CN106647677B - 一种智能管家系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能管家系统，所述系统至少包括数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元、应用单元和智能终端，所述数据处理单元基于通过验证模块实现信息验证的所述数据采集单元采集的包括温度数据、光照数据和图像数据完成与第一待管理对象存储于数据处理单元中预设的数据处理方案的触发，并将包含温度调节信息、光照调节信息和多媒体播放信息的触发信息反馈至所述应用单元和所述第一待管理对象的智能终端，并由所述应用单元中的各应用装置完成对触发信息或经智能终端调节后的触发信息的数据处理和动作反馈。
Description
技术领域
本发明涉及智能社区服务领域，尤其涉及一种智能管家系统。
背景技术
随着网络技术水平和数字信息技术的飞速发展以及日趋成熟，物联网技术得到了广泛的应用。而家用电器的智能化程度越来越高，将用户从繁重的家庭劳动中解放了出来。在互联网及通讯技术快速发展的前提下，智慧工厂、智慧家居、智慧城市的推进步伐得到了显著提升。如何借助互联网与智能终端的高度融合来实现对各类工业、家居、及城市领域内的智能设备提供现场或远程的管理、技术服务支持、信息交互、监控等操作和服务，正是本技术领域工作人员在不断努力追求实现的新目标。
而随着人们生活水平的不断提高，健康生活也越来越被人们所重视，而健康生活中重要的一环就是健康饮食。实际生活中，厨房中的家用电器比较多，虽然厨房电器的智能化越来越高，但各自都是独立的电器。各个电器之间各自为政，相互之间无法进行信息交流，无法实现协同工作。同时，缺少对外的信号发送渠道，只能在厨房内对电器进行管理，局限性很大。
中国专利：移动式智能管家(公开号104317199A)，公布了一种，具体涉及适宜家居的智能管家，包括可移动平台、内置于可移动平台的主控单元、WIFI模块1、GSM模块，和置于家居内的安防模块，安防模块包括红外传感器、光强传感器、烟雾报警器、温度传感器和防盗报警器；主控单元与WIFI模块1、GSM模块相连接，红外传感器、光传感器、烟雾报警器、温度传感器、光强传感器和防盗报警器内置有WIFI模块2，并通过WIFI模块2与WIFI模块1无线连接。该发明突出具有较强的兼容功能，但是不具备通过图像采集单元获取用户心情数据的功能，不能根据用户的心情信息完成多媒体的控制从而播放带有相应情绪信息的音视频文件的功能。同时，本发明的数据处理过程利用采集的原始数据进行直接的反馈判定，从而增加了系统的运算量，不利于数据的快速处理和反馈。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供了一种智能管家系统，所述系统至少包括数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元、应用单元和智能终端，所述数据处理单元将通过验证模块实现信息验证的所述数据采集单元采集的温度数据、光照数据和图像数据经数据分析模块实现数据分类并储存于对应类别采集数据库并完成对各类采集数据对应触发数据的提取和对触发数据的标注；所述数据处理单元基于所述触发数据和/或标注信息实现与储存于应用数据库中的各类预设方案数据库的预触发，并在预触发成功的基础上由所述数据处理单元基于包含数字的所述触发数据和/或包含颜色信息和/或文字信息的标注信息实现储存于对应采集数据库中的采集数据与第一待管理对象存储于应用数据库中预设的数据处理方案的调用，并由所述数据分析模块实现对成功调出的采集数据和预设数据处理方案进行匹配和/或精确触发；并由所述数据处理单元将包含温度调节信息、光照调节信息和多媒体播放信息的触发信息反馈至所述应用单元和所述第一待管理对象的智能终端，并由所述应用单元中的各应用装置完成对触发信息或经智能终端调节后的触发信息的数据处理和动作反馈。
所述智能管家系统通过预触发和精确触发两种触发方式大大降低了系统在计算过程的计算量，通过触发数据和/或标注信息实现了采集数据与预设的数据处理方案的初步触发，避免了大量采集数据与预设的所有数据处理方案的对比计算过程，仅需根据提取出的触发数据和/或标注信息即可初步确定采集数据所对应的预设的数据处理方案，缩小了采集数据进行精确触发的触发范围，大大的减小了计算量。
根据一个优选的实施方式，该智能管家系统所包括的数据采集单元可以由传感器、传感器组件、放大电路、A/D转换电路和单片机等构成，它们与数据传输单元、数据处理单元和应用单元相互连接，并可将数据发送至智能终端。
根据一个优选的实施方式，数据处理单元可通过验证模块来实现信息验证。数据采集单元也可以称为数据收集器，可以是内置的，也可以是外置的；它例如可采集温度数据、光照数据和/或图像数据等。数据采集单元也可以接收来自其他系统的传感数据。
根据一个优选的实施方式，温度数据、光照数据和图像数据可经数据分析模块实现数据分类。分类后的各种数据可储存于对应类别采集数据库。在对各类采集数据对应触发数据的提取时，所提取出的触发数据可以是一系列渐变温度或光照数据的末端采集值或当前实时值；亦可以是一系列波动变化温度或光照数据的平均值，所述触发数据可以是人脸几何特征信息，例如可以是眼、鼻、嘴等的形状和它们之间的几何关系值(如相互之间的距离)。在对触发数据进行标注时，可以通过颜色信息和/或文字信息对所述触发数据的类别进行标注。例如，可以通过红色表示温度信息、橙色表示光照信息、绿色表示图像数据信息。同时，也可以使用文字直接描述触发数据的类别信息。所述智能管家系统还包括有用于验证采集数据真实性的验证模块，所述验证模块通过温度验证传感器、光照强度验证传感器、图像验证传感器和/或设置于应用单元中的应用装置中的传感器和/或所述智能终端实现对数据采集单元采集的温度数据、光照数据和图像数据信息的验证，并将经过验证的数据信息经所述数据传输单元发送至所述数据处理单元完成数据处理。
