居是在通信技术、电子技术、自动化技术的基础上进行研究,从而实现智能化操作与管理家庭设备,这样一个舒适、便捷、智能、人性化的生活环境才是人类生活舒适化的最大追求,最初是由美国人提出。与传统的家居环境相比,智能家居无疑将会使人们的生活质量有很大的提高,家庭内的设备将会被赋予智能,他们能够主动监测家庭环境的变化,并同其他设备合作共同完成对家庭设备状态的改变,以使家庭环境对人体更加适宜,使人们生活在一个更加艺术、更加人性化的环境中。
在人类经济不断正常的过程中,人们掌握了越来越多的经济与社会资源。由于越来越多的资金积累,人们对生活的舒适性,便捷化、智能化、和人性化等方面提出了要求,出于对丰富的社会资源和先进的科学技术的利用,人们在通信技术、电子技术和计算机网络技术的基础上,研究了一套解决家庭生活智能化的统筹系统。系统通过人这一核心对家庭的各种小系统进行有机整合,从而促使生活环境更加舒适、便捷、安全。
采用了智能家居系统后,人们对家电产品的控制不再局限于传统的近距离的控制方式,不论主人身处何地,只需一部手机或一台电脑就能随时随地查看家用设备的状态并能对其进行远程控制。
1 家 居 系 统 的 构 成
家居系统通过互联网与家庭成员之间的联系,合理安排了人、网络、硬件结构和家庭设备之间的相互关系,虽然由于个人的差异性导致结构的复杂程度大小不一,但是从大的方面来说,家居系统的目的和整体结构是一致的。都是为了建立一个集家庭安全防护系统、网络反馈系统和家庭可调系统于一体的家庭综合服务系统,为家庭提供可调节、可控制和自动化的人性化家居服务。在图1中,将家居系统分为以下几个方面:电源模块部分、信息采集部分、人机互动部分、开关控制部分、安防报警部分、信息存储部分和控制器控制管理部分。这7个部分以控制器为核心相互联系,实现了信息采集、处理、存储的一体化过程,满足了家庭对安全、舒适、便捷的需求,方便了后续产品的升级更新。图1为家居系统结构示意图。
2 智 能 家 居 模 块 设计
智能家居系统的模块组成主要有控制器模块、电源供给模块、开关控制模块和人机互动模块。图2中控制器模块是核心模块,负责信息的采集、处理、交换以及和人之前的互动。整个家居系统进行正常工作需要电源模块提供所需的对应电压。开关模块有助于控制模块实现家庭电器的通断,保证了主人在外时家庭的电力安全问题。人机互动是家居系统极为重要的一部分,它是家居系统智能的体现。
控制器模块
控制器能够实现外部数据的采集、处理、存储和通信交换等功能,是整个系统中最为关键的一环,它是系统智能化的决定性因素。为了更好地统筹资源与优化电路,控制器的型号选择也极为重要。STM32F103C8T6是32位嵌入式微控制器,工作频率打到72MHz,电源要求是,内部的FLASH程 序 存 储 空 间 为512KB, 运 行 内 存RAM的 容 量 为160KB. STM32F103C8T6强大的功能为家居系统的设计提供了高性能、高效率、低功耗的便利。
电源供给模块
各个模块的工作正常和维持都依靠电源模块有效的电源输入,这是家居系统有序工作的基础部分。电源供给电路的设计是模块高效、低干扰、低损耗的最佳保证。图2为电源输入部分。
开关控制模块
开关控制模块在整体系统中相当于人的四肢与大脑的延伸和支持,模块会根据来自控制器STM32F1038T6给出的信息命令进行家庭电器的导通和关断操作。开关控制模块需要对控制器传输的'高低电平有极高的辨识度,设计了以三极管为响应的开始部分。当低电平信号输入时,三极管T1截止导致三极管T2截止,所以DO11、DO12都处于断开状态;当高电平信号输入时,三极管T1饱和导致三极管T2导通,这样DO11、DO12将处于通电状态。
人机互动模块
为了让主 人 能 够 对 家 庭 的 电 器 使 用 状 况 进 行 详 细 地了 解 ,在 家 居 系 统 中 添 加 了 互 动 功 能。通 过GSM无 线 传输 技 术(全球移动通信技术)与信号接收器来帮助个人或者 多 人 了 解 即 时 家 庭 电 源 通 断 信 息 和 更 进 一 步 的 命 令 输入通断控 制。 GSM无 线 通 信 技 术 作 为 第 二 代 移 动 通 信 技术 , 研 发 的 目 的 是 让 全 球 共 同 分 享 一 个 移 动 电 话 网 络 标准,避免不同差异 的移动通话标准 之 间 的 有 差 对 接 ,增 强了了通信信息的正确性和信息对接的方便性。这样只要用户拥有一部可插入GSM卡的移动手机就可以在全球范围内进行信息的交流沟通。我国最早是在20世纪90年代引用了GSM无线通信技术标准,并在20xx年关闭了之前一直 使 用 的 模 拟 移 动 网 络 , 进 入 了 数 字 移 动 网 络 的 大 家 庭中。GSM无线通信技术的广泛应用,加强了人们在对遥远的家庭的控制管理。
3 结 论
本文所设计的家庭智能安防控制系统,成功地应用了STM32F1038T6微 处 理 器 的 强 大 功 能、2 . 4GHz射 频 通 信 和GPRS移动通信的优质传输性能,充分利用了计算机网络技术、GSM无线通信技术和自动化控制技术,具有实时性好、可靠性高、功耗低、扩展方便等优点。该控制系统实现了家庭门禁控制、室内环境参数检测、防盗报警、家用电器控制等功能,为普通家庭的安全防护控制提供了有效途径。智能家居系统的不断发展是人类对生活环境优越性的追求,是对科学技术的完美应用。随着社会生活的发展和科学技术的发展,有理由相信家居系统会越来越智能化、舒适化和便捷化。
参 考 文 献
[1]李伟强。物联网技术成引擎为智能家居添动力[J].中国公共安全(综合版),20xx.
[2]杨伟。基于STM32F103C8T6单片机的LCD显示系统设计[J].微型机与应用,20xx.
[3]王芳。基于GSM短消息无线通信系统的研究[D].河海大学,20xx.
