CN106338925A - 一种智慧家庭系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧家庭系统，包括控：人员检测单元，用于定期检测室内是否有人；环境检测单元，用于实时检测室内环境参数；健康检测单元，用于通过位于人体上的智能穿戴设备检测人体的生理参数；环境调节单元，用于调节室内环境；安防单元，用于调节布防等级；以及根据布防等级进行安防检测；报警单元，用于接收来自控制单元的第三指令，并根据第三指令进行报警；控制单元，用于根据室内人员的生理参数生成调节室内环境的第一指令；根据室内是否有人以及时间段生成调节布防等级的第二指令；在室内人员的生理参数超过第一阈值或接收到安防单元发送过来的警情信息时生成含有报警内容的第三指令。本发明能够实现室内环境的自动调节。
Description
技术领域
本发明涉及安防技术领域，特别是涉及一种智慧家庭系统。
背景技术
随着社会的发展，人们对生活品质的要求越来越高，因此智能家居应运而生。智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、 安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
然而现有的智能家居主要集中在人机交互方面，如通过手势或者网络实现电视、空调、电饭煲等的控制。现有的智能家居的智慧程度较低，能实现的功能较少，无法满足人们越来越高的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智慧家庭系统，能够实现室内环境的自动调节，以及自动检测紧急情况并进行报警。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种智慧家庭系统，包括控制单元、人员检测单元、环境检测单元、健康检测单元、环境调节单元、安防单元、报警单元和通信单元；
人员检测单元，用于定期检测室内是否有人，并将得到的第一检测结果发送至控制单元；
环境检测单元，用于实时检测室内环境参数，并将得到的第二检测结果发送至控制单元；
健康检测单元，用于通过位于人体上的智能穿戴设备检测人体的生理参数，并将得到的第三检测结果发送至控制单元；
环境调节单元，用于接收来自控制单元的第一指令，并根据第一指令调节室内环境；
安防单元，用于根据接收来自控制单元的第二指令，并根据第二指令调节布防等级；以及根据布防等级进行安防检测，并将得到的第四检测结果发送至控制单元；
报警单元，用于接收来自控制单元的第三指令，并根据第三指令进行报警；
控制单元，用于根据室内人员的生理参数生成调节室内环境的第一指令；根据室内是否有人以及时间段生成调节布防等级的第二指令；在室内人员的生理参数超过第一阈值或接收到安防单元发送过来的警情信息时生成含有报警内容的第三指令。
所述人员检测单元包括：
视频识别单元，用于获取室内的视频图像，并根据所述视频图像检测室内是否有人；
红外识别单元，用于对室内进行红外扫描获取室内的红外图像，并根据所述红外图像检测室内是否有人；
超声波识别单元，用于发出超声波，并接收返回的超声波，并根据返回的超声波检测室内是否有人；
第一处理器，用于获取视频识别单元、红外识别单元和超声波识别单元的检测结果，当视频识别单元、红外识别单元和超声波识别单元至少有两种检测到室内有人时，则认为室内有人，否则认为室内无人，然后生成第一检测结果。
所述环境检测单元包括第二处理器、温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、一氧化碳传感器、氧气浓度传感器、甲醛传感器、苯传感器、氨气传感器和氡气传感器，第二处理器分别与温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、一氧化碳传感器、氧气浓度传感器、甲醛传感器、苯传感器、氨气传感器和氡气传感器通信连接。
所述健康检测单元包括智能手表、智能衣服、智能鞋和智能帽子中的一种或多种，智能手表、智能衣服、智能鞋和智能帽子与控制单元通信连接。