根据一个优选的实施方式，所述预触发至少包括分类触发和/或分段触发；
所述分类触发包括通过所述数据分析模块基于所述触发数据的包含颜色信息和/或文字信息的标注信息实现对应预设方案数据库的类别识别过程，所述类别识别过程为当所述触发数据的标注信息属于所述预设方案库的类别中的至少一种时，成功实现类别识别过程；所述标注信息包含通过颜色信息和/或文字信息；所述颜色信息即是通过不同的颜色类别对应不同触发数据的种类，所述文字信息即是通过不同的文字描述对应不同的触发数据种类；
所述分段触发包括通过所述数据分析模块基于包含数字的所述触发数据实现对应预设方案数据库的范围识别过程；所述范围识别过程为当所述触发数据包含于所述预设方案数据库中储存的至少一项预设方案的范围时，即成功实现范围识别。
根据一个优选的实施方式，所述预设的数据处理方案包括温度触发方案、光照触发方案和图像触发方案，其中，所述温度触发方案包括：当设定位置在设定时间内温度大于28度小于40度时控制温度调节装置对设定位置进行温度调节，当温度调节至28度或28度以下时，则停止工作或处于温度维持的工作状态；
当设定位置在设定时间内温度小于18度时控制温度调节装置对设定位置进行温度调节，当温度调节至18度或18度以上时，则停止工作或处于温度维持的工作状态；
当设定位置的温度大于40度时通过应用单元的报警装置进行安全报警，并将所述设定位置的温度信息以紧急信息的方式发送至第一待管理对象的智能终端。
根据一个优选的实施方式，所述光照触发方案包括：当设定位置在预设时间的光照强度小于设定阈值时向应用单元发送打开该位置的一个或多个照明装置的命令，并将所述命令信息发送至智能终端储存；
和当设定位置在预设时间的光照强度大于设定阈值时向应用单元发送关闭该位置的一个或多个照明装置的命令，并将所述命令信息发送至智能终端储存。
根据一个优选的实施方式，所述预设的图像触发方案是根据图像传感器采集的人体面部表情图像信息进行对室内多媒体设备进行控制的指令，其中，所述预设的图像触发方案包括：
当图像传感器从设定位置采集的人体面部表情为积极情绪时向应用单元发送打开多媒体设备并随机播放新闻资讯或音乐的命令，并将所述命令信息发送至智能终端储存；
当图像传感器从设定位置采集的人体面部表情为消极情绪时向应用单元发送打开多媒体设备并播放带有积极感情色彩的视频或音乐的命令，并将所述命令信息发送至智能终端储存；
和当所述图像传感器在所述第一待管理对象设定位置采集的人脸信息为陌生人面部信息时，所述数据处理单元将采集的陌生人面部信息以紧急信息的方式发送至所述第一待管理对象的智能终端，由所述第一待管理对象进行验证。
根据一个优选的实施方式，所述以紧急信息的方式发送为将信息发送至所述第一待管理对象的智能终端，并通过预设的声音信息和/或振动信息提醒所述第一待管理对象。
根据一个优选的实施方式，所述数据采集单元用于采集第一待管理对象设定范围的温度、光强和图像信息，并与数据传输单元相连，所述数据采集单元将采集的数据信息通过数据传输单元以有线和/或无线的方式将数据传输至数据处理单元；所述数据处理单元用于处理接受的数据信息，并将处理后的反馈信息发送至应用单元和第一待管理对象的智能终端；
所述数据采集单元包括传感模块、放大电路、A/D转换电路和单片机，所述传感模块将采集数据经放大电路传输至A/D转换电路，并由所述A/D转换电路将采集数据发送至单片机；所述传感模块包括温度传感器(112)、光强传感器和图像传感器。
根据一个优选的实施方式，所述温度传感器用于采集第一待管理对象设定位置的温度信息，并将所述温度信息发送至放大电路；
所述光强传感器用于采集第一待管理对象设定位置的光照信息，并将所述光照信息发送至放大电路；
所述图像传感器用于采集第一待管理对象设置位置的图像信息，并将所述图像信息发送至放大电路，所述放大电路将接受的温度信息、光照信息和图像信息经A/D转换电路发送至单片机。
根据一个优选的实施方式，所述单片机将接受的温度信息、光照信息和图像信息进行分类通过数据传输单元以有线和/或无线的方式将初步处理后的温度信息、光照信息和图像信息发送至数据处理单元；
数据处理单元将接受的数据发送至数据分析模块，所述数据分析模块基于预设于应用数据库中的数据处理方案完成数据处理，并将数据处理信息以有线和/或无线的方式反馈至应用单元和至第一待管理对象的智能终端；
所述智能终端基于第一待管理对象的操作实现应用单元的数据调整，从而实现所述应用单元个性化作业。
附图说明
图1是本发明的智能管家系统的架构图；和
图2是本发明的数据采集单元的结构图。
附图标记
101：数据采集单元 102：数据传输单元 103：数据处理单元
104：应用单元 105：智能终端 106：传感模块
107：放大电路 108：A/D转换电路 109：单片机
110：数据分析模块 111：应用数据库 112：温度传感器
113：光强传感器 114：图像传感器 115：烟雾传感器
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种智能管家系统，所述系统至少包括数据采集单元101、数据传输单元102、数据处理单元103、应用单元104和智能终端105。所述数据采集单元101用于采集第一待管理对象设定范围或位置的温度、光强、图像和烟雾浓度等信息，所述数据采集单元101与数据传输单元102相连。数据采集单元101将采集的数据信息通过数据传输单元102以有线和/或无线的方式将数据传输至数据处理单元103。所述数据处理单元103用于处理接受的数据信息，并将处理后的反馈信息发送至应用单元104和第一待管理对象的智能终端105。
