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在智能家居场景中，我们经常遇到这样的尴尬：

你说：“把灯打开。” —— 它可以执行。

你说：“如果检测到漏水，就把水阀关了并发个通知。” —— 它可能听不懂了。

你说：“有点冷，把空调调高一点。” —— 它问你：“一点是多少？”

在物联网（IoT）时代，我们希望智能家居不仅仅是“遥控器”，而是能听懂人话的“管家”。

我们测试了市面上几款主流大模型——它们的回答五花八门，有的直接调风速但忘了时间设置，有的创建了时间触发却丢失了条件判断，甚至还有把指令误解为“设定闹钟”的。真正能完美解析出“延时+条件+多参数”三重嵌套指令的模型，凤毛麟角。

今天，我们将通过一次完整的实战，展示如何基于 LLaMA Factory Online 平台，利用高质量数据清洗和微调，让轻量级的 Qwen3-4B 模型在智能家居垂直场景下，不仅能听懂“把风速调小一点”这种模糊指令，还能处理“检测到漏水即关闭水阀”的复杂链式操作。

效果对比：微调前 vs 微调后

在开始硬核教程前，我们先来看看微调后的模型到底变聪明了多少。

场景一：条件触发- 从“被动响应”到“主动感知”

场景描述：传统智能家居本质是“语音遥控器”，用户不开口，设备不工作；微调后的模型具有主观能动性，它不仅仅是执行者，更是决策者，能够基于传感器数据（时间、温度、光线、气体浓度等）的变化，自主决策并触发相应的设备控制，如空调、新风、窗帘等设备，动态维持环境的最佳状态，实现真正的“空间智能”。

用户指令：“半小时后请把空气净化器的风速调大到3档位”

场景二：链式操作-从“单点控制”到“逻辑编排”

场景描述：通过微调优化模型的逻辑推理与任务规划能力，将单一的指令转化为一系列具有逻辑依赖关系的设备协同动作。用户无需逐个下达指令（如“打开电视”、“拉上窗帘”、“调暗灯光”），只需表达最终目的，中间的步骤由模型自动补全。

用户指令：“当检测到漏水时，关闭水阀并发送通知”

场景三：模糊指令-从“机械匹配”到“意图理解”

场景描述：将用户口语化、情绪化甚至表述不清的指令准确解析并映射为具体的设备控制参数，用户不再需要记忆特定的唤醒词或参数（如“空调调到24度”），而是可以用人类自然的交流方式（如“我有点冷”、“这里太吵了”）与系统对话。由微调后的模型赋能的系统不再是冷冰冰的机器，而是能听懂“言外之意”的贴心管家，极大地提升了交互的流畅度和用户的满意度。

用户指令：“三楼空调温度调小一點”

环境准备：搭建端到端的AI训练流水线

本实践包含智能家居“数据处理-基础模型选型-参数调优-微调训练-模型效果评估”完整链路，需要单独创建一个python环境，并配置需要的工具。

1.下载 SmartHome 压缩文件

该文件中包含后续处理数据、模型功能测试等步骤所需的数据集和脚本。

进入 LLaMA Factory Online 平台，创建实例（选择CPU资源2核即可），选择“VSCode处理专属数据”或“Jupyter处理专属数据”。进入工作空间后，新建终端，执行下面指令下载并解压文件。

# 进入目标目录 cd /workspace # 下载压缩文件 wget "http://llamafactory-online-assets.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/llamafactory-online/docs/v2.0/documents/Practice/smart_home/SmartHome.tar.gz" # 解压到该目录 tar -xzf SmartHome.tar.gz -C /workspace

2.新建终端，逐条执行下面指令配置环境

# 创建自己的虚拟环境 conda create -n smarthome-lightllm-chat python=3.10 -y # 激活环境 conda activate smarthome-lightllm-chat # 安装必要的包 python -m pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple --trusted-host pypi.tuna.tsinghua.edu.cn vllm torch ipykernel pandas partial_json_parser websockets

