智能家居网站（智能家居中控屏）

编辑导语：智能家居能让用户通过手机来控制家中的设备，实现远程控制、场景控制、联动控制和定时控制等功能，极大便利了用户的生活。本文作者主要分享了智能家居中控屏产品的设计，一起来看看吧！第一部分主要介绍智能家居产品的定义、起源。本部分是第二部分，主要是中控屏产品的设计（非设计一款智能中控屏），一人之言，仅供参考（手动狗头）。一、中控屏产品功能1. 功能清单既然是中控屏，那么中控屏的核心能力之一必然是控制（毕竟是大号APP）。功能清单：设备控制：类似APP一样控制家庭中的设备，无论是WiFi、Zigbee、蓝牙等。控制指令的路径一般是：中控屏→云端→设备端（可能经过网关），详见“中控屏产品中容易被忽略的功能“节。设备管理：包括添加设备、删除设备、设备重命名等。场景（含自动化）：包括执行场景、添加场景、编辑场景、删除场景等。网关：自身作为某种网关，比如Zigbee网关、蓝牙网关、KNX网关、RS485网关等，可以考虑作为Matter网关将其它支持Matter协议的设备接入到生态中。AI语音：AI语音功能算是智能中控屏的基础功能（如果你想做一个有竞争力的中控屏产品）。智能音箱：目前基本上是标配，哪怕只是作为语音助手的发声或者消息提醒。如果采用较好的音箱，那么还可以充当家庭的背景音乐使用（功率和音质皆有限，适合对音质要求不高或者有一点追求的家庭，爱好者或发烧友请绕道）。通话：可以是视频通话或者语音通话，多数是结合可视门铃或者打通物业的门口对讲机，充当可视对讲室内机。当然，也有公司支持通过中控屏互相通话，比如你家和你父母家。还有一种特殊的用处是呼叫家人吃饭，比如当饭菜做好了，通过智能中控屏一键呼叫所有的其它中控屏让各个房间的家人出来吃饭。视频监控：既然有摄像头，那么可以把视频监控的功能做上去，无论是看娃还是看宠物，不过相比室内带云台的摄像头来说，这个就比较鸡肋了。开关：有的中控屏自带几路开关，支持开关或者调光能力。场景按键：由于中控屏本身的屏幕较大且常用的场景可以常驻在待机界面，故一般中控屏上已经不会再配备独立的场景按钮，一些传统中控屏还是会配备或者采取额外场景面板/遥控器的方式来实现场景联动。AI能力：手势识别：通过一些简单的手势完成一些操作。人脸识别：华为的中控屏宣传通过人脸识别可以辨别是谁然后个性化推荐内容。emm，想法是好的，在智能家居场景这个到底怎么玩才符合人性是一个大命题。语音控制：中控屏基础能力，很成熟，唤醒和控制都不是太大问题。最大问题在于免唤醒词和更强大的语义理解能力。主动服务：目前有一些厂家比如欧瑞博做了些尝试，有可能是PPT。主动服务是每个做全屋智能的公司都想去触碰的，但是目前并未有太多进展。性能指标：24小时*7运行：智能中控屏需要全天24小时不间断运行，在当下智能中控屏都无电源按钮的设计下，如何让智能中控屏稳定持续的运行，这是一个非常大的考验。在我刚接触到智能中控屏时（基于Linux），智能中控屏在长期运行下，发热高，运行会不稳定。而国内大部分智能中控屏是基于Android系统的，这个系统并不是用于24*7不间断稳定运行这种场景的，其发热量也对智能中控屏的稳定运行带来挑战安装指标暂时就不提，一般要在ID设计时考虑到安装、售后、家装风格适配等。家装风格适配是不可小觑的，当下还不大可能针对中控屏调整家装风格，更多要求智能中控屏去适配家庭风格。注：硬件能力放在本篇文章的导数第2部分中控屏产品中容易被忽略的功能：中控屏产品中容易被忽略的是本地控制能力，尤其是跨网关的控制能力（无网络时的跨网关控制能力）。这个功能非常核心，我认为智能中控屏为什么叫做中控屏而不是别的名称，核心就是本地控制能力，在脱离后端服务（云平台或IoT）时依然能够作为智能家庭的控制中枢对家庭中的智能设备发号施令。如果做不到这一点，智能中控屏和一个装有APP的iPad、手机、带屏智能音箱或者智能电视本质上并无区别，最多是针对墙装这个方式做了一些UI和UE的改动，也就是大号APP而已，并不能称之为一款中控屏。