《家用電器的智能化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)》

1、桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）家用電器智能化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)學(xué)院（系）：電子信息工程系專 業(yè)：電子信息工程技術(shù)學(xué) 號(hào)：091222317學(xué)生姓名：李英勝指導(dǎo)教師：劉海燕目錄摘要31.1智能家電發(fā)展現(xiàn)狀41.2智能家電發(fā)展原因41.3智能家電的特點(diǎn)和功能42智能家電產(chǎn)品分類62.1智能家電所采用的控制技術(shù) 63智能家電的學(xué)習(xí)性73.1智能家電的發(fā)展方向73.2家用電器的智能基礎(chǔ)73.3智能化改變家電結(jié)構(gòu)84總結(jié)9參考文獻(xiàn)10致謝11摘要著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，促使人們學(xué)科學(xué)、學(xué)技術(shù)、學(xué)知識(shí)的手段多種多樣。木文就 對(duì)智能家電的現(xiàn)狀進(jìn)行一個(gè)分析以及剖析，木文還對(duì)智能控制技術(shù)，信息技術(shù)的飛

2、速發(fā)展 對(duì)家電的自動(dòng)化，智能化提供了可能進(jìn)行了分析。所以本文只耍是對(duì)智能化是家電產(chǎn)品發(fā) 展的必然趨勢(shì)，以及未來智能家電的發(fā)展方向進(jìn)行i個(gè)介紹。本文就以智能家電的現(xiàn)狀及 發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究和分析。闡述了家電智能化的發(fā)展、定義、特點(diǎn)等。關(guān)鍵詞：家電;新型;智能化;智能控制;發(fā)展趨勢(shì)1緒論1.1智能家電發(fā)展現(xiàn)狀傳統(tǒng)家用電器有空調(diào)、電冰箱、吸塵器、電飯煲、洗衣機(jī)等，新型家用電器有電磁爐、 消毒碗柜、蒸燉煲等。無論新型家用電器還是傳統(tǒng)家用電黠，其整體技術(shù)都在不斷提高。 家用電器的進(jìn)步，關(guān)鍵在于采用了先進(jìn)控制技術(shù)，從而使家用電器從一種機(jī)械式的用具變 成一種具有智能的設(shè)備，智能家用電器體現(xiàn)了家用電器最新技術(shù)面

3、貌。微處理器和計(jì)算機(jī) 技術(shù)引入家電設(shè)備，一方面使家電設(shè)備具有智能化的功能，另一方面使開關(guān)電器，包括智 能化斷路器和智能化電動(dòng)機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)與中央控制計(jì)算機(jī)雙向通訊。進(jìn)入20卅紀(jì)90年代, 隨著計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，配電系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)控制中心已形成了智能化監(jiān)控、保護(hù)與信 息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。智能家電的迅猛發(fā)展變成一種必然趨勢(shì)。1.2智能家電發(fā)展原因智能家電發(fā)展的原因主要曲以下幾點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用。（2）信息化水平的不斷提高，逐漸達(dá)到支持智能家電產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的水平。（3）h前的互聯(lián)網(wǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)條件，為智能家電的發(fā)展做了必要的準(zhǔn)備。（4）用戶對(duì)高水平家電的需求。1.3智能家電的

4、特點(diǎn)與功能同傳統(tǒng)家用電器先比智能家電具有以下特點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)化功能。各種智能家電可以通過家庭局域網(wǎng)連接到一起，還可以通過家庭 網(wǎng)關(guān)接口同制造商的服務(wù)站點(diǎn)相連，最終可以同互聯(lián)網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)信息的共享。（2）智能化。智能家電可以根據(jù)周圍環(huán)境的不同自動(dòng)做;ii響應(yīng)，不需要人為干預(yù)。 例如：智能空調(diào)可以根據(jù)不同的季節(jié)、氣候及用戶所在地域，自動(dòng)調(diào)整其工作狀態(tài)以達(dá)到 最佳效果。（3）開放性、兼容性。由于用戶的智能家電可能來自不同的廠商，智能家電平臺(tái)必 須具有開放性和兼容性。（4）節(jié)能化。智能家電可以根據(jù)周圍環(huán)境自動(dòng)調(diào)整工作時(shí)間，工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn) 節(jié)能。（5）易用性。由于復(fù)雜的操作流程已由內(nèi)嵌在智能家電的控

