智能化技術(shù)在衛(wèi)浴產(chǎn)品中的應用及發(fā)展-以淋浴房為例

智能化是指物品在現(xiàn)代先進技術(shù)的推動下，所具有的能動地滿足人類各種需求的屬性。對于衛(wèi)浴產(chǎn)品市場來說，復合型功能的應用與智能概念的設計已成為產(chǎn)品發(fā)展的主要方向。隨著智能化技術(shù)的迭代升級，應用于衛(wèi)浴產(chǎn)品上的智能化技術(shù)也逐漸層次化，可分為基本智能化技術(shù)和擴展智能化技術(shù)?；局悄芄δ埽绾銣乜刂?、預熱功能、觸控感應等；擴展智能功能則可參照人腦機理的運作模式處理問題、吸取思維，并做出分析反應，如記憶功能、人臉識別、App互聯(lián)、安全報警功能等。1衛(wèi)浴行業(yè)中的智能化技術(shù)1.1基本智能化技術(shù)（1）感應技術(shù)。感應技術(shù)指產(chǎn)品通過紅外線、電容、微波等媒介感應用戶指令，并通過電磁閥等控制元件完成產(chǎn)品的基本功能，如啟閉等。紅外感應技術(shù)由于擁有更好的性能和靈敏度，其應用較為廣泛。設備上的紅外線探測器探測到人體所發(fā)射出的微米波長，從而進行下一步動作。如非接觸式水嘴，手未接觸產(chǎn)品就可自動出水，離開后幾秒自動關(guān)閉；智能馬桶蓋在人走近時自動開啟，人離開后沖洗殺菌。感應技術(shù)在大型商場、高鐵站的水嘴、蹲便器產(chǎn)品中已較為普及，在后疫情時代值得繼續(xù)推廣。（2）智能除菌技術(shù)。除菌技術(shù)主要應用于便器和柜體產(chǎn)品。通過與感應技術(shù)的結(jié)合，在除菌設備上配置如ALD系列的無線智能控制器和帶有邊緣計算能力的無線智能網(wǎng)關(guān)，在用戶使用后可自動殺菌。（3）觸控技術(shù)。觸控技術(shù)從單點觸控發(fā)展到多點觸控，在技術(shù)升級方面利用光學和材料學技術(shù)，構(gòu)建了多點化觸控平臺，實現(xiàn)了單個用戶或多個用戶的手勢交互。在產(chǎn)品表面接收信號后，平臺進行采集、識別與分析，將手勢或觸點譯為具體指令發(fā)送給控制元件。目前主要應用于水嘴，人可通過身體各部位觸摸產(chǎn)品規(guī)定區(qū)域內(nèi)任意表面來控制水流開關(guān)及大小，相比傳統(tǒng)開關(guān)，實現(xiàn)對水溫與流量的高階控制。家庭等非公共場景下用戶更傾向選擇觸控類水嘴。（4）恒溫技術(shù)。恒溫是目前淋浴器中普及率較高的基礎智能化技術(shù)?；A恒溫技術(shù)的原理是靠感溫元件的獨有特性達到恒溫效果。在淋浴出水口設有感溫元件，當水溫變化時，感溫元件通過膨脹或收縮控制冷熱水進水比例，保持恒溫且對水壓變化有緩沖能力，提高了淋浴安全性。后續(xù)技術(shù)升級中，部分恒溫淋浴器還增加了記憶功能，可以針對每個用戶的特點進行記憶儲備，同時將室內(nèi)的溫濕度及潔凈度控制在一定范圍內(nèi)，可實現(xiàn)更高級別的人機交互性，向著擴展智能化技術(shù)發(fā)展。1.2擴展智能化技術(shù)（1）物聯(lián)網(wǎng)。隨著5G的發(fā)展，我國將進入“萬物互聯(lián)”時代。國際中信聯(lián)合會（ITU）對物聯(lián)網(wǎng)的定義是，通過二維碼識讀設備，射頻識別裝置（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設備，按約定協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別，定位，跟蹤，監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。