以冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)為代表的白色家電是住宅中主要的耗能器具，白色家電的電力消耗約占家庭全部電力消耗的2/3。從家用電器誕生起，完善的功能、便利的操作以及智能化一直是家電技術(shù)發(fā)展的重要課題。而構(gòu)成家電產(chǎn)品智能化的三個(gè)組成部分為信息交換、信息獲得和協(xié)調(diào)運(yùn)行。

　　20世紀(jì)80年代后，電子技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)在家用電器領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，使得家用電器控制系統(tǒng)的功能不斷完善，自動(dòng)控制功能越來(lái)越豐富。家電智能化在這一時(shí)期的主要特征是產(chǎn)品具備更為完善的自主運(yùn)行能力。

　　1999年，意大利家電企業(yè)梅洛尼公司展示了世界上第一臺(tái)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和GSM無(wú)線網(wǎng)控制的洗衣機(jī)，從此網(wǎng)絡(luò)化成為家電智能化技術(shù)發(fā)展的新方向。梅洛尼公司的網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)使用“Web功能電器協(xié)議”(WRAP)與電器產(chǎn)品或住宅內(nèi)的監(jiān)控裝置進(jìn)行信息交換，用戶可以通過(guò)個(gè)人Web頁(yè)面，隨時(shí)檢查機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，遠(yuǎn)程啟動(dòng)產(chǎn)品接受電子郵件信息或手機(jī)短信息，人機(jī)界面為熒光顯示屏。梅洛尼公司為這種新型洗衣機(jī)開通了24小時(shí)遠(yuǎn)程服務(wù)，并定期對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)，一旦監(jiān)控中心發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)發(fā)生故障，就會(huì)通知維修人員前往維修。此外，監(jiān)控中心還能對(duì)用戶產(chǎn)品的使用情況進(jìn)行監(jiān)控，并及時(shí)向用戶提出建議，提高洗滌的效率和效益。

　　在原有家電的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展聯(lián)網(wǎng)功能，即家電+電視是網(wǎng)絡(luò)家電的特征，這類網(wǎng)絡(luò)家電通常被稱為智能家電。智能家電主要突出產(chǎn)品的遠(yuǎn)程控制功能，用戶可以通過(guò)移動(dòng)電話和計(jì)算機(jī)終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)家電進(jìn)行一對(duì)一操作，同時(shí)將計(jì)算機(jī)的功能附加到家電產(chǎn)品上。但是，家電產(chǎn)品的自身功能和應(yīng)用方式并未發(fā)生太大變化，由于價(jià)格較高，新增功能對(duì)于多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)并沒(méi)有實(shí)際意義。這類可以上網(wǎng)的智能家電，除了認(rèn)識(shí)方面的價(jià)值和宣傳方面的作用外，最大的意義是使家電產(chǎn)品具備了信息交換能力。受技術(shù)發(fā)展水平制約，智能家電的技術(shù)發(fā)展?jié)摿Σ⑽吹玫桨l(fā)揮，在市場(chǎng)上沒(méi)有太大影響。不管是稱為網(wǎng)絡(luò)家電還是信息家電，這類家電基本上是與互聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)單組合。

　　多媒體智能冰箱可能是這一時(shí)期家電智能化技術(shù)比較具有代表性的產(chǎn)品。除了觀看電視，配備平板電視顯示屏的多媒體冰箱可以連接各類外接設(shè)備，包括連接計(jì)算機(jī)。智能化冰箱可以顯示出冰箱內(nèi)食品的數(shù)量、保質(zhì)期、最佳保存方法和烹調(diào)方式，還可以作為普通電視機(jī)和收音機(jī)使用。另外，智能化冰箱能夠根據(jù)主人的設(shè)置，告知用戶冰箱里缺少什么，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇購(gòu)買，有的冰箱甚至可以通過(guò)電腦程序自動(dòng)聯(lián)系超市送貨。

