CN102927660A - 基于自适应温控技术的智能空调控制方法及系统 - Google Patents
基于自适应温控技术的智能空调控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及智能控制技术，特别是涉及一种基于自适应温控技术的智能空调控制方法及系统。本发明所述的方法主要步骤为：智能空调采集环境信息和用户人脸图像以及用户操作记录，提取特征值，云服务平台对特征值进行处理，根据用户特征按其对应的控制图谱存储，采集当前用户特征值，与数据库中的特征值进行比较，找出与当前用户匹配的控制图谱，将控制图谱发送到空调，空调控制模块根据该控制图谱自动进行调节。本发明的有益效果为，实现了智能空调能针对使用它的不同用户，不同场景来提供个性化温度调节服务，从而使空调操作更加简便、运行更加智能、更加贴近人的生活。本发明尤其适用于智能空调。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术，特别是涉及一种基于自适应温控技术的智能空调控制方法及系统。
背景技术
目前智能家居成为家电行业发展的一个重要方向，智能电视、智能冰箱、智能空调等成为智能家居中必不可少的因素。但现在市面上主流的空调每一次温度的改变都需要人手动调节，不能实现温度随环境的改变而改变。
为了解决以上问题，人们提出了一些更加智能的控制方法，如专利号为200710097263.9的中国专利申请，提供了一种根据用户自身的需要按自定义时间曲线运行，提供个性化的空调运行温度和运行模式。经过分析发现，此类方法虽然能给用户提供个性化的服务，但是每次运行所需的自定义曲线都必须依靠用户通过遥控器手动输入，显得特别繁琐。当环境温度发生较大变化时，用户还需要手动修改运行曲线。并且该专利不能实现以用户为中心，用户的需求不能随用户移动而移动，每次使用新的空调都要重新输入曲线。
一种更为先进的模式在专利号为201110332281.7的中国专利中被提出，它通过温度采集模块实时采集环境温度，红外线探测模块用于探测空间内人的数量，控制模块根据温度信号和人数信号控制空调的温度。该专利虽然能够根据不同环境动态控制室内温度，但是温度的设置都是提前预设的，不一定是用户感觉最舒适的，用户体验并不理想。
因此目前还没有一种能够通过学习用户在各种环境下对空调温度调节的喜好，实现空调为不同的用户提供智能化、个性化的温度调节服务的方法。
发明内容
本实发明所要解决的技术问题是，就是针对目前智能空调的智能化温度调节能力较低的问题，提出一种基于自适应温控技术的智能空调控制方法及系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于自适应温控技术的智能空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.通过温度采集模块采集室内外的温度，通过图像采集模块采集并预处理客户人脸图像，并通过日志记录用户从开机到关机这段时间内进行过的一切操作，将采集和记录的数据发送到特征值提取客户端，其中当图像采集区中出现了多个人物时，空调可以提示用户采取人工干预的方式决定采集某一个特定人物的图像信息；
b.特征值提取客户端提取客户人脸图像信息中的特征值，将其与温度信息、日志信息进行关联和打包后发送到数据收发客户端；
c.数据收发客户端接收特征值提取客户端的数据进行编码，发送智能空调云服务平台中的数据中心；
d.数据中心将从空调终端发来的数据进行解析，按照不同的用户分类存储到数据仓库中；
e.数据处理模块提取数据仓库中的用户数据进行处理，生成用户的特征图谱，并将其存储到数据中心的特征图谱数据仓库中；
f.当客户触发智能空调的智能控制功能后，智能空调通过图像采集模块采集该用户的人脸图像，提取特征值发送到智能空调云服务平台进行匹配，从特征图谱数据仓库中找出其对应的特征图谱；
