三大技术助力家电智能化
智能家电是当前家电行业发展的主要趋势之一,而家用电智能化背后依赖于模糊控制技术、神经网络技术、云计算技术等的进步推动。
其中,模糊控制技术是目前智能家用电器使用最广泛的智能控制技术。模糊控制技术是基于模糊数学理论,通过模拟人的近似推理和综合决策过程,使控制算法的可控性、适应性和合理性提高,是近代控制理论中的一种高级策略和新颖技术。
模糊控制技术广泛应用于工业控制、家电控制、水电控制、航天等领域,其中家用电器的模糊控制技术普及率有的已达80%以上,产品更是覆盖空调、洗衣机、微波炉、电饭煲、吸尘器等。
以洗衣机为例,模糊洗衣机由负载量传感器、布质传感器、水位传感器、热敏电阻组成。其中,负载量传感器用于测定洗涤物的数量,布质传感器用于区分洗涤物是棉纤类还是化纤类,水位传感器用来判断棉织品的质地是否柔软,热敏电阻作为水温传感器的主要部件设置在洗衣机内。
由于模糊逻辑及其控制技术存在不足——即没有学习能力,从而使模糊控制家电产品难以积累经验。因此,家电智能化的实现还需要另一种新的技术,即神经网络技术。
神经网络是人工神经网络的简称,是20世纪80年代以来人工智能领域兴起的研究热点。它从信息处理角度对人脑神经元网络进行抽象,建立某种简单模型,按不同的连接方式组成不同的网络,具有非线性、非局限性、非常定性、非凸性四个基本特征。
人工神经网络以其独特的结构和处理信息的方法,在自动控制、图像处理、模式识别、传感器信号处理、机器人控制、信号处理、焊接、地理、数据挖掘、电力系统、军事、交通、矿业、农业和气象等许多实际应用领域展现出了卓越性能。家用电器实现智能化,同样离不开人工神经网络。
相比前面两类技术,云计算技术主要帮助用户能方便地进行能源管理和家电控制,也有助于家电厂商获取家电运行情况和提供在线技术支持与售后服务。
云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交互模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源,具有超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、低成本等特点。
近年来,国内云计算行业发展火热,2017年市场规模已达720.6亿美元,同比增长54.7%。在强劲的发展势头下,国内云计算市场份额在全球占比从2015年的5%上升至2018年的7%。云计算的高速发展,为家电智能化提供了明显助力。
相关技术水平将持续提升
对于模糊控制技术而言,未来将呈现以下发展趋势:易于控制并且能消除静态控制偏差的模糊PID控制器,且尽量减少可调参数,最好控制在三个以内;模糊预测控制,即把预测控制和模糊推理相结合;将遗传算法或其它算法应用于模糊神经网络,以提高运算速度和参数寻优的结果;寻找能够具有自学习调整隶属度函数的模糊控制方法。
对于神经网络技术,未来将更注重与其他科学的结合,如将量子力学、混沌理论等学科。此外,神经网络技术也要求神经网络制造技术的不断发展,因为目前在单片上集成上百个神经元已不能满足神经网络应用的要求要。因此,神经网络的芯片制造技术也是神经网络技术需要发展的一个方面。
云计算则将朝向云安全、多云部署、云端监控即服务、无服务器架构等方向发展,并掀起继个人电脑、互联网之后世界范围内信息技术新一轮重大革命。
我国智能电视保有量最大
目前,国内智能化率较高的家电产品主要有智能电视、智能洗衣机、智能空调、智能冰箱、智能小家电等。
其中,智能电视是基于Internet应用技术,具备开放式操作系统与芯片,拥有开放式应用平台,可实现双向人机交互功能,集影音、娱乐、数据等多种功能于一体,以满足用户多样化和个性化需求的电视产品。
比起传统的有线电视,智能电视具备网络功能,能享受到网络上各种资源,因此成为一种新兴的电子设备,随着互联网的普及逐步走进千家万户。统计数据显示,2014年我国智能电视市场销量已达2931万台,到了2016年我国智能电视市场销量突破4000万台,截止至2017年我国智能电视市场销量增长至4662万台,同比增长13.8%,占比达到了87%左右。2018年我国智能电视市场销量将达到5219万台左右。
智能洗衣机热度居高不下
智能洗衣机的热度也高居不下,其中以wifi智能控制增长最为明显,细分到各洗涤类型来看,滚筒是智能市场的绝对主力;wifi智能控制和智能添加的市场定位有明显的区分,wifi智能控制逐渐走向普及化且定位较低,智能添加仍是高端配置;而纯智能添加产品逐步退出市场。2016年,wifi智能控制零售额份额达45.7%,wifi智能控制以及智能添加份额为35.1%,纯智能添加产品零售额占比仅为19.2%。
智能空调发展势头强劲
智能空调是近年来空调产品的主要趋势之一,发展势头同样强劲。根据国家信息中心的统计数据,2018年,智能空调占整体空调市场销售量比例已达24.98%,较2017自然年度增长了近6%。其中,海尔、美的、格力三大品牌占智能空调销售量比例达到87.96%。
此外,相对传统空调产品,智能空调有利于提振市场价格。2018年我国空调整体市场均价为3734元/台,而智能空调市场均价达到4077元/台,高出整体均价343元/台;智能空调壁挂式、柜式均价也显著高于整体。
智能冰箱发展态势良好
智能冰箱发展态势也良好,在冰箱行业占有率不断的提高,2017年我国智能冰箱销售额占冰箱全行业销售额的17.5%,达到了163.39亿元。2018年我国智能冰箱销售额将达到213.4亿元。
总体发展势头平稳上升
对于智能电视而言,得益于庞大的保有量,未来或成智能家居控制重要入口。智能家居控制将集成与智能电视版面,无需在不同智能家居版面分别控制,通过智能电视的屏幕即可控制所有的智能家居,实现物联网与互联网结合,大大提高人民生活质量。
另外智能小家电在家电领域可以说是崛起的新星,涉及到的电器有电饭煲、洗碗机、吸尘器、扫地机器人等。从模糊控制智能技术到神经网络智能技术,我国小家电市场的智能技术水平不断提高,普及率也随之上升。
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