　　按照類似的思路，幾乎所有智能家電都可以安裝一臺(tái)具備上網(wǎng)功能的電視機(jī)。其實(shí)，對(duì)于在廚房忙碌的家庭主婦而言，顯示器更重要的作用是能夠同時(shí)照看在另一個(gè)房間玩耍的孩子，或者知道按響門鈴的人是郵遞員還是來(lái)訪的朋友，于是出現(xiàn)了將所有智能家電的多媒體界面功能集中在一個(gè)專用顯示器上的方案。

　　由于當(dāng)今的智能化住宅管理系統(tǒng)本身具備較為完善的自主管理能力，多數(shù)的管理操作可以自動(dòng)完成，一般情況下不需要遠(yuǎn)程人工干預(yù)。例如，利用全室環(huán)境管理功能，當(dāng)住宅內(nèi)無(wú)人時(shí)，智能化空調(diào)系統(tǒng)可以利用通風(fēng)或其他方式以最低的功率將房間維持在預(yù)置的無(wú)人模式規(guī)定的溫/濕度范圍，而人進(jìn)入房間數(shù)分鐘后就可將溫/濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)到適宜的范圍。此外，在正常的使用條件下，家用電器在壽命周期內(nèi)的故障率已經(jīng)大大降低，而控制功能完善的家電產(chǎn)品通常具備較為完善的故障自診斷功能，那么利用聯(lián)網(wǎng)功能自動(dòng)向生產(chǎn)商報(bào)告故障的功能并無(wú)實(shí)際意義。

　　住宅信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為網(wǎng)絡(luò)家電拓展了新的發(fā)展領(lǐng)域，家電產(chǎn)品只需與住宅內(nèi)的信息網(wǎng)絡(luò)相連，就可以通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)與互聯(lián)網(wǎng)相連，并不需要每臺(tái)家電都具備直接聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)的功能。日本在2003年前后開展的網(wǎng)絡(luò)家電應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果表明，集中控制能夠提高家電產(chǎn)品的能源利用效率，只要把白色家電系統(tǒng)化，就能夠保存單個(gè)產(chǎn)品無(wú)法保留的運(yùn)行記錄和來(lái)自各種傳感器的數(shù)據(jù)。除了節(jié)能方面的意義，白色家電的信息化將賦予家用電器新的功能。

　　2007年，美國(guó)惠普公司開始銷售被稱為“完美的廚房計(jì)算機(jī)”的HP TouchSmart PC系列計(jì)算機(jī)。對(duì)廚房電器的管理通常采用圖形菜單的操作界面，使用觸摸屏作為顯示器和操作界面比使用常規(guī)鍵盤更適合。在配備顯示屏的廚房家電產(chǎn)品不斷出現(xiàn)的背景下，這種計(jì)算機(jī)的問(wèn)世改變了廚房遍布顯示屏的情況。利用家電產(chǎn)品的聯(lián)網(wǎng)功能，將各種家電產(chǎn)品的顯示功能集中在計(jì)算機(jī)上，簡(jiǎn)化了對(duì)家電器具的管理。

　　如今，網(wǎng)絡(luò)家電的概念已不再是互聯(lián)網(wǎng)普及初期的家電+電視機(jī)。恰恰相反，由于網(wǎng)絡(luò)家電通常不再需要多媒體功能以及直接與互聯(lián)網(wǎng)相連，不但無(wú)需大大小小的彩色顯示屏，也許連原有的家電操作界面也不再需要，僅保留在離網(wǎng)時(shí)默認(rèn)的自動(dòng)運(yùn)行方式的應(yīng)急操作界面即可。復(fù)雜的功能設(shè)定由專家系統(tǒng)輔助，用戶只需給定一些個(gè)性化的參數(shù)，就能夠自主完成全過(guò)程的運(yùn)行管理，操作界面則集中到某臺(tái)配備顯示器的通用控制器或標(biāo)準(zhǔn)PC上。美國(guó)英特爾公司推出的智能家電管理終端就是對(duì)住宅所有智能家電進(jìn)行集中管理的界面。