g.云服务平台将特征图谱发送到智能空调；
h.智能空调根据特征图谱记载的信息通过空调控制模块完成空调的智能控制。
具体的，步骤g还包括以下步骤：
g1.采用协议簇封装模块将从特征图谱中取得的各种服务数据封装成特定的协议簇；
g2.通过服务数据发送模块，将经过编码的协议簇通过加密协议发送到智能空调数据收发客户端。
基于自适应温控技术的智能空调控制系统，包括智能空调和云服务平台，所述智能空调和云服务平台通过无线连接方式建立通信连接，其特征在于，所述智能空调包括温度采集模块、图像采集模块、日志记录模块、特征值提取客户端、数据接收发送客户端、WIFI模组和空调智能控制模块，所述云服务平台包括数据中心、数据处理模块、协议簇封装模块、服务数据发送模块，
所述温度采集模块用于对室内和室外温度进行实时采集，并将采集到的数据发送到特征值提取客户端；
所述图像采集模块用于对空间内人物的脸部特征进行采集，并将采集到的信息发送到特征值提取客户端；
所述日志记录模块用于对用户的操作和空调实时运行信息进行记录，并定时或不定时将信息发送到特征值提取客户端；
所述特征值提取客户端用于将从温度采集模块、图像采集模块、日志记录模块采集来的数据进行特征值的提取、关联和整合，发送到数据收发客户端；
所述数据收发客户端用于将从特征值提取客户端收到的数据经过打包编码后依靠WIFI模组连接互联网将数据发送到智能空调云服务平台上数据中心的数据仓库进行存储；
所述数据处理模块用于对数据仓库中的数据进行分析，为每个用户生成特有的特征图谱，并将其存储在数据中心的特征图谱库中；
所述协议簇封装模块用于提取数据中心特征图谱中的数据封装成特定的协议簇，发送给服务数据发送模块；
所述服务数据发送模块将经过封装的协议簇通过互联网定时或不定时发送到对应用户所在使用的智能空调上。
具体的，所述图像采集模块通过多媒体设备获取源图像，通过人脸检测方法得到人脸图像并对该图像进行一定的预处理。
具体的，所述特征值提取客户端采用的图像特征值的提取方法为主元分析法。
本发明的有益效果为，实现了智能空调能针对使用它的不同用户，不同场景来提供个性化温度调节服务，从而使空调操作更加简便、运行更加智能、更加贴近人的生活。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对发明做进一步的说明：
如图1所示，本发明提出一种基于自适应温控技术的智能空调控制方法，主要步骤为：首先通过温度采集模块采集室内外的温度，通过图像采集模块采集并预处理客户人脸图像，并通过日志记录用户从开机到关机这段时间内进行过的一切操作，将采集和记录的数据发送到特征值提取客户端，其中当图像采集区中出现了多个人物时，空调可以提示用户采取人工干预的方式决定采集某一个特定人物的图像信息；特征值提取客户端提取客户人脸图像信息中的特征值，将其与温度信息、日志信息进行关联和打包后发送到数据收发客户端；数据收发客户端接收特征值提取客户端的数据进行编码，发送智能空调云服务平台中的数据中心，这里可采用特定加密协议，通过WIFI连接互联网发送智能空调云服务平台中的数据中心；数据中心将从空调终端发来的数据进行解析，按照不同的用户分类存储到数据仓库中，如按照不同的用户特征主键（具体指图像采集模块采集到的一系列特征值）存储到Meta Data数据仓库中；数据处理模块提取数据仓库中的用户数据进行处理，生成用户的特征图谱，并将其存储到数据中心的特征图谱数据仓库中，如采用特定算法的聚类分析对用户数据进行分析处理；当客户触发智能空调的智能控制功能后，智能空调通过图像采集模块采集该用户的人脸图像，提取特征值发送到智能空调云服务平台进行匹配，从特征图谱数据仓库中找出其对应的特征图谱；云服务平台将特征图谱发送到智能空调；智能空调根据特征图谱记载的信息通过空调控制模块完成空调的智能控制。