1.建材供应商重视不足
目前,一些建材生产供应商的低碳意识较薄弱,没有正确意识到生产低碳建材的重要性。有些建材生产商虽然意识到了低碳环保建材的重要性和发展前景,但是由于低碳建材的研制生产成本比较高,与传统的建材相比缺乏市场竞争力,导致很多建材生产供应商没有对低碳建材进行大规模、大批量的生产而是继续选择传统建材。由于生产供应商的重视程度不够,所以影响了室内设计“低碳”理论的实行。
2.设计师和施工人员的低碳意识有待提高
设计师是室内设计的关键,当前一些设计师的低碳意识较薄弱。设计师在进行室内设计的时候往往关注的是消费者的爱好、豪华舒适等,而在设计中缺乏低碳元素,影响着室内设计的“低碳”理论的实施。此外,施工人员是室内设计的践行者,有些施工人员低碳意识不高,为了节省施工成本,在选购建材的时候更加倾向于传统建材,阻碍了低碳建材的发展。
3.消费者的观念有待改变
虽然,环保低碳的思想已经渗透到人们的日常生活当中,但是一些人还未形成真正的环保低碳的理论体系,仅仅把环保和低碳当做一种宣传口号。有部分消费者在进行室内设计的时候,只是一味地追求豪华舒适,而根本不从低碳、环保的角度出发。
室内设计“低碳”理论的具体体现
1.良好的通风系统以及照明系统
众所周知,室内设计完成以后会产生大量的有毒气体比如甲醛、苯等。室内良好的通风系统有利于有毒气体的排出,减轻有毒气体对人体的危害,为人们的身体健康提供保障。因此。在进行室内设计的时候一定要保障通风系统的安全性和流畅性。照明系统是室内设计必不可少的部分,良好的照明系统可以极大程度的减少对电力资源的浪费。在进行照明系统设计的时候尽可能的`选择节能灯,从而减少对资源多的浪费。还有,室内设计中照明系统一定要注重自然光的利用,既是“低碳”理念的体现又有利于人们的身体健康。
2.采用绿色建材
在进行室内装修的过程中,在进行建材挑选的时候尽可能的挑选绿色低碳建材,绿色建材能够很好的阻隔有毒气体和有毒物质,对人们的身体健康提供保障,因此,在进行室内设计的时候一定要注重绿色建材的选择。
3.考虑室内设计的长远性
在进行室内装修使尽可能的选择那些能够重复利用的材料,比如某些家具在损坏不用后,仍然可以回收利用在进行加工制成人们生活所需要的物品。从而减少对自然资源的利用和浪费,是“低碳”理论在室内设计的充分体现。
当代室内设计“低碳”理念的推广措施
1.提高低碳建材的生产
首先,建材生产供应商要提高自身的“低碳”意识,在建材生产过程中提高对低碳建材生产的重视程度,积极研发新型的低碳建材并提高低碳建材的生产产量。其次,国家可以制定相关的法律法规,或者出台一些相关的政策,鼓励低碳建材的生产和使用。最后,提高对建材生产、使用的监管力度,为低碳建材的大规模生产和使用提供保障。
2.增强设计师和施工人员的低碳意识
提高室内设计师的低碳意识,使低碳理念渗透于室内设计中的每一个环节中去,同时,提高施工人员的环保、低碳意识,在采购建材的尽可能的选择低碳、环保的建筑材料。这样就可以保证室内设计、施工环节“低碳”理论的应用和推广。
3.培养消费者的低碳理念
相比较于西方发达国家,“低碳”理念在我国的发展尚未成熟,只是存在于表面,“低碳”对大多数人来说并不陌生,但是不可否认的是人们对“低碳”的认识还只存在于口号和表面,这样是远远不够的。“低碳”理论的推广需要全社会的共同努力,要求全社会达成一种共识,逐渐抛弃奢华舒适的室内设计要求,转变为对低碳生活的热爱,这样极大的推动了室内设计“低碳”理论的推广。
4.相关部门的宣传
相关部门应该加大宣传,也可以举办一系列的活动对“低碳”理念进行宣传。国家也可以通过媒体、网络、广播等途径进行宣传,让人们真正的理解低碳理论的含义,为“低碳”理念在室内设计中的推广保驾护航。结语总而言之,低碳的室内设计是现代室内设计的发展趋势,在资源紧张,环境恶化的背景下,当代室内设计“低碳”理念的推广和践行越来越重要。只有不断提高建材生产供应商、室内设计师。施工人员和全社会的低碳认识,并结合国家政策的扶持,“低碳”理念才能够真正成为现代室内设计的设计原则和设计理念。
摘要:智能家居是未来发展的主流方向, 本文主要探讨智能家具的基本概念, 以及互联网+, 云计算, 大数据下的未来。
关键词:智能家居; 概念; 未来;
0 引言
说起智能家具, 很多人脑海里会浮现这么一个场景, 随便动下手指, 家里面的一切都会在自己的掌控中, 它曾经如此梦幻, 但随着人们步入网络化和数字化的智能化社会, 4G和移动互联网浪潮, 让物联网等新兴技术和应用飞速发展, 这已经变成可触及的现实, 也让智能家居步入真正全面实现的阶段。智能家居是互联网信息技术与传统家居行业的完美化学反应, 各类新型传感器的介入, 使住宅具有更多的感觉, 而此感觉是如此的敏感。加上大数据, 云技术大浪来袭, 使得智能家居在家电设备、远程无线控制、环境检测控制等达到一个新的高度, 并覆盖得更加全面[1]。
1 智能家具的基本概念
智能家居是以住宅为平台, 把设备、建筑、智能化、自动化四要素各自优化, 相互联系, 全面综合, 以获得高效率、高舒适、高安全的居住环境[3]。智能家居也可以定义为一个系统, 由中央处理器、硬件设备、软件及通信技术构成, 处理器就类似家庭的网关, 硬件设备就是各种各样的传感器设备, 软件就是手机app客户端, 通信技术就是类似wifi的通信标准。通俗点来说, 智能家居就是具有智能化的设备, 就在我们的身边, 如智能门锁、智能厨房、智能电子煲等, 毫无疑问, 智能家居能有效优化我们的生活方式, 增强家居生活的安全性, 同时为更多的能源节省资金。
2 智能家居的未来
如今智能家居已经是各种智能电器的集成平台, 使家居体验更加个性化, 同时更方便管理。我们的城市建设正向智慧城市大步迈进, 智能家居暖春已至。苹果和谷歌旗下的Nest Labs正在开发一类技术, 可以使不同厂商不用独立的中控设备也猛进行设备互动。随着智能家居的普及, 那么, 它的未来如何?