一般厂商的中控屏产品不会提及到本地控制，提及到本地控制的基本上不提及跨网关控制能力–目前只看到涂鸦宣传具备跨网关控制能力。下面我来详细讲一讲本地控制和跨网关控制能力。1）本地控制功能本地控制也叫近场控制，一般指手机APP和设备在同一个局域网时手机APP将直接给被控设备下发指令，而不是通过云端向被控设备发送指令。不过得益于国内网络的建设，很多厂商是没有做本地控制功能，比如小米的米家、南京物联从开始做智能家居就没有本地控制功能，而同期或略早的公司比如紫光物联、欧瑞博或者AbleCloud是具备本地控制功能的，只是实现方式不同。在此，还需要澄清一个概念，本地控制和离线控制。本地控制，有时也被称为离线控制，但是二者还是有区别。本地控制包含了离线控制或者说本地控制更加强调端侧的控制（有别于远程控制），离线控制强调的是无网络情况下依然可以控制。比如某网关声称支持离线控制，在无网络时该网关后只能控制该网关下的设备，不能控制同在一个局域网中的其它设备。2）跨网关控制能力跨网关控制功能是指中控屏可以控制多个网关下的设备，可以直接或间接将控制指令下发给指定网关下的设备。从控制指令的路径来看，有两种方式，中控屏将其它设备的控制指令先发到云端再从云端下发到设备上（在线方式），另外一种方式是中控屏通过局域网将控制指令发送到了设备（离线方式）。第一种方式在无外网或者服务器故障时，中控屏将丧失控制能力；第二种方式无论是否有外网只要局域网正常控制且该网关功能正常指令就可以发送到设备上。第一种方式在业内是普遍实现的，是基础中的基础，只要网络正常那么就可以跨网关操作。对于第二种方案而言，中控屏不仅能够知道被控设备的地址，还能将控制指令转为该设备理解的数据格式。如果能够统一不同设备之间的数据协议，那么第二种方式就好实现，这也是很多智能家居厂商花费大力气统一设备协议的缘故。比如河东的HDL Link，支持设备与设备、设备与云平台、云平台与云平台的通讯。注意：在物联网中，很多带Link的协议，其实只是设备到云平台（一般指IoT）的协议，非设备与设备、云平台与平台的协议，比如物联网业内熟悉的Tuya Link、ALink协议。目前Matter标准还未发布（预计2022年秋，有可能继续推迟），如果把Matter协议作为局域网通讯的协议，或许会减少不少工作量或者内部阻力（毕竟Matter是大势所趋）。2. UI&UE设计下图来自于华为智能中控屏，华为充分利用了中控屏的大小，合理重新布局，使得用户操作更方便快捷。如果是传统那种设备列表的控制，反而浪费了这块大屏！同样，无论欧瑞博、狄耐克（多区域展示）、如影智能的中控屏，都会针对这块屏幕结合用户的使用习惯充分展示相关信息。关于UE&UI的内容详见本文的“中控屏交互”章节。3. 定制桌面Launcher为什么平板不能完全用于中控屏，这个问题智能汽车的中控屏中已经变相回答了。既然是智能家居的控制中枢，就必然要针对智能家居这个场景做相应的适配，以最适合消费者的使用习惯（当然，不同厂商定义的消费者习惯是有差异的）。毕竟智能中控屏不是一个消费级产品，不能像消费平板一样随意安装应用（存储空间有限、CPU能力也有限）且每个厂商的屏幕都不相同。厂商为了自己的利益或者最佳体验，会预装一些应用，比如预装咪咕音乐、QQ音乐（国内）等，并且一般不允许用户安装三方应用（除了厂商推荐的应用）。且为了最好的用户体验，需要删除掉那些智能家居场景下不需要用到的应用并且适应厂商需求。除了Launcher外，还需要定制相应的应用，比如GUI和VUI应用，除此以外还有一些快捷操作比如截屏、手势识别。另外，可以参考手机应用，做一些快捷操作入口或者负一屏，以更方便用户找到相关功能达到快速控制的目的。4. 语音助手语音助手是中控屏的一大功能，在很多场景下，语音交互要比触控交互更加方便。