如图2所示，所述数据采集单元101包括传感模块106、放大电路107、A/D转换电路108和单片机109。所述传感模块106包括温度传感器112、光强传感器113、图像传感器114和烟雾传感器115。所述温度传感器112用于采集第一待管理对象设定位置的温度信息，并将所述温度信息发送至放大电路107。所述光强传感器113用于采集第一待管理对象设定位置的光照信息，并将所述光照信息发送至放大电路107。所述图像传感器114用于采集第一待管理对象设置位置的图像信息，并将所述图像信息发送至放大电路107。所述烟雾传感器115用于采集第一待管理对象设定位置的烟雾信息，并将所述烟雾信息发送至放大电路107。所述放大电路107将接受的温度信息数据、光照信息数据、图像信息数据和烟雾信息数据经A/D转换电路108发送至单片机109。所述单片机109将接受的温度信息、光照信息、图像信息和烟雾信息进行分类通过数据传输单元102以有线和/或无线的方式将初步处理后的温度信息、光照信息、图像信息和烟雾信息发送至数据处理单元103。数据处理单元103将接受的数据发送至数据分析模块110。所述数据分析模块110基于预设于应用数据库111中的数据处理方案完成数据触发及数据处理，并将数据处理信息或触发结果以有线和/或无线的方式反馈至应用单元104和第一待管理对象的智能终端105。所述智能终端105还可以基于第一待管理对象的操作实现应用单元104的数据调整从而实现个性化作业。根据一个优选的实施方式，所述应用单元104包括用于调节温度的控温装置、用于调节光照的照明装置、用于发出警报信息的报警装置以及多媒体装置等。
根据一个优选的实施方式，所述智能管家系统还包括有用于验证采集数据真实性的验证模块，所述验证模块通过温度验证传感器、光照强度验证传感器、图像验证传感器和/或设置于应用单元104中的应用装置中的传感器和/或所述智能终端105实现对数据采集单元101采集的温度数据、光照数据和图像数据信息的验证，并将经过验证的数据信息经所述数据传输单元102发送至所述数据处理单元103完成数据处理。
根据一个优选的实施方式，所述数据处理单元103将通过验证模块实现信息验证的所述数据采集单元101采集的温度数据、光照数据和图像数据经数据分析模块110实现数据分类并储存于对应类别采集数据库。并完成对各类采集数据对应触发数据的提取和对触发数据的标注。所述触发数据的提取过程包括对采集的大量数据进行处理并提取出系统需要的数据，例如，所述触发数据可以是一系列渐变温度或光照数据的末端采集值或当前实时值；亦可以是一系列波动变化温度或光照数据的平均值，所述触发数据可以是人脸几何特征信息，例如可以是眼、鼻、嘴等的形状和它们之间的几何关系值(如相互之间的距离)。所述对触发数据的标注过程为对所述触发数据的类别进行标注。例如，可以通过颜色信息和/或文字信息对所述触发数据的类别进行标注。例如，可以通过红色表示温度信息、橙色表示光照信息、绿色表示图像数据信息。同时，也可以使用文字直接描述触发数据的类别信息。
所述数据处理单元103基于所述触发数据和/或标注信息实现与储存于应用数据库111中的各类预设方案数据库的预触发。所述预触发至少包括分类触发和/或分段触发。所述分类触发包括通过所述数据分析模块110基于所述触发数据的包含颜色信息和/或文字信息的标注信息实现对应预设方案数据库的类别识别过程。所述类别识别过程为当所述触发数据的标注信息满足属于所述预设方案库的类别中的至少一种时，成功实现类别识别过程。根据一个优选的实施方式，所述标注信息包含通过颜色信息和/或文字信息，所述颜色信息即是通过不同的颜色类别对应不同触发数据的种类，所述文字信息即是通过不同的文字描述对应不同的触发数据种类。所述分段触发包括通过所述数据分析模块110基于包含数字的所述触发数据实现对应预设方案数据库的范围识别过程。所述范围识别过程为当所述触发数据包含于所述预设方案数据库中储存的至少一项预设方案的范围时，即成功实现范围识别。
所述智能管家系统在预触发成功的基础上由所述数据处理单元103基于包含数字的所述触发数据和/或包含颜色信息和/或文字信息的标注信息实现储存于对应采集数据库中的采集数据与第一待管理对象存储于应用数据库111中预设的数据处理方案的调用，并由所述数据分析模块110实现对成功调出的采集数据和预设数据处理方案进行匹配和/或精确触发。
所述智能管家系统通过预触发和精确触发两种触发方式大大降低了系统在计算过程的计算量，通过触发数据和/或标注信息实现了采集数据与预设的数据处理方案的初步触发，避免了大量采集数据与预设的所有数据处理方案的对比计算过程，仅需根据提取出的触发数据和/或标注信息即可初步确定采集数据所对应的预设的数据处理方案，缩小了采集数据进行精确触发的触发范围，大大的减小了计算量。
所述智能管家系统通过所述数据处理单元103将包含温度调节信息、光照调节信息和多媒体播放信息的触发信息反馈至所述应用单元104和所述第一待管理对象的智能终端105，并由所述应用单元104中的各应用装置完成对触发信息或经智能终端105调节后的触发信息的数据处理和动作反馈。
根据一个优选的实施方式，所述温度传感器112将采集的第一待管理对象设定位置的温度信息发送至放大电路107。所述放大电路107将接受的温度信息经A/D转换电路108发送至单片机109。所述单片机109将接受的温度信息进行分类统计发送至验证模块进行验证。所述验证模块在验证通过的情况下经数据传输单元102以有线和/或无线的方式将初步处理后的温度信息发送至数据处理单元103。数据处理单元103将接受的数据发送至数据分析模块110。所述数据分析模块110基于预设于应用数据库111中的数据处理方案完成包括数据的预触发和精确触发的数据处理，并将数据处理信息以有线和/或无线的方式反馈至应用单元104和第一待管理对象的智能终端105。温度触发方案包括：当设定位置在设定时间内温度大于28度小于40度时控制温度调节装置对设定位置进行温度调节，当温度调节至28度或28度以下时，则停止工作或处于温度维持的工作状态。当设定位置在设定时间内温度小于18度时控制温度调节装置对设定位置进行温度调节，当温度调节至18度或18度以上时，则停止工作或处于温度维持的工作状态。当设定位置的温度大于40度时通过应用单元104的报警装置进行安全报警，并将所述设定位置的温度信息以紧急信息的方式发送至第一待管理对象的智能终端105。所述以紧急信息的方式发送为将信息发送至所述第一待管理对象的智能终端105，并通过预设的声音信息和/或振动信息提醒所述第一待管理对象。所述数据处理单元103还可以将包含温度数据的警报信息以与社区三维楼宇模型相关的数据方式发送至第二待管理对象。前述第一待管理对象可以是某小区业主，所述第二待管理对象可以是所述业主邻居或者物业管理者。同时，第一待管理对象可以基于自身需求通过智能终端105控制温度调节装置的工作状态。
