家庭自動化

家庭自動化

現代自動控制技術,是運用計算機技術和通信技術等手段,有助於實現人們家務勞動和家務管理的自動化,大大減輕人們家庭生活中的操勞,節省人們的時間,提高人們的物質、文化生活水平。家庭自動化已是人類社會進步的重要標誌之一。最早進入家庭的自動化設備有自動洗衣機和空氣自動調節裝置等。隨著現代科學技術的發展和人們生活要求的提高,家庭自動化的範圍也在日益擴大。家庭安全系統、家庭自動控制系統、家庭信息系統和家用機器人等,有的已達到實用水平,有的正處於研究改進階段。

簡介

家庭自動化(Home Automation 縮寫:HA)。

家庭自動化家庭自動化

家庭自動化系指利用微處理電子技術,來集成或控制家中的電子電器產品或系統,例如:照明燈、咖啡爐、電腦設備、保全系統、暖氣及冷氣系統、視訊及音響系統等。家庭自動化系統主要是以一個中央微處理機(Central Processor Unit,CPU)接收來自相關電子電器產品(外界環境因素的變化,如太陽初升或西落等所造成的光線變化等)的訊息後,再以既定的程式傳送適當的信息給其它電子電器產品。中央微處理機必須透過許多界面來控制家中的電器產品,這些界面可以是鍵盤,也可以是觸摸式熒幕、按鈕、電腦、電話機、遙控器等;消費者可傳送信號至中央微處理機,或接收來自中央微處理機的訊號。

家庭自動化是智慧型家居的一個重要系統,在智慧型家居剛出現時,家庭自動化甚至就等同於智慧型家居,今天它仍是智慧型家居的核心之一,但隨著網路技術有智慧型家居的普遍套用,網路家電/信息家電的成熟,家庭自動化的許多產品功能將融入到這些新產品中去,從而使單純的家庭自動化產品在系統設計中越來越少,其核心地位也將被子家庭網路/家庭信息系統所代替。它將作為家庭網路中的控制網路部份在智慧型家居中發揮作用。

目前最有名的家庭自動化系統為美國的X-10。

組成

家庭系統

家庭安全系統是家庭防火、防氣和水漏泄、防盜的設施,它由感測器、家用計算機和相應的控制系統組成。感測器對周圍的光線、溫度和氣味等參量進行檢測,發現漏氣、漏水、火情和偷盜等情況時立即將有關信息送給計算機,計算機根據提供的信息進行判斷,採取相應的措施或報警。例如發生火情時,計算機可控制滅火器滅火,並通過電話機向主人或有關部門報告。

自動控制

家庭自動化家庭自動化

這種系統用於對空調器、收音機、電視機、音響裝置、清潔器等電器的集中管理和自動控制,它由微型計算機和控制器組成。例如,它能控制空調系統,根據季節的變化自動調節室內的溫度和濕度;使能源、照明和熱水供應等設備最佳運行或使電子爐灶、清潔器定時完成做飯和清掃等工作。

信息系統

電話、電視機等在家用計算機的控制下形成統一的家用信息系統,並通過通信線路與社會信息中心相連,使家庭信息系統成為社會信息中心的終端,隨時可從信息中心獲取所需要的各種信息(見可視數據系統)。利用家庭信息系統還可以進行健康管理,如對老人或體弱者每天測量體溫、脈搏和血壓,並將數據輸入終端機,由附近醫師指導給予診斷。家庭計算機輔助教育系統可用於在家中學習各種知識。利用可視數據系統,可以在家訂購貨物、車票、機票、旅館房間,檢索情報資料,閱讀電視版報刊等。家庭自動化的進一步發展可能實現在家辦公,使家庭成為工廠或辦公室的“終端”。因此,家庭自動化將是工廠自動化和辦公室自動化的延伸和組成部分。

家用

80年代以來,有些國家已研製出家用機器人。它可以代替人完成端茶、值班、洗碗、掃除以及與人下棋等工作。家用機器人與一般的產業機器人不同,它應是智慧型機器人。它靠各種感測器感覺,能聽懂人的命令,能識別三維物體,具有靈活的多關節手臂。這種機器人的許多技術問題尚未解決。

