大向聊智能：智慧空间的场景智能

当用户提全屋智能家居需求、智慧空间项目需求时，通常会提出智能化水平能力问题，智能化业界也普遍以智能化技术应用水平来衡量某个项目，那么，我们应该如何定量地描述一个空间的智能化能力呢？大向认为，我们可以用基础智能和增强智能这两个智能化能力标尺来衡量，达到基础智能的，就可以称为基础智能的智慧空间（全屋智能家居）、达到增强智能的，就称为增强智能的智慧空间（全屋智能家居）。可以说，目前市场面销售的全屋智能家居产品，以及已经部署安装的智能家居系统，80%以上都是基础智能，基础智能的应用是相当广泛的，而增强智能只占到了不到20%，还有很大的发展空间。本文就由大向来和大家聊聊场景智能（增强智能）。
增强智能又称场景智能，是智慧空间内区分基础智能的另一种智能形态。场景智能是指那些作用于智慧空间的标准单元、提供精准定量的人居环境服务的设备系统的功能体现，场景智能在空间内具有不均一、核心集中、时序性强的特点。并不是每个空间都需要场景智能，只有那些有特定的休闲享乐需求的空间才需要设计和部署场景智能，一个空间内有可能没有场景智能，但通常有基础智能，场景需求提出后，该标准单元除了需要基础智能，还需要场景所需要的增强智能。基础智能具有标准化、通用化的特点，而场景智能则具有个性化、定制化的特点，通常场景越多、就意味着场景智能越多，标准单元越多。
一、场景智能作用于智慧空间六要素
所有的智能化技术手段都是作用于智慧空间的六要素的，即“大向智慧空间要素模型”中提到的光、空气温湿度/风力/空气颗粒物、声音、电磁波、电源、视觉影像等六种要素，属于智慧空间的核心要素。智慧空间系统如何让这些要素更好的匹配、供应、分配、组合、变化，并关联控制好相关产品和服务，才是智能的关键所在。基础智能、增强智能，以及未来的超级智能，在要素这种资源条件和关联产品服务供应速度与效率、颗粒度、精准度、交互流畅度方面是有差别的，最终让空间人们获得的场景体验感受的美好度也是不一样的。场景智能与基础智能一样，都是作用于智慧空间六要素上的。