根据一个优选的实施方式，所述光强传感器113将采集的第一待管理对象设定位置的光照信息发送至放大电路107。所述放大电路107将接受的光照信息经A/D转换电路108发送至单片机109。所述单片机109将接受的光照信息进行分类统计发送至验证模块进行验证。所述验证模块在验证通过的情况下经数据传输单元102以有线和/或无线的方式将初步处理后的光照信息发送至数据处理单元103。数据处理单元103将接受的数据发送至数据分析模块110。所述数据分析模块110基于预设于应用数据库111中的数据处理方案完成包括数据的预触发和精确触发的数据处理，并将数据处理信息以有线和/或无线的方式反馈至应用单元104和第一待管理对象的智能终端105。所述预设的数据处理方案可以是当设定位置在预设时间的光照强度小于设定阈值时向应用单元104发送打开该位置的一个或多个照明装置的命令，并将所述命令信息发送至智能终端105储存。和当设定位置在预设时间的光照强度大于设定阈值时向应用单元104发送关闭该位置的一个或多个照明装置的命令，并将所述命令信息发送至智能终端105储存。同时第一待管理对象可以基于自身需求通过智能终端105控制照明装置的工作状态。
根据一个优选的实施方式，所述图像传感器113将采集的第一待管理对象设定位置的图像信息发送至放大电路107。所述放大电路107将接受的图像信息经A/D转换电路108发送至单片机109。所述单片机109将接受的图像信息进行分类统计发送至验证模块进行验证。所述验证模块在验证通过的情况下经数据传输单元102以有线和/或无线的方式将初步处理后的图像信息发送至数据处理单元103。数据处理单元103将接受的数据发送至数据分析模块110。所述数据分析模块110基于预设于应用数据库111中的数据处理方案完成包括数据的预触发和精确触发的数据处理，并将数据处理信息以有线和/或无线的方式反馈至应用单元104和第一待管理对象的智能终端105。所述预设的数据处理方案可以是根据图像传感器114采集的人体面部表情图像信息进行对室内多媒体设备进行控制的指令。例如，当图像传感器从设定位置采集的人体面部表情为积极情绪时向应用单元104发送打开多媒体设备并随机播放新闻资讯或音乐的命令，并将所述命令信息发送至智能终端105储存。和当图像传感器从设定位置采集的人体面部表情为消极情绪时向应用单元104发送打开多媒体设备并播放带有积极感情色彩的视频或音乐的命令，并将所述命令信息发送至智能终端105储存。和当所述图像传感器114在所述第一待管理对象设定位置采集的人脸信息为陌生人面部信息时，所述数据处理单元103将采集的陌生人面部信息以紧急信息的方式发送至所述第一待管理对象的智能终端105，由所述第一待管理对象进行验证。所述以紧急信息的方式发送为将信息发送至所述第一待管理对象的智能终端105，并通过预设的声音信息和/或振动信息提醒所述第一待管理对象。同时第一待管理对象可以基于自身需求通过智能终端105控制多媒体装置的工作状态。同时，所述数据处理单元103还可以将包含陌生人面部信息数据的警报信息以与社区三维楼宇模型相关的数据方式发送至第二待管理对象。前述第一待管理对象可以是某小区业主，所述第二待管理对象可以是所述业主邻居或者物业管理者。
根据一个优选实施方式，所述图像传感器114通过监测用户的面部的微表情，并将该表情信息发送至单片机109分析得到用户的情绪类别。此方式主要适用于具有面部微表情的人类。通过对用户的微表情进行数据分析得知用户的情绪属于积极情绪或消极情绪。微表情至少能够表达高兴、伤心、害怕、愤怒、厌恶、惊讶和轻蔑等情绪。高兴、惊讶属于积极情绪，伤心、害怕、愤怒、厌恶和轻蔑属于消极情绪。微表情还能表达思念、平静的情绪。例如，高兴的面部动作包括：嘴角翘起，面颊上抬起皱，眼睑收缩，眼睛尾部会形成“鱼尾纹”；伤心的面部动作包括：眯眼，眉毛收紧，嘴角下拉，下巴抬起或收紧；害怕的面部动作包括：嘴巴和眼睛张开，眉毛上扬，鼻孔张大；愤怒的面部动作包括：眉毛下垂，前额紧皱，眼睑和嘴唇紧张；厌恶的面部动作包括：嗤鼻，上嘴唇上抬，眉毛下垂，眯眼；惊讶的面部动作包括：下颚下垂，嘴唇和嘴巴放松，眼睛张大，眼睑和眉毛微抬；轻蔑的面部动作包括：嘴角一侧抬起，作讥笑或得意笑状。
根据一个优选的实施方式，所述智能管家系统根据采集的图像信息进行人脸识别的方法包括：几何特征的人脸识别方法：几何特征可以是眼、鼻、嘴等的形状和它们之间的几何关系(如相互之间的距离)。这些算法识别速度快，需要的内存小，但识别率较低。基于特征脸(PCA)的人脸识别方法：特征脸方法是基于KL变换的人脸识别方法，KL变换是图像压缩的一种最优正交变换。高维的图像空间经过KL变换后得到一组新的正交基，保留其中重要的正交基，由这些基可以张成低维线性空间。如果假设人脸在这些低维线性空间的投影具有可分性，就可以将这些投影用作识别的特征矢量，这就是特征脸方法的基本思想。神经网络的人脸识别方法：神经网络的输入可以是降低分辨率的人脸图像、局部区域的自相关函数、局部纹理的二阶矩等。弹性图匹配的人脸识别方法：弹性图匹配法在二维的空间中定义了一种对于通常的人脸变形具有一定的不变性的距离，并采用属性拓扑图来代表人脸，拓扑图的任一顶点均包含一特征向量，用来记录人脸在该顶点位置附近的信息。线段Hausdorff距离(LHD)的人脸识别方法：心理学的研究表明，人类在识别轮廓图(比如漫画)的速度和准确度上丝毫不比识别灰度图差。LHD是基于从人脸灰度图像中提取出来的线段图的，它定义的是两个线段集之间的距离，与众不同的是，LHD并不建立不同线段集之间线段的一一对应关系，因此它更能适应线段图之间的微小变化。实验结果表明，LHD在不同光照条件下和不同姿态情况下都有非常出色的表现，但是它在大表情的情况下识别效果不好。支持向量机(SVM)的人脸识别方法：支持向量机是统计模式识别领域的一个新的热点，它试图使得学习机在经验风险和泛化能力上达到一种妥协，从而提高学习机的性能。支持向量机主要解决的是一个2分类问题，它的基本思想是试图把一个低维的线性不可分的问题转化成一个高维的线性可分的问题。通常的实验结果表明SVM有较好的识别率。
