基于物联网的智能家居个性化场景推荐系统

郑泽丰，任慧芳，周亮

（广东好太太科技集团股份有限公司，广东广州，511400）

0 绪论

智能家居如今已经走进千家万户，应用场景随着技术的迭代越来越丰富，借助物联网IOT云平台及大数据建模，能够实现远程控制、智能联动等，通过智能场景的设置，结合传感器和场景控制面板，可实现无感式、个性化、自动执行的智能场景。智慧场景一般分为两种类型：“自动化”以及“场景”，自动化能够实现在达到设定的“触发条件”时运行“执行动作”，如通过“人体传感器”触发执行“吸顶灯开发”。而场景则主要提供“一键”执行“执行动作”，如一键执行起床场景，执行水壶烧水、豆浆机开始制作早餐。因此，对于精通智能家居设置的用户，能够通过学习和反复调试来完成设置好属于自己的智能场景，而对于更多的小白用户，对于其复杂的设置过程，晦涩的技术术语，有一定的抵触心理，怕麻烦又担心设置出现故障，造成正常生活上的困扰。

智能家居个性化场景推荐系统依托IOT云平台和大数据云计算的特性，能够基于用户的日常使用习惯、地理位置、天气状况，用户账户绑定传感器、智能设备的类型、型号以及功能性质，生成一个“推荐场景”列表，用户可以在手机App中浏览所需要的推荐场景，无需过多设置即可直接启用该智能场景。借助智能家居个性化场景推荐系统减少设置的步骤以及难度，通过简单的交互让用户真正感受到智能场景的趣味性和仪式感。本论文以智能阳台场景分析为例，描述智能家居个性化场景推荐系统的研究过程。

1 智能场景的设计

■1.1 场景设计

个性化智能场景推荐系统的建设依托于好太太智能家居IOT生态，需要满足智慧交互战略，通过合理的产品组合以及场景编排，提升智能设备使用的便捷性，让用户快速感知智能化。本次场景设计主要围绕智能阳台生态进行展开，以阳台空间为例子进行数据准备和功能测试验证，通过对用户洗晾晒场景以及阳台生活场景进行调查分析，本次要实现智能推荐的场景如下：

(1)“洗晾晒一体化”实现场景：根据用户洗晾晒场景，包含洗涤到晾晒，晾晒到收衣的场景转换。当洗衣机洗完，晾衣机晾衣杆提前下降，用户晾完衣服后自动上升，以及用户收衣服场景时自动下降。上升下降时简配网关同步播报提示语。

(2)“晾晒语音提醒”实现场景：当用户操作晾衣机时，联动智能播报器进行语音提醒。

(3)“夜间自动开灯”实现场景：夜间有人走进或离开阳台时，触发晾衣机开关照明灯。

(4)“泼雨时晾衣杆自动上升”实现场景：根据天气环境在阳台泼雨时，自动上升晾衣杆。

(5)“阳台安全监控”实现场景：用户设置布防时段，阳台异常时，手机推送告知用户，网关报警。

(6)“步入阳台监测报警”实现场景：布防状态下，有人走近阳台时通知用户，该功能可以实现例如家里有宠物的情况下，当宠物步入阳台就发送告警，防止宠物发生意外。

■1.2 场景开发

根据上述场景分析，根据好太太IOT云平台的场景开发协议，转化为智能设备的触发条件以及执行动作如表1所示，至此，完成场景数据的准备。

表1 场景开发协议参数

2 系统架构设计

场景推荐系统分为三明治结构，最底层为各种类型的智能终端是面向用户承接各种交互、功能和服务的载体，如ZigBee网关及其子设备，WiFi直连（云平台）智能设备，以及用户交互入口智能App。

基础云平台中，好太太IOT云平台主要实现设备管理与用户管理、日志记录，实现跨设备、跨终端的数据和控制互联互通。好太太大数据平台对脱敏的用户和设备的行为数据进行分析，深入挖掘用户日常使用行为习惯，对设备运行状况进行监测，对智能场景进行建模。

场景推荐系统为好太太IOT云平台以及好太太大数据平台的衍生，主要对个性化智能场景推荐完成场景数据管理，推荐场景模型进行分发推送。

3 App推荐场景功能

■3.1 交互逻辑

在好太太智联App中，提供给用户多个入口进行快速设置，其中包括当用户在绑定时，主动给用户推荐该设备能够使用的场景、在用户点击场景设置页面主动显示推荐的场景、在网关管理子设备时进行场景推荐。