　　較有代表性的網(wǎng)絡(luò)家電系統(tǒng)是日本松下電工公司2003年12月開始銷售的、通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)家電設(shè)備進(jìn)行遙控操作的“Emit Home System”。該系統(tǒng)以名為“Homity”的控制器為中心，具有報(bào)告闖入者的“安全功能”、出門在外也能接待來(lái)客的“通信功能”、報(bào)告家人已回家等信息的“看護(hù)功能”、對(duì)照明設(shè)備開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的“控制器功能”、顯示電表數(shù)及天氣預(yù)報(bào)等內(nèi)容的“服務(wù)功能”。

　　同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)家電的發(fā)展也衍生了家電產(chǎn)品的服務(wù)型銷售概念。伊萊克斯公司自1999年開始在瑞典旅游勝地哥德蘭島進(jìn)行服務(wù)型銷售試點(diǎn)。伊萊克斯公司免費(fèi)向島上的7000戶居民提供所需的家用電器。根據(jù)協(xié)議，伊萊克斯公司每月按使用次數(shù)向用戶收費(fèi)，利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)家用電器的使用情況進(jìn)行監(jiān)控。

　　傳感器是家用電器獲得信息的主要來(lái)源，對(duì)家電產(chǎn)品的智能化水平有著至關(guān)重要的作用。利用傳感器提高產(chǎn)品性能是智能家電技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)，除了提高電力電子器件和電機(jī)等核心部件的效率，運(yùn)行過(guò)程和運(yùn)行模式成為關(guān)注的焦點(diǎn)。白色家電的特點(diǎn)是具體的處理對(duì)象隨用戶使用而變化，以洗衣機(jī)為例，廠商并不清楚要洗的是何種衣物。如果想要進(jìn)行更精確的控制，就需要通過(guò)傳感器檢測(cè)產(chǎn)品的狀態(tài)，并根據(jù)檢測(cè)到的信息進(jìn)行控制。

　　采用熱源傳感器改善房間空調(diào)運(yùn)行效率的技術(shù)，在20世紀(jì)90年代初已經(jīng)出現(xiàn)在日本市場(chǎng)。這類產(chǎn)品的運(yùn)行模式是，利用熱源傳感器測(cè)定人體表面溫度，并調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)溫。但這只能達(dá)到“可能舒適”的狀態(tài)，用戶并不一定真的舒適。使用者的判斷標(biāo)準(zhǔn)各異，還會(huì)隨著季節(jié)等外在因素發(fā)生變化。目前，白色家電在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮如何涵蓋更大的范圍，尚不能兼顧個(gè)體的不同需求。如果把能夠判斷出用戶是否舒適的傳感器安裝在白色家電上，并應(yīng)用于控制，白色家電會(huì)被賦予新的價(jià)值。想實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，檢測(cè)人類感覺(jué)是必要的條件。目前，直接顯示舒適性的感覺(jué)還無(wú)法檢測(cè)，將脈搏、血壓、出汗量等人體信息作為顯示舒適性的信息是未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向之一。

　　松下公司將利用傳感器技術(shù)減少家電產(chǎn)品過(guò)剩運(yùn)行導(dǎo)致的效率損失的解決方案命名為“生態(tài)導(dǎo)航(ECO NAVI)”。2005年上市的溫水沖洗馬桶“瞬間溫暖馬桶”是該系列最早的產(chǎn)品。ECO NAVI使用多個(gè)傳感器監(jiān)控產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)和處理對(duì)象的狀態(tài)，使家電器具在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，從而在保持舒適性和便利性的同時(shí)減少能源浪費(fèi)。在配備檢測(cè)傳感器前，相應(yīng)的家電器具基本都是以最大值運(yùn)行的，一定程度上存在浪費(fèi)。松下公司通過(guò)增加傳感器、提高監(jiān)控精度以及更精確的控制調(diào)節(jié)措施，優(yōu)化了運(yùn)行狀態(tài)，提高了節(jié)能效益。