好處及優勢

家庭自動化家庭自動化

所有這些功能都需要藉助飛速發展的計算機技術、自動化控制技術和現代通訊技術來實現,而其中信息的傳遞形式為數字代碼,所以一般把具有上述功能的家居環境也稱為數字家居。利用上述的家庭自動化網路系統,人們可以方便地通過計算機或其它網路接入設備,遠程獲取家庭內各種信息,包括各種計量表讀數和費用、家庭各種家電設備和監測設備的狀況,並實現遠程遙控各種家電設備和裝置,實現家居的能量管理等。所有這些都極大地提高了人類的生活質量,同時它也是人類所追求的生活目標。

系統目的

家庭自動化系統要求能夠實現家庭住宅中各個設備的自動管理和人工個性管理,該系統能控制、監視和協調家電(如室內外照明、家庭保全系統、家庭環境控制系統、空調、電視機等)。該系統會在相應的時間內各個設備發出相應的指令,完成各個設備的自動化管理。該系統應該是可以適應變化的,因此,必須偵測環境的變化,而且通過識別本系統中的變化來轉變,並且所識別出的變化應該在系統中被實現。系統可以是自動適應變化或是手工適應變化。系統控制的任何設備發生異常,必須通過適當的信息來通知用戶並進行異常處理。該系統必須有一個資料庫,內含所有該系統所控制的設備的信息,包括每一種設備連線到系統的日期,系統用戶所發布的重要動作等信息。

系統發展

在國內,家庭自動化一直是各廠家爭奪智慧型家居市場的主戰場,我國主要的兩大陣營是由海爾主導的e家佳和由聯想推動的閃聯,兩者都獲得了工信部的批准,前者側重於家庭,後者關注於辦公,但最終都聚焦於家庭網路化。近期,隨著物聯網實現路線的日趨明朗,政府和市場對物聯網熱情追捧,很多熱門的物聯技術也湧入家庭自動化領域,如ZigBee、Z-Wave、Insteon。這些協定和標準的相互競爭,促進了自動化領域的技術繁榮,也推動了智慧型家居向生活智慧型化的進程,然而,繁榮的背後也存在著一定的制約因素。

市場先行

創造社會價值是行業存在的唯一理由,多方共贏的商業模式是家庭自動化系統真正走進家庭的不二選擇。眾所周知,市場由人口、購買力、購買意願和環境等幾個方面構成,滿足大眾需求可以做大市場蛋糕。

目前,市場需要性能穩定、價格適宜、使用方便的自動化產品,這就需要相關企業提供即插即用、適時可得、性價比高的實用化、傻瓜化、模組化的智慧型產品,壟斷技術、提高壁壘、撇脂定價這些滿足少眾需求的競爭手段和方式只會使整個行業停滯,提高行業透明度和資源利用率,通過協作和規模效應來降低產品成本,是共同推動行業的健康發展的王道。

分步導入

按照馬斯洛需求理論,人的需求分為生理需求、安全需求、歸屬與愛的需求、尊重需求和自我實現需求五類,只有在較低層次的需求得到滿足之後,較高層次的需求才會有足夠的活力驅動行。

作為一個新興的產業,以提高生活質量為己任的家庭自動化,是人們在滿足了生理需要的基礎下進一步的需求。所以,大規模商用家庭自動化,首先應該滿足人們安全需求市場。安全需求包括人身安全、健康保障、家庭安全、財產保障等,先行導入家庭智慧型監控、遠程健康醫療等家庭監控類產品是實現家庭自動化產業化的必由之路,目前由運營商主導的多個移動物聯網業務已經開始了這方面的嘗試。

讓生活更智慧型是家庭自動化的終極目標,這需要政府、企業和公眾的共同努力。從大處著眼,進行行業規範,從小處著手,解決緊迫問題,循序漸進,步步為營,智慧型家居終將實現。

多因素限制家庭自動化發展

在家庭自動化發展的過程中,一直不乏市場的關注和使用者的期待。但是目前家庭自動化還只是少數人的“專利”。從可考證的資料來看,目前家庭自動化亞太地區整體市場約5億美元,主要集中在日韓已開發國家,離業內專家估計的千億美元市場還有相當一段距離。國內發展更為緩慢,家庭自動化僅僅停留在體驗廳和部分試點樓盤,與提供舒適豐富的生活環境、方便靈活生活方式、高效可靠的工作模式的目的大相逕庭。在一些大家看好、用戶期待、技術支持的項目上,未能大規模商用,究其原因,主要有三個方面的問題。

