CN105357085A - 一种智能家居实现系统及方法、家居网关 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种智能家居实现系统及方法、家居网关，该方法包括：收集与家居环境相关的传感器信息；对收集的传感器信息进行分析，确定需要执行的任务；控制相应的家居设备执行所述需要执行的任务。根据本发明实施例所述的技术方案，能够实现家居空间的个性化和智能化，从而提高控制灵活度，进而提高用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种智能家居实现系统及方法、家居网关。
背景技术
时至今日，芯片技术已发展到如此的廉价可靠，以至可以嵌入日常生活的各种设备中，使得原来的孤立的物体可以具备一定的通信和计算能力。又随着的无线局域网技术、ZigBee技术这些近距离通信技术的发展，使得这些设备可以进入互联网这样一个巨大的信息集散地来进行数据的分类和处理。同时智能代理模块技术经过几十年的发展，已积累了理论上和应用上的诸多成果。应用智能代理模块技术，可以为家居生活的不同方面提供更好的解决方案。
现有的智能家居系统大多着眼于控制家电或数据收集储存，很少会对家居环境内的数据进行更深入的分析，从而不具备归纳出家居主人的生活习惯并进一步预测出家居主人未来可能行为的能力，因此，控制灵活度较差，不利于提高用户体验。
发明内容
有鉴于此，为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供：
一种智能家居实现方法，应用于家居网关，包括：
收集与家居环境相关的传感器信息；
对收集的传感器信息进行分析，确定需要执行的任务；
控制相应的家居设备执行所述需要执行的任务。
优选的，所述对收集的传感器信息进行分析，包括：
根据预先存储的控制策略，对收集的传感器信息进行分析。
优选的，该方法还包括：
获取用户指令；
根据所述用户指令控制相应的家居设备执行相应的操作。
优选的，该方法还包括：
根据模糊控制神经网络技术对收集的传感器信息进行分析，获取控制策略。
一种家居网关，包括：管理代理模块、环境代理模块和执行代理模块；其中，
所述环境代理模块，用于收集与家居环境相关的传感器信息；
所述管理代理模块，用于对环境代理模块收集的传感器信息进行分析，确定需要执行的任务并控制执行代理模块执行；
所述执行代理模块，用于控制相应的家居设备执行所述管理代理模块确定的需要执行的任务。
优选的，该家居网关还包括数据库模块，
所述数据库模块，用于维护控制策略；
所述管理代理模块，具体用于根据所述数据库模块中存储的控制策略，对环境代理模块收集的传感器信息进行分析。
优选的，该家居网关还包括用户代理模块，
所述用户代理模块，用于获取用户指令；
所述管理代理模块，用于根据所述用户指令，通过执行代理模块控制相应的家居设备执行相应的操作。
优选的，所述管理代理模块，还用于在系统启动时，初始化以下一个或多个模块：
数据库模块、环境代理模块、用户代理模块、执行代理模块。
优选的，所述管理代理模块，还用于根据模糊控制神经网络技术对环境代理模块收集的传感器信息进行分析，获取控制策略。
一种智能家居实现系统，包括：家居网关、传感器和执行器；其中，
所述家居网关为上述的家居网关；
所述传感器，用于分别对家居环境进行监控，为环境代理模块提供监控信息；
所述执行器，用于根据执行代理模块的控制，控制家居设备执行相应的操作。
本发明实施例一种智能家居实现系统及方法、家居网关，收集与家居环境相关的传感器信息；对收集的传感器信息进行分析，确定需要执行的任务；控制相应的家居设备执行所述需要执行的任务。根据本发明实施例所述的技术方案，能够实现家居空间的个性化和智能化，从而提高控制灵活度，进而提高用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例一种智能家居实现方法流程示意图；
图2为本发明实施例一种家居网关结构示意图；
图3为本发明实施例再一种家居网关结构示意图；
图4为本发明实施例再一种家居网关结构示意图；
图5为本发明实施例一种智能家居实现系统结构示意图；
图6为本发明实施例1一种智能家居系统的结构示意图；
图7为本发明实施例1一种家居网关的结构示意图；
图8为本发明实施例1管理代理模块的工作流程示意图；
图9为本发明实施例1模糊控制神经网络的结构示意图。
具体实施方式
为了解决相关技术中智能家居系统控制灵活度较差，不利于提高用户体验的问题，本发明实施例提供了一种智能家居实现方法，应用于家居网关，如图1所示，该方法包括：
步骤11：收集与家居环境相关的传感器信息；
