CN106200398A - 一种环境感知的家居设备调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环境感知的家居设备调度方法，包括以下步骤：S1：初始化；S2：根据当前的环境信息，包括光照强度、温度、紫外线强度等，对家居设备进行调度；S3：调度程序休眠N秒后，将当前得到的信息与上一个时刻的信息进行对比，如果需要重新调度，则返回步骤S2，如果不需要重新调度，则重新返回到步骤S3的休眠状态。本发明通过获取家居环境信息，并对其进行处理和分析，对家居设备进行控制与调度，为用户提供一个舒适的家居环境的同时，还能降低家庭系统的整体能耗，节约用户能耗成本。本方法可以广泛应用于带有家居环境信息采集的家居系统中。
Description
技术领域
本发明涉及一种环境感知的家居设备调度方法。
背景技术
随着物联网、云计算、三网融合等新兴产业和应用技术的快速发展，建设智慧城市、引领智能生活已成为提高居民生活品质的创新理念和发展趋势。智能家居的兴起，带动了智能家居设备进入千家万户；智能家居设备的不断出现，也促进了智能家居产业的发展。智能家居丰富了家居生活方式，能够使家居环境更加智能化。
自然环境因素包括了大量的物理量、化学量和生物量，而对一个智能家居系统而言，自然环境因素包含了光照强度、温度、湿度、红外线强度、紫外线强度等多个维度，这些自然环境因素将对智能家居系统中的照明设备、空气调节设备及各种娱乐影音设备造成影响，因此对一个智能家居系统而言，感知这些自然环境因素是非常有必要的。近期在个人家庭网络设计的发展下，无线传感器网络已经实现了无处不在的计算环境。
在一个智能家居系统中，我们使用各种传感器对自然环境中相应的某一个维度进行感知。然后我们利用模数转换技术，将传感器对自然环境的感知结果表示为一个可以代表当前自然环境中此维度变量的一个数字量。接下来我们使用通信技术，将这个代表当前自然环境中此维度变量的数字量传输到智能家居系统的主机，这时的主机便得到了当前的自然环境中这个维度的变量值，即智能家居系统实现了对自然环境中这一维度变量的感知功能。当我们把各种不同的，可以感知自然环境的不同维度变量的传感器接入智能家居系统时，智能家居系统便可以对自然环境的多个维度进行感知，进而对整个系统所处的自然环境有了一个相对全面的了解。
通过传感器获取家居环境信息，并对其进行处理和分析，对家居设备进行控制与调度，为用户提供一个舒适的家居环境的同时，还能降低家庭系统的整体能耗，节约用户能耗成本。因此，研究环境感知的家居设备调度方法具有十分重大的意义。
发明内容
本发明是通过传感器获取家居环境信息，并对其进行处理和分析，对家居设备进行控制与调度，为用户提供一个舒适的家居环境的同时，还能降低家庭系统的整体能耗，节约用户能耗成本。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种环境感知的家居设备调度方法，包括以下步骤：
S1：初始化，从数据库获取信息，并对需要使用的参数进行初始化设置；
S2：进行照度感知的设备调度；
S3：进行体感温度感知的设备调度；
S4：进行紫外线感知的设备调度；
S5：调度程序休眠N秒后，将当前得到的信息与上一个时刻的信息进行对比，如果需要重新调度，则返回步骤S2，如果不需要重新调度，则重新返回到步骤S3的休眠状态。
进一步地，所述的步骤S1的初始化包括以下子步骤：
S11：通过传感器获取家居环境信息，包括温度、湿度、光照强度等，并且存入数据库；
S12：获取窗帘状态标识C(1表示窗帘全开，0表示窗帘全关，2表示提高窗帘透光度，3表示降低窗帘透光度)；
S13：获取电灯灯组状态标识Ω(1表示灯组全开，0表示灯组全关，2表示提高照明灯组亮度，3表示降低照明灯组亮度)；
S14：获取空调状态Γ(1表示空调制冷，0表示空调制热)；
S15：初始化IEV(照度预期值)、TEV(体感温度预期值)、UVT(紫外线阈值)；
S16：初始化I(照度)、T(温度)、(湿度)、AT(体感温度)、UV(紫外线强度)；
进一步地，所述的环境感知包括多种环境因素，本文主要针对其中重要的三种：照度、温度、紫外线强度。
进一步地，所述的步骤S2中照度感知的设备调度包括以下子步骤：