其一:行業標準的融合難。因歷史成因和經濟利益,目前國內採用兩大標準e家佳和閃聯,分別代表家電廠商和IT廠商,兩者已將行業進行人為分割,各自建設。目前,e家佳在家電智慧型化方面優勢明顯,而閃聯在設備互聯產品化方面有一定優勢。但隨著3C融合日趨成熟,家庭自動化成為兩者最主要的戰場。經驗表明,適度競爭可以促進技術進步,但過多競爭就會造成資源的浪費和本位主義滋生,兼容成本和壟斷成本高企,短期利益的驅使會將技術和市場引向歧途。跨行業和部門的融通、產業鏈的融合已經迫在眉睫。

其二:技術專業化程度高。與計算機產品和家電產品的即插即用不同,目前家庭自動化產品是一個整體系統,需要專業人員進行安裝、調試和使用培訓,用戶無法從使用中獲得體驗和樂趣,降低使用和購買的意願。這就降低產品價值,抬高價格和使用門坎,限制行業的發展。同時,產品的專業化也意味著研發投入大,技術共享難,各個廠家專注於標準,對產品重視度不夠;市場培育期長,客戶認知時間長,行業規模化進展慢,這些因素直接反應在產品價格和性能上,形成價高和寡的市場局面。因此,加強技術實用性,提高產品普及性,首要解決技術的複雜性,讓更多從業者進入該行業,降低成本,推動市場化進程。

其三:產品智慧型化進展慢。智慧型家居涉及到計算機、通信、自動化、電子等多個學科領域,沒有一個企業能夠以一己之力畢其全功,成就如Microsoft者,也只是在部分領域進行了完全智慧型化。目前國內與家庭自動化行業相關的產品比比皆是,但智慧型化水平偏低,其產品和服務僅僅作為人工的一種補充,滿足一些機械功能的實現,而不是改變生活方式的主要力量。這是沒有進行合理的行業分工造成的,也是家庭自動化無法在房地產推廣上興起的主要原因。

突破瓶頸需多方面努力

在政府“感知中國,智慧城市”的政策推動下,家庭自動化行業迎來了前所未有的市場機遇,若想抓住機遇,突破瓶頸,企業必須從行業引導、市場機制、產品導入等方面進行多方努力。

整體規劃

家庭自動化是一項系統工程,需要事無巨細的規劃和永無止境的改進。公信力是家庭自動化整體規劃的必要條件。政府和行業協會應該科學主導行業發展,保持適度競爭,促進技術融合。

目前,國內的家庭自動化產業集合了房地產、家電、通信、安防等多領域的企業。各自專屬的領域、獨有的技術和細分的市場,這些要素的融合融通、利益的分配、業務的分工等都需要有權威的機構來主導和推動。沒有一項技術和標準是完美無缺的,持續的改進是行業從生存到發展的基本要求,無論是e家佳,還是閃聯,都需要在互聯互通的基礎上,推進標準普及。

無線網路技術套用

隨著無線網路技術與有線網路技術(主要是與電話線產品)價格差的縮小,以及對室內移動、家庭自動化、無線網路操作設備需求的增加,無線網路技術的套用不斷增加。在家庭中主要有三大類無線網路技術的套用,包括家電控制、語音/數據設備、多媒體套用。其中家電控制,數據通訊速率一般不大於10Kbps;語音/數據通訊,通訊速率一般為1~2Mbps(有些場合仍可以通過模擬撥號連線Internet);多媒體套用中,視頻需要較高的通訊速率,一般DVD需要大約3~8Mbps,HDTV系統需要大約19Mbps。近期無線網路產品應能滿足8Mbps,以便套用於多媒體套用。而且應注意目前所給出的WLAN(Wireless Local Area Network)速率都只是理論速率,並非真正速率,只有藉助於壓縮技術才能真正適用於HDTV類型的視頻流。

未來的數字家居

結合當前信息技術的發展和人類對居住環境的要求,可以預見未來的數字家居應能提供以下功能:

1、 收發和保存信息:通過家庭網路,主人可以方便的收發電子郵件、瀏覽各種網上信息,訂閱各種電子期刊或雜誌等;