3.模型部署前期准备

# 下载lightllm的最新源码 需要挂VPN git clone https://github.com/ModelTC/lightllm.git cd lightllm

点击下载requirements.txt文件（🔗https://s1.llamafactory.online/llamafactory-online/docs/v2.0/documents/Practice/smart_home/requirements.txt），将该文件放到/workspace目录下，执行下面的命令进行安装环境。

pip install -r requirements.txt pip install torch torchvision --index-url https://download.pytorch.org/whl/cu126 # 安装lightllm python setup.py install

💡提示

● 环境准备→步骤2 中，执行下载 lightllm 的源码前，需要挂VPN。

● 后续步骤在执行代码时，若提示模块不存在，可在终端运行对应的 pip install [module name] 命令，通常能解决该问题。

数据重塑：从“原始日志”到“标准教材”

Garbage In, Garbage Out。在本次实践中，我们发现原始的 SmartHome_Dataset 存在大量问题（如缺少 function 字段、条件判断失效等）。直接扔进模型训练，效果惨不忍睹。

后续计划补充数据类型：

我们做了这三件事，让数据“变废为宝”：

1. 统一数据格式

修复了大量损坏的 JSON 结构，将所有数据转为标准 Alpaca 格式，确保每条数据都有清晰的instruction（用户指令）和output（标准JSON响应）。

①数据格式标准化。采用 Alpaca 格式，适配单轮指令任务。

{ "instruction": "用户指令（如“打开客厅空调”）", "input": "额外输入（可选，如设备状态）", "output": "JSON格式响应（含mcp_type、function、params字段）" }

💡提示

● 由于多轮对话复杂，超出本任务需求，故排除 ShareGPT 格式。

②在“output”中补全缺失的字段“function”。

进入“SmartHome”文件夹，新建终端，激活 Python 环境 smarthome-lightllm-caht ，在命令行输入以下指令运行脚本，完成数据集的“funcion”字段补全。

python3 code/function_fixed.py \ -i dataset/smart_home.json \ -o dataset/training_data_output.json \ -r dataset/missing_function_report.csv

💡提示

● python3 后要写：脚本文件的路径

-i 后写：待处理数据集的路径

-o 后写：处理后的数据集存储路径

-r 后写：输出的处理报告的存储路径

用户需要把相应的路径替换成自己的真实路径。

● 补全function的思路为：

读取文件中 “instruction”,“input”,“output” 的样本，解析 output 里的 JSON 字符串；如果缺少 “function” 字段，就根据 instruction 文本 + device_id 前缀 + params 里的键自动补全一个合适的函数名（如 set_light_settings、set_humidifier_settings 等），然后把修改后的对象再写回到 output。

2.定义条件触发与自动化联动逻辑

这是这是智能家居实现“无感智能”的核心。我们不仅教会模型理解“如果…就…”的简单条件，更灌输了设备自主感知环境并协同联动的复杂场景逻辑。

● 核心理念升级：触发条件并非仅来自用户指令，更多源于设备自身对环境的持续监测（如传感器检测到PM2.5超标、摄像头识别到家人回家、时钟到达预设时间）。模型的任务是理解这些“环境事件”，并规划出正确的设备联动响应。

● 场景化规则制定：

○ 环境自适应：例如，“trigger”: {“pm25”: {“>”: 75}} 对应 “action” 为 [“打开新风系统”， “关闭空调内循环”]。这模拟了空气净化设备基于空气质量自主决策的互动。

○ 节能与舒适联动：例如，“trigger”: {“ac_status”: “on”} 可触发 “action” [“关闭窗户”， “检查室内CO2浓度”]，体现了空调开启后，智能空间自动维持密闭环境并监控空气健康度的逻辑。