蓝牙技术助力智能家居
20xx年蓝牙大会中蓝牙会兼容wifi, 解决了蓝牙传输距离短的问题, 也将给智能的硬件的互联互通带来技术上的演变, 不然每个手机上都得装上一个app, 对应一个云设备, 相当费劲。如今很多智能产品都具有wifi和蓝牙功能, 使很多可穿戴产品涌入智能家居, 与家居设备联动, 变成更加精确方便的控制点, 手机app变得不那么的唯一, 研究机构HIS Technology数据显示20xx年的蓝牙设备用于智能家居的出货为15亿台, 未来蓝牙设备更会在智能家居上发挥更大的作用, 来提升用户的各种体验。
云计算介入
在智能家居时代下, 云计算将会带来一个新的转折点, 智能家居相当于一个晓得物联网平台, 各类传感器收集信息、处理信息, 如此大容量信息为了保证系统的稳定性和可靠性, 把它存储在云端, 云是动态扩展且虚拟化, 云计算把人们在家居里的一举一动收录, 形成一个大数据平台, 使智能家居更加智能, 对数据的分析具有记忆性和高效性, 对家居生活第一时间进行舒适有效的管理, 而这些数据的来源是家居里面的智能设备, 包括智能摄像头, 室内环境监控仪等, 云计算介入智能家居, 带来了很多新的用户体验和服务模式, 信息交互也能在第一时间以最快的路径执行, 是智能家居未来的最佳伴侣。
家电企业发力
20xx年中国互联网大会“未来发展高峰论坛”举办之后, 更是把智能家居推向高潮, 许多家电企业主导家电向智能化转化, 致力提高用户家居体验, 实现各种智能产品的互联互通。长虹提出了“家庭互联网”战略;美的也提出“M-Smart智慧家居”概念, 打造最专业的智慧家居;海尔也提出U+智能生态圈, 只需用12秒就可以使得不同协议标准的智能产品实现互联互通;同年康佳也把彩电升级到64位的智能系统。20xx年更将是智能家居爆发的一年, 越来越多企业致力建立感知、思维、智能一体化的智能家居系统。
3 智能家居行业的挑战
今年国际消费电子产品展 (CES) 在美国举行, 三星、英特尔展示推出新一代智能家居产品。各个行业相关新产品竞相推出, 智能家居市场有望迎来爆发期。但是智能家居总体来说还不怎么成熟, 那它的挑战又有哪些呢?
缺标准
“无规则不成方圆”没有统一的通信协议和标准, 每个智能产品都是独立的, 在各自利益的驱动下, 他们都是按照自己的理解去制作产品, 然而协议不具备兼容性, 实现功能和拓展性不够, 使得产品不能在同一平台互联互通, 致使智能家居整个系统不能很好的运作起来。
高价格
打造一个最基本的智能家居, 要添置不少设备, 控制器, 网关, 各种传感器, 加上客户的个性化要求, 独立去设计去构造, 相必也只能高端人群才能有高端家庭才能享受。而普通家庭智能望尘莫及, 就算前期投入的成本有所降低, 后期的维护费用也是不菲, 让智能家居走进人们的生活还有很长的路要走。
太复杂
有钱人要享受生活, 但大费周折去培训好几天也搞不懂怎么去使用, 只能说人性化不到位, 严重影响了用户体验, 慢慢的人也累了, 而所谓的智能产品只能成为家中的摆设, 可以遇见未来需要解决的是降低技术门槛, 让其操作变得简单起来。
4 结语
资本与企业的涌入, 加上处在互联网, 大数据的时代下, 家电企业发力, 智能家居以迅猛速度聚焦于人们的视野, 我们物质追求价值的提升, 对智能家居的渴望也越演越烈。但我们用辩证的眼光去看待的时候, 智能家居存在的挑战更不容忽视。所以遇见智能家居的未来, 需要大家一起努力, 打造属于我们的人间极乐圣地。
参考文献
[1]韩力群.中国智能家居产业发展现状与前景分析[C].中国人工智能学会第十二届全国学术年会中国人工智能协会第十二届全国学术年会论文汇编, 20xx.
[2]马鸿雁, 李慧昇.智能住宅小区[M].北京:机械工业出版社, 20xx.
[3]章云, 许锦标.建筑智能化系统[M].清华大学出版社, 20xx:1-2.
我的课题研究工作是在陶教授的悉心指导和亲切关怀下完成的。
我的恩师陶教授治学严谨,学识渊博,却依然孜孜不倦,忘我工作。他充满自信的工作热情,理论与实践相结合的科研思想和勇于探索的创新精神,将深深影响我今后的工作、学习和生活,使我终身受益。在此对尊敬的导师陶教授表示衷心的感谢和诚挚的.敬意。
在课题研究工作过程中,中国市政工程中南设计研究院教授级高工杨老师亲自到试验现场进行指导,试验还得到了中国市政工程中南设计研究院工程师朱、李、刘,佛山水业集团调度中心主任郭、供水分公司副经理罗,国家城市供水水质监测网佛山监测站主任徐,以及参与该课题研究的相关工作人员的大力支持和帮助,在此一致表示感谢。
特别感谢我的家人在工作和生活上对我一贯的关心和支持,没有他们的帮助和鼓励,我的课题研究不会取得如此成绩。
最后向所有关心和帮助我的老师、同学、同事和朋友表示诚挚的谢意。
摘要:随着信息化、智能化的发展, 智能家居这一概念逐渐成为了主流名词。本文是以树莓派为载体和中继的智能家居系统作品设计。在作品中, 我们围绕树莓派开发板, 运用嵌入式系统, 基于Linux系统, 运用Python语言, 从而实现手机控制灯的开关、窗帘的升降和GPIO口的使用, 收听豆瓣FM, 以及报警系统等等。
关键词:树莓派; 智能家居; Linux; 可控灯; 可控窗帘; 可控电源; 可控FM; 报警系统;
家居自动化的目标是让居家生活更加充满乐趣和效率, 而智能家居技术正在通过引入“智能化”让这一切变为现实。充分利用了树莓派的开源特性, 选择Linux作为底层系统。使用Python语言, 充分利用了其便捷的语言特性。树莓派是一个完美的中继点, 运用无线网络技术, 实现了手机远程控制电灯, 遥控窗帘, 遥控开关从而给电水壶供电烧水, 播放音乐来实现智能家居系统的娱乐功能, 并实现报警功能, 体现智能家居系统的安全性。
基于树莓派的智能家居系统开发充分利用底层系统的开源性来完成每一个细微的任务, 将每一个细微的功能交互成一个整体的网络, 达到智能化的要求。
一、走进树莓派
树莓派, 是只有信用卡大小的卡片式电脑, 基于Linux。开发过程中, 选用树莓派的B型版, 一款基于ARM的微型电脑主板, 包括了一个ARM1176JZF-s 700Mhz的处理器, 一块Video Core IV GPU, 512M RAM, 以SD卡为存储系统, 有两个USB接口和一个网口, 可连接电源、键盘、鼠标和网线, 同时拥有HDMI视频输出接口, 整合在一张仅比信用卡稍大的主板上, 具备PC的`基本功能。树莓派外部接口丰富, 处理器、存储设备不够强大, 但其价格低廉, 为我们提供了一个理想的嵌入式开发平台。
二、智能家居系统
1. 灯光模块
(1) 电脑命令行控制