步骤12：对收集的传感器信息进行分析，确定需要执行的任务；
步骤13：控制相应的家居设备执行所述需要执行的任务。
可选的，在本发明一实施例中，所述对收集的传感器信息进行分析，包括：
根据预先存储的控制策略，对收集的传感器信息进行分析。
可选的，在本发明一实施例中，该方法还包括：
获取用户指令；
根据所述用户指令控制相应的家居设备执行相应的操作。
可选的，在本发明一实施例中，该方法还包括：
根据模糊控制神经网络技术对收集的传感器信息进行分析，获取控制策略。
本发明实施例还相应地提出了一种家居网关，如图2所示，该家居网关包括：环境代理模块21、管理代理模块22和执行代理模块23；其中，
所述环境代理模块21，用于收集与家居环境相关的传感器信息；
所述管理代理模块22，用于对环境代理模块21收集的传感器信息进行分析，确定需要执行的任务并控制执行代理模块执行；
所述执行代理模块23，用于控制相应的家居设备执行所述管理代理模块22确定的需要执行的任务。
需要说明的是，环境代理模块收集传感器信息后可做进一步预处理，预处理后的信息供管理代理模块分析。
可选的，如图3所示，在本发明一实施例中，该家居网关还包括数据库模块24，
所述数据库模块24，用于维护控制策略；
所述管理代理模块22，具体用于根据所述数据库模块24中存储的控制策略，对环境代理模块21收集的传感器信息进行分析。
可选的，如图4所示，在本发明一实施例中，该家居网关还包括用户代理模块25，
所述用户代理模块25，用于获取用户指令；
所述管理代理模块22，用于根据所述用户指令，通过执行代理模块23控制相应的家居设备执行相应的操作。
可选的，在本发明一实施例中，所述管理代理模块22，还用于在系统启动时，初始化以下一个或多个模块：
数据库模块24、环境代理模块21、用户代理模块25、执行代理模块23。
可选的，在本发明一实施例中，所述管理代理模块22，还用于根据模糊控制神经网络技术对环境代理模块21收集的传感器信息进行分析，获取控制策略。
本发明实施例还相应地提出了一种智能家居实现系统，如图5所示，该系统包括：家居网关、传感器和执行器；其中，
所述家居网关为上述的家居网关(如图2至图4任一所示)；
所述传感器，用于分别对家居环境进行监控，为环境代理模块提供监控信息；
所述执行器，用于根据执行代理模块的控制，控制家居设备执行相应的操作。
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
实施例1
本发明实施例以智能家居系统的整体设计思路为线索，对本发明的技术方案进行具体说明如下：
为了实现家居系统智能化，首先，利用人工智能领域中智能代理模块的研究成果，把家居生活的中方方面面的处理分析工作委托给几个具有自主分析能力的代理模块，通过这些代理模块的计算，为嵌入式智能家居系统的信息共享和信息处理提供一个整体的解决方案。
在整个智能家居的系统设计中，主要分为两个步骤：第一步先搭建智能家居的软硬件平台，初步实现家居环境内部的操作，第二步是进行智能家居应用层智能代理模块的开发。
其中，第一步主要包括以下几方面：
传感器节点，控制器节点通信链路的建立。基于无线通信技术，如蓝牙，ZigBee，Wlan等。首先实现家居内部的流畅通信；
家居内部网络与互联网的沟通。开发一个家居网关位于两个网络之间。主要起到网段隔离，信息过滤和传感器采集和控制的作用。
第二步的开发主要是在家居网关上开发一些智能代理模块。主要包括四类代理模块：
管理代理模块：依据实时的环境信息和知识库中存储的规则主动的执行任务；
环境代理模块：收集所有传感器信息，并对信息做预处理；
执行代理模块：家居中所有执行器的接口，负责统一操作所有家居设备；
用户代理模块：用于和用户交互。
本发明实施例1一种智能家居系统的结构如图6所示，从图中可以看出可看出，作为家居部分中最为重要的家居网关担负着不同网段信息汇集的任务。对家居网络内部，它与ZigBee协调器相连，是家居信息唯一的出口，对于外部网络，它与Internet相连，是远程操作接入家庭内部网的最后一道屏障。无论是家居内部的环境的信息，还是远程用户的操作命令，都会经过家居网关的转发。这样的设计保证了家居内部网络环境的安全性。搭建这样一个环境的最小步骤包括：
组建基于ZigBee(或其它短距离通信技术)的传感器网络。实现ZigBee协议栈，确保底层链路数据的通畅。通过把ZigBee节点和家居中的传感器，控制器等设备绑定在一起。使得传感器的参数可以在网中传播，而由高层下发的命令也可以到达控制终端。
家居网关底层功能开发。为了能对家居环境进行控制。需要在网关和ZigBee的协调器建立通路。网关作为环境参数处理的中心和行为动作下发的控制者。对家庭内部网可以进行全面的控制；同时网关作为家居网络对互联网的关口，也可以起来屏蔽外来攻击，提高安全性。