一种具体的云服务平台将特征图谱发送到智能空调的方法为：
首先采用协议簇封装模块将从特征图谱中取得的各种服务数据封装成特定的协议簇；然后通过服务数据发送模块，将经过编码的协议簇通过加密协议发送到智能空调数据收发客户端。
如图2所示，本发明所述的一种基于自适应温控技术的智能空调控制系统，包括智能空调和云服务平台，所述智能空调和云服务平台通过无线连接方式建立通信连接，其特征在于，所述智能空调包括温度采集模块、图像采集模块、日志记录模块、特征值提取客户端、数据接收发送客户端、WIFI模组和空调智能控制模块，所述云服务平台包括数据中心、数据处理模块、协议簇封装模块、服务数据发送模块。
其中，温度采集模块用于对室内和室外温度进行实时采集，并将采集到的数据发送到特征值提取客户端；
图像采集模块用于对空间内人物的脸部特征进行采集，并将采集到的信息发送到特征值提取客户端；
日志记录模块用于对用户的操作和空调实时运行信息进行记录，并定时或不定时将信息发送到特征值提取客户端；
特征值提取客户端用于将从温度采集模块、图像采集模块、日志记录模块采集来的数据进行特征值的提取、关联和整合，发送到数据收发客户端；
数据收发客户端用于将从特征值提取客户端收到的数据经过打包编码后依靠WIFI模组连接互联网将数据发送到智能空调云服务平台上数据中心的数据仓库进行存储；
数据处理模块用于对数据仓库中的数据进行分析，为每个用户生成特有的特征图谱，并将其存储在数据中心的特征图谱库中；
协议簇封装模块用于提取数据中心特征图谱中的数据封装成特定的协议簇，发送给服务数据发送模块；
服务数据发送模块将经过封装的协议簇通过互联网定时或不定时发送到对应用户所在使用的智能空调上。
具体的，所述图像采集模块通过多媒体设备获取源图像，通过人脸检测方法得到人脸图像并对该图像进行一定的预处理，如通过归一化、小波分解等处理，通过预处理后的图像保留了人脸最本质、对特征提取最有利的部分，滤去了外界的部分干扰因素。
具体的，所述特征值提取客户端采用的图像特征值的提取方法为主元分析法。本方案的优点在于能够过滤图像中的高频干扰信息，留下比较本质的，识别效果较好的低频部分特征信息，以此作为图像的特征值。
本发明所示的系统具体的工作原理为：
首先，在智能空调上安装好温度采集模块、图像采集模块、日志记录模块、特征值提取客户端、数据接收发送客户端、WIFI模组、空调智能控制模块，在智能空调云服务平台上建立数据中心、数据处理模块、协议簇封装模块、服务数据发送模块。
温度采集模块采集室内外的温度，发送到特征值提取客户端；图像采集模块完成图像获取、人脸检测和人脸图像预处理并将结果发送到特征值提取客户端，其中当图像采集区中出现了多个人物时，空调可以提示用户采取人工干预的方式决定采集某一个特定人物的图像信息；通过日志记录模块，记录从用户开机到关机这段时间内进行过的一切操作，将数据发送到特征值提取客户端；特征值提取客户端提取客户图像信息中的特征值将其与温度信息、日志信息进行关联和打包后交给数据收发客户端；数据收发客户端接收特征值提取客户端的数据进行编码，采用特定加密协议，通过WIFI连接互联网发送智能空调云服务平台中的数据中心；数据中心将从空调终端发来的数据进行解析，按照不同的用户特征主键（具体指图像采集模块采集到的一系列特征值）存储到Meta Data数据仓库中；数据处理模块提取Meta Data数据仓库中的用户数据进行特定算法的聚类分析，生成用户的特征图谱，并将其存储到数据中心特征图谱数据仓库中；当特定人在特定场景中触发智能空调的智能控制功能后，空调图像采集模块采集该用户的脸部特征，提取特征值发送到智能空调云服务平台进行匹配，从特征图谱数据仓库中找出其对应的特征图谱；协议簇封装模块将从特征图谱中取得的各种服务数据封装成特定的协议簇；服务数据发送模块，将经过编码的协议簇通过加密协议发送到智能空调数据收发客户端；数据收发客户端将接收到的协议簇通过解析后发到智能空调控制模块完成空调的智能控制。