将灯的正极接在树莓派的Pin 22 (GPIO 25) 上, 负极接Pin 6 (GND) , 使用python语言控制GPIO 25电平的高低, 进而灯光的亮灭。
(2) 开关控制
开关是对树莓派输入信号, 因此要使用GPIO的输入功能, 即将灯的正极与树莓派的GPIO 25相连, 负极与地相连, 同时, 将开关的一端与Pin 1 () 相连, 开关的另一端与pin 18 (GPIO 24) 相连。在中断方式下编写python程序。使用时, 运行, 即可利用开关控制灯的亮灭。按下开关时, 灯亮, 再按一下开关, 灯灭。
(3) 使用WEBIO控制
用浏览器打开IP地址访问管理界面, 若树莓派的ip地址为, 则打开
2. 窗帘模块
本模块采用步进电机驱动, 通过控制步进电机的转动来控制窗帘的升降。通过GPIO口控制步进电机的转动方向以及速度。
步进电机采用的驱动芯片是ULN20xxA, 因此可用ULN20xxA设计一个驱动板, 驱动板上有4个输入口:IN1~IN4, 这4个口用来接树莓派的4个GPIO口, 我们将树莓派上的GPIO 17、18、21、22口分别接到步进电机驱动板上的IN1、IN2、IN3、IN4口, 利用Pin 2给步进电机提供5V电源。依次把驱动板的IN1~IN4置为高电平, 就可以驱动步进电机, 也就是说, 要把树莓派的4个GPIO输出口依次置为高电平。
通过终端发送运行指令, 来完成一次拉开或关闭窗帘的动作。
3. 电水壶模块
利用GPIO接口控制电水壶开关的通断。当GPIO接口为高电平时, 电水壶开关打开, 电水壶的电阻加热, 电水壶执行烧水功能, 利用DS18B20检测温度, 当温度达到100℃时, GPIO接口自动变为低电平, 电水壶开关自动断开, 停止烧水, 执行保温功能, 并启动报警功能, 提醒主人水已烧开。当GPIO接口为低电平时, 则不执行烧水功能。
4. 音乐模块
本模块借助Git Hub上的一个开源项目修改而来, 可以实现利用豆瓣FM播放音乐, 操作简单, 把树莓派作为一个低功耗音乐电台使用, 为家庭生活增添欢乐气息。
5. 报警模块
本模块采用人体红外感应模块HC-SR501, 本模块的核心器件是人体红外热释电传感器, 将红外热释电传感器与蜂鸣器连成如下电路:
运行python程序后, 红外感应模块每隔一定时间检测, 如有人靠近, 蜂鸣器则发出报警声, 并在屏幕打印提示有人靠近, 人若离开, 则停止鸣叫, 屏幕上显示没有人靠近。
6. 远程控制
鉴于现在市面上Android手机比较普遍, 在手机端远程控制方面, 我们选择Android手机作为实验平台。通过树莓派Command和RPi_Automation手机端APP, 可以轻松实现手机端对树莓派GPIO电平的控制, 并且实现一键发送预先设置好的指令, 以完成复杂任务。并且这些APP具有可编程性, 可以根据自身需求来修改指令, 从而满足不同人的不同需求。
通过手机端, 可以远程控制电灯的亮灭, 控制窗帘拉开或者关上, 播放豆瓣FM, 或者是控制热水壶烧水, 从而大大方便了使用者的生活, 解放了双腿, 使生活更智能化。
三、软件源
树莓派搭载Debian系统形成的Raspbian系统, 是官方推荐树莓派的首选操作系统。Python语言具有完全免费、面向对象、简单易学、可移植性强等特点, 并且可实现对硬件底层的访问和控制, 是基于树莓派控制硬件的不二选择。
四、总结
本文充分展现了家居智能化的概念, 总体来说, 我们成功搭建了一个智能家居模型和软件平台。在硬件方面, 我们做到了以树莓派为控制器, 以电脑和手机等不同终端的控制方式, 成功实现了对灯光、窗帘、电水壶的控制, 并且实现了音乐播放功能和报警功能, 将智能家居的理念做到了实处。在软件方面, 我们以python语言为工具, 以Linux系统和树莓派为平台, 通过编写python程序成功实现了对硬件的控制。实践证明, 我们的理论是正确的, 可行的。
参考文献
[1]陈建皓.树莓派入门指南[M].北京:人民邮电出版社, 20xx.
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摘要:过去十余年的互联网渗透主要体现在“消费互联网时代”,而未来的互联网则将是以生产者为中心,改变产业生产者行为,体现在互联网对产业的研发、生产、交易、融资、流通等各个环节的改造,以提升生产者的运营效率,业内人士将其称为“产业互联网时代”。在产业互联网时代,伴随着各种营销资源和市场的融合和整合,必定会促进整合营销理论的进一步发展。本文基于“互联网+”的思想,结合智能家居的市场特征,对其在营销战略和营销策略二个方面的整合营销进行研究。
关键词:互联网+; 智能家居; 整合营销;
互联网的产生与发展,已经给企业经营、商业模式、社会变革、居民生活带来了巨大的变化。回顾近年来互联网的渗透过程,可以看出,过去十余年的互联网渗透主要体现在“消费互联网时代”,面向消费者的电子商务,成就了一大批互联网企业,如: 百度、阿里巴巴、腾迅等,而未来的互联网则将是以生产者为中心,改变产业生产者行为,体现在互联网对产业的研发、生产、交易、融资、流通等各个环节的改造,以提升生产者的运营效率,业内人士将其称为“产业互联网时代”。当前,轰轰烈烈的“互联网+”已宣告该时代的到来,各种产业、 技术、资金、市场与互联网的融合,将给许多传统企业和商业模式带来颠覆性的革命,也会出现许多创新型的企业、创新型的商业模式和许多新的市场和新的产品。这一过程,将伴随着各种营销资源和市场的融合和整合,也会促进整合营销理论的进一步发展,本文基于“互联网+”的思想, 结合智能家居的市场特征,对其在营销战略和营销策略两个方面的整合营销进行研究。
一、智能家居及市场特征
( 一) 智能家居的含义
智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成或控制,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居的安全性、便利性、舒适性和艺术性,并实现环保节能的居住环境。
具体来说,智能家居系统是将物联网技术、计算机技术、网络通讯等技术与产品制造、用户体验等进行融合,通过在住宅内部建立局域性的通信网络,可将通信设备和家居设备互相连接并作为智能家居系统网络内部的基本元素。系统为内部设备提供相互间的信息交流通路,通过相应的硬件、软件的支持来实现智能家居终端对家居设备和住宅的状态监测和监控,并将生成的记录数据保存在系统数据库中。通过对住宅内部环境的长期监测,智能获取居住者的居住习惯,进一步结合人为设定的控制指令,自动控制、调节设备状态,实现住宅的智能化、人性化,为居住者提供一个舒适、安全、节能的住宅环境。 对智能家居企业而言,就是通过互联网将各种智能家居产品连接起来,形成一个有序体系,为用户提供家居整体解决方案,满足用户的需求。对普通的消费者或者用户而言,智能家居就是指通过各种智能家居产品与系统的使用,使生活更加的方便、舒适和安全。
