智能家居系統(tǒng)用戶體驗(yàn)的研究*

翟 倩，肖 金，陸興華，鄢炎維

（廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院，廣東 廣州 511325）

現(xiàn)代社會(huì)科技進(jìn)步使得人們對(duì)衣食住行各個(gè)方面要求越來(lái)越高，隨著生活品質(zhì)的不斷提升，信息化產(chǎn)業(yè)迎來(lái)新的契機(jī)與挑戰(zhàn)。智能家居概念早在20世紀(jì)就被提出，但礙于科技發(fā)展有限未能大范圍實(shí)現(xiàn)。2000年后物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能的發(fā)展，促進(jìn)信息技術(shù)發(fā)展神速，為智能家居融入大眾生活帶來(lái)契機(jī)[1]。

國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)貿(mào)易與應(yīng)用促進(jìn)協(xié)會(huì)近年來(lái)發(fā)布的市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示：我國(guó)智能家居市場(chǎng)從2010年到2012年期間連續(xù)3年保持超過(guò)20%的增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到24.9億元；2017年我國(guó)智能家居市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到80億元以上。天貓2018年“雙十一”期間發(fā)布的智能產(chǎn)品銷量情況顯示：智能手表成交額同比增長(zhǎng)81.6%，智能音箱成交額同比增長(zhǎng)120.0%，智能機(jī)器人成交額同比增長(zhǎng)60.3%，智能翻譯機(jī)成交額同比增長(zhǎng)220.6%。其中，AI電視、智能電視等影音設(shè)備占到了平板電視銷量的90%。從以上數(shù)據(jù)不難看出，越來(lái)越多的用戶開始應(yīng)用并熱衷于智能產(chǎn)品，未來(lái)中國(guó)智能家電市場(chǎng)存在不可估量的潛力。

傳統(tǒng)家用產(chǎn)品與用戶的交互方式和模式有限，使得產(chǎn)品功能在售出后僅需要后期維修而不會(huì)再作系統(tǒng)更新和變化。但對(duì)于智能家居系統(tǒng)而言，重點(diǎn)傾向于售出后仍然還會(huì)持續(xù)更新，滿足用戶不斷變化的需求，兩者之間的關(guān)系將更加立體和豐富[2]。人們似乎開始不再滿足于個(gè)體智能家電的使用，而是更深層次借助平臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)通信等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)交互體驗(yàn)，由此智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的用戶體驗(yàn)研究應(yīng)運(yùn)而生。

1 用戶體驗(yàn)

從體驗(yàn)角度來(lái)說(shuō)體驗(yàn)主要分兩大類：一類是B.約瑟夫·派恩[3]從體驗(yàn)與人的關(guān)系入手對(duì)人的體驗(yàn)分類；另一類是貝恩特·施密特[4]針對(duì)消費(fèi)者購(gòu)買使用產(chǎn)品時(shí)的體驗(yàn)分類，通過(guò)對(duì)消費(fèi)者體驗(yàn)的深入探索，形成其獨(dú)特的顧客體驗(yàn)體系和系統(tǒng)的營(yíng)銷理論。

美國(guó)著名的認(rèn)知心理學(xué)專家唐納德·若曼[5]最早在20世紀(jì)90年代中期提出“用戶體驗(yàn)”概念。他認(rèn)為，用戶的認(rèn)知和人類情感研究與傳統(tǒng)邏輯推理研究一樣在用戶體驗(yàn)中扮演重要的角色：早期用戶體驗(yàn)在交互設(shè)計(jì)領(lǐng)域中廣泛運(yùn)用，之后延伸到產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)；而當(dāng)代智能設(shè)備大部分從信息加工角度來(lái)研究認(rèn)知特性，通過(guò)人類情感研究產(chǎn)生交互式用戶體驗(yàn)?zāi)Ｊ?，用認(rèn)知心理學(xué)來(lái)理解用戶的行為特點(diǎn)，從而構(gòu)建適當(dāng)?shù)姆?wù)方式[6]。

