CN105376272A - 基于云计算的智能家居系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能家居系统，包括云计算服务端、家庭中心服务器和各个功能服务终端。所述云计算服务器与家庭中心服务器以Intert网络连接，家庭中心服务器与各个功能服务终端按照各个终端的特点选择网络、蓝牙、红外、USB等方式连接。所述家庭中心服务器负责采集各功能终端数据并发送到云计算服务端进行综合分析后得出最佳控制方案，家庭中心服务器获取该控制方案进行相应的功能服务终端控制行为。云计算服务端采用开放的软件架构与统一的开发接口和数据格式供第三方应用参与到系统功能扩展上来以提升系统服务质量。本发明通过云计算超强的运算能力与多维度数据解析以大幅度提升家居系统智能化，同时使用瘦客户端的方式减少用户使用成本。

Description

基于云计算的智能家居系统

技术领域：

本发明涉及智能家居系统搭建技术，尤其涉及基于云计算的智能家居系统搭建技术，属于通信技术与信息技术领域。

背景技术：

随着经济水平的提高，人们对家居环境的要求从传统的安全性和舒适性逐步提升到便利性、艺术性以及智能性。借助于通信技术与信息技术的发展，智能家居领域正蓬勃发展。智能家居是在家庭居住环境中，利用通信技术与信息技术，将传统电气设备进行集中自动化控制，并设计符合家庭环境中人的行为习惯的智能化控制方法以满足人们对于家庭环境的高品质要求。

现有的智能家居系统主要以远程控制和自动化控制为中心实现了家庭环境的微智能化控制。但在平台搭建方法上侧重于硬件系统的部署，系统的扩展性较低；在系统各个受控设备的选择上侧重于价格较高的智能化设备，系统的成本较高；在控制方法的设计上侧重于简单的远程控制和单因素智能控制，不能实现更高层次的“以人为本”。

发明内容：

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种基于云计算的智能家居系统，该系统借鉴IOS系统的成功之道、融入云计算的超强计算能力，将传统的以远程控制和单因素智能控制为侧重点的智能家居系统发展成为以家庭终端控制为基础、以远程大数据计算为核心、以高层次语义分析为目标的多元智能家居系统。同时，该系统充分利用互联网的发展模式，提高系统扩展性的同时降低系统的成本。

为实现上述目标，本发明采用的技术方案如下：

基于云计算的智能家居系统包括家庭客户端和云计算服务端两个大的部分。其中，家庭客户端位于用户家庭当中，为用户提供基础的服务功能，同时为本系统提供基础依据数据，是本系统的手和脚；云计算服务端位于远程机房当中，为家庭客户端提供数据分析和控制任务，是本系统的大脑；家庭客户端和云计算服务端通过Intert网连接，客户端上传数据和服务端下载数据均通过加密算法加密后进行网络传输以保证系统的安全性。

家庭服务端由1个家庭中心服务器和多种功能服务终端组成。其中，家庭中心服务器是家庭服务端的控制中心，也是和云计算服务端连接的唯一通信者；多种功能服务终端包括各种家用电器、安防控制器和环境监测传感器等。家庭中心服务器和各种功能服务终端之间根据各种服务终端各自的特点分别采用串口、USB、红外、蓝牙、有线网络、无线网络等方式进行连接以降低服务终端接入系统的复杂度，提升系统的兼容性，降低功能服务终端成本。

家庭中心服务器由普通PC(或智能路由器、数字机顶盒等带有一定运算能力的处理器系统)搭配一个多接口适配器构成。家庭中心服务器是家庭数据上传和下载的唯一出口和唯一入口，是云计算服务端唯一信任的通信者，在保证通信安全和资源利用率最大的同时减小了云计算服务端的开销；通过多接口适配器将不同功能服务终端接入到家庭中心服务器，简化了各种功能服务终端的复杂度；PC与多接口适配器之间通过网线进行连接。

家庭中心服务器首先需要负责对各个功能服务终端的控制，功能服务终端厂商根据本系统提供的家庭中心服务器开放接口设计控制程序，在新功能服务终端接入该系统时，家庭中心服务器自动下载该功能服务终端厂商提供的控制程序实现对该功能服务终端的控制。

家庭中心服务器还需要负责采集各种功能服务终端的数据，并将所采集到的数据进行统一格式转换以方便网络传输和云计算服务器分析，进而根据数据特点选择实时传输或定时传输到远程云计算服务端进行分析并获得相应控制任务。