5、制器解決。因此用戶只 需了解非常簡(jiǎn)單的操作。智能家電并不是單指某一個(gè)家電，而應(yīng)是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，隨著人類應(yīng)用需求和家電智能化 的發(fā)展，其內(nèi)容也會(huì)更加的豐富，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的不同智能家電的功能也會(huì)有所差異, 但一般具備以下基本功能：（1）通信功能。包括電話、網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程控制/報(bào)警等。（2）消費(fèi)電子產(chǎn)品的智能控制。例如可以自由控制加熱時(shí)間、加熱溫度的微波爐，可以 自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度、濕度的智能空調(diào)，可以根據(jù)指令自動(dòng)搜索電視節(jié)h并攝錄的電視機(jī)等。（3）交互式智能控制?？梢酝ㄟ^語音識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家電的與應(yīng)控制功能；通過各種 主動(dòng)式傳感器實(shí)現(xiàn)智能家電的主動(dòng)式動(dòng)作響應(yīng)。用戶還可以白己定義不同場(chǎng)景不同家電的 響應(yīng)

6、。（4）安防控制功能。包括門禁系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、煤氣泄漏、漏電、漏水、等。（5）健康與醫(yī)療功能。包括監(jiān)看設(shè)備監(jiān)控、遠(yuǎn)程診療、老人/病人異常監(jiān)護(hù)的。2智能家電產(chǎn)品分類智能家電可分成兩類：一是采用電子、機(jī)械等方面的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備。二是模擬家庭 中熟練操作者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模糊推理和模糊控制。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，各種智能家電 產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，例如，把數(shù)控技術(shù)和電腦相結(jié)合開發(fā)出的數(shù)控冰箱，具有模糊；邏輯思維 的電飯煲、變頻式空調(diào)、全自動(dòng)洗衣機(jī)等。智能家電的智能程度不同，同一類產(chǎn)品的智能程度也有很人差別，一般可分成單相智 能和多項(xiàng)智能。單項(xiàng)智能家屯只有種模擬人類智能的功能。例如模糊電飯煲屮，檢測(cè)飯 量并進(jìn)

7、行對(duì)應(yīng)控制是一種模擬人的智能的過程。在電飯煲中，檢測(cè)飯量不可能用重量傳感 器，這是環(huán)境過熱所不允許的。采用飯量多則吸熱時(shí)間長(zhǎng)這種人的思維過程就可以實(shí)現(xiàn)飯 量的檢測(cè)，并且根據(jù)飯量的不同采取不同的控制過程。這種電飯煲是一種具有單項(xiàng)智能的 電飯煲，它采用模糊推理進(jìn)行飯量的檢測(cè)，同時(shí)用模糊控制推理進(jìn)行整個(gè)過程的控制。多 項(xiàng)智能家電在多項(xiàng)智能的家用電器屮，有多種模擬人類智能的功能。例如多功能模糊電飯 煲就有多種模擬人類智能的功能。2.1智能家電所采用的控制技術(shù)智能家用電器目前所采用的智能控制技術(shù)主要是模糊控制。少數(shù)高檔次的家用電器也 用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（也叫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制技術(shù)），模糊控制技術(shù)目前是智能家

8、用電器使 用最廣泛的智能控制技術(shù)。原因在丁這種技術(shù)和人的思維有一致性，理解較為方便且不需 要高深的數(shù)學(xué)知識(shí)表達(dá)，可以用單片機(jī)進(jìn)行構(gòu)造。不過模糊邏輯及其控制技術(shù)也存在一個(gè) 不足的地方，即沒有學(xué)習(xí)能力，從而使模糊控制家電產(chǎn)品難以積累經(jīng)驗(yàn)。而知識(shí)的獲取和 經(jīng)驗(yàn)的積累并由此所產(chǎn)生新的思維是人類智能的最明顯體現(xiàn)。家用電器在運(yùn)行過程屮存在 外部環(huán)境差異、內(nèi)部零件損耗及用戶使用習(xí)慣的問題，這就需要家用電器能對(duì)這些狀態(tài)進(jìn) 行學(xué)習(xí)。例如一臺(tái)洗衣機(jī)在春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)外界環(huán)境是不一樣的，由于水溫及環(huán) 境溫度不同，洗滌時(shí)的程序也有區(qū)別，洗衣機(jī)應(yīng)能自動(dòng)學(xué)習(xí)不同環(huán)境中的洗滌程序；另外, 在洗衣機(jī)早期應(yīng)用中，洗衣機(jī)的