在每次呈现场景列表时，进行场景列表数据更新，当有新的列表数据时，更新并显示新数据，当更新失败时或者没有新数据，则使用原数据，当用户点击某个推荐场景时，判断该场景所依赖的条件是否具备，如天气条件依赖的位置信息，触发和执行动作所以来的设备，当某个条件不具备时，进行标示。

■3.2 场景推荐列表

图1 系统设计架构

场景推荐列表为好太太智联App中的一个重要功能，位于智能板块，提供给用户浏览选择、添加个性化推荐的场景。该模块的数据从推荐系统云端获得，详细展示了推荐场景名称的标题和所需的设备，已经配套一张能够呈现场景功能和作用的图片。

图2 交互逻辑

■3.3 推荐场景详情

推荐场景详情详细的介绍了该场景的介绍和功能，用户进入页面时，App将获取位置数据已提供天气支持及检查设备拥有条件。当定位失败时，显示定位失败（位置信息可由“家庭位置”参数给出，如无则开始定位用户位置信息）。而当户未拥有该场景所需的设备时，执行设备和动作置灰该项，并显示“缺少设备”。页面还支持用户自行添加、编辑或删除触发条件和执行设备和动作以满足自己更加个性化的需求。用户在点击“添加到自动（手动）场景并启用如果场景所依赖的条件都具备，则为用户添加并启用场景。

4 推荐系统管理平台

场景推荐系统后台是个性化推荐系统的重要组成部分，当前主要采用人工方式在管理后台录入智能场景数据和编辑推送内容，主要的功能是对推荐的场景数据进行管理和发布。场景管理模块实现场景的管理和场景列表的发布，场景管理维护一个推荐列表，并具发布正式版和发送至测试设备。在场景管理模块点击“创建场景”即可显示创建列表，

可以在此编辑场景的名称、类型、说明以及长传背景图片。可以对场景的数据进行详细的编辑，其中包括场景的名称、场景的说明、触发条件的编辑，执行动作的编辑。

■4.1 触发条件模块

触发条件可选择定时执行、设备事件触发、天气条件触发，同时可以设置场景的生效时间。

(1)定时执行可用于场景的周期性执行和定时执行，周期执行可设置“仅执行一次”或按照“工作日”、“每日”、或“自定义”周期，定时执行可以选择“小时”和“分钟”时间。

(2)设备事件触发可以将设备的阈值作为触发条件，当设备的功能/状态变更为该功能/状态值时，执行动作。其中产品名称按照IOT云平台配置的产品ID数据进行展示，如：晾衣机（PK码）。功能名称按照所选的产品的在IOT云平台配置的设备属性、时间、服务进行展示，如：电源开关（PowerSwitch）（布尔值不可以重复多选，在再次添加该产品为触发条件时该功能隐藏），功能值（按照所选产品的所选功能进行值的展示，如：0 - 关闭。

(3)天气条件触发有7个指标（晾晒指数、天气、室外温度、室外湿度、日出日落、舒适度指数、空气质量指数），可以根据用户设置的家庭位置，当该位置的天气变化为该阈值时，触发执行动作。

(4)生效时间设置可设定该场景在特定的时间段生效，可配合其他触发条件使用不单独使用，例如：灯光仅在夜间时间段通过传感器触发执行开灯。该条件可以设置重复的周期，生效的开始时间和结束时间。

■4.2 执行动作模块

执行动作模块为当设备或用户手动触发场景时，系统可以根据预设的动作列表完成设备的智能控制或通知推送，该设置项可以选择执行控制具体产品并设定该产品的功能及参数，或设置推送内容及通知方式，如通过手机短信、App通知、电话通知。

5 总结

本文以智能阳台为例子，通过对智能场景的分析和示例，详细的介绍了如何解决用户对智能场景编辑过程中遇到的痛点，让用户摆脱以往的复杂设置过程，基于物联网的智能家居个性化场景推荐系统通过云端管理后台和手机App场景功能模块相结合，使得用户在上手设备的第一时间，或者是在想要添加智能化场景时，能够自动的根据用户所拥有的设备和条件来智能的推荐给用户进行选择，使得真正享受到智能家居带来的便捷、舒心的体验。在系统开发的后期，还可以借助大数据平台，依托大数据的强大挖掘能力，能够节省管理平台人工编辑的工作，利用大数据建模，真正为每个用户提供专属的个性化场景选项。