2、管理個人或家庭的經濟情況:通過家庭網路配套管理系統,主人可以方便地查閱自己的各種帳目和收支情況,管理系統軟體還可以根據個人經濟情況,作出最優的收支規劃,提供相應的合理建議和提示;

3、管理家庭的通訊需求:對家庭內各種通訊設備的通訊進行管理,包括網路通訊協定的執行和網路資源的分配,使信息在網路上的傳輸暢通無阻,整個家庭網路系統運行正常;

4、管理電源和設備的使用:這一方面也是數字家居所應具有的主要功能之一。同樣是通過網路管理系統軟體,監控家庭內各種設備,如家庭內燈光的控制、電器設備的遠程控制、室內環境的最佳化調節等。同時還能夠提供一些經濟方面的最佳化決策控制,如能夠根據不同用電時段和峰谷電費差價,合理控制家電的運行。

5、提供安全和可靠的環境:通過在家庭內安裝各種檢測報警裝置來實現家庭的保全、消防以及其它需求。如通過加裝攝像頭,可以監視房間周邊環境和諸如嬰兒房等特殊場所;通過煙氣感測器、溫度感測器、特殊氣體感測器,預防房間失火和有害氣體過量;通過加裝紅外感測器、門磁、薄膜窗花、無線微波等報警裝置,可防止竊賊入侵等等;

6、無需維護的運行:整個家庭內各種設備都連線到其網路上,通過網路上運行的管理軟體,可實現對設備的監測和故障診斷功能。一旦出現故障,家庭管理系統會給出故障提示,並自動通過家庭內的網間接口設備向設定的相應維修單位保修,無需主人親自動手;

7、簡單的操作:因為該網路系統是在千家萬戶中使用的,考慮到使用者的年齡、職業、經歷以及受教育程度等的差異,所以該類系統的操作必須簡單,方便,而且可靠,以適應不同使用人群的需要。

8、可根據個人或家庭生活方式定製:隨著資訊時代的到來,個性化的要求在不斷提高。未來數字家居應能夠根據不同使用者的家庭環境、設備數量和類型、以及生活方式等可做相應的配置和調整,如可根據消費者的需求和可接受費用,定製相應的系統解決方案;又如可根據使用者的生活習慣,調節室內環境參數,定時啟停家電設備等等。

由上述功能的描述,可以反映出了一個基本事實:數字家居中家庭自動化網路的建立僅僅為完成上述功能提供了一個硬體平台,而要真正完成這些功能還需要有強大的系統管理運行軟體支撐。同時也可以看出數字家居是一個多學科技術綜合套用的系統。

系統接入方式

(1)電視;(2)遠程PC或膝上電腦;(3)Internet瀏覽器;(4)電話、數字電話、行動電話;(5)按鈕傳輸器;(6)遠程控制器;(7)語音控制;(8)觸控螢幕等。

在實現系統功能介入時,也需要進行有效的控制,如通過讀卡器、無線射頻設備、或生物測定機,使用口令,生物測定識別技術、IC卡、或授權的特殊許可權技術等方式介入,保障正常用戶的權益不受侵害。

未來的家庭自動化網路系統也需要具有大量的自適應功能,如以下幾點:

(1)無障礙性:支持大量已有室內連線方案,如電話線、結構化布線、同軸電纜等。

(2)靈活性:能夠接受不同類型的連線方案和標準,以便系統方案的升級和擴展。

(3)廉價:因為網路只是用於連線各種設備,而其本身不是末端設備。價格的優勢將加快其套用的腳步。

(4)易於實現:無論用戶還是供應商都可以方便地設計和實現網路方案,這無疑會帶來更多的用戶.