根据一个优选的实施方式，所述烟雾传感器115将采集的第一待管理对象设定位置的烟雾信息发送至放大电路107。所述烟雾传感器可以离子式烟雾传感器、光电式烟雾传感器和气敏式烟雾传感器中的一种或多种。所述放大电路107将接受的烟雾信息经A/D转换电路108发送至单片机109。所述单片机109将接受的烟雾信息进行分类统计发送至验证模块进行验证。所述验证模块在验证通过的情况下经数据传输单元102以有线和/或无线的方式将初步处理后的烟雾信息发送至数据处理单元103。数据处理单元103将接受的数据发送至数据分析模块110。所述数据分析模块110基于预设于应用数据库111中的数据处理方案完成包括数据的预触发和精确触发的数据处理，并将数据处理信息以有线和/或无线的方式反馈至应用单元104和第一待管理对象的智能终端105。所述预设的数据处理方案可以是当设定位置可燃气体和/或烟雾浓度大于300ppm时通过应用单元104的报警装置进行安全报警和/或将所述设定位置的可燃气体和/或烟雾浓度信息以及对应位置的图像信息以紧急信息的方式发送至第一待管理对象的智能终端105。所述以紧急信息的方式发送为将信息发送至所述第一待管理对象的智能终端105，并通过预设的声音信息和/或振动信息提醒所述第一待管理对象。所述数据处理单元103还可以将包含可燃气体和/或烟雾浓度的警报信息以与社区三维楼宇模型相关的数据方式发送至第二待管理对象。前述第一待管理对象可以是某小区业主，所述第二待管理对象可以是所述业主邻居或者物业管理者。
根据一个优选的实施方式，所述数据处理单元103基于所述第一待管理对象对所述反馈结果进行验证的基础上将包含温度数据和图像数据的反馈信息以与社区三维楼宇模型相关的数据方式发送到至少一个第二待管对象。其中，云服务器基于所述智能终端105采集的包括第一待管理对象和至少一个第二待管理对象的以自然语言描述的空间信息以自适应方式和/或竞争方式将待管理对象实例化至所述云服务器预先建立的社区三维楼宇模型中以实现待管理对象与三维楼宇模型的位置匹配。
所述与社区三维楼宇模型相关的数据方式为将所述数据记录匹配至对应第二待管理对象的社区三维楼宇地图模型的对应位置。数据记录匹配至对应位置的模式包括：以数据记录结合以自然语言描述的在社区三维楼宇地图信中的位置信息的模式、以数据记录结合社区三维楼宇地图信息的模式和/或以数据记录结合以社区三维楼宇地图坐标的模式。
根据一个优选的实施方式，将所述数据记录匹配至对应位置过程可以是以自然语言描述对应位置信息并将该描述关联至数据记录；也可以是直接将数据记录关联至对应位置的地图中，将数据记录和地图数据作为一个整体数据进行记录；还可以是以地图信息坐标表示对应位置信息并将该坐标信息关联至数据记录。从而实现了将第一待管理对象的信息以与社区地图相结合的方式发送到至少一个第二待管理对象的智能终端。
根据一个优选的实施方式，社区三维楼宇模型地图中第一待管理对象和至少一个第二待管理对象的位置信息确认是通过如下智能系统建立的：智能系统至少包括云服务器和智能终端105。其中，云服务器用于建立社区楼宇三维模型并存储智能社区待管理对象的信息。智能终端105用于采集待管理对象的信息并将采集时间同时上传至云端数据库进行存储，智能终端105还用于显示待管理对象有关的信息。
根据一个优选实施方式，云服务器包括模型化单元和信息存储单元。其中，模型化单元用于基于社区楼宇空间信息建立三维楼宇模型，并将三维楼宇模型的空间信息标记和/或数据记录发送至信息存储单元进行存储，将与所述信息标记和/或数据记录对应的三维图形模型发送至智能终端105进行存储。优选地，模型化单元为三维数字化仪、三维建模软件、专用集成电路或单片机等。信息存储单元用于存储三维楼宇模型的空间信息标记和/或数据记录。信息存储单元还用于存储智能终端105采集的待管理对象信息以及采集时间。优选地，信息存储单元为专用集成电路或单片机等。
根据一个优选实施方式，智能终端105与所述云服务器通过有线和/或无线的方式连接。智能终端105用于采集社区待管理对象的信息，并将采集信息连同采集时间发送至云服务器进行存储。智能终端105还用于以直观方式显示待管理对象的运行状况。优选地，智能终端105为手机、电脑等智能设备。所述待管理对象可以是前述实例中的服务需求用户，也可以是服务提供用户或者社区管理人员。
根据一个优选实施方式，智能系统通过如下方式建立智能社区：
S1：智能社区内的各个建筑物是从多个预设的三维楼宇模型选出的，并向所选出的三维楼宇模型赋以自然语言描述的名称。
根据一个优选实施方式，预设的三维楼宇模型是通过如下方式建立的：由云服务器的模型化单元通过加载电子地图或智能社区的CAD图作为底图，基于该底图建立与智能社区对应的二维地图。再由模型化单元基于社区楼宇空间信息，在二维地图上完成社区楼宇三维模型的建立，并向三维楼宇模型赋以自然语言描述描述的名称。自然语言即是脱离经度纬度和海拔等专业描述的日常描述语言。例如，自然语言对A房间的定位描述为某街道某小区某楼号某层的某个房间。例如，对三维楼宇模型赋以A区2栋、XX大厦、XX广场等符合社区居民日常使用习惯的名称。优选地，模型化单元建立的二维地图仅在几何形态上对应于待管理智能社区所对应的二维地理状态。优选地，二维地图与智能社区的实际地理分布状态成比例对应。优选地，社区楼宇空间信息是通过智能终端105上传至云服务器的。社区楼宇空间信息包括楼层数目、每层楼的房间数目以及楼宇位置等信息。模型化单元基于社区楼宇位置信息，将楼宇以与社区二维地图相同比例尺的模式实例化至二维地图的对应位置，实现社区三维模型的建立。