( 二) 智能家居的市场特征
智能家居的市场特征可从供需两个方面来分析。从供方来看,主要是二类企业,一类是智能建筑的供应商,也就是具备互联网思维和技术的房地产商,这类企业正密切关注智能家居系统技术的研发而提前在自己提供的产品中,预留空间和管线,方便智能家居产品的安装和使用,或者和智能家居系统的供应商一起合作, 直接在自己的建筑中引入智能家居系统,为用户提供整套的智能家居解决方案。另一类企业,就是智能家居产品和系统的供应商,这类企业主要是由传统的家电厂商、家居(厨房、 卫生间、地板等)厂商和装饰装修公司构成,目前已有与互联网结合的智能化产品投放市场,如:智能电视、智能冰箱、智能手机等,但真正集大成为一体的智能家居系统平台,目前尚处于研发之中。
从需方来看,智能家居直接面向消费者市场,随着移动互联网的普及与部分先期智能产品的购买使用,已完成了智能家居产品对消费者的教育,智能电视、智能冰箱等智能家电正逐步进入家庭,现在是家庭和个人消费者更新换代的首选,我们可以预见,智能家居潜伏着巨大的市场规模,现在正进入市场的导入期,随着不断有更多新型的智能家居产品投放市场,该市场将快速成长,成为新经济的主要代表产业。
二、基于“互联网+”的智能家居营销战略的整合
( 一) 一体化增长战略的整合
一体化增长是企业增长战略的主要内容。传统的一体化增长是在同一供应链下的产、供、销一体化,局限于生产领域。如:前向(产销)一体化、后向(供产)一体化,横向(产产) 一体化。基于“互联网+”的智能家居的一体化增长,则开始打破这一局限,向消费领域进军。如:TCL日前公告:宣布与腾讯、未来电视达成平台、 内容、牌照三方资源强势整合的战略级合作,三方有意将硬件设计能力、 腾讯海量及独家优质视频资源、未来电视的国家级互联网电视新媒体运营能力三者相融合,形成基于互联网电视的播控平台,打造互联网内容生态圈。TCL还与中国电影科学技术研究所合作,共同推进电影智能家庭影院试点合作的落地,通过这种一体化(前向)的战略整合,TCL已经从单一的家电制造商向互联网内容提供商延伸并融合,其产品线的链条拉长, 经营范围扩大,企业增长前景光明。
( 二) 合作战略的整合
合作战略是合作各方出于长期共赢考虑,建立在共同利益基础上的深度合作,使整体利益最大化。合作战略的优势是合作各方可以集中资源发展、利用自己的核心技术,实现优势互补,获得协同效应,取得长远的竞争优势。对于智能家居而言,由于其技术的复杂性和市场的多变性,单一企业是很难独立完成其产品研发、平台建设、市场培育的,因此,必定需要众多国内外企业,进行跨产业、跨技术、跨市场的紧密合作。在合作过程中,关于合作伙伴的选择、合作的方式、合作的目标等就要进行战略上的整合。目前,国内已经有两种主要的力量,构成了战略合作模式:一种是小米—美的的股权式合作,合作的目标是希望实现从智能产品开发到软件系统配套,构建一个完整意义的智能家居生态圈。另一种是海尔—魅族的契约式合作。小米和海尔在智能家居生态圈的建设方面采用了两种不同的合作模式。小米采用的是以确定目标群体进行封闭式生态圈的构建,即严格按照目标群体的特点来选择进入生态圈的企业。海尔采用的则是开放式生态圈,将不同品类的智能设备和服务连入平台,实现跨品牌、品类的互认,使消费者可以自选产品组合。
( 三) 目标市场战略的整合
目标市场战略是市场营销的主要战略之一,其基础是存在着消费者需求和购买行为等的差异性,通过市场细分的方式,寻求具有类似需求特征的消费者群体为细分市场,选择并确定有吸引力的细分市场为企业目标市场,开展有针对性的营销活动, 满足其需要。智能家居目标市场战略的`整合,是指可以发挥智能家居系统的技术特点,通过相应的硬件、软件的支持来实现智能家居终端智能地获取居住者的居住信息和消费习惯,并将生成的记录数据保存在系统数据库中,运用大数据和云计算可以准确把握消费者个体的需求特征,从而使得精准营销成为可能。在互联网+ 的条件下,企业的目标市场从满足类似需求(群体需求)向满足个性化需求(个体需求)转变,这不但促使市场的进一步细分,也会对企业的市场战略、生产方式、营销观念产生重大影响。智能家居与传统产品的目标市场营销的不同点见表1:
三、基于“互联网+”的智能家居营销策略的整合
( 一) 产品策略的整合
1、智能家居整体概念的形成
20xx年国家家电博览会(Appli—ance & electronicsWorldExpo,简称AWE) 使各种智能家电产品成为亮点之一。“智能”成为了AWE20xx最重要的关键词之一。AWE现场特设智能家电展区及“未来智慧家庭体验馆”,提供基于移动互联、云计算、 大数据为基础的工业化应用成果展示及现场体验,智能系统的上游芯片、传感器、集成电路、大数据分析、 网络电信等企业共同参与,将开放式的智能应用作用于家电、家居、环境监测、能源管理、健康管理、安防等产品实际生活中。从目前来看,智能家居,家电先行。现在投放市场的是一些智能化的单件家电产品,真正意义上的智能家居系统尚未出现,因此, 什么是智能家居?有哪些功能?能给消费者带来什么样的利益?这些知识还停留在专家研究或技术展示层面,对于普通消费者来说,很多人还是云里雾绕的,说不清概念,也就激不起欲望。因此,需要从消费者的角度来尽快形成智能家居的整体概念, 并用简练的文字、语言、符号等进行概括和传播,从而激发市场需求,形成巨大的成长空间。
2、智能家居新技术研发的协同
智能家居的核心技术是智能家居中枢系统的研究。智能家居技术领域的研究主要有基于Linux操作系统的智能家居自动化控制,分别从家电控制、系统实现的软硬件设施、 娱乐系统、沟通系统、数据系统、控制枢纽、家电自动化设置部分进行描述。谛听科技的李程曾说过“智能家居的核心一定是智慧家庭云操作系统,它一定是你未来智慧生活的一个门户入口,而小云路由OS就是这样的一个系统。”有关学者文章中提出基于智能家居设备级的调度系统PAX,对该系统核心内容进行描述并根据实际电力资源体制对其在优化设备功耗方面进行描述。通过实际的数据验证对其模拟的电力系统和实际功耗调度进行验证。总的来说,智能家居系统是对各种新技术的综合应用。因此智能家居企业在发展的过程中除了利用自己的技术优势之外还要进行充分的外部合作,实现新技术研发的协同效应。
( 二) 渠道策略的整合
