适老性智能家居系统研究与应用1* 燕雪婷，王雪龙，都昱君，逯海勇 （山东农业大学艺术学院,山东 泰安 271018） 摘要：探讨适老性智能家居系统在老年人家居生活中的研究应用，分析中外智能家居经典案 例，总结智能家居在老年群体的应用中存在的问题。通过研究老年群体的自身数据与居住需 求，以新的智能家居系统分类为主线，提出适老性的智能家居应用建议。 关键词：智能家居；老龄化；适老性；系统设计 Research and application of smart home system for the elderly YAN Xue-ting,WANG Xue-long ,DU Yu-jun,LU Hai-yong （College of Arts/Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China） Abstract ： This paper focuses on the research and application of smart home systems for the elderly in the design of residential space for senior citizens, and analyzes classic cases of smart homes at home and abroad, and summarizes the problems existing in the application of smart homes among the elderly.This paper by probing into the data and housing demands of the elderly, it is based on the new classification of smart home systems to propose suggestions for smart home applications that suit the elderly. keywords：Smart home；Aging；Suitable aging；System design * 基金项目：山东省大学生创新创业训练计划：人口老龄化背景下智能家居的研究与应用（S202010434115） 【作者简介】 燕雪婷，女，生于 1999 年，山东淄博人，在校学生，研究方向：环境设计。 通讯作者：逯海勇，男，生于 1971 年，汉族，山东泰安人，山东农业大学艺术学院教授，硕士生导师，研 究方向：乡土建筑及室内外环境设计。 近年来中国人口老龄化程度持续加深，老年人口规模不断增大，预计到 2050 年，中国 老龄化将达到峰值，中国 65 岁以上人口将占到总人口的 27.9%，这对老年群体的居住环境 提出了更高的要求。在 2016 年全国老龄办、发展改革委等部门联合印发的《关于推进老年 宜居环境建设的指导意见》中指出，随着我国人口老龄化的快速发展和新型城镇化进程的不 断加快，公共基础设施与老龄社会要求之间不适应的矛盾将日益凸显。推进老年宜居环境建 设有利于增进老年民生福祉，对推动老龄事业全面协调可持续发展具有重要意义。在此，智 能家居的应用可以为老年群体带来更多的人性化、便捷性、定制感的生活体验，同时也是一 种较为创新的居住模式，将在中国家居行业打开新的市场。 1 智能家居及中外智能家居经典案例分析 智能家居（smart home,home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络 通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高 效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并 实现环保节能的居住环境。进入 21 世纪以来，智能家居在系统和功能上有了质的飞跃。据