根据一个优选实施方式，本发明构建的三维楼宇模型，包括三维楼宇外观和三维楼宇内部格局。所述三维楼宇内部格局包括房间、楼道、应急通道等建筑格局。所述三维楼宇模型包括模型数据信息和三维图形模型。所述三维图形模型提供俯视视角、透视视角、360度全方位视角查看楼宇楼层的位置信息。
根据一个优选实施方式，模型化单元将三维楼宇模型的模型数据信息发送至云服务器的信息存储单元进行存储，将与所述模型数据信息对应的三维图形模型发送至智能终端105进行存储。模型数据信息包括楼宇位置，楼宇层数以及各楼宇每层对应的房间数等信息。
根据一个优选实施方式，智能终端105在其本地存储多个尤其是所有三维模型的图像信息。当智能终端105进行楼宇空间信息查询时，云服务器响应于对楼宇信息的查询，由云服务器推送该三维楼宇模型对应的模型数据信息(如一段代码)至智能终端105。智能终端105基于模型数据信息来查询确定相应的三维楼宇模型并从本地存储的三维模型库中调取相应的三维楼宇模型，而后将其显示在智能终端105的显示器上。由此避免了从云端下载巨量的图像信息，也加速了智能终端105在本地的显示。
S2：采用自适应法来生成第一待管理对象与第一建筑物之间的第一物理关系并且凭借自然语言描述来记录所述第一物理关系。待管理对象例如是一户居民、一台自动售货机或一个管道井，也可以是一个电梯或一个垃圾箱。建筑物可以是医院、学校、工厂、居民楼或百货商场。
根据一个优选实施方式，智能终端105基于操作人员输入的针对待管理对象的自然语言描述，以自适应方式将待管理对象以图形方式嵌入到三维楼宇模型的对应位置。此时，智能终端105可基于自然语言的描述，在其读取的智能社区地图中根据“XX医院2509室”的检索条件，先利用自然语言描述搜索确定XX医院的图形位置，而后根据自然语言描述“2509室”，将其插入到三维图像中的25层位置处。如此便生成了第一待管理对象与第一建筑物之间的第一物理关系。智能终端105通过自然语言描述来记录所述第一物理关系并将所述第一物理关系发送至信息存储单元进行存储。例如，第一物理关系描述为健身器材位于健身房的101号房间、公用电话位于每栋小区的大厅、居民A位于A区二栋2509等符合社区居民日常使用习惯的描述。待管理对象为智能社区待管理的人事物。优选地，将待管理对象以图像嵌入三维楼宇模型中，该图形位置代表待管理对象所在的位置。
根据一个优选实施方式，本发明的自适应算法包括但不限于随机化算法、迫零算法，最陡下降算法，LMS算法，RLS算法以及各种盲均衡算法等。自适应算法更为优选地可以是一种基于描述的匹配算法，其根据自然语言描述将两个有限集合中的一方对象逐一匹配至另一数量与尺寸均未知的集合中的某个对象。
S3：在考虑到所述第一物理关系的前提下，采用竞争法来描述至少一个第二待管理对象与所述第一建筑物之间的第二物理关系，并且利用自然语言描述来记录所述第二物理关系。
根据一个优选实施方式，智能终端105将第一待管理对象与第一建筑物之间的第一物理关系发送至云服务器的信息存储单元进行存储。在考虑到所述第一物理关系的前提下，云服务器采用竞争法来描述至少一个第二待管理对象与所述第一建筑物之间的第二物理关系，并且利用自然语言描述来记录所述第二物理关系。即云服务器根据对待管理对象的自然语言描述的分析找出与第一待管理对象所处楼宇相同的至少一个第二待管理对象，并基于至少一个第二待管理对象的自然语言描述，自适应地将至少一个第二待管理对象嵌入到三维楼宇模型的第二对应位置。如此便生成了第二待管理对象与所述第一建筑物之间的第二物理关系。智能终端105通过自然语言描述来记录所述第二物理关系并将所述第二物理关系发送至信息存储单元进行存储。
S4：所述第一待管理对象与第一建筑物之间的物理关系是通过从所述第一待管理对象所持有的智能终端105处订阅的信息来分析得到的。该过程至少包括如下步骤：
S4.1：订阅得到的信息至少包括所述智能终端105的位置信息及信息推送时间。
根据一个优选实施方式，云服务器向所述第一待管理对象所持有的智能终端105发送订阅请求信息，请求订阅第一待管理对象的位置信息。智能终端105接收云服务器的订阅请求，将第一待管理对象移动后的位置信息和位置信息对应的停留时间信息在指定的时间发送至云服务器。本发明的位置信息是第一待管理对象能够在一个位置停留超过限定时间的位置信息。限定时间可以是预先设定的。例如，限定时间可以是0.5个小时、1个小时、2个小时或者更长的时间。
根据一个优选的实施方式，所述订阅包括电子订阅和实物订阅。例如，所述实物订阅涉及包括订阅用户、地址、订阅时间、每天推送时间等信息。所述第一待管理对象可以基于每天该订阅的推送时间来设置一个或多个地址信息。即是，订阅的实物提供单位基于不同送货时间送至第一待管理对象设置的不同位置。所述不同的位置信息可以是待管理对象的居住位置、工作位置、休闲娱乐位置等。
S4.2：通过分析订阅得到的位置信息及信息推送时间来计算所述第一待管理对象物理关系最为紧密的至少两个建筑物内部位置。
根据一个优选实施方式，云服务器根据订阅得到的第一待管理对象在第一建筑物内的位置信息、停留时间信息以及信息推送时间，选择第一待管理对象在第一建筑物内停留的位置信息和停留时间信息，得到与第一待管理对象物理关系最为紧密的至少两个建筑物内部位置。例如，第一待管理对象在第一建筑物内的A房间位置出现的频率最多，并且在第一建筑物内的B房间每次停留的时间最长。则A房间和B房间是与第一待管理对象物理关系最为紧密的两个建筑物的内部位置。
S4.3：所述第一待管理对象的至少两个建筑物内部位置是以图形方式嵌入三维楼宇模型中的。
根据一个优选实施方式，第一待管理对象的至少两个建筑物内部位置可以以图形方式嵌入三维楼宇模型中。图形包括几何图形和彩色图片。图形包括二维图形和三维图形。二维图形可以是简单的几何图形、标志图形和二维彩色图片。三维图形包括视觉感受到三维空间图形的图形和彩色的三维图形。优选地，图形可以是与第一待管理对象存在一一对应的映射关系的唯一图形，也可以是与建筑内的位置存在对应关系的唯一图形。或者，图形还可以是表示某种场所的标志性图形。