2 影響用戶體驗(yàn)的因素

2.1 系統(tǒng)產(chǎn)品和硬件設(shè)計(jì)對(duì)用戶體驗(yàn)的影響

（1）子系統(tǒng)兼容。智能家居研究涉及機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、電氣等各個(gè)領(lǐng)域的交叉參與。智能家居管理系統(tǒng)作為家庭平臺(tái)的終端管理裝置，能夠完成各類智能家電的成功對(duì)接和兼容，需要終端控制器和各項(xiàng)布線傳感器兼容才能使用。目前而言，市面上制造和生產(chǎn)智能家電的公司多不勝數(shù)，這種差異容易造成子系統(tǒng)之間不能兼容，從而限制了智能家居系統(tǒng)的適用[7]。

（2）單向信號(hào)傳送。智能家居系統(tǒng)雖然擁有無(wú)線傳輸?shù)哪芰Γ谟脩羰褂眠^(guò)程中往往易出現(xiàn)以下情況：離家時(shí)輸入“離家”指令，系統(tǒng)接收后應(yīng)做出關(guān)閉所有用電器，啟動(dòng)門禁安防功能的措施，卻因采用單向通信功能導(dǎo)致系統(tǒng)沒有接收到指令并執(zhí)行，或者接收指令部分執(zhí)行，或者接收到指令并完全執(zhí)行但當(dāng)意外發(fā)生時(shí)沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)等狀況發(fā)生，系統(tǒng)執(zhí)行的效果不盡人意導(dǎo)致體驗(yàn)效果不理想。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮如何提高通信的可靠傳輸。

（3）網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的效率與安全也是影響用戶體驗(yàn)的一大因素。目前WiFi是應(yīng)用最為廣泛的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)，其傳輸速率高使得系統(tǒng)控制中心向各項(xiàng)家居發(fā)送指令都能高效率完成。但也存在致命缺點(diǎn)：安全系數(shù)低。如果惡意破解WiFi無(wú)線信號(hào)并入侵到智能家居系統(tǒng)內(nèi)部控制模塊，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)各項(xiàng)功能紊亂造成損失。因此，選用適宜的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，才能使系統(tǒng)的功能性及安全性最大化的滿足需求[8-9]。

（4）界面操作。智能家居系統(tǒng)是一套集多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的嵌入式開發(fā)系統(tǒng)，必須便利最大化。客戶需求越多務(wù)必會(huì)使系統(tǒng)功能復(fù)雜而不易操作，因此在設(shè)計(jì)中圖形化的菜單操作界面和全觸摸的操作方式是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。為了提高系統(tǒng)的簡(jiǎn)易性，要在考慮用戶心理的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出符合大眾認(rèn)可的產(chǎn)品。

（5）電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)一個(gè)智能家居系統(tǒng)投入家庭使用后，使用年限一定是安裝十年以上來(lái)計(jì)算的，所以系統(tǒng)的穩(wěn)定性值得推敲。系統(tǒng)不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題需要維護(hù)，勢(shì)必會(huì)影響用戶對(duì)于產(chǎn)品的好感度。系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行與傳輸方式及系統(tǒng)架構(gòu)都有很大的關(guān)系，因此研發(fā)設(shè)計(jì)上對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性要著重考量這些要素，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 情境感知對(duì)用戶體驗(yàn)的影響

（1）感官層次。感官層次的用戶體驗(yàn)是指產(chǎn)品通過(guò)刺激人的感官系統(tǒng)留下的較為直接的體驗(yàn)。這種體驗(yàn)是層次最淺的基礎(chǔ)體驗(yàn)。它是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的表面因素對(duì)感官系統(tǒng)較短時(shí)間的刺激，如果不能轉(zhuǎn)換成更深層次的內(nèi)容很快就會(huì)消失。此層次的體驗(yàn)主要包括視覺、觸覺和聽覺等。就目前而言，智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最初也最直接的交互設(shè)計(jì)體現(xiàn)在這個(gè)層次。

（2）行為層次。行為層次的用戶體驗(yàn)是用戶使用和操作產(chǎn)品所產(chǎn)生的體驗(yàn)?；谶@個(gè)層次體驗(yàn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以通過(guò)改變接觸方式和操作產(chǎn)品的接觸部位來(lái)體現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)可度。在智能家居系統(tǒng)中，大多數(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)借助智能設(shè)備完成產(chǎn)品控制，例如通過(guò)語(yǔ)音控制和手勢(shì)識(shí)別控制電視、電燈、空調(diào)等電氣設(shè)備，此方法控制起來(lái)簡(jiǎn)單、便捷、可操控性強(qiáng)。