○ 链式场景触发：一个触发条件可启动一连串设备动作。例如，“trigger”: {“time”: “22:00”, “motion_bedroom”: "no_motion_30min”} 可触发完整的“睡眠模式”：关闭主灯、调暗夜灯、调节空调至睡眠温度、启动助眠白噪音。

3.解决条件判断失效问题

针对条件判断失效的问题，使用以下规则改写。累计修改样本1,510 条。

①命中"instruction"中“条件+动作”的指令（如果/若/当/當/的话/的話/分钟后/分鐘後/小时后/小時後）：

"mcp_type": "sensor_trigger", "function": "create_automation", "params": { "trigger": { ... }, "action": { "device_id": "<原始device_id>", "arg": "<来自power/turn_on|turn_off>" } }

②相对时间（如“一小时/一小時/半小时/半小時/五分鐘/十分钟/…后”）：

trigger 写成：{"time_after": "NhNmNs"}，并支持中文数字转换， 例： 一小时/一小時 → "1h" 半小时/半小時 → "30m" 五分钟/五分鐘 → "5m" 十分钟/十分鐘 → "10m"

③绝对时间（如“十点三十分/10:30/十點半/十點十分”）：

trigger 写成：{"time": "HH:MM"}（24小时制标准化）

④比较条件（温度/湿度/PM2.5/CO₂/电量等 + 大于/小于/≥/≤/…）：

"trigger": { "temperature" | "humidity" | "pm25" | "co2" | "battery": { "operator": ">/</>=/<=", "value": <数值> } }

4.解决链式操作失效问题

命中"instruction"中连续操作的指令（如：“先…后…/并且/…然后”等），将“output”的“params”统一为：

"params":{ "trigger":{ }, 没有触发条件，"trigger"为空。 "action": [{"device_id": " ", "command": "", "arg":{ }}, {"device_id": "", "command":" ", "arg":{ }}]}

5.解决模糊指令操作失效问题

命中"instruction"中表达模糊的指令（如：“调低一点” “加强” “调弱” “小一点”等），将“output”的“params”统一为：

"params":{ "trigger":{ }, 没有触发条件，"trigger"为空。 "action": {"device_id": " ", "command": "", "arg":{ }}} 其中："arg" 参数，使其体现出明确的控制如：改成自动模式，或者 加参数"delta"

5.补充数据类型：复杂场景和异常指令

复杂场景——智能家居的复杂场景通常涉及多设备、多传感器、多协议的协同工作，结合用户行为、环境变化和个性化需求，提供智能化的生活体验。例如：

● 睡眠模式，涉及环境光传感器、智能窗帘、空调控制、音响系统等； “instruction”: “准备睡觉时，关闭所有灯光，调低卧室空调温度，播放助眠音乐。”

● 老人/儿童看护模式，涉及运动传感器、摄像头、语音助手等。 “instruction”: “监测老人的活动，若超过30分钟未检测到移动，发送提醒。”

异常指令——指令由于格式不正确、设备不支持、指令不明确等原因导致执行失败。我们希望在实际应用中，系统应能够识别这些错误指令，并提供相应的错误信息和建议。 例如：

{ "instruction": "今天天气怎么样", "input": "", "output": "{"error": "NOT_A_CONTROL_COMMAND", "message": "这是天气查询，不是设备控制", "suggestion": "请使用天气应用查询"}" },

经过上述处理步骤，我们将 12,000+ 条原始数据精简优化为 9,352 条高质量数据，涵盖基础控制、条件判断、链式操作、复杂场景和异常指令等场景。实验证明，数据质量 > 数据数量，精准修复比盲目增广有效得多。