9、零件處于緊耦合狀態(tài)，過了磨合期，洗衣機(jī)的零件處于順 耦合狀態(tài)，長(zhǎng)期應(yīng)用之后，洗衣機(jī)的零件處于松耦合狀態(tài)。對(duì)于不同時(shí)期，洗衣機(jī)應(yīng)該對(duì) 自身狀態(tài)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)還應(yīng)產(chǎn)生與z相應(yīng)的優(yōu)化控制過程；此外，洗衣機(jī)在很多 次數(shù)的洗滌屮，應(yīng)自動(dòng)學(xué)習(xí)特定衣質(zhì)、衣量條件下的最優(yōu)洗滌程序，當(dāng)用戶放入不同量、 不同質(zhì)的衣服時(shí)，洗衣機(jī)應(yīng)自動(dòng)進(jìn)入學(xué)習(xí)后的最優(yōu)洗滌程序這就需要一種新的智能技 術(shù)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。3智能家電的“學(xué)習(xí)”性設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)家電的學(xué)習(xí)過程以期望信號(hào)和實(shí)際信號(hào)的誤差趨于無窮小為fl標(biāo)，學(xué)習(xí)過 程采用“時(shí)間能屋h標(biāo)”比較方法，達(dá)到某一h標(biāo)的時(shí)間和能量減少并且趨于穩(wěn)定，則學(xué) 習(xí)過程結(jié)束。在洗衣機(jī)中，目標(biāo)就是洗

10、滌的干凈程度，其量度標(biāo)準(zhǔn)是以進(jìn)水時(shí)的渾濁度或 漂洗后放水時(shí)的渾濁度為指標(biāo)的。學(xué)習(xí)過程可以隨機(jī)進(jìn)行，也可在洗衣過程屮進(jìn)行。智能 家電通常還進(jìn)行用戶習(xí)慣學(xué)習(xí)，使用戶省去人量的狀態(tài)設(shè)定操作，方便使用。一旦用戶的 習(xí)慣改變了，智能家用電器乂能學(xué)習(xí)新的自動(dòng)設(shè)定方式。例如，一臺(tái)微波爐，用戶用其加 熱牛奶的次數(shù)最多，而且都用“中火屋”3分鐘。當(dāng)然，用戶也用微波爐加熱其他食品， 但次數(shù)比加熱牛奶的次數(shù)少，而且每次用的“火量”也不盡相同。這樣，通過經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)之 后，微波爐自動(dòng)把開機(jī)狀態(tài)設(shè)定在“中火量” 3分鐘處，從而給用戶省去了每次的重復(fù)操 作，而當(dāng)季節(jié)改變，隨著用戶加熱牛奶方式的改變，智能微波爐乂會(huì)白動(dòng)學(xué)習(xí)新的

11、設(shè)定方 式。兒年前，伊萊克斯集團(tuán)曾推出未來冰箱模式“屏幕冰箱”，這種“屏幕冰箱”因在冰 箱門體上嵌入一臺(tái)觸摸式多媒體電腦而得名。它是迄今為止世界上智能化程度最高的冰 箱。人們?cè)谏钪杏袝r(shí)忘記一些重要的h子或數(shù)據(jù)，如妻子的生f1,孩子的培訓(xùn)時(shí)間或者 是媽媽的手機(jī)號(hào)，這些信息只需用手輕點(diǎn)一下就能得到，使用者還可以在廚房一邊工作一 邊收看自己喜愛的電視連續(xù)劇或者新聞節(jié)冃?！捌聊槐洹笨梢耘c電視監(jiān)視系統(tǒng)相連，用 戶在廚房里就可以看到門外的來訪者。除了具備一臺(tái)冰箱的功能以外，“屏幕冰箱”還能 夠幫助用戶管理食物貯存，考慮到將來的商品都會(huì)在包裝袋上加上電子條形碼，“屏幕冰 箱”可以通過掃描條碼準(zhǔn)確地傳達(dá)不