所述环境调节单元包括第三处理器、新风机、制氧机、加湿器、除湿器和空调，第三处理器分别与新风机、制氧机、加湿器、除湿器和空调通信连接。
所述安防单元包括第四处理器、第一启闭装置、第二启闭装置、第三启闭装置、雨水传感器、光照强度传感器、振动传感器、火灾检测装置和摔倒检测装置；
第一启闭装置，设置在窗户内侧，用于根据来自第四处理器的指令控制窗户的开启或关闭；
第二启闭装置，设置在窗帘上，用于根据来自第四处理器的指令控制窗帘的展开或收缩；
第三启闭装置，设置在房门内侧，用于根据来自第四处理器的指令控制房门的开启或关闭；
雨水传感器，设置在窗户，用于检测是否有雨水落在窗户外侧，并将检测结果发送至第四处理器；
光照强度传感器，设置在窗户内侧，用于检测透过窗户的光的照射强度，并将检测结果发送至第四处理器；
第一振动传感器，设置在窗户内侧，用于检测是否有人通过窗户侵入，并将检测结果发送至第四处理器；
第二振动传感器，设置在房门内侧，用于检测是否有人通过房门侵入，并将检测结果发送至第四处理器；
火灾检测装置，用于检测室内的温度和烟雾，并根据室内的温度和烟雾判断是否发生火灾，并将检测结果发送至第四处理器；
摔倒检测装置，获取室内的视频图像，检测所述视频图像中是否有人摔倒，并将检测结果发送至第四处理器；
第四处理器，用于接收来自控制单元的第二指令，并根据第二指令控制第一启闭装置、第二启闭装置、雨水传感器、光照强度传感器、第一振动传感器、第二振动传感器、火灾检测装置和摔倒检测装置；以及在检测到有人通过窗户和房门侵入、室内发生火灾、室内有人摔倒时，生成警情信息，并将警情信息发送至控制单元。
所述火灾检测装置检测室内是否发生火灾的方法为：
检测室内的温度和烟雾，并生成室内温度和烟雾分布图；
检测室内温度和烟雾分布图中是否有温度超过第二阈值的点，若有温度超过第二阈值的点，则检测距离该点第三门阈值的区域内是否有烟雾；若距离该点第三门阈值的区域内检测到有烟雾，则认为发生火灾。
所述控制单元根据室内人员的生理参数生成调节室内环境的第一指令时：
若室内只有一个人，则根据该人员的生理参数生成第一指令；
若室内有至少两个人时，则判断室内人员的优先级，并根据优先级最高的人员的生理参数生成第一指令。
室内人员的优先级排序从高到低为年龄小于第四阈值的人员、年龄大于第五阈值的人员、年龄位于第四阈值和第五阈值之间的人员。
所述报警单元进行报警时向小区的安保系统、公安报警系统以及预设的终端发送报警信息。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中根据室内人员的生理参数调节室内环境，可以提高室内人员的舒适度；
（2）本发明中根据室内人员情况以及时间段来调节布防等级，如在白天室内有人时降低按布防等级，可以减少相关设备的工作时间，延时其使用寿命，以及节约能源等；
（3）本发明中在检测室内是否有人时采用多种检测手段，提高了检测的精确度；
（4）本发明中的安防单元能够实现门窗、窗帘的自动开启或关闭，以及火灾、室内人员摔倒的检测；
（5）本发明中根据室内人员的生理参数调节室内环境时，为不同人员设置优先级，由于小孩、和老人的抵抗力低于成人，因而先满足小孩和老人的需求；
（6）本发明中报警单元进行报警时向小区的安保系统、公安报警系统以及预设的终端发送报警信息，可以实现对紧急情况的快速反应。
附图说明
图1为本发明中智慧家庭系统的一个实施例的结构框图；
图2为本发明中电梯控制单元的一个实施例的结构框图；
图3为本发明中人员环境检测单元的一个实施例的结构框图；
图4为本发明中人员环境调节单元的一个实施例的结构框图；
图5为本发明中人员安防单元单元的一个实施例的结构框图；
图6为本发明中检测室内是否发生火灾的一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种智慧家庭系统，包括控制单元、人员检测单元、环境检测单元、健康检测单元、环境调节单元、安防单元、报警单元和通信单元；控制单元、人员检测单元、环境检测单元、健康检测单元、环境调节单元、安防单元和报警单元均与通信单元连接。