　　松下NA-V5600等洗衣干衣機(jī)為實(shí)現(xiàn)ECO NAVI功能，在原來(lái)的布量傳感器基礎(chǔ)上，增加了污漬傳感器和汗?jié)n傳感器。產(chǎn)品可以根據(jù)3個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)判斷衣物的臟度，決定洗滌程序的水量、時(shí)間及漂洗程序的水量。耗電量最多可以削減10%，水量最多可減少7%，洗滌時(shí)間最多可減少15%。布量傳感器采用洗滌槽驅(qū)動(dòng)用電機(jī)的電流值，污漬傳感器采用可以判斷水渾濁度的紅外線傳感器，汗?jié)n傳感器采用測(cè)量水電離度的電極傳感器。最為復(fù)雜的是對(duì)應(yīng)污漬程度設(shè)定的最佳運(yùn)行模式，污漬程度有100多種，既可以滿足洗衣機(jī)最關(guān)鍵的去污等基本性能的要求，還可以兼顧節(jié)能性。

　　西門子公司2009年投放市場(chǎng)的洗衣機(jī)采用了3D SMART技術(shù)。三維傳感技術(shù)能通過(guò)動(dòng)感探測(cè)頭收集滾筒洗衣機(jī)的運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)，由控制單元根據(jù)需要對(duì)滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)的方向和速度進(jìn)行全程調(diào)控，使筒內(nèi)衣物均勻分布，最大化利用筒內(nèi)空間，從而實(shí)現(xiàn)8kg超大容量與小巧機(jī)型的均衡配置。西門子3D智能洗衣機(jī)所有操作都可以通過(guò)1個(gè)26mm×13mm的超大中文觸摸屏實(shí)現(xiàn)，洗衣?tīng)顩r一目了然。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，西門子滾筒洗衣機(jī)每公斤衣物耗電量下降了近40%，耗水量下降了近70%;冰箱耗電量下降了近80%，洗碗機(jī)耗電量和耗水量也分別下降40%和60%。該公司開發(fā)的Interlink系列廚電產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了吸油煙機(jī)與灶具的聯(lián)動(dòng)點(diǎn)火時(shí)吸油煙機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，熄火時(shí)吸油煙機(jī)自動(dòng)延時(shí)熄滅，既避免了油煙困擾，也減少了能源浪費(fèi)。智能化吸油煙機(jī)可以根據(jù)烹飪時(shí)溫度的變化，自動(dòng)開關(guān)機(jī)和調(diào)節(jié)風(fēng)量大小。采用智能化系統(tǒng)控制的洗碗機(jī)，可以根據(jù)餐具的臟污程度對(duì)洗滌程序進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制進(jìn)水量和洗滌時(shí)間等。西門子公司還把智能記憶技術(shù)應(yīng)用在熱水器上。產(chǎn)品能記住用戶的用水規(guī)律，在不用水時(shí)，熱水器處于半工作狀態(tài)，僅起保溫作用;在用水時(shí)，熱水器可以提前迅速提高水溫，保證用戶有足夠的熱水可用。

　　采用射頻識(shí)別技術(shù)的傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，俗稱“物聯(lián)網(wǎng)”，是近年來(lái)家電信息化技術(shù)的一個(gè)熱點(diǎn)。該技術(shù)的特點(diǎn)是利用射頻標(biāo)簽和標(biāo)簽識(shí)別裝置，使家電產(chǎn)品獲得處理對(duì)象的信息。例如，利用衣服上的射頻標(biāo)簽，可以準(zhǔn)確告知洗衣機(jī)應(yīng)選擇何種洗滌模式;利用食品包裝上的射頻標(biāo)簽，冰箱可以自動(dòng)登記品種、數(shù)量、保質(zhì)期以及存放時(shí)間;灶具可以按照射頻標(biāo)簽的信息確定適宜的烹飪模式。射頻識(shí)別技術(shù)完善了傳感技術(shù)，但是，對(duì)于白色家電而言，在可以預(yù)期的將來(lái)，射頻識(shí)別技術(shù)不可能取代其他傳感技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)只是家電產(chǎn)品智能化的一種工具，而不是全部。