（3）情感層次。這個(gè)層次的用戶體驗(yàn)是指用戶使用產(chǎn)品過(guò)程中的情感體驗(yàn)和升華。從某種意義上講，情感的意義要比感官和行為重要得多，因?yàn)樗x予人們精神的滿足感和生活的意義，是自身快樂(lè)的體現(xiàn)和自我展示。在智能家居環(huán)境應(yīng)用下，情感層次的體驗(yàn)建立重在過(guò)程中帶來(lái)的舒適度和愉悅度[10-15]。

2000名智能家居體驗(yàn)者研究調(diào)查表明：①功能調(diào)查如圖1所示，可知提升生活品質(zhì)優(yōu)化居住環(huán)境是用戶關(guān)注的焦點(diǎn)；②滿意度調(diào)查如圖2所示，可知智能設(shè)備的實(shí)用與否是影響用戶選擇的決定因素；③用戶智能家居使用體驗(yàn)結(jié)果表明用戶對(duì)智能家居的滿意度均值為2.381，實(shí)用性評(píng)價(jià)均值為2.548，用戶滿意度值低于實(shí)用性評(píng)價(jià)值，說(shuō)明智能家居系統(tǒng)還遠(yuǎn)未達(dá)到用戶的期望。在一系列調(diào)查中用戶認(rèn)為智能家居產(chǎn)品之間聯(lián)動(dòng)功能沒有做好是影響用戶體驗(yàn)的主要原因，說(shuō)明用戶對(duì)產(chǎn)品功能需求不是孤立的而是基于情境且連續(xù)的，智能家居需要給用戶提供的服務(wù)體驗(yàn)要從具體情境出發(fā)，體現(xiàn)用戶的需求。

圖1 智能產(chǎn)品功能調(diào)查圖

圖2 智能設(shè)備滿意度調(diào)查圖

3 用戶評(píng)價(jià)機(jī)制的分類與建立

3.1 安全需求評(píng)判

安全需求評(píng)價(jià)可分為設(shè)備安全和功能安全兩大類[9]。這類需求構(gòu)建出一個(gè)安全的評(píng)價(jià)體系，確保智能家居行業(yè)健康發(fā)展和消費(fèi)者人身財(cái)產(chǎn)安全。針對(duì)設(shè)備安全，主要存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)是高溫危險(xiǎn)、著火危險(xiǎn)、機(jī)械傷害危險(xiǎn)、有毒有害物質(zhì)釋放等方面。評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)智能家居中的各項(xiàng)智能產(chǎn)品是否具有國(guó)家、國(guó)際生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。另外，在功能安全方面，主要體現(xiàn)在電氣、電子、可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)及其他技術(shù)安全相關(guān)系統(tǒng)方面的穩(wěn)定無(wú)差錯(cuò)運(yùn)行。針對(duì)這一點(diǎn)的要求，可以參考《信息技術(shù)-家庭和建筑的功能安全要求》（ISO/IEC 14762），采用家電、家居控制系統(tǒng)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)IEC 60335系列（GB4706系列）標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于功能安全評(píng)估，要在生產(chǎn)完成后評(píng)估軟件控制器處理各種錯(cuò)誤和故障的能力，并針對(duì)軟件控制器進(jìn)行全生命周期的過(guò)程評(píng)估，檢查避免錯(cuò)誤的能力。

3.2 操作風(fēng)格評(píng)判

智能家居的使用者不能局限于青年人，而應(yīng)該通用于各個(gè)年齡段的人，因此操作起來(lái)簡(jiǎn)單易上手是必要的。如果操作系統(tǒng)復(fù)雜繁瑣，那對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)功能再齊全也是華而不實(shí)，影響用戶體驗(yàn)的愉悅感。因此對(duì)于用戶評(píng)價(jià)的一大標(biāo)準(zhǔn)就是對(duì)于系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單性及對(duì)所有年齡段的適用性。對(duì)中青年人來(lái)說(shuō)，智能設(shè)備操作界面采用圖形化一鍵式，對(duì)于這一年齡層的人接受事物快，能夠快速接受并熟練運(yùn)用。反之，對(duì)于一些年齡偏大和偏小人群，存在著或多或少的使用障礙，需要在智能設(shè)備操作界面增加如語(yǔ)音、圖像、視頻等互動(dòng)助手功能。因此在界面評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)上可以根據(jù)實(shí)時(shí)模式的使用下載情況判斷哪種操作模式是更加適用的，避免了年齡差異帶來(lái)的使用產(chǎn)品差異的局面。