S21：获取当前环境的照度值I；
S22：判断当前照度值是否大于照度预期值，若I<IEV则进入步骤S25，否则进入下一步骤；
S23：判断当前灯组是否全关，若Ω＝0灯组全关，则进入步骤S24，否则令Ω＝3，降低照明灯组亮度，返回步骤S21；
S24：判断窗帘是否全关，若C＝0则返回步骤S21，否则令C＝3，降低窗帘透光度，返回步骤S21；
S25：判断窗帘是否全开，若C＝1，则进入步骤S26，否则令C＝2，提高窗帘透光度，返回步骤S21；
S26：判断当前灯组是否全开，若Ω＝1灯组全开，则返回步骤S21，否则令Ω＝2，提高照明灯组亮度，返回步骤S21；
进一步地，所述的步骤S3中体感温度感知的设备调度包括以下子步骤：
S31：获取当前环境的温度值T；
S32：获取当前环境的湿度值
S33：根据当前的温度值和湿度值，获取当前人体的体感照度值AT；
S34：判断当前人体的体感温度值是否大于体感温度预期值，若AT>TEV则进入步骤S36，否则进入下一步骤；
S35：判断窗帘是否全开，若C＝1则令Γ＝0，控制空调为制冷模式，，否则令C＝2，提高窗帘透光度，最后返回步骤S31；
S35：判断窗帘是否全关，若C＝0则令Γ＝1，控制空调为制热模式，，否则令C＝3，降低窗帘透光度，最后返回步骤S31；
进一步地，所述的步骤S4中紫外线感知的设备调度包括以下子步骤：
S41：获取当前环境的紫外线强度值UV；
S42：判读紫外线强度值UV是否大于紫外线阈值UVT；
S43：若UV>UVT，则令C＝3，降低窗帘透光度，返回步骤S41；
S44：若UV<UVT，则直接返回步骤S41；
进一步地，所述的S5中包括以下步骤：
S51：调度进程睡眠N秒，睡眠时间根据实际应用进行设置；
S52：获取信息，包括家居环境中的温度、照度和紫外线强度；
S53：判断照度是否变化，如果发生变化，则进行步骤S56，否则进行下一步骤；
S54：判断温度是否变化，如果发生变化，则进行步骤S56，否则进行下一步骤；
S55：判断紫外线强度是否变化，如果发生变化，则进行步骤S56，否则进行下一步骤；
S56：重新调度。
本发明的有益效果是：
1、在本发明中，利用传感器采集家居环境数据，将数据实时的储存到数据库中，然后通过调度程序的分析，实现环境感知的家居设备调度控制，为人们提供一个更加智能和舒适的家居环境。
2、本发明中，通过分析环境信息的数据，对家居设备进行联动控制，能降低家庭系统的整体能耗，节约用户能耗成本。
附图说明
图1为本发明的调度方法流程图；
图2为本发明的调度方法中初始化步骤的流程图；
图3为本发明的调度方法中照度感知的设备调度步骤的流程图；
图4为本发明的调度方法中体感温度感知的设备调度步骤的流程图；
图5为本发明的调度方法中紫外线感知的设备调度步骤的流程图；
图6为本发明的调度方法中重新调度判断步骤的流程图；
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案，但本发明所保护的内容不局限于以下所述。
如图1所示，一种环境感知的家居设备调度方法，包括以下步骤：
S1：初始化，从数据库获取信息，并对需要使用的参数进行初始化设置；
S2：进行照度感知的设备调度；
S3：进行体感温度感知的设备调度；
S4：进行紫外线感知的设备调度；
S5：调度程序休眠N秒后，将当前得到的信息与上一个时刻的信息进行对比，如果需要重新调度，则返回步骤S2，如果不需要重新调度，则重新返回到步骤S3的休眠状态。
在环境感知的家居设备调度方法开始执行时，首先对方法中需要使用的各项参数进行定义和初始赋值，然后根据获取到的家居环境信息，然后进行环境感知的家居设备调度。如图2所示，所述的步骤S1的初始化包括以下子步骤：
S11：通过传感器获取家居环境信息，包括温度、湿度、光照强度等，并且存入数据库；
S12：获取窗帘状态标识C(1表示窗帘全开，0表示窗帘全关，2表示提高窗帘透光度，3表示降低窗帘透光度)；
S13：获取电灯灯组状态标识Ω(1表示灯组全开，0表示灯组全关，2表示提高照明灯组亮度，3表示降低照明灯组亮度)；
S14：获取空调状态Γ(1表示空调制冷，0表示空调制热)；
S15：初始化IEV(照度预期值)、TEV(体感温度预期值)、UVT(紫外线阈值)；