淋浴系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可用來實現(xiàn)在整體衛(wèi)浴間中各個設備的互聯(lián)，用戶可通過手機實現(xiàn)智能化控制，對衛(wèi)浴間照明系統(tǒng)、通風控制、淋浴溫度、房間溫濕度等進行遠程調(diào)節(jié)，并可實時防盜報警、監(jiān)測以及可編程定時控制等。（2）記憶與人臉識別。人臉識別技術(shù)是現(xiàn)代化催生出的快捷服務技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)人臉和傳感器間的連接，在智能手機和門鎖方面應用廣泛，是智能屬性較高的技術(shù)，通常與記憶功能聯(lián)動使用。記憶功能是交互性較高的智能技術(shù)，可將用戶的習慣和喜好保存為個人大數(shù)據(jù)，再配合人臉識別技術(shù)，將人臉與用戶習慣對應置入到數(shù)據(jù)庫，根據(jù)不同用戶的需求提供個性化衛(wèi)浴服務。（3）自動控制技術(shù)。自動控制技術(shù)即產(chǎn)品通過感應或?qū)W習，對周圍環(huán)境變化進行判斷，從而對某衛(wèi)浴產(chǎn)品發(fā)送一系列人工智能化命令，實現(xiàn)產(chǎn)品的功能轉(zhuǎn)換。自動控制技術(shù)可根據(jù)用戶語音指令調(diào)控淋浴房的整體運行方式，包括淋浴的出水模式、水溫調(diào)節(jié)、出風排風、升溫降溫、光照調(diào)節(jié)、影音播放等。選擇全自動感應模式后，紅外傳感器反饋體溫數(shù)據(jù)，STM32處理器分析得出適宜的沐浴水溫，5s后即可達到設定值，控制電磁閥出水，也可做到人走水斷；通過DS18B20水溫傳感器和PID算法控制舵機轉(zhuǎn)角達到精準控溫，顯示屏上實時顯示水溫，可實現(xiàn)快速調(diào)溫和恒溫效果。2智能化技術(shù)在淋浴房中的應用2.1基本智能功能淋浴房QB/T2584–2007《淋浴房》將淋浴房分為蒸汽淋浴房、整體淋浴房、淋浴屏３種。一般整體淋浴房智能化水平比較高，是由沐浴產(chǎn)品、墻體材料、頂板、防水盤組成的一體化衛(wèi)浴產(chǎn)品（表1）。表1基本智能功能淋浴房部分產(chǎn)品通過表1的產(chǎn)品功能可以看出，基本智能功能淋浴房應用的智能化技術(shù)主要是恒溫技術(shù)和材料升級方面，人機交互性不高，也是目前市場上大部分所謂“智能”產(chǎn)品的現(xiàn)狀。以上產(chǎn)品所使用的恒溫技術(shù)有水電聯(lián)動控制、機械開關(guān)閥、熱敏元件等，實現(xiàn)恒溫或恒壓功能。不論是通過AT89C51單片機，抑或模糊算法PID等，只能優(yōu)化實現(xiàn)對單一產(chǎn)品內(nèi)部的溫度控制。這類產(chǎn)品若想升級，可在此基礎上增加記憶功能，當用戶第一次使用完畢后，下一次自動記憶上一次的設定值，不需要重復設定，增加與用戶的交互性。材料升級則更為基礎，如斷電霧化、使用抗菌防水材料等，以上產(chǎn)品的音樂播放功能也僅是在淋浴房中設置了防水點位，便于用戶放置手機等設備播放音樂，而并非淋浴房自帶功能。這類產(chǎn)品升級，可考慮將智能音箱進行防水處理嵌入花灑或墻板中，通過藍牙跟手機或者其他智能設備連接使用。智能化不應該僅停留在升級材料上，更應該關(guān)注與用戶的交互，與萬物的互聯(lián)，形成整體的智能生態(tài)。