如图2所示，所述人员检测单元，用于定期检测室内是否有人，并将得到的第一检测结果发送至控制单元。所述人员检测单元包括第一处理器、视频识别单元、红外识别单元和超声波识别单元，第一处理器分别与视频识别单元、红外识别单元和超声波识别单元通信连接，第一处理器还与控制单元通信连接。
所述视频识别单元，用于获取室内的视频图像，并根据所述视频图像检测室内是否有人。具体的检测方法有检测所述视频图像中是否存在人脸图像或人体头部图像。
所述红外识别单元，用于对室内进行红外扫描获取室内的红外图像，并根据所述红外图像检测室内是否有人。
所述超声波识别单元，用于发出超声波，并接收返回的超声波，并根据返回的超声波检测室内是否有人。
所述第一处理器，用于获取视频识别单元、红外识别单元和超声波识别单元的检测结果，当视频识别单元、红外识别单元和超声波识别单元至少有两种检测到室内有人时，则认为室内有人，否则认为室内无人，然后生成第一检测结果。
如图3所示，所述环境检测单元，用于实时检测室内环境参数，并将得到的第二检测结果发送至控制单元。所述环境检测单元包括第二处理器、温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、一氧化碳传感器、氧气浓度传感器、甲醛传感器、苯传感器、氨气传感器和氡气传感器，第二处理器分别与温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、一氧化碳传感器、氧气浓度传感器、甲醛传感器、苯传感器、氨气传感器和氡气传感器通信连接。环境检测单元中设有多种传感器，实现了对室内的多种环境参数进行检测。
所述健康检测单元，用于通过位于人体上的智能穿戴设备检测人体的生理参数，生理参数包括心率、体温、血压等中的至少一种，并将得到的第三检测结果发送至控制单元。
所述健康检测单元包括智能手表、智能衣服、智能鞋和智能帽子中的一种或多种，智能手表、智能衣服、智能鞋和智能帽子与控制单元通信连接。
如图4所示，环境调节单元，用于接收来自控制单元的第一指令，并根据第一指令调节室内环境。所述环境调节单元包括第三处理器、新风机、制氧机、加湿器、除湿器和空调，第三处理器分别与新风机、制氧机、加湿器、除湿器和空调通信连接。
如图5所示，安防单元，用于根据接收来自控制单元的第二指令，并根据第二指令调节布防等级；以及根据布防等级进行安防检测，并将得到的第四检测结果发送至控制单元。
所述安防单元包括第四处理器、第一启闭装置、第二启闭装置、第三启闭装置、雨水传感器、光照强度传感器、第一振动传感器、第二振动传感器、火灾检测装置和摔倒检测装置。
第一启闭装置，设置在窗户内侧，用于根据来自第四处理器的指令控制窗户的开启或关闭；第二启闭装置，设置在窗帘上，用于根据来自第四处理器的指令控制窗帘的展开或收缩；第三启闭装置，设置在房门内侧，用于根据来自第四处理器的指令控制房门的开启或关闭；雨水传感器，设置在窗户，用于检测是否有雨水落在窗户外侧，并将检测结果发送至第四处理器；光照强度传感器，设置在窗户内侧，用于检测透过窗户的光的照射强度，并将检测结果发送至第四处理器；第一振动传感器，设置在窗户内侧，用于检测是否有人通过窗户侵入，并将检测结果发送至第四处理器；第二振动传感器，设置在房门内侧，用于检测是否有人通过房门侵入，并将检测结果发送至第四处理器；火灾检测装置，用于检测室内的温度和烟雾，并根据室内的温度和烟雾判断是否发生火灾，并将检测结果发送至第四处理器；摔倒检测装置，获取室内的视频图像，检测所述视频图像中是否有人摔倒，并将检测结果发送至第四处理器；第四处理器，用于接收来自控制单元的第二指令，并根据第二指令控制第一启闭装置、第二启闭装置、雨水传感器、光照强度传感器、振动传感器、火灾检测装置和摔倒检测装置；以及在检测到有人通过窗户和房门侵入、室内发生火灾、室内有人摔倒时，生成警情信息，并将警情信息发送至控制单元。
当检测到窗户上有雨水时，控制第一启闭装置关闭窗户；当检测到光照强度大于设定值时，控制第二启闭装置展开窗帘；在检测到室内无人时，控制单元向安防单元发出信息，控制第三启闭装置关闭房门，以及控制第一启闭装置关闭窗户。第一振动传感器和第二振动传感器在检测是否有人侵入时，当检测到来自窗户外侧或房门外侧的作用力大于阈值时，则认为有人侵入。