S16：初始化I(照度)、T(温度)、(湿度)、AT(体感温度)、UV(紫外线强度)；
本实施例所述的步骤S2中进行照度感知的设备调度的方法为：首先，获取当前环境的照度值；然后通过与照度预期值相比较，再根据窗帘和灯组的当前状态，对它们进行控制和调度，使照度值等于或者接近照度预期值。其具体流程如图3所示，包括以下子步骤：
S21：获取当前环境的照度值I；
S22：判断当前照度值是否大于照度预期值，若I<IEV则进入步骤S25，否则进入下一步骤；
S23：判断当前灯组是否全关，若Ω＝0灯组全关，则进入步骤S24，否则令Ω＝3，降低照明灯组亮度，返回步骤S21；
S24：判断窗帘是否全关，若C＝0则返回步骤S21，否则令C＝3，降低窗帘透光度，返回步骤S21；
S25：判断窗帘是否全开，若C＝1，则进入步骤S26，否则令C＝2，提高窗帘透光度，返回步骤S21；
S26：判断当前灯组是否全开，若Ω＝1灯组全开，则返回步骤S21，否则令Ω＝2，提高照明灯组亮度，返回步骤S21；
本实施例所述的步骤S3中进行体感温度感知的设备调度的方法为：首先，获取当前环境的温度和湿度；然后通过温湿对照表，获取到当前人体的体感温度值，最后通过与体感温度预期值相比较，再根据窗帘和空调的当前状态，对它们进行控制和调度，使体感温度等于或者接近体感温度预期值。其具体流程如图4所示，包括以下子步骤：
S31：获取当前环境的温度值T；
S32：获取当前环境的湿度值
S33：根据当前的温度值和湿度值，获取当前人体的体感照度值AT；
在一个智能家居系统中，用户感知到的温度(体感温度)不仅取决于自然环境温度，还取决于自然环境中的湿度。即自然环境中的温度和湿度同时决定用户感知到的温度的高低。在一个自然环境中，环境温度相对较高时(例如夏天)，在温度保持不变的情况下，湿度越高，体感温度越高，湿度越低，体感温度越低。在环境温度相对较低时(例如冬天)，在温度保持不变的情况下，湿度越高，体感温度越低；湿度越低，体感温度越高。以下是体感温度与环境中温湿度对照表，其中，第一列代表温度，最后一行代表湿度。
温度
通过以上的温湿对照表，本方法就能够得到当前温度和湿度的环境下，人体的体感温度 值。
S34：判断当前人体的体感温度值是否大于体感温度预期值，若AT>TEV则进入步骤S36，否则进入下一步骤；
S35：判断窗帘是否全开，若C＝1则令Γ＝0，控制空调为制冷模式，，否则令C＝2，提高窗帘透光度，最后返回步骤S31；
S35：判断窗帘是否全关，若C＝0则令Γ＝1，控制空调为制热模式，，否则令C＝3，降低窗帘透光度，最后返回步骤S31；
如图5所示，本实施例所述的S4中包括以下步骤：
S41：获取当前环境的紫外线强度值UV；
S42：判读紫外线强度值UV是否大于紫外线阈值UVT；
S43：若UV>UVT，则令C＝3，降低窗帘透光度，返回步骤S41；
S44：若UV<UVT，则直接返回步骤S41；
如图6所示，本实施例所述的S5中包括以下步骤：
S51：调度进程睡眠N秒，睡眠时间根据实际应用进行设置；
S52：获取家居环境信息，包括家居环境中的温度、照度和紫外线强度；
S53：判断照度是否变化，如果发生变化，则进行步骤S56，否则进行下一步骤；
S54：判断温度是否变化，如果发生变化，则进行步骤S56，否则进行下一步骤；
S55：判断紫外线强度是否变化，如果发生变化，则进行步骤S56，否则进行下一步骤；
S56：重新调度。
步骤S51的目的是：让调度进程睡眠N秒，睡眠时间推荐为5分钟以上。
步骤S52的目的是：获取最新的家居环境信息，为调度进程做好数据基础。
步骤S53、S54、S55的目的是：比较最新的家居环境信息与上一次家居环境信息的差异，用以决定是否需要对家居设备进行重新控制和调度。
以上所有步骤在逻辑上形成一个循环结构，实时的获取家居系统中设备和环境的信息，并对数据进行分析，进而实现对家居设备进行实时的控制和调度，为用户提供一个舒适的家居环境。