关于智能家居的渠道整合,应该是变化较多的。在分销渠道方面,除了延用厂商现有的渠道以外,更多地可以考虑与合作伙伴的渠道进行整合,如:可以与建筑商(房地产商)和装饰装修公司的渠道进行合作,为消费者提供产品宣传、咨询、展示、销售、设计和安装等服务。在服务渠道方面,针对已购用户的使用需求,由于智能化的特点,厂商可以直接和消费者沟通,提供独特的、个性化的服务。而且,这样的服务渠道将是长期有效地运营和使用。
( 三) 促销策略的整合
促销策略的整合也就是多种传播工具的整合,也会不断创新。以小米的“粉丝”运营模式为例,通过互联网营销将自己的产品信息与营销信息及时的传达给消费者,并且公司不断地创建粉丝平台实现与粉丝之间的互动与交流,加强企业与粉丝、粉丝与粉丝之间的交流。小米社区、小米论坛、小米论坛吧等交流平台层出不穷。就如小米自己标榜的一样:不在乎有多完美,关键是付出多少努力。自公司推出智能家居产品之后, 小米社区中就开展以“我的米粉节”、 “我的智能家庭”、“米粉节我购买的智能产品”为主题的一系列活动,通过社区将每款新品从不同的侧面进行描述,并分享米粉的用户体验,实现在线交流等。
四、市场展望
我们看好智能家居未来的市场前景。一方面,随着技术的不断发展和人们生活水平的不断提高,人们对舒适生活的追求层次不断提升。另一方面,在“互联网+”国家战略推行下,消费电子产业将得到快速发展。“互联网+”正在彻底改造传统消费电子制造业的价值链条,从研发、制造、营销到用户运营,每一个环节都或多或少地正在被重构。一个更扁平化,更有效的价值链正在形成,智能家居将会迎来迅猛发展的时代。
参考文献
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办公室的布局、通风、采光、人流线路、色调等等的设计适当与否,对工作人员的精神状态及工作效率影响很大,过去陈旧的办公设备已不再适应新的需求。如何使高科技办公设备更好的发挥作用,就要求有好的空间设计与规划。以下从五点谈一下现代办公空间设计要素。
一、对企业类型和企业文化的深入理解
只有充分了解企业类型和企业文化,才能设计出能反映该企业风格与特征的办公空间,使设计具有个性与生命。
二、对企业内部机构设置及其相互联系的了解
只有了解企业内部机构才能确定各部门所需面积设置和规划好人流线路。事先了解公司的扩充性亦相当重要,这样可使企业在迅速发展过程中不必经常变动办公室流线。
三、前瞻性设计
现代办公室,电脑不可缺。较大型的办公室经常使用网络系统。规划通讯、电脑及电源、开关、插座是必须注意其整体性和实用性。
四、勿忘舒适标准
办公室设计,应尽量利用简洁的建筑手法,避免采用过去的造型,繁琐的细部装饰,过多过浓的色彩点缀。在规划灯光、空调和选择办公家具时,应充分考虑其适用性和舒适性。
五、倡导环保设计
作为环境设计者的室内设计师,应在工作设计中融入环保观念。
[新的办公室空间概念主张]
过去,在办公室里,最舒服的理应是老板,最理想的位置当然非他莫属,然而在考虑到可能对员工效率、士气以至利润带来的影响,老板坐在那里还重要吗?
伦敦金融时报报导,英国航空公司(BritishAirways)新落成的综合办公大楼大胆地把最好的景观保留给一天到晚坐在座位上工作的后勤人员,因为他们认为,这样做,才是提升工作士气的好办法。
新的办公室空间概念主张,秘书没有必要再做顶头上司的“门神”,这样高级主管才能更为接近其余广大的员工。此外,办公室应该设计符合“新的工作方式”,不再以某人办公室的大小、景观好坏判断一个人的身份地位而是以其工作表现判断。
专家指出,办公室依据其开放程度可以分为四型,
第一种是蜂巢型(hive),属于典型的开放式办公空间,配置一律制式化个人性极低,适合例行性工作,彼此互动较少,工作人员的自主性也较低,譬如电话行销、资料输入和一般行政作业。
第二种是密室型(cell),是密闭式工作空间的典型,工作属性为高度自主,而且不需要和同事进行太多互动,例如大部分的会计师、律师等专业人士。
第三种是鸡窝型(den),一群团队在开放式空间共同工作,互动性高,但不见得属于高度自主性工作,例如设计师、保险处理和一些媒体工作。
第四种是俱乐部型(club),这类办公室适合必须独立工作、但也需要和同事频繁互动的工作。同事间是以共用办公桌的方式分享空间,没有一致的上下班时间,办公地点可能在顾客的办公室、可能在家里,也可能在出差的地点。广告公司、媒体、资讯公司和一部分的管理顾问公司都已经使用这种办公方式。俱乐部型的办公室空间设计最引起注目,部分原因是这类办公室促使充满创意的建筑因此诞生,但是设计师领先时代的创意在考验上班族的适应度。这类办公室没有单独的办公室,各个都以目标用途进行设计,例如有沙发的“起居间”、咖啡屋等等。除此之外,这类设计也可以节省金钱,例如安达信顾问公司把法国总部从占地一万平方米的办公室迁到占地七千平方米的新总部,一年可以节省一百万美元。
[企业办公室空间设计与整体规划]
除了美观、实用和安全,办公家具还多了一份营造情境与搭配完整环境的规划。在设计上,率先将“人体工学”理念,广泛运用于办公家具上,并协助客户进行办公室规划,充分考量OA设备的整合、环境景观的设计、动线规划及使用效率管理、网路、照明、噪音处理及搭配…。等等细节。主张是“办公室整体规划系统”,期望能结合优质的产品以及经过完整规划的环境,创造一个完美的办公空间,不仅为客户增进工作效率,更提升整体企业形象。
1、款式:OA系统家具可多样式组合选择,互相搭配运用,不受空间及时间之限制,发挥组合之最高效能,使用者可依照自己喜好,而增加组合功能。
2、规格:品质考量安全性、持久性等基本要求,系统家具除了制式之尺寸外,更可依现场需求去订制,不仅能充份利用空间,更能就使用性质作特定规格之选择,使系统家具富有弹性,更具有多变性。
3、颜色:色系搭配选择,可依现场环境感觉、个人喜好…等等,去做整体上之颜色搭配,使办公室环境更整体更完整。
4、整体性:办公家具因规格、款式、颜色等等…均能统一,不会每次订购就有不同之产品产生,使得办公室搭配无法标准。多样化的组合,全功能的搭配,完美外观的设计,成就出整洁美观的办公环境。
5、扩充性:日后增加或搬迁,所造成零件短少,或组合上之困扰等等…,办公家具均能解决这些缺点,可任意搭配符合公司办公室之需求
[办公家具的布置]
现在许多家具公司设计了矮隔断式的家具,它可将数件办公桌以隔断方式相连,形成一个小组,我们可在布局中将这些小组以直排或斜排的方法来巧妙组合,使其设计在变化中达到合理的要求。
另外,办公柜的布置应尽量依靠“墙体效益”,即让柜尽可能靠墙,这样可节省空间,同时也可使办公室更加规整、美观。
1、办公室隔断