家庭中心服务器同时需要负责接收云计算服务器发送的控制任务并进行相应执行。对需要进行即时控制的任务立即进行相应功能服务终端控制并及时发送控制反馈代码至云计算服务器，对周期性计划控制任务则加入计划任务列表，根据任务的参数进行计划执行。

家庭功能服务终端由家用电器、安防控制设备、环境监测传感器三大类实体组成，负责完成家庭日常生活中的功能服务。这些终端通过各自的硬件接口连接到家庭中心服务器的多接口适配器中，并按照家庭中心服务器开放接口规范设计相应的控制程序以供家庭中心服务器对其进行控制以及数据采集。针对现有的不符合本系统设计规范的功能服务终端，通过外接第三方控制模块或者修改控制软件接口完成与家庭中心服务器对接。

云计算服务端完成超大规模的海量数据分析，在数量庞大的计算机集群上对家庭客户端采集到功能服务终端海量信息进行超大规模计算，多维度分析用户的使用习惯，对用户的未来行为进行精确预测，并做出准确的功能服务终端任务规划发送给家庭中心服务器，从而达到更高层次的“以人为本”。

云计算服务端是一个扩展性丰富的软件平台，提供统一的开发接口，应用程序通过开发接口对接到云计算服务端从而完成原始数据的获取以及运算逻辑的实施并输出任务规划后由平台发送到家庭中心服务器，第三方应用程序按照本系统相关规范接入到平台。

云计算服务器是应用程序执行与用户数据存储的唯一环境，且用户可以根据自己的需要在对相关应用程序和数据进行授权后才允许家庭中心服务器上传相关功能服务终端数据以及应用程序的执行；云计算服务器与家庭客户端之间的通信采用https安全连接，系统中的数据需经特定算法加密后方可进行网络传输和云计算服务器存储，确保数据的安全性。

相比于现有的智能家居系统，本发明具备如下优点：

1、采用多接口适配器与家庭功能服务终端进行对接，提升了系统的兼容性并减小了家庭功能服务终端的智能化任务，降低了用户硬件购置成本；

2、家庭中心服务器仅仅作为功能服务终端数据上传与控制命令下发的转发器，减轻了家庭中心服务器的计算任务，在保证功能服务终端协同工作与对外连接简单化的同时降低了系统维护成本；

3、以云计算平台作为系统计算核心，超大幅度提升了系统计算能力，使得多维度分析用户需求的计算结果更为准确，提高了系统的智能化程度；

4、以云计算平台作为统一开发平台，允许第三方应用的接入，打造了更为宽泛的产业链，使得更多优秀的思想可以集成到系统中为用户提供服务，在提升系统服务质量的同时大幅度加快了系统的发展。

附图说明：

图1为本发明的系统结构示意图（基于云计算的智能家居系统结构）；

图2为本发明的云计算服务器软件架构示意图；

图3为本发明的家庭中心服务器软件架构示意图。

具体实施方式：

本系统包括家庭客户端和云计算服务器两部分，两者之间通过Internet网络连接；家庭客户端内包括家庭中心服务器和多个功能服务终端，各个功能服务终端根据各自的特点选择通过网络、红外、蓝牙、串口、USB等与家庭中心服务器连接；

家庭中心服务器采集各个功能服务终端的设备数据发送到云计算服务器中，云计算服务器中的应用程序通过分析所获取的数据特征，生成相应的控制任务并反馈到家庭中心服务器，家庭中心服务器接收到任务后进行相应的任务执行，完成对功能服务终端的联动控制；

应用程序开发者通过云计算服务器提供的API接口有针对性地开发设计优化的应用程序并经审核后投放到云计算服务器中供用户选择使用，用户浏览应用商店并根据自己家庭中的实际需求选择相应的应用程序服务。

Claims (5)

1.一种智能家居系统，其特征在于云计算服务端、家庭中心服务器、功能服务终端，家庭中心服务器与云计算服务端通过Internet网络连接，各个功能服务终端通过多接口适配器转接到家庭中心服务器的PC机上。

2.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于各个功能服务终端到家庭中心服务器的连接由多接口适配器转接完成，家庭中心服务器通过Internet网络连接到云计算服务端。

3.根据权利要求2所述的智能家居系统，其特征在于家庭中心服务器仅负责功能终端数据的采集上报与云计算服务器计算得到的控制方案的下载实施。

4.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于云计算服务端负责数据的解析存储以及控制方案的规划，且云计算服务端具有开放的接口以供第三方应用接入。

5.根据权利要求4所述的智能家居系统，其特征在于云计算服务端的应用程序的执行唯一取决于用户是否授权该应用提供服务。