12、同的儲(chǔ)藏室里存放了些什么食物、食品的數(shù)量和有效 期等信息。3. 1智能家電的發(fā)展方向未來智能家電主要將朝三個(gè)方向發(fā)展：多種智能化；自適應(yīng)進(jìn)化，網(wǎng)絡(luò)化。多種智能 化是家用電器盡可能在其特有的工作功能中模擬多種人的智能思維或智能活動(dòng)的功能。自 適應(yīng)進(jìn)化是家用電器根據(jù)自身狀態(tài)和外界環(huán)境自動(dòng)優(yōu)化工作方式和過程的能力，這種能力 使得家用電器在其生命周期屮都能處于最有效率、最節(jié)省能源和最好品質(zhì)狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)化是 建立家用電器社會(huì)的一種形式，網(wǎng)絡(luò)化的家用電器可以由用戶實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，在家用電器 之間也可以實(shí)現(xiàn)互操作。3. 2家用電器的智能基礎(chǔ)家用電器耍實(shí)現(xiàn)智能化控制，必然把軟件嵌人其內(nèi)部，需要有智能理論指導(dǎo)進(jìn)行軟

13、件 編制.這些理論就是智能基礎(chǔ)理論?，F(xiàn)階段，可以嵌入到家電z屮的主要智能技術(shù)方法歸 納如下：(1) 啟發(fā)式搜索。啟發(fā)式搜索是人工智能求解中開發(fā)出來的對(duì)目標(biāo)求解的最優(yōu)化方法。 它主要依靠和任務(wù)無關(guān)的信息來簡(jiǎn)化搜索進(jìn)程，但它可以從任務(wù)中得到的啟發(fā)信息來確定 搜索方向，從而大大減少了優(yōu)化時(shí)間。這種方法在洗衣機(jī)的程序選擇過程屮是十分有用的。(2) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制最突出的功能是經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。家用電器在運(yùn)行中 其參數(shù)會(huì)隨著時(shí)間的遷移而變化，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不斷運(yùn)行中進(jìn)行性能學(xué)習(xí)，預(yù)測(cè)出家電變化 的趨向，以及在參數(shù)變化后的最優(yōu)控制方法，從而保持家電始終處于一種優(yōu)秀的工作狀態(tài)。 這種智能方法用于有運(yùn)行

14、損耗的動(dòng)力系統(tǒng)屮最有效，例如洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等。(3) 模糊邏輯理論。模糊邏輯控制在家電指標(biāo)控制中是一種極有效的智能化方法。這種 控制方法所用的技術(shù)指標(biāo)或任務(wù)是模糊的，這是因?yàn)槿嗽谌粘Ｉ铄母杏X，包括觸覺、 嗅覺、視覺都是以模糊量描述的。以模糊控制方法控制家用電器更適合人類的智慧思維及 處理過程。(4) 遺傳算法。遺傳算法是一種模擬自然選擇及遺傳的隨機(jī)搜索算法，它的原則是適者 生存，不適者淘汰。這種優(yōu)化方法在家電中較適用于進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)最優(yōu)組合。在洗衣機(jī)中, 可對(duì)洗滌過程的自適應(yīng)優(yōu)化；對(duì)電冰箱中的制冷過程自適應(yīng)優(yōu)化；空調(diào)機(jī)對(duì)外部環(huán)境包括 室外季節(jié)、室內(nèi)人員情況的自適應(yīng)優(yōu)化控制。3. 3智能化改變

15、家電結(jié)構(gòu)隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，智能家用電器結(jié)構(gòu)也在不斷改變。隨著智能程度的進(jìn)步、家用 電器狀態(tài)釆樣的傳感器增加、狀態(tài)顯示器件水平的提高、控制元件的功率及能力的增強(qiáng)， 家用電器在結(jié)構(gòu)上也需要進(jìn)行改進(jìn)。首先，隨著家用電器智能水平的不斷上升，家用電器的內(nèi)、外部需要增加檢測(cè)及采樣 點(diǎn)。這些采樣檢測(cè)點(diǎn)分為兩種：一種是不同狀態(tài)類型的采樣點(diǎn)；-種是同一狀態(tài)類型的采 樣點(diǎn)。智能電冰箱和非智能電冰箱相比，其不同狀態(tài)類型采樣點(diǎn)增加的有蒸發(fā)器壓力、冷 凝器壓力、冷藏室風(fēng)門開度等；同一狀態(tài)類型采樣點(diǎn)增加的有冷凝器溫度、蒸發(fā)器溫度、 冷藏室溫度、壓縮機(jī)溫度等。這些采樣點(diǎn)的增加就要求其結(jié)構(gòu)做相應(yīng)的改進(jìn)。例如，空調(diào) 使用時(shí)，