　　優(yōu)化運(yùn)行管理是家用電器產(chǎn)品節(jié)能技術(shù)發(fā)展的主要方向，其中包括太陽(yáng)能熱水器與燃?xì)鉄崴鞯穆?lián)合運(yùn)行，熱泵系統(tǒng)與太陽(yáng)能熱水器或燃?xì)鉄崴鞯穆?lián)合運(yùn)行，以及如何更好地利用夜間電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)段的低價(jià)電力。多種功能相同或相似的家用器具集成配置，大大增加了用戶的操作工作量，而且由于存在運(yùn)行優(yōu)化的問(wèn)題，用戶實(shí)際上難以應(yīng)付。解決的措施是利用信息技術(shù)從能源供求的角度將各自獨(dú)立運(yùn)行的家電產(chǎn)品，組成一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的能源系統(tǒng)，以優(yōu)化運(yùn)行管理。

　　從運(yùn)行管理優(yōu)化的角度來(lái)看，家電智能化的要求是家電集中管理，這有利于及時(shí)對(duì)各末端的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，最大限度提高住宅能源系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，降低燃?xì)?、電力和熱能消耗。因此，白色家用電器智能化技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)之一，是使白色家電能夠納入HEMS(Home Energy Management Systems)的系統(tǒng)化管理范疇。為滿足與HEMS進(jìn)行信息交換的要求，可以通過(guò)不同的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)家電產(chǎn)品運(yùn)行參數(shù)的集中監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)全住宅的能源相關(guān)裝置進(jìn)行系統(tǒng)化的優(yōu)化運(yùn)行管理，以最大限度降低能源費(fèi)用支出。按照在美國(guó)、日本等地的試驗(yàn)運(yùn)行情況來(lái)看，使用HEMS的節(jié)能潛力為5%～20%。

　　智能化住宅管理系統(tǒng)通常是將住宅中包括家用電器和燃器具在內(nèi)的所有智能器具進(jìn)行集中管理的裝置，即在一個(gè)操作界面上對(duì)所有器具進(jìn)行集中管理。這種智能化管理方案可以利用家庭信息網(wǎng)絡(luò)，成為相對(duì)復(fù)雜的管理系統(tǒng)的控制信息傳輸方式，簡(jiǎn)化了管理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)施工的復(fù)雜程度，使系統(tǒng)組態(tài)更加靈活，提高系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　日本住宅節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向是將住宅內(nèi)的能源轉(zhuǎn)換裝置、蓄能裝置和耗能裝置進(jìn)行系統(tǒng)化管理，所有相關(guān)裝置的運(yùn)行狀態(tài)由HEMS集中監(jiān)控。日本住宅節(jié)能技術(shù)側(cè)重于可再生能源發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、蓄電等方面，配備蓄電池的住宅電力系統(tǒng)在電網(wǎng)負(fù)荷高峰運(yùn)行時(shí)段，可以離網(wǎng)運(yùn)行。因此,類似歐美地區(qū)的需求響應(yīng)型家用電器并未引起日本企業(yè)的關(guān)注。日本企業(yè)更重視家電產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程的節(jié)能，例如通過(guò)傳感器的應(yīng)用提高產(chǎn)品性能，減少過(guò)剩運(yùn)行需求從而降低能耗。

　　美國(guó)通用電氣公司為零凈能耗住宅開發(fā)了智能電網(wǎng)用戶端服務(wù)器以及具有雙向通訊功能的智能電表。用戶端服務(wù)器是智能電網(wǎng)與住宅之間的信息接口裝置，也是住宅各種家電的集中管理裝置，相關(guān)的信息都通過(guò)該服務(wù)器。通用電氣公司的住宅能源管理器(HEM)將所有家用電器，包括太陽(yáng)能光伏裝置、風(fēng)力發(fā)電裝置、蓄電池等集中管理，利用易于操作的界面，簡(jiǎn)化復(fù)雜的管理工作。用戶不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)控住宅內(nèi)所有家用電器的狀態(tài)，了解住宅供用電等信息，還能夠?qū)崿F(xiàn)與電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)交換。