《中国智能家居设备行业市场前瞻与投资策略规划报告》统计数据显示，2014 年中国智能 家居市场规模已达 720 亿元，之后呈现逐年增长状态，2016 年中国智能家居市场规模突破 千亿元，到 2020 年市场规模达到 5819 亿元。智能家居的应用将是家居设计未来的发展趋势 之一。 德国的 OTB 公司把相关的老年人智能辅助产品集合安装在了一个养老院公寓里，满足了 老年人独立生活所需要的家居设施，同时也可以通过智能设备数据监测养老院中老年人的身 体状况并实时应对紧急情况。例如，远程遥控升降床铺（图 1）、预报警感应床垫、床下感 应毯、自动喂饭机（图 2）等都可以帮助老人实现独立生活且有一定的安全保障。在适老性 的智能家居设计中，可以说德国 OTB 公司在智能产品的创新上走在了前列，适应了老人群体 不同的需求定制。 图 1 远程遥控升降床铺 图 2 自动喂饭机器人 Obi 近年国内在智能家居设计上也有了新突破。上海某信息技术有限公司开发的慷泰保养老 机构智能定位与护理系统（图 3），通过“硬件-APP-后台数据”的模式，实现了老年人定位， 对于老年人的各种行动和状况可通过紧急呼叫系统进行紧急报警，帮助养老机构对紧急状况 的发生可以迅速做出反馈并提高处理效率（图 4）。该智能系统的设计，其功能特点更贴合 老人居家适用，如智能设备的自动调节功能可使老人用餐时更为舒适，以及帮助老人调整合 理饮食，提醒老人用餐注意事项的功能等。面对老年群体，智能家居可以通过自身的优势很 好的满足老年人因年龄增长产生的身心上的新需求,提供一个更加便利舒适的老年家居环境。 图 3 慷泰保智能养老系统-E6G47 图 4 紧急呼叫系统 2 适老性智能家居问题分析 根据课题研究，通过面对面访谈的形式进行了问卷调查，调查对象为年龄≥60 岁的人 群，问卷共发放 100 份，回收 97 份，有效回收率 95.70%。调查对象基本情况为男 47 人， 身高为 164.9±6.9cm,体重 59.5±10.3kg;女 50 人,身高为 155.1±5.9cm，体重为 51.9± 8.7kg。问卷的内容主要包括老年人的身体相关信息、主要居家需求以及对智能家居设备的 了解与使用情况等。问卷结果显示老年群体在智能家居的使用中存在多方面问题，可以总结 为以下三大方面,老年人对智能家居的使用意识欠缺、现存的智能家居子系统分类杂乱并无 适老性的组合搭配、已有的智能家居设备适老性较差。

老年人对智能家居的使用意识欠缺主要体现在大部分老年人对现有的智能家居了解程 度较浅，问卷调查显示 26%的老年人对智能家居不了解，53%的老年人对智能家居了解较浅， 仅有 4%的老年人熟悉智能家居并在使用（图 5）。对此，应加强培养老年群体使用智能家居 的意识，使老年群体尽快的享受到智能家居提供的舒适与便利。 图 5 老年人对智能家居的了解程度 智能家居子系统的分类杂乱并无适老性的组合搭配是目前智能家居系统的一大短板，智 能家居市场的分类多针对于家庭使用，各种智能家居的子系统分类出现定义模糊不清，例如 子系统所包含的智能设备范围不明确以及智能家居的子系统出现功能单一的情况，具体表现 为智能窗帘作为子系统的单独分类等现象。针对老年群体的特殊需求进行智能家居子系统的 重新分类，使老人可以一下子把满足具体需求的不同智能家居子系统应用到家居生活中。例 如，调查中有 64.95%的老人需要更加灵敏的智能安防子系统，可以帮助记忆力下降的老人 外出时实时监测家中安全；98.97%的老人在居家生活中会需要智能健康管理子系统的帮助， 该子系统在日常的用药提醒或健康监测中将发挥重要作用（表 1）。 表 1 老人居家存在的问题及对应的子系统 存在的问题 选择人数占比 对应确定适老性智能家居子系统 （多选题） 家里的开关控制太多不方便操作 46.39% 适老性智能控制子系统 对家里的安防会存在不放心 64.95% 适老性智能安防子系统 室内的光照不舒适 68.04% 适老性智能光照子系统 在家中的影视体验感差 39.18% 适老性智能音影媒体子系统 家中的空气环境不舒适 69.07% 适老性智能环境健康子系统 在家中无检测健康的相关的设备 98.97% 适老性智能健康管理子系统 居家劳动量偏多 42.27% 适老性智能清洁子系统 已有的智能家居设备适老性较差体现在目前存在的智能产品对于老年人来说有一定的 陌生感，且感官体验较差，常出现不会用、看不清、搞不懂等一系列问题[1]。