要重视个人环境,提高个人工作的注意力,就应尽可能让个人空间不受干扰,根据办公的特点,应做到人在端坐时,可轻易地环顾四周,伏案时则不受外部视线的干扰而集中精力工作。这个隔断高度大约在1080毫米,在一个小集体中的桌与桌相隔的高度可定为890毫米,而办公区域性划分的高隔断则定为1490毫米,这是VOICE壁板的三种尺寸。这些尺寸值得我们在设计中参考,借鉴。
从目前市场上销售的办公室配套设备中的隔断多数采用面贴壁毯等材料,这些材料有吸音、色彩与材质美观的效果。在办公室装饰工程中,我们如自制隔断除了注意尺寸之外,还应注意材料选用,另外还要注意办公隔断的收口问题。购置与定制较高级木质(如棒木)的术线来收口,这样可给自制的办公室隔断带来高级之感。
2、办公室天花
在办公室的设计中一般追求一种明亮感和秩序感,为此目的,办公室天花设计有如下几点要求:
(1)在天花中布光要求照度高,多数情况使用日光灯,局部配合使用简灯。在设计中往往使用散点式,光带式和光棚式来布置灯光;
(2)天花中考虑好通风与恒温;
(3)设计天花时考虑好便于维修;
(4)天花造型不宜复杂,除经理室、会议室和接待室之外,多数情况采用平吊;
(5)办公室天花材料有多种,多数采用轻钢龙骨石膏板或埃特板,铝龙骨矿棉板和轻钢龙骨铝扣板等,这些材料有防火性,而且有便于平吊的特点。
[办公室设计的基本要素]
从办公室的特征与功能要求来看,办公室有如下几个基本要素:
(一)秩序感:在设计中的秩序,是指形的反复、形的节奏、形的完整和形的简洁。办公室设计也正是运用这一基本理论来创造一种安静、平和与整洁环境。秩序感是办公室设计的一个基本要素。
要达到办公室设计中秩序的目的,所涉及的面也很广,如家具样式与色彩的统一;平面布置的规整性;隔断高低尺寸与色彩材料的`统一;天花的平整性与墙面不带花俏的装饰;合理的室内色调及人流的导向等。这些都与秩序密切相关,可以说秩序在办公室设计中起着最为关键性的作用。
(二)明快感:让办公室给人一种明快感也是设计的基本要求,办公环境明快是指办公环境的色调干净明亮,灯光布置合理,有充足的光线等,这也是办公室的功能要求所决定的。在装饰中明快的色调可给人一种愉快心情,给人一种洁净之感,同时明,快的色调也可在白天增加室内的采光度。
目前,有许多设计师将明度较高的绿色引入办公室,这类设计往往给人一种良好的视觉效果,从而创造一种春意,这也是一种明快感在室内的创意手段。
(三)现代感:目前,在我国许多企业的办公室,为了便于思想交流,加强民主管理,往往采用共享空间-开敞式设计,这种设计已成为现代新型办公室的特征,它形成了现代办公室新空间的概念。
现代办公室设计还注重于办公环境的研究,将自然环境引入室内,绿化室内外的环境,给办公环境带来一派生机,这也是现代办公室的另一特征。
现代人机学的出现,使办公设备在适合人机学的要求下日益增多与完善,办公的科学化、自动化给人类工作带来了极大方便。我们在设计中充分地利用人机学的知识,按特定的功能与尺寸要求来进行设计,这些是设计的基本要素。
[办公室照明如何设计]
办公室照明设计好-上班不再昏昏欲睡
一样是照明,使用得好,效果倍增;使用不当,后患无穷。要有令人舒适的照明,是有方法的……
你曾想过在虫鸣鸟叫的绿光丛林里上班是什么感觉吗?
有意思的办公室
美国一间家具工厂,利用先进的灯光技术制造了虚拟加州海滩氛围的工作环境,工作人员可以穿著海滩短裤、T恤上班,享受100%的新鲜空气和自然光。
有趣的是,根据美国《商业周刊》报导,这家公司的生产率因此增加了15%,其中,有8位被挖角跳槽的员工,在离职两星期后自动回来报到,原因竟是他们“无法忍受其他单位晦暗的工作环境”。
熙来攘往的大楼内,头顶上一排排日光灯照得透亮,工作人员铁青的脸忙上忙下,“为什么公家机关的人脸色总是特别难看?”
难看的脸色,不只出现在机关。办公室多使用冷色系(色温大于6500k以上)的日光灯,因此常造成工作人员看起来像“每天只睡一小时”的错觉。这种现象很多住家也看得到。
一片惨白的办公室
1970年美国康乃尔大学针对产业界所做的研究发现,适当的照明可以增加生产力及工作安全性。最近,美国《商业周刊》也报导了一间地方邮局利用简单的自然光线,配合室内照明灯具的改善,将邮局生产力提高了16%的例子。
相反地,因灯光设计不当所引起的健康伤害,也时有所闻。英国剑桥大学的研究发现,光闪动率过高(超过160赫兹),会对眼睛造成伤害。当年,欧洲大量使用日光灯在办公室照明设备上,许多员工抱怨出现眼睛不适和疲劳症状,后来转换为稳定性高,不易闪烁的新灯具之后,员工的抱怨减少许多。
亮度不对,容易造成视网膜的疲惫。像作业背景灯光太强、电脑终端机萤幕反光刺眼,以及各种照明灯光设计不良的情况,使肉眼辨视度困难增加,作业时间相对加倍。
根据《康健杂志》“科学园区健康大调查”,园区有七成以上的人每天坐在电脑前超过6小时,而最常出现的身体不适症状就是眼睛疲劳,占%。尤其是大量使用电脑的工作环境,更容易增加眼睛的负担。
视觉疲劳牵连其他身体的不适,曾在联合国世界卫生组织受训,临床上经常碰到因为想避掉工作环境的强光反射,造成颈部肩膀僵硬酸痛及肌肉拉伤的例子。
患者起先抱怨只有眼睛周围觉得疲惫,然后慢慢地,因姿势不良造成肌肉僵硬衍伸到头部、颈部到全身肌肉,“难怪办公室会愈待愈累,”良好的照明,有助于减少近视的发生。
而且,疲劳度与灯光热度也有关系。灯泡、卤素灯等会提高温度的照明设备,容易令人觉得累。很多人有这种经验:读书时使用灯泡台灯,昏昏欲睡。
一开桌灯读书就想睡,了解照明之后才知道,“不是想偷懒,而是温度升高造成的自然生理现象”。
要照得亮,更要照得舒服
然而,因为照明并不会对身体产生立即且直接性的伤害,时常容易被忽略。一项针对纽约办公室的研究显示,只有10%的办公室符合电脑所需的视觉环境需求。
[办公照明设计简要]
1、办公时间几乎都是白天,因此人工照明应与天然采光结合设计而形成舒适的照明环境。
2、办公室照明灯具宜采用荧光灯。
3、视觉作业的邻近表面以及房间内的装饰表现宜采用无光泽的装饰材料。
4、办公室的一般照明宜设计在工作区的两侧,采用荧光灯时宜使灯具纵轴与水平视线平行。不宜将灯具布置在工作位置的正前方。
5、在难于确定工作位置时,可选用发光面积大,亮度低的双向蝙蝠翼式配光灯具。
6、在有计算机终端设备的办公用房,应避免在屏幕上出现人和什么物(如灯具、家具、窗等)的映像。
7、理想的办公环境及避免光反射的方法。
8、经理办公室照明要考虑写字台的照度、会客空间的照度及必要的电气设备。
9、会议室照明要考虑会议桌上方的照明主为要照明。使人产生中心和集中感觉。照度要合适,周围加设辅助照明。
10、以集会为主的礼堂舞台区照明,可采用顶灯配以台前安装的辅助照明,并使平均垂直照度不小于300LX.