模型选型：4B模型如何战胜7B选手？

智能家居交互要求轻量级、快响应、高精度的大模型，来适配边缘设备。面对众多模型，我们设定了严苛的选型标准：参数量适中、指令跟随能力强、结构化输出精准。

候选池中有三大模型：

● Llama-2-7B-Chat：名声在外，但7B参数对边缘设备不够友好

● SmolLM2-1.7B-Instruct：足够轻量，但能力捉襟见肘

● Qwen3-4B-Instruct：折中之选，但实力未知

我们需要对比它们在智能家居控制任务上的表现。核心评判指标为：

● Schema通过率：生成的JSON格式是否规范、字段是否齐全

● Slot-F1值：设备ID、档位、时间等关键参数抽取是否准确

● 推理延迟：单次响应速度

1.验证集准备。本实践选择Smart Home Command Dataset（🔗https://huggingface.co/datasets/youkwan/Smart-Home-Control-Zh）作为基准数据，该数据集旨在用繁体中文训练大型语言模型（llm），用于控制智能家居系统，特别是针对家庭助理系统。数据集包含用户输入的繁体中文，输出是结构化的JSON命令，代表用户控制智能家居设备的意图。我们随机抽取300条数据样本作为验证集。

2.vLLM 批量验证。使用 vLLM 对大语言模型（Llama-2-7B-Chat，Qwen3-0.6B-Base，Qwen3-4B-Instruct）进行批量验证，并对比它们在智能家居控制任务上的表现。新建终端，逐条执行以下命令。

cd /workspace/SmartHome/code conda activate smarthome-lightllm-chat python select_1.py

运行完后的结果如下图所示：

💡提示

● 脚本select_1.py中的数据读取路径要修改为您当前的验证集保存路径。

● 若运行过程中报错“缺少某个module”，运行指令 pip install {module的名字}

该验证脚本的主要思路如下所示：

● 使用 vLLM 库对每个模型执行批量推理，从验证数据集中逐条输入指令，获得模型生成的结构化 JSON 输出。

● 校验JSON输出结构的合法性。

● 使用 JSON Schema 自动验证格式。自定义一个 JSON Schema，并利用 Python 的 jsonschema 库对每条输出进行校验。

● 输出与期望结果对比。 将模型生成的具体内容与验证集中每条样本的 expected_events 期望结果进行对比，以评估模型在内容层面的准确性。每条样本的 expected_events 列出该指令正确的执行动作列表（每个包含应执行的动作类型、设备ID、参数等）。

最终，三个模型对比结果如下表所示：

结果令人意外：4B的 Qwen3 在参数规模、推理延迟等方面不仅大幅领先7B的 Llama2，其 96% 的Schema通过率意味着它几乎能“一次成型”输出标准指令格式。这说明，模型能力不只看参数量，指令微调潜力同样关键。因此，Qwen3-4B-Instruct 被选定为本次微调的基模型。

科学调优：找到学习效率的“黄金参数”