並行工程

1988年,美國國防分析研究所(IDA)以武器生產為背景, 對傳統的生產模式進行了分析,首次系統化地提出了並行工程的概念。幾年來,並行工程在美國及西方許多國家十分盛行,已成為製造自動化的一個熱點。

90年代是資訊時代,更確切地說是知識的時代。大量新知識的產生,促使新知識的套用的更迭周期越來越短,技術的發展越來越快。如何利用這些技術提供的可能性,抓住用戶心理,加速新產品的構思及概念的形成,並以最短的時間開發出高質量及價格能被用戶接受的產品,已成為市場競爭的焦點。而這一焦點的核心是產品的上市時間。並行工程作為加速新產品開發過程的綜合手段迅速獲得了推廣,並行工程已成為90年代製造企業在競爭中贏得生存和發展的重要手段。

並行工程是集成地、並行地設計產品及相關過程, 包括製造過程和支持過程的系統化方法。這種方法要求開發人員在設計一開始就考慮產品整個生命周期從概念形成到產品報廢處理的所有因素,包括質量、成本、進度計畫和用戶要求,而不是已經做到哪一步,再考慮下一步怎么走。

傳統的產品開發模式為功能部門制,信息共享存在障礙;串列的流程,設計早期不能全面考慮產品生命周期中的各種因素;以基於圖紙的手工設計為主,設計表達存在二義性,缺少先進的計算機平台,不足以支持協同化產品開發。全球化大市場的形成,要求企業必須改變經營策略:提高產品開發能力、增強市場開拓能力,但傳統的產品開發模式已不能滿足激烈的市場競爭要求,因而提出了並行工程的思想。並行工程是一種企業組織、管理和運行的先進設計、製造模式;是採用多學科團隊和並行過程的集成化產品開發模式。它把傳統的製造技術與計算機技術、系統工程技術和自動化技術相結合,在產品開發的早期階段全面考慮產品生命周期中的各種因素,力爭使產品開發能夠一次獲得成功。從而縮短產品開發周期、提高產品質量、降低產品成本、增強市場競爭能力。一些著名的企業通過實施並行工程取得了顯著效益,如波音(Boeing)、洛克希德(Lockheed)、雷諾(Renauld)、通用電力(GE)等。

家庭自動化家庭自動化

傳統產品開發過程信息流向單一、固定,以信息集成為特徵的CIMS可以支持、滿足這種產品開

發模式的需求。並行產品的設計過程是並髮式的,信息流向是多方向的。只有支持過程集成的CIMS才能滿足並行產品開發的需求。

並行工程具有以下特點:

●強調團隊工作(Team work)精神和工作方式;

●強調設計過程的並行性;

●強調設計過程的系統性;

●強調設計過程的快速“短”反饋;

利用並行工程對改造傳統產業有重要作用,並將對提高中國企業新產品開發能力、增強其競爭力具有深遠的意義。

貼近生活

提起自動化, 很多人想當然地認為是高深莫測的理論和尖端技術, 自己無緣與之“攀親”, 殊不知,自動化早已悄然出現在我們身邊和我們的家庭, 日夜伴隨著我們, 比如家庭中的電錶、水錶、煤氣表無需人的參與, 自動為你記錄家庭耗能量和自來水用量;再如全自動洗衣機、洗碗機、消毒櫃、遙控電視機、空調機......, 簡直是數不勝數.這些儀表和自動裝置, 每天都在默默地為我們服務, 使我們從日常繁瑣的家務勞動中解放出來, 為我們創造了良好舒適的生活環境.清晨, 當你從睡夢中一覺醒來, 隨手打開身邊的收音機, 你可以聽到中央人民廣播電台播音員熟悉而動聽的聲音, 向你報導國際國內新聞;錄音機可以給你帶來美妙的音樂或伴你讀外語;更先進的鐘控收音機還可以在你預定的任何時間自動打開, 喚醒你開始新的一天的工作與學習.

在炎熱的夏天, 太陽火紅火紅, 照得大地仿佛要燃燒.勤勞的人們, 仍在為社會主義祖國的建設事業冒酷暑, 戰高溫, 兢兢業業地學習、工作著.此時此刻, 一杯冷水、幾根冷飲、幾根冰激凌, 可以給人們帶來一份涼爽, 其作用是難以簡單估量的.生產冷飲、冰激凌的冷櫃、冰櫃就是一種自動機器, 它可以通過調節溫控器鏇鈕而保證櫃內、箱內的溫度自動維持在設定的溫度上.除此之外, 人們更希望能夠創造一個冬暖夏涼的生活和工作環境, 空調器或稱空調機, 就能為人們帶來”四季如春”的享受.空調器屬於製冷調節自動化, 加速室內空氣循環並對室內空氣進行過濾使室內保持適宜的溫度和濕度.