16、室內(nèi)、室外的溫度、濕度以及氧含量對(duì)其工作狀態(tài)有很大影響，對(duì)智能家電外部 環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)要求智能空調(diào)結(jié)構(gòu)必須改變。其次，狀態(tài)顯示器件水平的提高對(duì)家用電器的結(jié)構(gòu)也提出了改進(jìn)的要求。液晶顯示器、 高亮度led顯示器以及特姝熒光顯示器對(duì)家用電器的結(jié)構(gòu)提出了相應(yīng)的改進(jìn)耍求。此外，控制元件及控制結(jié)構(gòu)發(fā)展對(duì)家用電器的結(jié)構(gòu)變化也有相應(yīng)要求。例如，電磁爐 產(chǎn)品功率控制模塊的進(jìn)步使得產(chǎn)晶體積進(jìn)一步減小，輔助電路也相應(yīng)減少，但功率模塊在 體積減小的同時(shí)使產(chǎn)品的使用功率增加，這就要求對(duì)散熱片空間做相應(yīng)的處理，即需要改 變結(jié)構(gòu)。智能洗衣機(jī)有自動(dòng)投放洗滌劑的功能，這就要求洗衣機(jī)耍設(shè)置洗滌劑存放器及洗滌劑投放結(jié)構(gòu)。4總結(jié)論文

17、的寫作是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，需要不斷的進(jìn)行精心的修改，不斷地去研究各方面的 文獻(xiàn)，認(rèn)真總結(jié)。歷經(jīng)了這么久的努力，終于完成了畢業(yè)論文。在這次畢業(yè)論文的寫作的 過程屮，我擁有了無數(shù)難忘的感動(dòng)和收獲。在經(jīng)過思考后我的題冃定了下來，是：家用電 器的智能化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)開題報(bào)告定下來z后，我便立刻著手資料的收集工作屮， 當(dāng)時(shí)面對(duì)眾多網(wǎng)絡(luò)資料庫的文章真是有些不知所措，不知如何下手。在與其他同學(xué)和老師 的溝通交流后，終于使我了解了應(yīng)該怎么樣利用資源，找了許多相關(guān)的論文，認(rèn)真的閱讀, 總結(jié)筆記，為口己的論文打好基礎(chǔ)。通過這次論文我對(duì)電器的智能化和未來的發(fā)展方向有了一個(gè)比較深刻的了解。寫作畢業(yè)論文是我們每個(gè)大學(xué)

18、生必須經(jīng)歷的一段過程，也是我們畢業(yè)前的一段寶貴的 冋憶。當(dāng)我們看到口己的努力有收獲的時(shí)候，總是會(huì)有那么一點(diǎn)點(diǎn)口豪和激動(dòng)。任何事情 都是這樣子，需要我們腳踏實(shí)地的去做，一步一個(gè)腳印的完成，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，有了好的態(tài)度 才能做好一件事情，一開始都覺得畢業(yè)論文是一個(gè)很困難的任務(wù)，大家都難免會(huì)有一點(diǎn)畏 懼之情，但是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的努力和積累，經(jīng)過不斷地查找資料后總結(jié)，我們都很好的按老 師的要求完成了畢業(yè)論文的寫作，這種收獲的喜悅相信每個(gè)人都能夠體會(huì)到。這是一次意 志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，相信對(duì)我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。參考文獻(xiàn)1周新華給予多agentd的信息家電智能化研究m北京：人民郵電岀版社，2009.2張志偉家庭網(wǎng)絡(luò)和信息家電:第二版c,北京：機(jī)械丁業(yè)出版社，2008.3黃麗.面向家庭網(wǎng)絡(luò)的藍(lán)牙技術(shù)與研究1)合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2003.4韓江洪智能家居系統(tǒng)與技術(shù)d合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2005.5張維明智能協(xié)作信息技術(shù)m北京：電子工業(yè)出版社，2002.6?？∮⒅悄芗译娍刂萍夹g(shù)m北京：清華大學(xué)出版社，2009.感謝學(xué)校和老師給我們提供這次學(xué)習(xí)與實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓我學(xué)到了很多知識(shí)。在這次畢 業(yè)論文屮同學(xué)之間互相幫助，共同商量相關(guān)專業(yè)問題，這種交流對(duì)于即將面臨畢業(yè)的我們 來說是一次很有意