面对接触到居 家智能设备的老人们对现有的智能设备的看法和建议，在不同的智能家居子系统分类中还应 注意几项适老性的通用原则：操作性简易化、交互界面适老易读、增加老年专属数据模式。 3 室内空间适老性智能家居系统 根据老年人的特殊需求可以将智能家居系统提出新的适老化智能家居分类（图 6）,包 括适老性智能家居设备端系统和适老性智能控制端系统，其中适老性智能家居设备端系统包 括适老性智能安防子系统、适老性智能光照子系统、适老性智能环境健康子系统、适老性智

能影音媒体子系统、适老性智能健康管理子系统、适老性智能清洁子系统六大子系统，并根 据家居的适老化改进原则进行了应用。 适老性智能控制端系统处于适老性智能家居系统的中心地位，在老年家居生活中通过 5G 网络连接对各智能子系统起到数据汇总与控制作用，使用适老化设置的智能控制面板及 手机端智能控制 APP 两种形式进行与老人的交互，包括按键及语音两种操作形式。智能控 制面板可安装在起居室、卧室等使用频率较高的空间墙面上，并注意安装高度取面板底端在 距地 500-1400mm 处滑动调节适宜（面板高度以 420mm 为例）。同时，在适老性智能控制面 板设计中要把握界面明了易读、实行一键式简易操作、操作结果反馈及时准确的设计原则， 致力实现多项开关的一键操控或明确的专键专控以及所有智能数据的一屏全览，避免老人因 智能设备类别冗杂不明确、数据项目较多且设备位置不一而导致操作混乱不便的困扰；在手 机端的 APP 也可实现在外远程进行家中的信息获取与调控。通过智能控制系统连接到各个 子系统可以快速实现打开老人爱看的电视栏目、调节光温环境、开始智能清洁、预约洗澡、 启动健康管理系统等居家功能。 图 6 适老性智能家居系统应用结构 3.1 适老性智能安防子系统 适老性智能安防子系统是图像的传输和存储、数据的存储和处理准确而选择性操作的技 术系统。主要包括门窗启闭状态检查、家庭智能报警和安全监控三大部分。通过实时数据传 输与监控，实现家庭安全全天候智能防范，与传统安防相比，拥有对人依赖性低、安全性高 等特点。安防系统智能化适老化改进使得老年群体一定程度上克服记性差的老年生理问题 （表 2）。该系统包括智能门锁、门窗传感器、智能云台摄像机、可视化对讲系统、烟雾探 测器、燃气探测器、摄像头、阀门机械手、电磁阀等。适老性智能安防系统主要应用在房屋 门窗等与外界联系的位置，起到控制门窗启闭提醒和应急警报的作用。适老性智能安防系统 相比于普通安防系统而言，不仅可以在老人外出时通过门磁与手机的互联起到状态显示及反 馈提醒的作用，以确保门窗的闭合状态来保障家庭安全，还可以通过远程手机监控，除老年 人自身以外，老人子女可查看家中安全状态，从而检查老人的居家安全。可视化对讲系统设 备的存在使老年人在家时防范安全的能力得到明显加强，烟雾探测器、燃气探测器等一系列 危险气体检测设备第一时间检测危险气体浓度，通过开窗、自动报警等一系列措施起到安全 守卫作用。适老性智能安防子系统可以帮助老年人在一定程度上解决因行动缓慢、反应迟钝 而带来的困扰[2]。 表 2 老年人身体变化带来的需求分析 分类 身体项目 年龄增长带来的主要变化 标准数据 （智能设备的数据设置值）