近年來, 電視機在中國的普及率已大大提高.城市居民擁有彩色電視機者居多, 在廣大農村, 由於電能源的迅速普及, 電視機也已成為人們爭相購置的消費品.早期的電視機多以臥式和手動為特點.隨著自動控制技術的不斷發展, 對電視機實現遙控已為大家所熟知.除此之外, 音響(從早期的單波段收音機到目前的雷射唱機、多功能收音機、錄音機、卡拉OK 混響器、環繞立體聲、鐳射影碟、紅外線遙控等融合在一起的大功率組合)、熱水器、自動點火灶、電飯煲、電烤箱、微波爐、消毒櫃、洗碗機等, 都是一些常見的家用自動機器.

家庭自動化的進一步發展, 是利用微計算機、感測器及各種電子電氣設備實現家庭環境、生活、信息、醫療保健、家庭財務、文化娛樂等活動的全面自動控制.例如以防災和防盜為目的的家庭安全自動化控制系統, 能夠控制電源、煤氣和水閥.一旦家裡出現火情、管道漏水或煤氣泄漏, 自動報警裝置會發出信號, 同時打開滅火裝置、切斷電源、氣源或水源.如果有”梁上君子”入室行竊, 就會拍下了”不速之客”的照片, 並自動打電話報警.如東京芝蒲電氣公司1979 年研製出的家庭控制系統, 只要你打開使用開關, 由計算機控制的家用機器人就會出現在你面前.你說”拉開臥室的窗簾”, 機器人回答是: ”是! 知道了.”窗簾便立即被拉開.你說”請開電燈”, 機器人又馬上為你開燈.總之, 門窗的啟閉、電燈的開關以及煤氣、水閥的控制等家務都已自動化了, 小小的機器人成了名副其實的忠實傭人.

隨著電子技術和計算機技術的普及, 各種”教育和遊戲機”開始大量上市, 從幼兒到國小、中學和大學用的各種家庭學習用軟體如雨後春筍般湧現出來.一些公司正在研究利用新的通信手段, 開發”教師在家授課、學生在家學習”的親職教育系統.坐在家裡按一下存儲有百科知識和生活信息的家庭計算機, ”電子百科辭典”就立即顯示在電視機螢光屏上.如果你想購買東西, 打開聯絡各大商場的家用電腦終端, 所有商品信息一覽無餘.通過電腦終端訂貨後, 再輸入自己的銀行存款戶頭號碼, 電腦系統會自動把貨款轉入對方號下, 所定的貨物很快就會送到自己的家門口.自動化技術其實離我們每個人並不遠。如果在生活中仔細觀察,就會發現自動化技術就在我們身邊,從家用電器到水電儀表,到處都有它的身影。正是有了自動化技術,我們的生活才會更加方便、舒適。

廚房自動化

電飯煲、電炒鍋、電煎鍋、電烤箱、電磁爐、微波爐、三明治機、烤麵包機、洗碗機、破碎機、果汁機、製冰機、冰淇淋機、絞肉機、排油煙機、豆漿機、消毒碗櫃、垃圾處理器、切片機、和面機、壓面機、去皮機、打蛋機、電動開罐機。確實隨著自動化技術向生活各方面的滲透,人們的生活也越來越方便了,廚房的電器化和自動化,不僅給人們帶來了方便也大大提高了生活質量。

在人們的記憶中最早出現在廚房同時也是用得最普遍的電器應該是電飯煲吧。早期的電飯煲是簡單的電器,功能不強,煮出來的飯也一般般了,隨著競爭的激烈現在的電飯煲都是智慧型的,加入了模糊控制晶片,即節能省電方便,味道還不錯喔。再看現在的微波爐吧,不僅可以熱食物,還可以做菜,很多廠家賣產品的同時都提供菜譜。這些電器功能的增強其實都是自動化技術和電子技術在廚房電器上套用的結果。

其實這么多電器管理起來也麻煩,不過請放心,隨著網路技術的發展,以後的家用電器包括廚房電器都帶聯網功能,這樣家裡的電器都連到網際網路上,你就可以在一台計算機或控制器上管理家裡所有的東西了,還可以在辦公室或其他地方遠程控制它們,比如回家之前打開微波爐熱杯咖啡,這樣廚房才算真正實現了自動化。不過提醒一句千萬不要變懶喔。