且通过语音助手和中控屏，可以实现较为丰富的VUI，此外借助语音助手可以快速查询天气、查交通等高频操作。在智能家居这个场景下，语言助手需要解决以下问题：免唤醒词：每次都要说唤醒词是一个很麻烦的事情，少一步更好。这一块是AI语音助手都在争抢的战场，每家多多少都有这样的能力但效果并不理想，还要这些厂商继续深耕。全屋分布式语音：当家庭中存在多个中控屏时，可能用户想唤醒客厅的中控屏去关掉客厅的灯，但有可能餐厅或者某个房间的中控屏也能听到，这种一呼百应的现象并不是用户想要看到的，而应该是就近处理最好是只有一个语音助手来处理。更强的语义理解：需要能够正确听懂用户的命令，比如用户在客厅说关灯时，应该把客厅的灯关掉，而不是关掉了房间的灯。这不仅需要分布式语音的能力，还需要能够判断说话者当前所在空间及理解说话者的意图。这一点目前也难，更多还是需要用户在说话时带上设备名或者空间名。5. 网关至少支持Zigbee（3.0）、蓝牙MESH、BLE网关能力，可以额外支持RS485、KNX。中控屏因其所在位置可能是在入户处也可能是在客厅或者其它房间，只要中控屏外挂一个Zigbee、蓝牙MESH模组或者RS485通讯能力，就可以由中控屏摇身一变成为家庭中的一个网关。且由于中控屏本身资源较为宽裕且计算能力强大，中控屏所在的网关可以成为家庭中的主要网关，由它负责协调其它网关，以保证家庭智能设备的稳定工作。比如，当某个网关出现意外故障或宕机导致无法正常工作时，中枢网关可将其下的网关设备分配到其它网关下，避免一个网关故障该网关下的所有设备都失去控制能力。6. 背景音乐由于体积限制，中控屏的音箱单元做的比较小，功率和效果肯定都达不到智能音箱等级，而且由于多数中控屏是装在墙壁上，这导致音乐的音效好不到哪去。对于中控屏而言，这个功能权当做一个附赠功能，如果屏幕够大那么可以考虑做大一点的发声单元，或者向一些做背景屏幕的厂商学习（比如悠达）外挂音箱。外挂音箱的问题在于，还需要单独布线，无疑增加了一些成本，这种方式更适合于对音质有一定追求的用户。背景音乐的难题在于音乐版权的问题，出于这种考虑，可以和一些流媒体公司合作打通服务，或者直接预装某个音乐应用，比如国内可以考虑QQ音乐、咪咕音乐，如果是在海外使用，则可以考虑接入spotify、TuneIn（网络广播）等。当然其实还有一种更为简单的做法，把智能中控屏当作一个蓝牙音箱，通过手机连接智能中控屏然后播放音乐，这种方式可以避开音乐版权和预装音乐应用（需要音乐服务商来适配）。如果不想找合作伙伴，那么此种方式可能是最佳选择。7. 视频通话如果有可视门铃或者可以打通物业可视对接的厂商，可以为用户提供视频通话能力。当来访人在可视对接或者可视门铃呼叫住户时，住户可以通过中控屏清晰看到来访人并且选择报警或者开门。此种场景下，用户无需掏出手机。8. 其它功能：摄像头&人脸识别这个主要是讲故事之类的，如果你的故事讲得足够好，也能吸引到人。比如千人千面的服务，当你到中控屏跟前时，播报下天气；当你小孩到跟前时，可能告诉小孩有啥节目之类的。摄像头有一个用处就是兼做室内监控，比如在儿童房装一个中控屏，可以通过中控屏去看卧室里面的情况，同时兼做照顾老人、小孩、宠物的工具，比如当宠物跑到沙发上时通过中控屏就可以看到。briliant公司的中控屏，有一个隐私开关，当开启隐私开关时摄像头自动被遮蔽（可能是人工遮蔽，类似一些笔记本电脑上有一个可以拨动的挡片用于遮挡笔记本摄像头）。9. 小结从上面来看，中控屏的功能并不少，如何设计一个智能中控屏产品确实可以单独写一篇文章。我认为，这并没有一个统一的结论，每个产品要解决的问题并不一致。对于某个依靠于生态的智能产品比如某公司专门做屏的，想要接入到涂鸦的生态并且开创一个新产品中控屏，那么对于这个客户而言，接入涂鸦生态本身就是这个产品最大的卖点，那么这个产品只要确保能够将涂鸦生态的其它产品接入到中控屏的控制上即可。