所述安防单元的布防等级包括普通等级和重要等级，普通等级下启动工作的设备可由用户自行设定，重要等级下，安防单元的所有设备全部工作。
在一个实施例中：在布防等级设置为普通等级时，第四处理器、第一启闭装置、第二启闭装置、雨水传感器和光照强度传感器工作，第三启闭装置、振动传感器、火灾检测装置和摔倒检测装置关闭；在布防等级设置为重要等级时，第四处理器、第一启闭装置、第二启闭装置、第三启闭装置、雨水传感器、光照强度传感器、振动传感器、火灾检测装置和摔倒检测装置全部工作。
如图6所示，所述火灾检测装置检测室内是否发生火灾的方法为：
检测室内的温度和烟雾，并生成室内温度和烟雾分布图；
检测室内温度和烟雾分布图中是否有温度超过第二阈值的点，若有温度超过第二阈值的点，则检测距离该点第三阈值的区域内是否有烟雾；若距离该点第三阈值的区域内检测到有烟雾，则认为发生火灾。
所述摔倒检测装置在进行摔倒检测时，只有人员倒下时间超过第六阈值时仍未起来才将检测结果发送至第四处理器。摔倒检测的方法为：获取实时视频图像，计算相隔多帧的两幅图像中人员的面积之差，当面积之差大于设定值时认为有人摔倒。
所述报警单元，用于接收来自控制单元的第三指令，并根据第三指令进行报警。所述报警单元包括设置在室内的声光报警器；在检测到有人通过窗户和房门侵入时，声光报警器进行报警，可以吓阻侵入人员；此外，在黑暗环境（如夜晚）下，也能更容易提醒室内的主人。
所述报警单元进行报警时向小区的安保系统、公安报警系统以及预设的终端发送报警信息。
所述控制单元，用于根据室内人员的生理参数生成调节室内环境的第一指令；根据室内是否有人以及时间段生成调节布防等级的第二指令；在室内人员的生理参数超过第一阈值或接收到安防单元发送过来的警情信息时生成含有报警内容的第三指令。
所述控制单元存储有每个生理参数对应的环境参数，进行室内环境调节时，即将室内环境参数调节为与优先级最高的人员的生理参数对应的环境参数。
所述控制单元根据室内人员的生理参数生成调节室内环境的第一指令时：
若室内只有一个人，则根据该人员的生理参数生成第一指令；
若室内有至少两个人时，则判断室内人员的优先级，并根据优先级最高的人员的生理参数生成第一指令。
室内人员的优先级排序从高到低为年龄小于第四阈值的人员、年龄大于第五阈值的人员、年龄位于第四阈值和第五阈值之间的人员。人员年龄的判断方法为，获取到的人员的人脸图像或头部图像与预存的图像进行匹配，当匹配度大于第七阈值时，则认为两者一样，该预存图像对应的人的年龄信息即为该人员的年龄信息。
当室内优先级最高的阶段有多个人员时，将生理参数与正常值相差最大的人员的优先级设为最高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种智慧家庭系统，其特征在于，包括控制单元、人员检测单元、环境检测单元、健康检测单元、环境调节单元、安防单元、报警单元和通信单元；
人员检测单元，用于定期检测室内是否有人，并将得到的第一检测结果发送至控制单元；
环境检测单元，用于实时检测室内环境参数，并将得到的第二检测结果发送至控制单元；
健康检测单元，用于通过位于人体上的智能穿戴设备检测人体的生理参数，并将得到的第三检测结果发送至控制单元；
环境调节单元，用于接收来自控制单元的第一指令，并根据第一指令调节室内环境；
安防单元，用于根据接收来自控制单元的第二指令，并根据第二指令调节布防等级；以及根据布防等级进行安防检测，并将得到的第四检测结果发送至控制单元；
报警单元，用于接收来自控制单元的第三指令，并根据第三指令进行报警；
控制单元，用于根据室内人员的生理参数生成调节室内环境的第一指令；根据室内是否有人以及时间段生成调节布防等级的第二指令；在室内人员的生理参数超过第一阈值或接收到安防单元发送过来的警情信息时生成含有报警内容的第三指令。
2.根据权利要求1所述的一种智慧家庭系统，其特征在于：所述人员检测单元包括：
视频识别单元，用于获取室内的视频图像，并根据所述视频图像检测室内是否有人；
红外识别单元，用于对室内进行红外扫描获取室内的红外图像，并根据所述红外图像检测室内是否有人；