二、智慧空间的场景智能与要素的关系
大向认为，场景智能是指那些作用于智慧空间的标准单元、提供精准定量的人居环境服务的设备系统的功能体现，场景智能在空间内具有不均一、核心集中、时序性强的特点。在大向给出的“智慧空间场景智能指引”中，介绍了场景智能对智慧空间六要素的使用和控制的具体表现：
1、光。场景智能对自然光不仅进行引入/阻止这种控制，还需考虑光强度、光通量、光照时长的计算，可以将智能化控制方式作用于门、窗、窗帘上并实现精确的开合度与阳光遮蔽百分比的控制，典型产品包括、智能窗、智能遮阳（电动窗帘），场景智能采用的电动窗帘要求对开合幅度进行精准控制，能实现对室外阳光的定量引入以及按时序渐次变换亮度的效果；场景智能对人造光进行开关变量控制和调光控制，场景智能中对人造光的智能控制，或者说智能照明控制的形式是多样的，照明电源开关的控制可以与调光控制分离，也可以集成到产品中一次实现。智能照明系统可以调光强度、调色温、调RGBW彩色的调光操作，甚至一些特定照明应用的产品还能对光束角、照射角度、焦距等进行智能化的参数调试。场景智能的智能照明保留有基础智能的所有属性，可以实现全开全关、定时开关、指定区域开关、依时序开关这样的区域场景和时序场景，更有色彩丰富、细腻、柔性和表现层次感、艺术性的调光场景，典型产品包括可调光的智能照明开关（可连接非智能的灯具）、可连接到智慧空间系统支持第三方调光控制的智能照明产品、智能照明场景开关等，按结构特性分吊灯、吸顶灯、落地灯、壁灯、台灯、筒灯、射灯、轨道灯、沐浴灯(浴霸)等。是否具备智能调光功能是场景智能和基础智能的主要区别。
2、空气温湿度/风力/空气颗粒物。场景智能与基础智能对空气温湿度/风力/空气颗粒物的控制能力是基本相同的（但不再使用只能开关量控制的环境电器产品），可以对空间温湿度进行控制、可通过设备产生人体皮肤可感知的风力，可对空气中悬浮颗粒物进行吸收清除。典型产品包括智能空调、连接中央空调主机的智能温控器、智能新风机或者智能新风系统。场景智能对空气温湿度/风力/空气颗粒物发生作用时，要求不仅有开关量控制，还必须有定量精准控制，典型产品就是温控器，可以精准设定目标温度进行控制。场景智能对空气温湿度/风力/空气颗粒物的人机交互界面可体现在智能空调开关面板、智慧环境开关面板上，这种空气环境控制通常以开关指令或者直接给出目标数值进行控制（例如打开空调，调到24度、风力最大），或者关联到一个场景中进行联动控制（例如夏天回家模式启动，客厅空调关联打开调到24度），空气环境系统控制本身一般不设定场景模式。
3、声音。场景智能对声音控制管理更加精准和细腻，或者说效果更震撼逼真。体现在以更强大的声学器材更好地分配和管理人造声（主要是音乐，以及人说话的语音），在智慧空间内设计部署声学系统产品的通常称为音响，是包含了音源播放、功放、多支喇叭、音频线等设备与线材的系统，需要现场扩音或者录音的场合还有专业拾音/麦克风、声卡、调音台、直播设备等。典型产品包括全宅背景音乐、2.1声道的专业HiFi音响、5.1声道家庭影院、7.1.4全景声定制影院。影院系统的音响系统通过与视频播放系统组合出现。
4、电磁波。空间内的电磁波有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等。智慧空间的场景智能对电磁波的应用与管理与基础智能基本相同，包括根据需要部署安装用于连接智能家居设备的无线网络(蓝牙/蓝牙MESH、ZigBee、5G、LoRa)、以及用于便捷与移动上网的WiFi无线网络。典型产品包括无线网关、无线路由器、中继器等，相应的智能产品及人机交互终端需要内嵌无线收发模块。红外学习遥控器及红外转发网关由于无法确知受控产品的开关与运行状态，只能属于基础智能产品，场景智能不再采用红外学习与红外转发产品。关于有线网络连接，当空间追求更稳定可靠的连接时，可以在空间内设计部署有线网络系统，站在智慧空间要素的角度，我们可以重新理解无线网络和有线网络的关系，在一个智慧空间中，无线网络是必然的，优先的，有线网络是替代品，或者说是一个升级形态。
电磁波管理还有一类特殊的产品，属于代位管理，既人类的感官系统不能感知这些电磁波，但各类传感器可以，这些传感器代替人类（或者说延展人类的感官系统）来获取空间的电磁波信号，达到对空间状态监测的目的，尤其是监测是否有安全隐患（火灾、盗抢、水浸、燃气泄露、有害气体超标）和人、宠物的行动轨迹。典型产品包括煤气/天然气泄漏探测器、烟感探测器、水浸探测报警器、门磁感应器、玻璃破碎探测器、毫米波雷达人体传感器等，监控摄像头这样的视频监控类产品也同时集成了红外传感器等传感器功能。
5、电源。电源不仅为智慧空间系统提供能源供应支持，保障系统的正常运行，也为智慧空间中的基本工作生活、场景功能需要的大小家电提供能源供应，场景智能除了包含基础智能的功能外，还有电能和精准分配管理以及能源管理，表现在其一：分配与管理用电设备所需的220V交流电源插座及直流电源模块接口，并对这些电源插座进行联网的智能控制。其二：通过能耗监测计量模块对实时电能消耗进行记录、显示、计算、分析，并通过能源管理系统对用电设备进行优化管理，例如公共建筑的建筑能源管理、住宅内的家庭能源管理，并在此基础上进行碳排放计算和制订碳管理策略。
6、视觉影像。一个空间内的视觉影像我们可以简单地划分为两种：第一视角影像和空间内播放的视频影像。场景智能包含视觉影像的两种形式。
在大向看来，第一视角影像在智慧空间有三种应用场景，场景智能可以让人借助MR增强现实头显设备观看本地智慧空间并通过这种设备进行实时操控，也可以让人借助MR增强现实头显设备连接外地经授权的智慧空间并通过这种设备进行实时操控，甚至可以让人通过这种设备进入元宇宙和虚拟世界对智慧空间设备进行实时操控，前两种属于增强现实应用场景，第三种属于虚拟世界的应用场景。
第一种场景还有一种衍生形态，那就是数字人以第一视角观看本地智慧空间并通过这种设备进行实时操控，这时由于非自然人处在智慧空间，没有来自身体感官系统的感知数据，就需要把智慧空间系统人机交互界面和要素数据（光、空气温湿度/风力/空气颗粒物、声音、电磁波、电源、视觉影像）交给数字人。
要实现第二种场景，就需要在目的地智慧空间架设第一视角的实景/全景摄像头，并且把目的地相关的智慧空间系统人机交互界面和要素数据（光、空气温湿度/风力/空气颗粒物、声音、电磁波、电源、视觉影像）传送到连接请求方，这相当于目的地智慧空间在连接请求地复制/再生。“有了MR增强现实头显+智慧空间系统的这种技术组合，让我们穿越空间成为现实”，大向这样描述智慧空间的未来应用前景。
场景智能还包括空间内播放的视频影像，无论是以平板电视投影仪这种大屏幕方式，还是以墙面带屏开关、场景交互屏，甚至以智能手机和PAD这种方式推送播放给人眼观看的视频（以及关联让耳朵听见的音频），都是人类主动投放到空间内的视频影像内容，其最终又以人眼捕捉并发生互动反馈而告一段落。这种主动投放的视频影像通常出现在家庭影院播放、视频会议、游戏画面呈现、安防监控摄像头的实时画面显示与录播内容回放，以及一些为了装饰空间和配合场景需求的动态画面显示和彩光氛围配合。典型产品包括平板电视、投影仪、激光电视、带屏智能开关面板、带屏智能主机、魔镜、冰箱等智能家电的交互显示大屏。视觉影像通常与声音组合在一起出现，例如家庭影院系统、视频会议系统、安防监控系统等。
出入口/门禁通道的智能管理，尤其住宅空间内的智能锁、智能猫眼、智能可视对讲产品，它是满足人的安全需求，从智能家居概念提出开始就列入到主要功能里面，对于智能锁这种产品，由于有视频影像的采集，使用了生物识别传感器（指纹、虹膜、掌纹、人脸），并且记录、保存、传输甚至识别影像画面，对视觉影像要素的运用，放在安防监控系统一起进行智慧空间设计。