11、书房灯具的配置:
书房是供家庭人员读书学习的场所,应讲究灯光的局部照明效果,灯具的选择不仅应充分考虑到亮度,而且应考虑到外形的色彩和特征,以适合于书房平静、雅致的学习环境。一般工作和学习照明可采用局部照明的灯具,以功率较大的白炽灯为好。位置不一定在中央,可根据室内的具体情况来决定。灯具的造型、格调也不宜过于华丽,以典雅隽秀为好,创造出一个供人们阅读时所需要的安装、宁谧的环境。
12、写字台灯具的配置:
台灯的选型应适应工作性质和学习需要,不宜选用有色玻璃漫射式的或纱罩装饰性的工艺台灯,因为工艺台灯较少考虑照明功能,过多注重装饰效果。这里应选用带反射罩、下部开口的直射型台灯,也就是工作台灯或书写台灯,台灯的光源常用白炽灯和荧光灯。白炽灯显色指数经荧光灯高,而荧光灯发光效率比白炽灯高,它们各有优点,可按各人的需要或对灯具造型式样的爱好来选择,而节能新光源—H荧光灯,不仅兼有白炽灯与荧光灯的优点,并且外形机关报颖紧凑,节能效果显著,是制作台灯的最佳光源。
[究竟什么样的办公室,才符合视觉环境需求?]
“以前是亮就好,现在讲求的是舒服,”一语道出现今照明发展的趋势。
不反光
舒服的第一要件,首先是没有刺眼的眩光(又称反光)。可在电脑萤幕前置一面小镜子,并以正常姿势坐好,若是可以从镜子内看见较亮的物体或光源,表示有反光现象。
此时应调整位置或萤幕,让镜中看到的光线变少,减少反光对眼睛的刺激。此外,所有的光源应有遮蔽和眩光保护,避免眼睛直接或间接接触灯管或灯泡的强光。
许多办公室会使用条状或格子状的金属反光隔板来改善,但是灯管都看得见,“好的灯具应是,点灯,桌子亮了,抬头却看不到灯管。只要你看到任何一点刺眼的光,都是不合格的设计。”如覆盖著细格子状反射罩的长方形灯具,看不到灯管,光线柔柔的从上洒下。
坐在窗边的时常为白天的强烈光线所扰,放下百叶窗帘又觉得室内太暗,可以在窗帘的下半部做小帘子或隔屏,阳光可以从窗户上面照进来,又不会让窗边的人受到干扰。
均匀合适照度
曾做过办公室照明研究的人士,就发现国人特别偏好“明亮冷静”的气氛,大量采用昼光色日光灯管的结果,一般照度通常超过实际需要。
美国的研究中显示,高照度会造成不舒适,尤其是照度1000Lux(照度的国际单位)以上,23%抱怨曾受到反射困扰;研究发现,大多数人喜欢400~850Lux的照度。
日本针对东方人所做的研究发现,500Lux为阅读看书写字的最低下限,照度低于500Lux以下,阅读时会很吃力。美国照明工程学会则建议,一般办公室作业面平均照度,以750Lux为及格标准。
有些人喜欢关掉天花板大灯,只留一盏桌灯工作,是错误的。“只可偶尔好玩,不可常做,”因为工作环境与视觉目标明暗对比强烈时,会造成眼睛瞳孔扩约肌收缩频繁,容易疲累,因此阅读时全面照明与工作照明必须一起使用,以免产生强烈对比。
专家建议,办公室天花板的全面照明,通常不需要太亮(超过500Lux以上即可),个人可依需要添加台灯或桌灯增加照度,是较弹性的设计。
光源稳定不闪烁
光源稳定与否,维系在一个白色塑胶外壳的“安定器”上。
从健康角度论,装电子镇流器灯具,比传统镇流器要好。通常使用的是传统镇流器,会闪烁。“
镇流器是日光灯的心脏,也是必要的装置。传统低频镇流器,灯管容易闪烁且笨重,但因价格便宜,仍常被大量使用于办公室照明。
新式的电子镇流器,可将工作频率提升至30~70kHz,并改善灯管闪烁问题,瞬间点灯、重量轻、发光率高,高安定性高,“但价钱高,是传统灯管两倍以上,”飞利浦公司产品经理指出,使用电子镇流器,但缺点是容易受到电磁波干扰。
电子镇流器灯管可节省30%的电力,使用寿命较长,价格虽比一般多出2~3倍,长期来看还是划算。
擅用暖光色
气氛的营造,可以主导光源颜色,表现光线质感的色温(K值)是主角。色温数值愈高(超过6500K),光愈偏向蓝色,会营造较冷静的氛围;色温愈低,愈偏近烛光的黄红色,较舒缓情绪。
但是,并无研究证实,黄光或白光,会影响人体健康,其实愈接近自然光愈好。一般接近自然光的色温约在2700~3500K之间。
“暖色光论调”刚开始遭遇到很大的阻力,常有人认为暖色光会造成工作效率不佳等。
“不失真是暖色光另个优点,像欧美办公室使用演色性(还原物体的本色)较佳的三波长灯管(利用红蓝绿三种基本色混合而成的光源,最接近自然色),是一种潮流。”就像拿做彩色电视颜料做灯管,物体看起来很逼真。“
因地适宜,选择光线亮度
根据不同地点,选择光源的亮度比例是室内照明的趋势。因为年龄对明暗的需求不同,最好是每个独立空间有开关,大型办公区域可分隔成若干区域,以利单独控制。德国灯具商欧斯朗的办公室内,就装设自动光源感应器,可依照室外光源的强弱,自动调整室内的光源。
利用自然采光,可节省30%以上的夏季用电量。现今许多会议室采用的多重灯光设计,也是为了因应多功能的会议室运用。
定期维修保养
除了省电、舒适之外,照明的保养工作也不可少。一般加装反光隔板的照明灯具至少每半年擦拭一次,电脑萤幕、玻璃也应定期擦拭。
评估灯管的使用寿命,适时更换新灯管。通常一天上班8小时者,两年内灯管必须全部换新,24小时上班,8个月即需更换。
一个有用的方法是,在灯具上贴上换灯管的日期,依照厂商公布的使用时间折算,“像有效日期一样,时间到了就全部一起更换,”欧斯朗副总经理说,等到日光灯一闪一闪才更换,不仅日光灯效率变差,也影响视力。