本发明的信息差异化比较功能的实现，使得本发明的调度方法可自适应家整个家居系统中家居设备和家居环境的变化。本发明的设备调度过程完全不需要人工参与，除了初始化时，部分信息需要人工输入一次，其他信息都是自动获取的。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原 理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种环境感知的家居设备调度方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：初始化，从数据库获取信息，并对需要使用的参数进行初始化设置；
S2：进行照度感知的设备调度；
S3：进行体感温度感知的设备调度；
S4：进行紫外线感知的设备调度；
S5：调度程序休眠N秒后，将当前得到的信息与上一个时刻的信息进行对比，如果需要重新调度，则返回步骤S2，如果不需要重新调度，则重新返回到步骤S3的休眠状态。
2.根据权利要求1所述的环境感知的家居设备调度方法，其特征在于：所述的步骤S1的初始化包括以下子步骤：
S11：通过传感器获取家居环境信息，包括温度、湿度、光照强度等，并且存入数据库；
S12：获取窗帘状态标识C(1表示窗帘全开，0表示窗帘全关，2表示提高窗帘透光度，3表示降低窗帘透光度)；
S13：获取电灯灯组状态标识Ω(1表示灯组全开，0表示灯组全关，2表示提高照明灯组亮度，3表示降低照明灯组亮度)；
S14：获取空调状态Γ(1表示空调制冷，0表示空调制热)；
S15：初始化IEV(照度预期值)、TEV(体感温度预期值)、UVT(紫外线阈值)；
S16：初始化I(照度)、T(温度)、(湿度)、AT(体感温度)、UV(紫外线强度)。
3.根据权利要求1所述的环境感知的家居设备调度方法，其特征在于：所述的环境感知包括多种环境因素，本文主要针对其中重要的三种：照度、温度、紫外线强度。
4.根据权利要求2所述的环境感知的家居设备调度方法，其特征在于：所述的步骤S2中照度感知的设备调度包括以下子步骤：
S21：获取当前环境的照度值I；
S22：判断当前照度值是否大于照度预期值，若I<IEV则进入步骤S25，否则进入下一步骤；
S23：判断当前灯组是否全关，若Ω＝0灯组全关，则进入步骤S24，否则令Ω＝3，降低照明灯组亮度，返回步骤S21；
S24：判断窗帘是否全关，若C＝0则返回步骤S21，否则令C＝3，降低窗帘透光度，返回步骤S21；
S25：判断窗帘是否全开，若C＝1，则进入步骤S26，否则令C＝2，提高窗帘透光度，返回步骤S21；
S26：判断当前灯组是否全开，若Ω＝1灯组全开，则返回步骤S21，否则令Ω＝2，提高照明灯组亮度，返回步骤S21。
5.根据权利要求2所述的环境感知的家居设备调度方法，其特征在于：所述的步骤S3中体感温度感知的设备调度包括以下子步骤：
S31：获取当前环境的温度值T；
S32：获取当前环境的湿度值
S33：根据当前的温度值和湿度值，获取当前人体的体感照度值AT；
S34：判断当前人体的体感温度值是否大于体感温度预期值，若AT>TEV则进入步骤S36，否则进入下一步骤；
S35：判断窗帘是否全开，若C＝1则令Γ＝0，控制空调为制冷模式，，否则令C＝2，提高窗帘透光度，最后返回步骤S31；
S35：判断窗帘是否全关，若C＝0则令Γ＝1，控制空调为制热模式，，否则令C＝3，降低窗帘透光度，最后返回步骤S31。
6.根据权利要求2所述的环境感知的家居设备调度方法，其特征在于：所述的步骤S4中包括以下步骤：
S41：获取当前环境的紫外线强度值UV；
S42：判读紫外线强度值UV是否大于紫外线阈值UVT；
S43：若UV>UVT，则令C＝3，降低窗帘透光度，返回步骤S41；
S44：若UV<UVT，则直接返回步骤S41。
7.根据权利要求2所述的环境感知的家居设备调度方法，其特征在于：所述的步骤S5中包括以下步骤：
S51：调度进程睡眠N秒，睡眠时间根据实际应用进行设置；
S52：获取信息，包括家居环境中的温度、照度和紫外线强度；
S53：判断照度是否变化，如果发生变化，则进行步骤S56，否则进行下一步骤；
S54：判断温度是否变化，如果发生变化，则进行步骤S56，否则进行下一步骤；
S55：判断紫外线强度是否变化，如果发生变化，则进行步骤S56，否则进行下一步骤；
S56：重新调度。
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