超声波识别单元，用于发出超声波，并接收返回的超声波，并根据返回的超声波检测室内是否有人；
第一处理器，用于获取视频识别单元、红外识别单元和超声波识别单元的检测结果，当视频识别单元、红外识别单元和超声波识别单元至少有两种检测到室内有人时，则认为室内有人，否则认为室内无人，然后生成第一检测结果。
3.根据权利要求1所述的一种智慧家庭系统，其特征在于：所述环境检测单元包括第二处理器、温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、一氧化碳传感器、氧气浓度传感器、甲醛传感器、苯传感器、氨气传感器和氡气传感器，第二处理器分别与温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、一氧化碳传感器、氧气浓度传感器、甲醛传感器、苯传感器、氨气传感器和氡气传感器通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种智慧家庭系统，其特征在于：所述健康检测单元包括智能手表、智能衣服、智能鞋和智能帽子中的一种或多种，智能手表、智能衣服、智能鞋和智能帽子与控制单元通信连接。
5.根据权利要求1所述的一种智慧家庭系统，其特征在于：所述环境调节单元包括第三处理器、新风机、制氧机、加湿器、除湿器和空调，第三处理器分别与新风机、制氧机、加湿器、除湿器和空调通信连接。
6.根据权利要求1所述的一种智慧家庭系统，其特征在于：所述安防单元包括第四处理器、第一启闭装置、第二启闭装置、第三启闭装置、雨水传感器、光照强度传感器、第一振动传感器、第二振动传感器、火灾检测装置和摔倒检测装置；
第一启闭装置，设置在窗户内侧，用于根据来自第四处理器的指令控制窗户的开启或关闭；
第二启闭装置，设置在窗帘上，用于根据来自第四处理器的指令控制窗帘的展开或收缩；
第三启闭装置，设置在房门内侧，用于根据来自第四处理器的指令控制房门的开启或关闭；
雨水传感器，设置在窗户，用于检测是否有雨水落在窗户外侧，并将检测结果发送至第四处理器；
光照强度传感器，设置在窗户内侧，用于检测透过窗户的光的照射强度，并将检测结果发送至第四处理器；
第一振动传感器，设置在窗户内侧，用于检测是否有人通过窗户侵入，并将检测结果发送至第四处理器；
第二振动传感器，设置在房门内侧，用于检测是否有人通过房门侵入，并将检测结果发送至第四处理器；
火灾检测装置，用于检测室内的温度和烟雾，并根据室内的温度和烟雾判断是否发生火灾，并将检测结果发送至第四处理器；
摔倒检测装置，获取室内的视频图像，检测所述视频图像中是否有人摔倒，并将检测结果发送至第四处理器；
第四处理器，用于接收来自控制单元的第二指令，并根据第二指令控制第一启闭装置、第二启闭装置、雨水传感器、光照强度传感器、振动传感器、火灾检测装置和摔倒检测装置；以及在检测到有人通过窗户和房门侵入、室内发生火灾、室内有人摔倒时，生成警情信息，并将警情信息发送至控制单元。
7.根据权利要求6所述的一种智慧家庭系统，其特征在于：所述火灾检测装置检测室内是否发生火灾的方法为：
检测室内的温度和烟雾，并生成室内温度和烟雾分布图；
检测室内温度和烟雾分布图中是否有温度超过第二阈值的点，若有温度超过第二阈值的点，则检测距离该点第三门阈值的区域内是否有烟雾；若距离该点第三门阈值的区域内检测到有烟雾，则认为发生火灾。
8.根据权利要求1所述的一种智慧家庭系统，其特征在于：所述控制单元根据室内人员的生理参数生成调节室内环境的第一指令时：
若室内只有一个人，则根据该人员的生理参数生成第一指令；
若室内有至少两个人时，则判断室内人员的优先级，并根据优先级最高的人员的生理参数生成第一指令。
9.根据权利要求8所述的一种智慧家庭系统，其特征在于：室内人员的优先级排序从高到低为年龄小于第四阈值的人员、年龄大于第五阈值的人员、年龄位于第四阈值和第五阈值之间的人员。
10.根据权利要求1所述的一种智慧家庭系统，其特征在于：所述报警单元进行报警时向小区的安保系统、公安报警系统以及预设的终端发送报警信息。
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