知觉 听力 经常性短时间失去听力，对高频声音不敏感 受限 视力 视力和对颜色识别能力显著下降， 视野明显变窄，因疾病引起失明的概率上升 记忆力 瞬时、长时记忆下降，短时记忆变化较小 慢性疾 血压 血管老化，硬化程度扩大， 收缩压＞21.3kPa(160mmhg) 病相关 血糖 患有心血管疾病几率增加 舒张压＞12.6kPa（95mmhg） 血脂 心率 对葡萄糖刺激的应答能力下降， 正常的心率范围为 血糖含量下降，易诱发糖尿病 60 到 100 次/分 胆固醇在体内不断的聚集， 血液黏度的增加，导致血脂变高 易存在心律失常等的心脑血管疾病 肺部 肺功能下降和呼吸困难导致器官氧气供给不足 肺活量十年约减少 150ml 行动 肌肉弹性降低，收缩力减弱，肌肉松弛无力易疲 受限 肌肉力量 劳 骨骼关节 骨弹性和韧性降低和软骨退化 3.2 适老性智能光照子系统 适老性智能光照子系统涉及的设备范围包括影响老年人室内光照的感受的智能化设备， 有光感受器、智能常用灯光、智能窗帘、应急感应灯等设备。该子系统会对室内光的亮度、 冷暖进行监测，针对人工灯光与自然光两个光照来源进行智能控制与管理，按照老年人的不 同使用模式进行数据预设，从而进行一键式调节或自动调节，使室内照明更加环保、舒适、 方便。伴随年龄增长而出现各种视力问题的老年人对室内光照的要求较为敏感，对此智能光 照子系统可以通过选择适宜的光照模式使室内光环境调节至满足不同的光照需求。光环境适 用于室内空间各个方位，特别体现在自然光线较弱的空间，门厅、卫生间走廊表现突出。《老 年人照料设施建筑设计标准》中规定，居住用房照度 200lx，活动室照度 300lx，光源宜选 用暖色节能光源，显色指数宜大于 80，眩光指数宜小于 19[3]。以门厅为例，当门厅与窗户 的距离合适时，室内自然光照度才会适宜，因此在门厅和卫生间走廊距地 400mm 处增加智能 感应灯光，避免白天老人因门厅距离窗户过远而光照不足而看不清或夜晚老年人起夜不便等 问题（图 7）。光环境的过暗或过亮都会对老年人眼部健康产生一定不良影响，易诱发急性 白内障等老年疾病，严重时会引起失明情况。 图 7 门厅智能感应灯灯光示意图 3.3 适老性智能环境健康子系统 适老性智能环境健康子系统主要为了调节老年群体的家居空气环境，通过实时监测与预 设的适老性空气环境数据进行自动调节，保持室内空气环境的舒适性、稳定性。适老性智能

环境健康子系统的组成设备包括室内温湿度探测器、空气质量检测器、新风系统、地暖系统、 中央空调、室外气候监测。由于环境健康涉及室内空间各个方位，所以室内各个空间都应该 考虑环境健康子系统的应用。老年人往往对室内的空气环境比较敏感，不适宜的湿度与温度 会使老年人增加风湿或感冒等疾病的患病率，空气质量也会对患有肺部疾病的老年人产生不 良影响。《室内空气质量标准》GB/T 18883-2002 中规定室内夏季温度为 22℃~28℃，相对 湿度为 40％ ~80％[4] ，对于老年人的居家温度及湿度设置标准，将根据不同使用者的感受 在此范围内进行灵活的预设，实现一键开启(表 3)。环境指数方面，室内 PM2.5 水平受室外 影响大，容易超过极限值；平均 CO2 浓度均高于极限值，因此，空气健康检测和净化使空气 污染对老年人影响减弱，经过净化室内环境健康，保证老年人肺部健康及生命安全[5]。适老 性智能环境健康子系统帮助老人获得更加舒适稳定的室内空气环境。 表 3 室内空气质量标准 序号 参数类别 参数 单位 标准度 备注 1 温度 ℃ 22~28 夏季空调 16~24 冬季采暖 2 物理性 相对湿度 40~80 夏季空调 ％ 30~60 冬季采暖 3 空气流速 m/s 0.3 夏季空调 0.2 冬季采暖 4 一氧化碳 CO mg/m³ 10 1 小时均值 5 二氧化碳 CO2 mg/m³ 0.10 日平均值 6 化学性 氨 NH3 mg/m³ 0.20 1 小时均值 7 甲醛 C7H8 mg/m³ 0.11 1 小时均值 8 可吸入颗粒 PM10 mg/m³ 0.15 日平均值 3.4 适老性智能影音媒体子系统 适老性智能影音媒体子系统即以互联网为中心的智能影音媒体子系统。智能面板作为智 能影音媒体子系统控制中心，用于处理数据、声音和活动信号，将处理结果投映到显示设备、 声音设备中，使老年人群获得更好的观影视听感受，包括有吸顶音箱、投影仪、幕布显示、 灯光设备端，智能影音媒体子系统安装于客厅、卧室等室内空间，影音媒体子系统的演示过 程中，声音处理的结果是视听感受质量的关键，随着年龄增加，老年人普遍存在一定听力障 碍，听觉的灵敏度会大幅下降，高频声音捕捉能力减弱（表 2），意味着设备调节时需要更 加适老化的改进，音量音频调节要求成为影音媒体子系统调节的关键。