2.2擴展智能功能淋浴房部分企業(yè)因布局智能衛(wèi)浴市場較早，其智能化水平已可實現(xiàn)產(chǎn)品間的互聯(lián)及與用戶的互動（表2）。表2擴展智能功能淋浴房部分產(chǎn)品通過表2的產(chǎn)品功能可以看出，擴展智能功能淋浴房應用的智能化技術(shù)主要是自動控制技術(shù)，又可細分為進階的溫控技術(shù)和感知技術(shù)。進階的溫控技術(shù)，與恒溫不同，且相比傳統(tǒng)的溫控技術(shù)僅作用于單一產(chǎn)品，更注重與淋浴房其他模塊的互聯(lián)，并根據(jù)傳感器部件反饋的數(shù)據(jù)進行自我判斷和記憶。如麥斯迪克淋浴房設在頂板的溫度傳感器可感知季節(jié)溫度，根據(jù)記憶功能自動設定該季節(jié)下最適合用戶的淋浴溫度，同時控制器將信號傳輸?shù)娇照{(diào)模塊，空調(diào)模塊啟動調(diào)節(jié)淋浴空間溫度，不僅是水溫，還可以給用戶提供適宜的室溫和濕度，打造一體化的智能生態(tài)。感知技術(shù)在感應功能的基礎上增加了“知道”這一人腦屬性，感應功能只能控制產(chǎn)品的基礎功能如啟閉，而感知技術(shù)則可通過一次感應，調(diào)動板塊間的互聯(lián)，為用戶展示所需要的信息。如賽恩微智能淋浴房，用戶在觸摸它的拉手時，即可實時顯示時間、室內(nèi)溫濕度、水溫等信息，并自動播放用戶喜愛的聲光影，不觸摸則進入省電模式且玻璃呈現(xiàn)透明狀，使用者進入淋浴空間后無需觸摸花灑就自動抬起來，5?s后達到預設溫度出水?？紤]到淋浴房在公共場所也具有較大的市場潛力，山東前田熱能技術(shù)股份有限公司提供了一種可自助智能消費的淋浴房——智能移動淋浴艙，這是一種集成了空氣源熱泵、貯熱水箱、循環(huán)水泵、多功能配電柜及標準衛(wèi)浴間等為一體的可移動式淋浴房。配有二維碼自助智能消費系統(tǒng)，用戶在艙外掃描二維碼，艙門開啟，進入淋浴間后自動上鎖，同時淋浴間電磁閥開啟，屏幕顯示計費。洗浴完畢，用戶在內(nèi)部打開門，電磁閥關(guān)閉，計時結(jié)束，過一段時間淋浴間門關(guān)閉消毒，整個過程全自動控制，完成了無人值守自動支付功能。該智能移動淋浴艙可應用于高速服務區(qū)、海濱浴場、交通樞紐等多種場所。2.3智能化衛(wèi)浴產(chǎn)品的發(fā)展前景工業(yè)制造從蒸汽化、電氣化、自動化/信息化，發(fā)展到2013年德國提出的智能化。國內(nèi)很多衛(wèi)浴企業(yè)所推出的“智能化產(chǎn)品”還停留在2.0的電氣化階段，一些龍頭企業(yè)如福瑞因布局智能市場較早，已處于3.0自動化/信息化階段。然而通病是對智能化的設計開發(fā)還僅是智能單品或功能的堆砌，而缺少系統(tǒng)化的智能生態(tài)構(gòu)建，人機互動、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等智能高技術(shù)還鮮少出現(xiàn)在產(chǎn)品設計上。從市場反饋上來看，產(chǎn)品需求限制著企業(yè)的技術(shù)投入與升級。思考用戶端的購買痛點，思考智能化產(chǎn)品的用戶學習成本，如何找到更加合適的市場發(fā)展方向，提高普及率，也是智能化研究中不可缺少的一環(huán)。隨著裝配式衛(wèi)浴的滲透率不斷提升，智能衛(wèi)浴配套率也在逐漸提升。住建部等相關(guān)部門在積極推進裝配式建筑及其附屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)時代的智能衛(wèi)浴在裝配式概念的東風下有巨大的市場潛力。未來衛(wèi)浴行業(yè)的智能化技