假如这个公司同地产、物业关系密切，那么它需要考虑增加可视对讲能力，能够查看访客、打开门禁机或者梯控能力，因为这个对于地产公司、物业公司而言非常重要。因此，除了智能家居控制能力外，智慧物业能力的支持也同等重要。假如这个公司是做全屋智能且把智能中控屏作为家庭中最重要的终端。那么智能中控屏要比手机APP能做的事情要多，要能够更贴近用户的使用习惯，要能够更好的使用。那么相应的，需要具备网关能力、需要能够本地控制等等、需要有更好的人机交互包括语音。这样可以让用户通过中控屏来做所有的事情，而不是只是一个移动应用的复制版、移植版。本篇文章其实重点说的就是此类场景下的智能中控屏。须知，堆砌功能，是思维上的懒惰。二、中控屏的交互1. 交互方式概述中控屏最常用的交互方式是通过GUI的触控和语言VUI控制。在移动时代（长达几十年的市场教育），消费者普遍适应了通过触控方式（点击、滑动、拖动、长按）来操作，无论智能手机、平板、智能音箱、支持触控的平板电脑等等。因此，这种方式是当下最主流的交互方式。其次，在语言技术成熟之后，在一些快捷、简单操作上，语言控制的效率要远比触控操作便捷、快捷很多。比如以设置苹果手机上的闹钟为例，只需要对着手机说明“Hey siri，设置一个明天早上8：30的闹钟”，siri就会自动设置好。如果是触控方式，步骤如下：拿起手机并且解锁。找到时钟这个应用，然后打开。找到闹钟tab，点击进入闹钟页面。在闹钟页面添加一个明天早晨8：30的闹钟。上面的操作省略了很多细节操作，比如设置早晨8：30的闹钟时，需要选择日期、选择相应的时分，此时就需要操作很多次。所以，在某些场景下，语言交互要优于触控操作。在家庭环境下，语言交互的有效性应该比较高，环境声音主要是电视机、平板等电子产品或家电产生的噪音（比如油烟机、洗衣机）。除了触控交互和语音交互外，还有一些比较新颖的交互方式，比如手势识别、敲击屏幕触发快捷操作（这种也可以归纳到触控交互中）。2. 旋钮操作在消费类电子产品上，我认知中最早用上旋钮操作的应该是微软的Surface Dial（最早是在老板的宝马看到过这种旋钮），它主要是配合微软的Surface Studio使用，专为创作而生的交互工具。在中控屏上的使用，大概可以追溯到2020年，当时如影、控客都推出了带旋钮的中控屏，控客用的是86的中控面板，而如影使用的是10寸屏。在设置灯光亮度、色温、窗帘开合度、温度、湿度等范围操作时，利用旋钮也可以快速设置，这个速度在某些条件下甚至比触控更快而且更为精准。在智能车载中控屏出现之前，很多轿车上的上下操作也都是通过旋钮来实现，顺时针往下翻、逆时针往上翻、按下是选中或者进入下一级。PS：用得熟练的，甚至可以根据经验盲操的方式通过旋钮选择到某个菜单中，这是传统机械结构的妙处。旋钮操作在日常生活中是非常常见的，基本上生活中都可以看见。比如微波炉、灶具、热水器（即热式、储热式）等。ps：增加机械旋钮后，可能会比较容易吃灰，如果将机械旋钮改为触控旋钮虽然降低了一些手感，但增加了更好交互的可能性。3. 敲击屏幕我第一次了解到敲击屏幕来交互是在华为P30系列手机，它可以通过指关节敲击屏幕后截图。萤石云智能中控屏用了类似的技术，但将手指改为手掌。4. 手势识别在VR或者AR眼镜上，手势识别是一种特别重用的交互方式。后来该技术在一些家用摄像头或者智能电视上得到使用，一些小家电上也会用到比如烟机、灶具。在某些智能摄像头的产品宣传上，宣称用户挥手（隔空操作）可以让摄像头收起来此时摄像头不会记录画面并且会朝向某个无法看到外界的角度。手势识别中非接触式（隔空）最难，不仅用户操作难技术实现也难。一些手势操作要求用户做一些非正常情况下做的动作以避免误识别。比如下图是一个截屏的操作，需要刻意去记住。当然如果是自然动作比如静音用“嘘”的动作、翻页用挥手（左右挥、上下挥），缩小放大这些常用的并且符合人的自然动作就非常友好，用户也不需要刻意去记住。下图分别是翻页/滑动操作和静音操作。（如果是取消静音呢？