還有更絕的,最近據國外報導“機器人廚師”已經出現,它為繁忙的職業婦女分擔燒飯做菜的辛勞,並將改變人類烹飪及家居的方式。一個以電腦控制的“機器人廚師”將取代傳統的瓦斯、電爐,只要放入一張張的食譜記憶卡片,這個“廚師”就可以精確地自動烹調出一道道中國、法國或義大利的各式菜餚。它的體積約比一般的烤麵包機略大,但卻兼具有煎、炒、煮、紅燒等功能,總重量約在5磅左右。目前市面上帶電腦設計的電鍋、烤麵包機、發麵機等都只以算是“低科技產品”,且只擁有單一功能。而“機器人廚師”則是一件非常精密的廚房高科技產品。它的主要組合是一個電腦微處理器、一個小的變速機箱。一個記憶箱。一個記憶卡及一個鍋子。使用時,把所有切好的食物材料,裝入上面的分隔器中,將食譜記憶卡插入,電腦就可以根據卡中指示,在適當的時候將食物放入,何時應炒或翻面,甚至什麼時候將食物放入,加什麼佐料,均由電腦控制。只要把食物放好,就可以去做其他事,幾分鐘之後回來,“機器人廚師”就已為你炒好了一道可口的“電腦菜”。 看來真正的“廚房革命”快要到來了。

模糊洗衣機

1965年美國的扎德教授創立了模糊邏輯理論,到現在模糊技術已經被廣泛地套用在各個領域。雖然起源於美國,但是模糊技術在中國和日本卻得到了廣泛的關注,並且在理論研究和實際套用方面走在了世界的前列。模糊控制技術在家用電器中得到了廣泛的套用,形成了模糊家電系列產品。所謂模糊家電就是揉入人們對家電使用的先驗知識,根據人的經驗建立操作模式,在電腦的控制下可模仿人的思維進行判斷的家用電器,可以說是人和電器的結合體。一個模糊家電就象是一個普通家電和一個熟練操作員的結合體,這樣用戶對家電的操作會更加簡單高效。現在已經投放市場的模糊家電有:模糊電視機、模糊空調器、模糊吸塵器、模糊電冰櫃、模糊電動剃鬚刀等,種類很多,但是他們所用原理都是一樣

洗衣機 智慧型的。一個模糊控制系統通常由輸入量、模糊推理規則和輸出量組成。系統根據不同的輸入量採用對應的推理規則決定輸出量的大小在洗衣服的時候,通常決定洗滌效果的主要因素為:衣服的種類、水的溫度、洗滌劑、和機械力。衣服種類主要有棉纖維和化纖之分,化纖的衣服要比棉纖維的衣服好洗。水溫越高,洗滌效果越好。洗滌劑主要是各種酶決定洗滌效果。機械力也就是洗衣機通過水流來模擬揉、搓等各種人的動作。模糊洗衣機中具有檢測各種狀態的感測器,主要有負載量感測器、水位感測器、水溫感測器、布質感測器、洗滌粉感測器。負載量感測器主要用於檢測洗滌衣服的多少。水位感測器用來確定水位的高低和衣服吸水能力的大小。布質感測器用來測定所洗衣物屬於棉纖類還是化纖類。洗滌粉感測器主要測定洗滌粉的種類。根據從各種感測器中得到的信號,進行模糊控制,以確定洗滌方法。模糊洗衣機的控制結構如圖所示。首先將從各種感測器中得到的數據按照數值的不同分成各種不同的檔次,如水溫分高、中、底,衣服分少、一般、多等檔次,數據所分的檔次越多,洗滌的精度越好,但是就會增加推理規則。然後把這些不同的檔次作為輸入量送入模糊控制推理器中,根據推理規則來決定洗滌時間和水流強度。模糊控制推理器一般是一個智慧型晶片,具有儲存和計算能力,推理規則就儲存在這個晶片中。怎樣確定推理規則呢?實際上推理規則就是把人洗衣服的模糊經驗數位化。例如如果負載小,洗滌化纖衣服,且水溫高,人們就會用小的力量,洗滌短時間。將很多類似的經驗規則化,就形成了推理規則。在用的時候,根據不同的輸入組合,採用不同的規則就可以了。

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