视觉影像在场景智能的应用不仅形态多样、产品丰富，还由于与AI、GPT、大模型、增强现实、元宇宙、虚拟现实的发展直接关联，充满想象和创新创造机会。

三、智慧空间增强智能的主要功能
智慧空间的场景智能包括智能遮阳、智能调光照明、智能温控、智能影音、特定电器与电子设备控制、人机交互六个方面，为方便记忆，大向用“阳光温音电交”六字来简称。具体功能特点如下：
第一、智能遮阳俗称电动窗帘。在公共建筑与住宅内，智能遮阳系统/电动窗帘的首要作用就是定量管理部署区域的阳光，通过安装在墙面窗户或者天花顶棚等位置，让进入空间的太阳光的照射角度、照射强度、照射时长发生改变，并通过内外帘材料的光学艺术呈现，营造符合一些场景需要的光环境。当然，智能遮阳系统/电动窗帘还具有视觉遮挡、保护隐私等用途。在智慧空间设计中，对于长时间阳光照射的室内空间，例如办公室、会议室、客厅、卧室可考虑设计部署智能遮阳系统。酒店客房、公寓房间为了与相邻建筑与室外形成视觉隔断和保护隐私（哪些这个房间朝向是背阴的，没有日照机会），也可考虑设计使用智能遮阳系统。所以，智能遮阳系统是否设计到一个智慧空间中，有两个先决条件，要么该空间的日照时长较长且窗外未受遮挡日照强烈，要么该空间需要对窗户进行视觉遮挡与隐私保护，如果没有这两个先决条件，一个背阴朝向的空间是不应该设计智能遮阳系统的。
二、智能调光照明。场景智能中的智能调光照明与基础智能的智能照明是有区别的，智能调光照明可以对光源的色温、亮度甚至RGBW色彩、光束角等参数进行设置改变，并可通过人机交互方式来调整这些参数来配合空间场景模式的要求。基础智能中的智能照明只能对照明电源的开关进行控制，没有调光能力。
三、智能温控。这是以满足空间内人们活动的温湿度与空气流动需求而部署的环境系统，是指对室内空调的智能控制，通过把室内空调机的控制信号接入到智慧空间系统中实现网络控制来完成，最常见的有智能温控器。新风系统、地热采暖水暖等暖气系统也属于智能温控的范围。智能温控可控的环境要素包括空气温度、湿度，新风系统中还需要关注PM2.5指标。场景智能中的空调控制不可以采用红外遥控学习转发方式，因为这种控制结果不可保证。
四、智能影音。这是以满足人们欣赏高保真音乐、观看电影及K歌的个性化需求而设计部署的专业影音系统，包括全宅背景音乐、2.1声道的专业HiFi音响、5.1声道家庭影院、7.1.4全景声定制影院等。智能影音通常会在客厅、书房、卧室、影音室等空间设计部署。
五、特定电器与电子设备控制。这是将场景模式中涉及的相关电器，包括大小家电、电子设备等连接到智慧空间系统中，根据场景模式需求进行开关操作甚至调制所需的参数。在品茶模式下，除了“阳光温音电”的控制外，还需要打开自动煮茶器开关。

六、人机交互。这是指在场景模式中使用多种便捷灵活甚至更逼真、更具娱乐性和游戏性的交互方式，不仅包括传统的物理按键开关控制、触屏控制，还有语音交互控制、手势控制、脑电波/意念控制，以及新兴的MR增强现实头显交互控制、数字人代理控制等。人机交互技术与产品的不断创新和迭代让人与智慧空间的交互与交流变得更生动有趣、更具想象空间。