有了好学生和好教材，还需要科学的“教学方法”。我们针对LoRA微调中的三个关键参数展开实验：

实验设计：3因素×3水平，共27组参数组合对比

● LoRA rank：16、32、64（控制模型微调容量）

● 学习率：1e-5、3e-5、5e-5（控制学习速度）

● Batch size：2、4、8（控制单步学习样本量）

我们跟踪每组参数训练的损失曲线和最终“高级功能通过率”（条件+链式指令），筛选最优组合：

💡提示

● 测试完一个实验模型的通过率后，要起另一个服务测试下一个模型时，需要关闭当前进程（可以直接关机，重新启动实例）。

参数选择不是“越大越好”，而是要在效果、速度和成本间找到精妙平衡。最终，我们锁定了这套“黄金参数”：

平台实战：三步完成从训练到部署

基于选定的 Qwen3-4B-Instruct 模型和调优后的参数，我们在 LLaMA-Factory Online 平台上的操作变得异常简单：

第一步：配置训练任务

选择基础模型和数据集，进行参数配置：

● 基础模型：平台内置的 Qwen3-4B-Instruct

● 数据集：处理好的 smart_home_fixed.json

● 关键参数：LoRA rank=32，学习率=3e-5，epoch=4，Batch Size=4

● 训练资源：1张 H800（约2.5小时完成训练）

第二步：模型评估验证

训练完成后，可在 LLaMA-Factory Online 上对模型进行全面评估，并查看评估任务的基本信息、日志及结果：

评估结果解读：

● predict_bleu-4: 72.3829，生成文本在短语层面与参考有良好重合，精确度较好。

● predict_rouge-1: 76.2083，关键词覆盖良好，模型能命中参考中的大量关键字。

● predict_rouge-2: 76.8263，局部短语连贯性较好，短语搭配合理。

● predict_rouge-l: 82.4938，整体段落结构很接近参考。

总结：模型生成质量较好（BLEU/ROUGE 都在 70~82 范围，尤其 ROUGE-L 表现很强），但推理吞吐/速度一般（samples/sec ≈1），适合以质量为主的离线或低并发在线场景；若用于高并发在线服务需进一步做推理优化。

第三步：一键对话测试

在“模型对话”界面选择微调后的模型，即可实时体验复杂指令解析：

模型输出结果解读：

效果总结：从“大概理解”到“精准执行”

微调前后的差异，通过量化指标和典型场景对比一目了然：

场景一：条件触发性指令

用户指令：“半小时后请把空气净化器的风速调大到3档位” 微调前：模型仅将其识别为简单的风速设置（“control_device”, “level”: 3），完全忽略了“半小时后”这一核心时间条件，导致指令被立即执行。❌ 微调后：模型精准识别出“时间延迟触发”的意图，输出完整的自动化创建指令（“sensor_trigger”, “create_automation”），包含 “time_delay” 触发条件与具体动作，实现了真正的“条件执行”。✅

场景二：链式操作型指令

用户指令：“当检测到漏水时，关闭水阀并发送通知” 微调前：模型仅输出一个紧急处理动作（“handle_emergency”, “emergency_stop”），遗漏了“发送通知”这一关键步骤，应对措施不完整。❌ 微调后：模型正确解析出“传感器触发”与“多步骤动作”的复合结构，输出的 params 中包含完整的触发条件（“water_leak_sensor_01”: “leak”）和一个有序动作列表（关闭水阀、发送通知），逻辑严谨。✅

场景三：模糊型指令

用户指令：“三楼空调温度调小一点” 微调前：模型只能识别出设备（空调）和操作（设置温度），但在 params 中缺失具体的调整参数，无法执行。❌ 微调后：模型准确理解了“调小一点”的相对性模糊表达，在参数中增加了 “delta”: -1 字段，明确指示“在现有温度基础上降低1度”，实现了符合用户预期的精准控制。✅

可以看到，相较于基模型（Schema通过率<20%），微调后的模型在复杂指令解析上实现了质的飞跃。

总结：AI落地智能家居的三重突破

本次实践成功验证了一条高效构建垂直领域专用模型的技术路径，实现了三重突破：

● 轻量化突破：仅用4B参数模型，在边缘设备友好条件下，达到了接近甚至超越通用大模型的垂直场景精度。证明了“小模型+精调优”路径的可行性。

● 精准化突破：通过系统化的数据工程，让模型真正理解家居场景下的条件逻辑、时间概念和模糊表达，输出标准化、可执行的设备控制指令。

● 场景化突破：不仅覆盖基础控制，更深度适配了智能家居特有的条件触发、场景联动、异常处理等复杂需求，让AI真正融入家庭场景。

更重要的是，通过 LLaMA-Factory Online 平台，我们将原本需要数周的专业微调流程，压缩到了“几个小时+几次点击”的标准化操作。模型选型、数据准备、参数调优、训练评估的全流程，都可在可视化界面中完成。

智能家居的终极目标是“无感智能”——设备理解人的意图，而非人学习设备的操作。今天，我们通过大模型微调技术向这个目标迈出了坚实一步。当每个家庭都能拥有理解上下文、支持复杂指令的个性化AI管家时，真正的智能生活才刚刚开始。