在不同的终端上开发可以接入家庭内部网络的接入程序。可以通过web的方式，也可以通过手机客户端的方式，也可以通过移动网经由短信，彩信等方式把家居环境展示给用户；同样用户也可以根据这些方式主动的控制家居环境中电子产品。
本发明实施例1一种家居网关的结构如图7所示。如图7所示，家居网关中的代理模块主要有四种，其中最重要的管理代理模块，它是系统中出现的第一个代理模块，并担负着管理系统中其它代理模块的责任。本实施例中，管理代理模块所涉及的任务包括以下几个方面：
代理模块系统启动时，只启动管理代理模块。之后在管理代理模块的初始化中，分别启动环境代理模块、执行代理模块和用户代理模块。在这个过程中，管理代理模块还要进行代理模块注册，准备好数据库，初始化用户界面等操作。
当所有代理模块正常工作时，管理代理模块就进入家居环境监控循环。管理代理模块会周期性的向环境代理模块发出命令获取环境信息，并对环境信息进行自动分析，同时参考数据数据库中内置的规则触发各种行为。实现对环境的主动感知和主动控制。
管理代理模块还会监听其它主动的外来消息，如用户代理模块发过的请求，代理模块管理界面等消息。管理代理模块通过分析这些消息的意图，再生成内部命令，操作家居内部的传感器和执行器。管理代理模块的工作流程如图8所示。
其中家居的智能性的主要体现在管理代理模块(MA)分析参数，分配任务的过程中。要在其决策时采用一定的智能算法达到此目的。本发明采用了模糊控制神经网络的技术，将神经网络的学习能力和模糊系统的模糊推理结合，是实现家居智能控制自组织，自学习的重要途径。模糊控制神经网络的结构如图9所示。
上述各模块可以由电子设备中的中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)或可编程逻辑阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能家居实现方法，应用于家居网关，其特征在于，该方法包括：
收集与家居环境相关的传感器信息；
对收集的传感器信息进行分析，确定需要执行的任务；
控制相应的家居设备执行所述需要执行的任务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对收集的传感器信息进行分析，包括：
根据预先存储的控制策略，对收集的传感器信息进行分析。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
获取用户指令；
根据所述用户指令控制相应的家居设备执行相应的操作。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
根据模糊控制神经网络技术对收集的传感器信息进行分析，获取控制策略。
5.一种家居网关，其特征在于，该家居网关包括：管理代理模块、环境代理模块和执行代理模块；其中，
所述环境代理模块，用于收集与家居环境相关的传感器信息；
所述管理代理模块，用于对环境代理模块收集的传感器信息进行分析，确定需要执行的任务并控制执行代理模块执行；
所述执行代理模块，用于控制相应的家居设备执行所述管理代理模块确定的需要执行的任务。
6.根据权利要求5所述的家居网关，其特征在于，该家居网关还包括数据库模块，
所述数据库模块，用于维护控制策略；
所述管理代理模块，具体用于根据所述数据库模块中存储的控制策略，对环境代理模块收集的传感器信息进行分析。
7.根据权利要求5所述的家居网关，其特征在于，该家居网关还包括用户代理模块，
所述用户代理模块，用于获取用户指令；
所述管理代理模块，用于根据所述用户指令，通过执行代理模块控制相应的家居设备执行相应的操作。
8.根据权利要求5至7任一项所述的方法，其特征在于，
所述管理代理模块，还用于在系统启动时，初始化以下一个或多个模块：
数据库模块、环境代理模块、用户代理模块、执行代理模块。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，
所述管理代理模块，还用于根据模糊控制神经网络技术对环境代理模块收集的传感器信息进行分析，获取控制策略。
10.一种智能家居实现系统，其特征在于，该系统包括：家居网关、传感器和执行器；其中，
所述家居网关为权利要求5至9任一项所述的家居网关；
所述传感器，用于分别对家居环境进行监控，为环境代理模块提供监控信息；
所述执行器，用于根据执行代理模块的控制，控制家居设备执行相应的操作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160224 |