如果用户是第一次使用此类空调，并选择了智能控制功能，服务数据发送模块将向空调发送经过分析和统计所有用户数据后得出的适合大部分用户的协议簇，完成空调的智能化控制。
Claims (5)
1.基于自适应温控技术的智能空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.通过温度采集模块采集室内外的温度，通过图像采集模块采集并预处理客户人脸图像，并通过日志记录用户从开机到关机这段时间内进行过的一切操作，将采集和记录的数据发送到特征值提取客户端；
b.特征值提取客户端提取客户人脸图像信息中的特征值，将其与温度信息、日志信息进行关联和打包后发送到数据收发客户端；
c.数据收发客户端接收特征值提取客户端的数据进行编码，发送智能空调云服务平台中的数据中心；
d.数据中心将从空调终端发来的数据进行解析，按照不同的用户分类存储到数据仓库中；
e.数据处理模块提取数据仓库中的用户数据进行处理，生成用户的特征图谱，并将其存储到数据中心的特征图谱数据仓库中；
f.当客户触发智能空调的智能控制功能后，智能空调通过图像采集模块采集该用户的人脸图像，提取特征值发送到智能空调云服务平台进行匹配，从特征图谱数据仓库中找出其对应的特征图谱；
g.云服务平台将特征图谱发送到智能空调；
h.智能空调根据特征图谱记载的信息通过空调控制模块完成空调的智能控制。
2.根据权利要求1所述的基于自适应温控技术的智能空调控制方法，其特征在于，步骤g还包括以下步骤：
g1.采用协议簇封装模块将从特征图谱中取得的各种服务数据封装成特定的协议簇；
g2.通过服务数据发送模块，将经过编码的协议簇通过加密协议发送到智能空调数据收发客户端。
3.基于自适应温控技术的智能空调控制系统，包括智能空调和云服务平台，所述智能空调和云服务平台通过无线连接方式建立通信连接，其特征在于，所述智能空调包括温度采集模块、图像采集模块、日志记录模块、特征值提取客户端、数据接收发送客户端、WIFI模组和空调智能控制模块，所述云服务平台包括数据中心、数据处理模块、协议簇封装模块、服务数据发送模块，
所述温度采集模块用于对室内和室外温度进行实时采集，并将采集到的数据发送到特征值提取客户端；
所述图像采集模块用于对空间内人物的脸部特征进行采集，并将采集到的信息发送到特征值提取客户端；
所述日志记录模块用于对用户的操作和空调实时运行信息进行记录，并定时或不定时将信息发送到特征值提取客户端；
所述特征值提取客户端用于将从温度采集模块、图像采集模块、日志记录模块采集来的数据进行特征值的提取、关联和整合，发送到数据收发客户端；
所述数据收发客户端用于将从特征值提取客户端收到的数据经过打包编码后依靠WIFI模组连接互联网将数据发送到智能空调云服务平台上数据中心的数据仓库进行存储；
所述数据处理模块用于对数据仓库中的数据进行分析，为每个用户生成特有的特征图谱，并将其存储在数据中心的特征图谱库中；
所述协议簇封装模块用于提取数据中心特征图谱中的数据封装成特定的协议簇，发送给服务数据发送模块；
所述服务数据发送模块将经过封装的协议簇通过互联网定时或不定时发送到对应用户所在使用的智能空调上。
4.根据权利要求3所述的基于自适应温控技术的智能空调控制系统，其特征在于，所述图像采集模块通过多媒体设备获取源图像，通过人脸检测方法得到人脸图像并对该图像进行一定的预处理。
5.根据权利要求3所述的基于自适应温控技术的智能空调控制系统，其特征在于，所述特征值提取客户端采用的图像特征值的提取方法为主元分析法。
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