例如，与第一待管理对象存在映射关系的图形嵌入与其物理关系紧密的第一建筑物的三维楼宇模型中的至少两个内部位置。当智能终端105向云服务器端请求查看整栋建筑物的管理对象的分布情况的时候，云服务器响应智能终端105的请求，将指定建筑物内的各个室内位置的数据发送至智能终端105的三维楼宇模型中。则在指定建筑物内的所有管理对象的图形显示在三维楼宇模型的对应位置。通过指定建筑物的三维楼宇模型中的显示图形，可以确定各个管理对象的位置。
例如，图形与建筑内的位置存在映射关系。智能终端105向云服务器发送查找管理对象的请求信息，云服务器响应智能终端105的请求信息，向智能终端105发送与管理对象关联的信息。则与管理对象紧密关联的两个地理位置的图形显示在建筑物的三维楼宇模型的对应位置。
根据一个优选的实施方式，所述建筑物内部位置通过图形方式嵌入是指云服务器将基于第一待管理对象订阅信息的地理位置描述信息建立的二位图形或三维图形嵌入至第一待管理对象标记的第一建筑物楼宇模型中相应位置。
S4.4：在考虑到至少一个第二待管理对象与所述第一建筑物之间的第二物理关系的前提下，将通过分析所述至少一个第二待管理对象的订阅信息而确定的与其物理关系最为紧密的至少两个建筑物内部位置分配到所述三维楼宇模型中，从而实现待管理对象与三维楼宇模型的位置匹配。
本发明通过查找数据冲突，在云服务器互相检查和验证待管理对象在三维楼宇模型中的位置，反复调整以准确确定智能社区所有待管理对象的具体位置。本发明的智能系统对智能社区进行管理时，不必事先建立数据库，大大降低了对网络和设备的要求。
根据一个优选实施方式，本发明以随机算法为例说明如何采用竞争法将待管理对象嵌入到三维楼宇模型的对应位置。例如，第一待管理对象填写的住址为A区二栋25A09，则将A09划分至A区二栋25层的其中一个空间。然后基于对待管理对象的自然语言描述的分析，找出与A区二栋25A09所处楼宇相同的至少一个第二待管理对象。按照该方法，找到另一个住址：A区二栋2509，则将09划分至A区二栋25层的其中一个空间，发现该位置被占用，此时会向云服务器发出查询请求，对A区二栋进行核对。经核对，发现25A09应处于24层的09号空间，云服务器即对二者的位置进行相应调整。按照该方法，从而完成社区各个待管理对象空间位置信息的匹配。
根据一个优选实施方式，智能终端105采集待管理对象的信息并将待管理对象的信息与采集时间同时发送至云服务器的信息存储单元就行存储。优选地，通过智能终端105采集的待管理对象的信息包括待管理社区居民的时间信息、空间信息和基本信息等，待管理设备或服务提供商的时间信息、空间信息、服务基本信息、功能信息、占用状态信息、自身需求信息等。通过智能终端105采集的待管理对象的信息还包括与待管理社区居民、待管理设备或服务提供商有关的各项动态信息。例如，社区事件的进程。优选地，云服务器的信息存储单元存储的是四维数据。四维数据至少包括智能终端105采集的待管理对象的三维空间信息和一维时间信息。
根据一个优选实施方式，云服务器基于通过智能终端105输入的与待管理对象有关的自然语言查找该待管理对象。例如：在智能终端105输入A区二栋25A09，云服务器便将与A区二栋25A09有关的数据记录推送至智能终端105并显示在智能终端105的显示器上。云服务器的信息存储单元存储的是四维数据，云服务器利用与待管理对象有关的时间信息和空间信息查找，可提高查找效率。另一方面，本发明在查看待管理对象状态时，仅需输入与待查看对象有关的自然语言描述即可调取与待查看对象有关的数据记录，使用方便且符合日常生活习惯，并且，本发明调取的数据记录仅与待查看对象相关，使得在容量有限、网络带宽有限且运算速度有限的智能终端105能够以直观的方式查看和/或控制社区特定楼宇内的待管理对象的情况。
通过本发明的方法建立的智能社区，居民可实现自己管理自己而不需要被中央控制器控制，本发明采用自适应管理方法将待管理对象嵌入三维楼宇模型，并通过在云服务器通过竞争法相互检查验证确定待管理对象在三维楼宇模型中的位置，而不需要将数据有序排列后集中存储于中央管理系统中，减少了数据库的建立。另一方面，本发明在查看待管理对象状态时，仅需输入与待查看对象有关的自然语言描述即可调取与待查看对象有关的数据记录，使用方便且符合日常生活习惯，并且，本发明调取的数据记录仅与待查看对象相关，使得在容量有限、网络带宽有限且运算速度有限的智能终端105能够以直观的方式查看和/或控制社区特定楼宇内的待管理对象的情况。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种智能管家系统，所述系统至少包括数据采集单元(101)、数据处理单元(103)、应用单元(104)和智能终端(105)，其特征在于，
所述数据处理单元(103)将通过验证模块实现信息验证的所述数据采集单元(101)采集的温度数据、光照数据和图像数据经数据分析模块(110)实现数据分类并储存于对应类别采集数据库并完成对各类采集数据对应触发数据的提取和对触发数据的标注；
所述数据处理单元(103)基于所述触发数据和/或标注信息实现与储存于应用数据库(111)中的各类预设方案数据库的预触发，并在预触发成功的基础上由所述数据处理单元(103)基于包含数字的所述触发数据和/或包含颜色信息和/或文字信息的标注信息实现储存于对应采集数据库中的采集数据与第一待管理对象存储于应用数据库(111)中预设的数据处理方案的调用，并由所述数据分析模块(110)实现对成功调出的采集数据和预设数据处理方案进行匹配和/或精确触发；
并由所述数据处理单元(103)将包含温度调节信息、光照调节信息和多媒体播放信息的触发信息反馈至所述应用单元(104)和所述第一待管理对象的智能终端(105)，并由所述应用单元(104)中的各应用装置完成对触发信息或经智能终端(105)调节后的触发信息的数据处理和动作反馈。
