智能家居將步入無感溫控時代

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）生活中，我們的行為習慣大多數(shù)情況受溫度影響，天冷就需要烤火取暖，多加衣服，天熱需要降溫來防止身體過熱水分快速流失。而在過去，溫度如何我們無法控制，只能祈求不遇到惡劣天氣。不過隨著各種電器的發(fā)明，生活能夠冬暖夏涼。但這些電器的使用，仍然需要用戶去主動控制，伴隨著智能家居的發(fā)展，以及AI技術(shù)的快速迭代，溫度控制開始進入到無感時代。

溫控的發(fā)展

通常，溫控設備一般指的是空調(diào)、熱交換器、風扇、加熱器，這些都能控制周圍的環(huán)境溫度，但這里溫控設備主要指電子設備。溫控設備不僅在消費電子領域具有重要位置，在工業(yè)、通信業(yè)、服務器、儲能、新能源汽車等多個場景具有廣泛應用。

溫控設備對于保障電池、服務器、手機芯片等元器件正常穩(wěn)定運行，以及工業(yè)、醫(yī)療、激光等場所環(huán)境的穩(wěn)定性都具有重要的意義。

溫控設備的歷史可以追溯到上個世紀，最早從國外引入，并在國外得到了廣泛的應用和發(fā)展。在20世紀30-40年代，經(jīng)典的頻域設計法在過程控制中得到了廣泛的應用，1932年，Nyquist提出頻域穩(wěn)定判據(jù)；1940年，Bode提出了在對數(shù)坐標系下簡化作圖的方法。他們的研究成果為溫度控制技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。

頻域設計法在溫度控制中具有重要意義。在溫度控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能是非常重要的指標，而頻域設計法可以幫助設計師更好地分析和優(yōu)化這兩個指標。

在頻域設計法中，通過將系統(tǒng)相應的頻率特性轉(zhuǎn)化為易于分析和設計的函數(shù)形式來進行設計。這種方法可以更好地處理系統(tǒng)的非線性特性，并且可以更好地平衡系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能之間的矛盾。在溫度控制系統(tǒng)中，非線性特性和穩(wěn)定性問題是非常常見的，因此頻域設計法可以發(fā)揮很大的作用。

頻域設計法的發(fā)展過程也很有意思。它最初是在電力系統(tǒng)中發(fā)展起來的，隨著電力電子技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展而逐漸成熟。后來，人們發(fā)現(xiàn)這種方法也可以應用于溫度控制系統(tǒng)中，可以幫助設計師更好地分析和優(yōu)化系統(tǒng)的性能。因此，頻域設計法逐漸被廣泛應用于各種不同的領域中。

回到溫控，近百年來，溫控器的發(fā)展經(jīng)歷了三個主要階段，最開始是模擬、集成溫度控制器，這類控制器主要包括溫控開關(guān)和可編程溫度控制器。例如，LM56、AD22105和MAX6509都是這一時期的典型產(chǎn)品。增強型集成溫度控制器（如TC652/653）甚至包含了A/D轉(zhuǎn)換器和固化的程序，與后來的智能溫控器有某些相似之處，但其主要是獨立工作，不受微處理器的控制。

隨后進入到智能數(shù)碼溫控器時代，這是在20世紀90年代中期出現(xiàn)的一種新型溫控器，它結(jié)合了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)（ATE）。這種溫控器具有更好的靈活性和可控性。

進入21世紀，隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展，溫度控制系統(tǒng)也逐漸向智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展，使得溫度控制更為精確和便捷。

溫控設備正進入無感時代

盡管如今用戶可以通過設備靈活的調(diào)節(jié)當下的環(huán)境溫度，但更多時候這需要用戶主動操作調(diào)整，設備更像是一個聽命令執(zhí)行的士兵，而不是一個會思考的長官。

以空調(diào)為例，受限于技術(shù)原因，當前的空調(diào)普遍存在溫控失調(diào)、直吹、溫度不準確等問題，即便處于同一空間內(nèi)，也能夠感受到明顯的溫差，體驗并不好。如今對于空調(diào)更多的是在能耗上的應對，比如加入變頻器變成變頻空調(diào)。

變頻器可以控制和調(diào)整壓縮機轉(zhuǎn)速，使之始終處于最佳的轉(zhuǎn)速狀態(tài)，從而提高能效比（比常規(guī)的空調(diào)節(jié)能至少30%）。變頻空調(diào)的基本結(jié)構(gòu)和制冷原理和普通空調(diào)完全相同，但變頻空調(diào)的主機是自動進行無級變速的，它可以根據(jù)房間情況自動提供所需的冷（熱）量。

當室內(nèi)溫度達到期望值后，空調(diào)主機則以能夠準確保持這一溫度的恒定速度運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)“不停機運轉(zhuǎn)”，從而保證環(huán)境溫度的穩(wěn)定。

但變頻空調(diào)還是無法解決不能主動調(diào)節(jié)溫度的行為，而真正的智能家居，無需用戶發(fā)出指令，空調(diào)就可根據(jù)用戶活動，在悄無聲息中自主完成智能溫控，讓室內(nèi)的溫度更準確、更均勻、更舒適。

想要實現(xiàn)更精細的自主式智能溫控，就需要在現(xiàn)有全屋智能技術(shù)的基礎上，深入研究在不同時間、地域、緯度、空間下的人體感溫需求。并且結(jié)合用戶不同的溫度需求、白天晝夜、四季變更等條件，數(shù)據(jù)顯示，僅空調(diào)使用場景就高達上千種，這都需要進行收集與分析。

通過感知、學習、優(yōu)化，再加上具備用戶數(shù)據(jù)分析、用戶行為習慣理解和AI自學習能力的系統(tǒng)，通過自主學習用戶習慣并形成自主決策模型，無需指令即可主動為用戶提供服務。

再結(jié)合傳感器及相關(guān)技術(shù)，可以讓智能家居控制系統(tǒng)能更好地監(jiān)控家庭環(huán)境，例如溫度、濕度和光照等，并同時聯(lián)動外部環(huán)境變化等諸多因素，通過核心智能算法，根據(jù)用戶偏好或需求，自動識別并調(diào)整家庭環(huán)境到最舒適的狀態(tài)，滿足用戶日常生活的各種需求。

顯然，隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展，包括當前各大智能家居廠商紛紛推出的更智能的操作系統(tǒng)，包括華為的鴻蒙系統(tǒng)，小米的澎湃OS等，已經(jīng)開始初步具備主動式智能，而最先感知的正是溫度控制設備。

小結(jié)

從遠古時期，人們依靠火焰、衣物、冰塊、扇子來為自己調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，到近期電力設備的發(fā)明，通過機械來輔助溫度調(diào)節(jié)。而伴隨著AI的快速發(fā)展，以及傳感器、深度學習、大數(shù)據(jù)等多項技術(shù)的迭代，讓主動智能開始在溫控上實現(xiàn)，溫控正開始走向無感時代。