家电发展论文：市域电器发展要素浅析

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本文作者：江斌孙志锋作者单位：浙江大学电气工程学院

为实现所述控制电路板产业的发展要求，并最终满足市场需求，宁波家电产业需要突破诸多技术壁垒，本文主要从人机接口、信号采集、信号处理、信号输出、通信技术、硬件设计等领域，将技术瓶颈归为以下六类：

人机接口

高档面板设计。家电操作时的人机接口目前主要体现在按键设计上，也即操作面板。面板高档与否，也是衡量产品档次的一个标准，而触摸式面板是一个发展方向。触摸式面板主要有两种方式：触摸按键和触摸屏。触摸按键主要是电容式触摸感应按键，此处的关键壁垒为触摸算法的设计，以保证按键的可靠性、稳定性和灵敏度，使按键能够在各种情况下正常工作。触摸屏的原理主要是电阻式或电容式触摸感应，此处的关键壁垒是触摸屏本身的质量，以及相应算法设计。虚拟控制技术。也即不需要接触家电设备，通过虚点的方式即可实现对家电的控制。主要涉及视觉信号采集、目标识别、图像处理等领域，将是未来家电人机接口的方式之一。低功耗设计。因为面板部分需要持续工作，因此低功耗电路板的设计也是壁垒之一。主要在考虑性能和价格的基础上，选择相应的微处理器或ASIC芯片实现。

信号采集

传感器技术。要实现家电的运行过程中的自动控制，如温度控制、速度控制、流量控制等，首先就需要基于对当前信号的采集，也即需要传感器技术。如何合理有效地在家电中放置传感器，并能稳定地采集信号，是控制电路板设计中的壁垒之一。

信号处理

控制理论。为实现对控制对象，如温度、流量、速度等的控制，需要一定的控制理论来责成实际操作，这样能够保证对象能够按照预定方式平稳变化，相应的控制理论如模糊控制、预测控制、神经网络等，将相应算法设计完成后转换成微机处理程序并予以实现，是壁垒之一。人工智能。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能是高级的控制理论，在未来家电中有极大应用空间，将通过多种渠道获取对象信息，并进行智能处理。（虚拟控制即是人工智能的一种形式）。嵌入式系统。嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。上述的控制算法必须加载到嵌入式系统中才能真正实现控制任务。在嵌入式系统的设计中，主要根据实际需要选择相应的微处理器、外围电路、通信接口、供电电源等，嵌入式系统是宁波家电控制电路板方面的中长期壁垒之一。

信号输出

控制模块与控制系统。信号的处理结果最终要通过执行机构实现，为实现对执行机构的控制，需要有相应的控制电路，一般分电流型和电压型，针对不同的对象，需要有不同的设计方法，这是家电控制电路板设计的壁垒之一。

通信技术

近程有线通信技术。主要实现本机或近距离家电间的数据通信，主要通信协议有SPI、RS232、RS485、IIC、MCBSP等。远程有线通信技术。通过此通信技术，可实现家电的远程控制，主要方式有以太网、公共电话网(PSTN)、有线电视网。无线通信技术。主要实现室内或远程对家电的无线控制，主要通信协议有蓝牙、WIFI、GPRS、3G等。上述通信技术是宁波家电实现智能化、完成传统家电到"智慧家电"转换的关键壁垒之一。

硬件设计

EMC设计。在控制电路板设计中，主要考虑EMC的设计，包含系统稳定性、可靠性、及相应电磁辐射指标。在电路板，尤其是高档电路板设计中，EMC是无可逾越的技术壁垒。