智能控制面板设置不 同模式，灯光、屏幕亮度等模式化成果，使多媒体视觉感受体验幸福感倍增，视距的改变、 屏幕高度的设计也应该考虑具体老人的特殊需求，其中家庭影院模式使老年人体验到影院感 受，灯光、声音亮度等音频，一键设置，方便快捷。 3.5 适老性智能健康管理子系统 适老性智能健康管理子系统利用智能手环、体重秤、智能血糖检测仪等设备对老年人群 体自身数据进行检测以及监测，通过体重、血压、血糖等身体数据的方式将数据汇总于智能 面板及手机端，结合老年健康的大数据分析，提供个性化适老性健康管理服务。老年人的居 家身体检测数据可直接传输到家庭医生数据库，用于疾病预防与救治。该子系统的具体设备 主要设计于适合安置检测设备的卧室、休息室等较为隐私的室内空间。将体脂秤、手环、血 压计设备中数据的集合汇总，得到的将不在为心率等单一数据，更加直观全面地提高老年人 身体数据检测的准确性。当人步入老年阶段，身体运动机能、知觉机能存在明显下降趋势， 慢性疾病也会悄然而至，加强身体检测是预防老年急性病的突发和慢性病发展的必要措施， 因为老年人在心脏病等疾病突发时的反应与特征会减弱不利于及时发现，因此加强智能设备

对老年身体检测的灵敏性是未来发展适老性智能家居的主要方向。 3.6 适老性智能清洁子系统 适老性智能清洁子系统是智能家居中可凭借智能控制进行衣物、地面、厨具等方面清洁 的系统，包括智能扫地机器人、衣物洗烘一体机、洗碗机等设备组成，本系统可存在室内空 间的各个功能空间，并满足厨房、卫生间、阳台等空间的特殊功能需求，老年人随着年龄的 增长，肌肉力量、呼吸功能、骨骼强度都进一步衰弱，对于高龄者而言，以上身体问题愈发 严重。另外，风湿病等关节类疾随年龄增加症状日益明显，由此带来的大型衣物清洗不便将 由智能清洁系统中的智能洗烘一体机设备代替，家中的地面清洁将交给智能扫地机器代替， 以减少弯腰次数，减弱关节磨损。在调查中发现目前的智能家居市场中几乎没有成套的智能 清洁系统，并且接受调查的老年人普遍存在衣物清洗困难、卫生打扫麻烦等烦恼，因此，针 对需求促进产品升级，适老性智能清洁子系统将很好地解决此类问题。 4 结语 人口老龄化背景下，对于老年人群的室内家居空间的智能设计要遵循适老性的原则，做 到安全、舒适、可靠、便利，用新时代智能的方式为老年人带来更便捷适用有定制感的家居 环境以增加老年人的幸福感、体验感，同时推动适老宜居环境全面协调可持续发展。课题研 究帮助智能家居行业进行更加系统与全面的适老性智能设备分类，做到特别需求专门定制， 切实服务老年群体，希望通过目前的研究与初步的应用设计可以为适老性智能家居的发展提 供有益参考。最后，作为设计师应考虑满足老年人在生活中的特殊需求，结合智能家居系统 分类，进行更智能的规划与更人性化的设计，解决老年群体与智能家居的接轨问题，保证安 全性第一位的同时，使其易用性更加凸显。 参考文献： [1] 马欣欣.居家养老模式下的家具适老性设计研究[D].北京:北京林业大学,2016,3. [2] 贾祝军，王斌.老年人居住环境研究[M].北京:中国林业出版社.2018.11. [3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.老年人照料设施建筑设计标准[S].2018,3. [4] 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 ， 卫 生 部 ， 国 家 环 境 保 护 总 . 室 内 空 气 质 量 标 准 GB/T 18883-2002[S].2002,11. [5] 徐碧霞，李琼，吉野博，唐培傑，柳宇，长谷川兼一，键直树.广州城乡老年人住宅夏季室内环境 调查与实测[D].广东:南方建筑,2021，2. 燕雪婷： E-mail: 739233488@qq.com 电话：13070679248 通讯地址：271018 山东省泰安市岱宗大街 61 号 山东农业大学艺术学院