3.3 運(yùn)行速度評(píng)判

電子產(chǎn)品最直觀的使用感受是它能否高效快速地響應(yīng)，智能家居系統(tǒng)的響應(yīng)運(yùn)行速度將成為客戶評(píng)價(jià)的重要標(biāo)準(zhǔn)。以此建立運(yùn)行速度的評(píng)判機(jī)制可以通過(guò)利用智能家居系統(tǒng)使用Zigbee協(xié)議的雙向通信特點(diǎn)來(lái)完成。

在智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)比協(xié)議如表1所示，可發(fā)現(xiàn)ZigBee協(xié)議比較符合現(xiàn)在用戶體驗(yàn)要求，其安全系數(shù)高，采用AES128加密算法使得破解難度增加，另外能耗低符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)節(jié)能環(huán)保的初衷。此外組網(wǎng)方式靈活，可以連接多臺(tái)設(shè)備，也符合于智能家居系統(tǒng)多件家電同時(shí)工作使用的需求。

表1 協(xié)議對(duì)比

雙向的通信功能可以理解為人機(jī)交互的工作方式，是在發(fā)出指令后終端處理器根據(jù)接收到的指令是否成功執(zhí)行再將反饋信號(hào)返還給用戶移動(dòng)終端上的過(guò)程，因此在指令能夠成功被執(zhí)行的前提下通過(guò)交互設(shè)備發(fā)出指令再到接受反饋信號(hào)到計(jì)算系統(tǒng)的運(yùn)行速度，建立對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行速度的評(píng)判方式。

3.4 智能家居系統(tǒng)用戶體驗(yàn)的復(fù)合并存評(píng)判

就智能家居系統(tǒng)而言，從最初的產(chǎn)品設(shè)計(jì)到電氣設(shè)備系統(tǒng)界面設(shè)置，再到智能系統(tǒng)使用情景以及用戶的實(shí)時(shí)操作，都會(huì)影響到用戶對(duì)智能系統(tǒng)產(chǎn)品的體驗(yàn)效果。在產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)體驗(yàn)的過(guò)程中要避免設(shè)計(jì)者根據(jù)自身的主觀認(rèn)識(shí)對(duì)產(chǎn)品做出抉擇。智能家居產(chǎn)品中的用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)總能給用戶和消費(fèi)者帶來(lái)額外的新的體驗(yàn)，雖然對(duì)于系統(tǒng)本身設(shè)置而言與消費(fèi)者需求的聯(lián)系并不那么緊密，但從購(gòu)買消費(fèi)角度出發(fā)這些感知設(shè)計(jì)必不可少。高層次的設(shè)計(jì)要精確研究用戶需求，配合體驗(yàn)要素的精確控制使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)本身更加具有目的性和精準(zhǔn)性，最終能夠產(chǎn)生與用戶自我心理需求共鳴的體驗(yàn)[16-18]。

4 結(jié)語(yǔ)

文章以設(shè)計(jì)和理解對(duì)用戶體驗(yàn)有幫助的理論模型為目的，通過(guò)調(diào)研方法收集和歸納了影響用戶體驗(yàn)的因素，調(diào)查研究顯示智能設(shè)備的實(shí)用性和客戶對(duì)設(shè)計(jì)的需求相輔相成，共同影響著用戶體驗(yàn)效果。綜合考慮用戶的自身特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理、安全、實(shí)用性強(qiáng)的系統(tǒng)，根據(jù)已有的智能系統(tǒng)和影響因素建立復(fù)合并存的用戶評(píng)價(jià)機(jī)制，以設(shè)計(jì)者融入實(shí)際生活需求體系為目標(biāo)的設(shè)計(jì)才是智能家居往后設(shè)計(jì)改善的方向。