2.如权利要求1所述的智能管家系统，其特征在于，所述智能管家系统还包括有用于验证采集数据真实性的验证模块，所述验证模块通过温度验证传感器、光照强度验证传感器、图像验证传感器和/或设置于应用单元(104)中的应用装置中的传感器和/或所述智能终端(105)实现对数据采集单元(101)采集的温度数据、光照数据和图像数据信息的验证，并将经过验证的数据信息经数据传输单元(102)发送至所述数据处理单元(103)完成数据处理。
3.如权利要求2所述的智能管家系统，其特征在于，所述预触发至少包括分类触发和/或分段触发；
所述分类触发包括通过所述数据分析模块(110)基于所述触发数据的包含颜色信息和/或文字信息的标注信息实现对应预设方案数据库的类别识别过程，所述类别识别过程为当所述触发数据的标注信息属于所述预设方案库的类别中的至少一种时，成功实现类别识别过程；所述标注信息包含通过颜色信息和/或文字信息；所述颜色信息即是通过不同的颜色类别对应不同触发数据的种类，所述文字信息即是通过不同的文字描述对应不同的触发数据种类；
所述分段触发包括通过所述数据分析模块(110)基于包含数字的所述触发数据实现对应预设方案数据库的范围识别过程；所述范围识别过程为当所述触发数据包含于所述预设方案数据库中储存的至少一项预设方案的范围时，即成功实现范围识别。
4.如权利要求3所述的智能管家系统，其特征在于，所述预设的数据处理方案包括温度触发方案、光照触发方案和图像触发方案，其中，所述温度触发方案包括：当设定位置在设定时间内温度大于28度小于40度时控制温度调节装置对设定位置进行温度调节，当温度调节至28度或28度以下时，则停止工作或处于温度维持的工作状态；
当设定位置在设定时间内温度小于18度时控制温度调节装置对设定位置进行温度调节，当温度调节至18度或18度以上时，则停止工作或处于温度维持的工作状态；
当设定位置的温度大于40度时通过应用单元(104)的报警装置进行安全报警，并将所述设定位置的温度信息以紧急信息的方式发送至第一待管理对象的智能终端(105)。
5.如权利要求4所述的智能管家系统，其特征在于，所述光照触发方案包括：当设定位置在预设时间的光照强度小于设定阈值时向应用单元(104)发送打开该位置的一个或多个照明装置的命令，并将所述命令信息发送至智能终端(105)储存；
和当设定位置在预设时间的光照强度大于设定阈值时向应用单元(104)发送关闭该位置的一个或多个照明装置的命令，并将所述命令信息发送至智能终端(105)储存。
6.如权利要求5所述的智能管家系统，其特征在于，所述预设的图像触发方案是根据图像传感器(114)采集的人体面部表情图像信息进行对室内多媒体设备进行控制的指令，其中，所述预设的图像触发方案包括：
当图像传感器从设定位置采集的人体面部表情为积极情绪时向应用单元(104)发送打开多媒体设备并随机播放新闻资讯或音乐的命令，并将所述命令信息发送至智能终端(105)储存；
当图像传感器从设定位置采集的人体面部表情为消极情绪时向应用单元(104)发送打开多媒体设备并播放带有积极感情色彩的视频或音乐的命令，并将所述命令信息发送至智能终端(105)储存；
和当所述图像传感器(114)在所述第一待管理对象设定位置采集的人脸信息为陌生人面部信息时，所述数据处理单元(103)将采集的陌生人面部信息以紧急信息的方式发送至所述第一待管理对象的智能终端(105)，由所述第一待管理对象进行验证。
7.如权利要求4或6所述的智能管家系统，其特征在于，所述以紧急信息的方式发送为将信息发送至所述第一待管理对象的智能终端(105)，并通过预设的声音信息和/或振动信息提醒所述第一待管理对象。
8.如权利要求1所述的智能管家系统，其特征在于，所述数据采集单元(101)用于采集第一待管理对象设定范围的温度、光强和图像信息，并与数据传输单元(102)相连，所述数据采集单元(101)将采集的数据信息通过数据传输单元(102)以有线和/或无线的方式将数据传输至数据处理单元(103)；所述数据处理单元(103)用于处理接受的数据信息，并将处理后的反馈信息发送至应用单元(104)和第一待管理对象的智能终端(105)；
所述数据采集单元(101)包括传感模块(106)、放大电路(107)、A/D转换电路(108)和单片机(109)，所述传感模块(106)将采集数据经放大电路(107)传输至A/D转换电路(108)，并由所述A/D转换电路(108)将采集数据发送至单片机(109)；所述传感模块(106)包括温度传感器(112)、光强传感器(113)和图像传感器(114)。
9.如权利要求8所述的智能管家系统，其特征在于，所述温度传感器(112)用于采集第一待管理对象设定位置的温度信息，并将所述温度信息发送至放大电路(107)；
所述光强传感器(113)用于采集第一待管理对象设定位置的光照信息，并将所述光照信息发送至放大电路(107)；
所述图像传感器(114)用于采集第一待管理对象设置位置的图像信息，并将所述图像信息发送至放大电路(107)，所述放大电路(107)将接受的温度信息、光照信息和图像信息经A/D转换电路(108)发送至单片机(109)。
10.如权利要求9所述的智能管家系统，其特征在于，所述单片机(109)将接受的温度信息、光照信息和图像信息进行分类并通过数据传输单元(102)以有线和/或无线的方式将初步处理后的温度信息、光照信息和图像信息发送至数据处理单元(103)；
数据处理单元(103)将接受的数据发送至数据分析模块(110)，所述数据分析模块(110)基于预设于应用数据库(111)中的数据处理方案完成数据处理，并将数据处理信息以有线和/或无线的方式反馈至应用单元(104)和至第一待管理对象的智能终端(105)；
所述智能终端(105)基于第一待管理对象的操作实现应用单元(104)的数据调整，从而实现所述应用单元(104)个性化作业。
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