CN108536112A - 一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统及方法，主要包括物联网、传感监控子系统、AI控制子系统和用户终端，通过室内室外的多个传感器来监测室内外的各项数据，然后通过AI控制子系统对数据信息进行分析处理后，根据用户的设定或健康知识来对家用电器进行智能控制，同时设置用户终端，使得用户可以远程监控和控制家内状况和家用电器，并且AI控制子系统可以对用户位置信息进行分析，智能调整家用电器工作时间，避免电能浪费。总之，本发明具有系统完善、安全高效、智能化程度高且绿色环保等优点。
Description
技术领域
本发明属于集成电路技术领域，具体是涉及一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统及方法。
背景技术
物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”的，如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通、专网、和/或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等)连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。
现有技术中，家用电器的智能化控制目前还处于被动控制阶段，控制系统只能根据用户的操作进行简单的控制，智能化程度不高，所以，现在设计一种可以根据用户行为习惯进行智能化控制的一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统及方法十分有必要。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统及方法。
本发明的技术方案是：一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统，主要包括物联网、传感监控子系统、AI控制子系统和用户终端，所述传感监控子系统、AI控制子系统和用户终端分别与所述物联网连接，用于互相传输数据；
所述传感监控子系统包括传感器模块和监控模块，所述传感器模块包括亮度传感器、温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、红外传感器和声音传感器，所述亮度传感器分别设置在室内和室外，用于监测室内和室外的光照强度，所述温度传感器分别设置在室内和室外，用于监测室内和室外的温度，所述湿度传感器分别设置在室内和室外，用于监测室内和室外的湿度，所述空气质量传感器设置在室内，用于监测室内空气质量，所述红外传感器设置在室内，用于监测室内人员活动情况，所述声音传感器设置在室内，用于监测室内异常声音；所述监控模块用于通过智能摄像头对室内进行监控；
所述AI控制子系统包括信息处理器模块和控制模块，所述信息处理器模块包括信息接收单元、信息分类单元、信息处理单元、可视化数据生成单元和控制指令下达单元，所述信息接收单元用于接收传感监控子系统所监测到的各种数据信息，所述信息分类单元用于将接收到的数据信息进行分类，所述信息处理单元用于分别对分类后的数据信息进行分析处理，所述可视化数据生成单元用于将数据信息转换成图像和报表的形式，所述控制指令下达单元分别与家中电器控制电路连接，用于根据分析处理后的数据信息生成家用电器控制指令并下达；所述控制模块包括光照强度控制单元、温度控制单元、湿度控制单元、空气质量控制单元和监控控制单元，所述光照强度控制单元用于通过控制窗帘和灯光来调节室内光照强度，所述温度控制单元用于通过控制空调和暖气来调节室内温度，所述湿度控制单元通过控制加湿器和除湿器来调节室内湿度，所述空气质量控制单元通过控制空气净化器来调节室内空气质量，所述监控控制单元用于控制室内和室外的智能摄像头；
所述用户终端包括身份验证单元、异常报警单元、远程控制单元、监控查看单元、定位单元和设置单元，所述身份验证单元用于通过指纹识别和面部识别技术对用户终端使用者身份进行验证，所述异常报警单元用于接收家庭异常状况报警信号，所述远程控制单元用于用户在用户终端上进行家用电器远程控制，所述监控查看单元用于用户随时通过智能摄像头查看家内状况，所述定位单元用于对用户位置信息进行定位，所述设置单元用于用户对用户终端进行参数设置和对家用电器进行参数设置。
进一步地，所述监控模块中的智能摄像头均可以进行转向，且智能摄像头的监控范围无盲区，可以保证家中任何一处都处于监控状态下，避免存在盲区导致危险发生。
进一步地，所述家用电器包括灯具、电动窗帘、空调、暖气机、加湿器、空气净化器、电冰箱和智能摄像头，控制指令下达单元将各控制指令分别发送至各家用电器的控制电路，从而实现对家用电器的控制。
进一步地，所述温度控制单元还与冰箱连接，用于控制冰箱制冷级别，在室温较高的情况下，提高制冷效率，在室温较低的情况下，降低制冷效率，避免制冷效率不足或电能浪费。
进一步地，所述异常报警单元的报警方式包括震动、逐渐增大的铃声和灯光，且无法设置静音或被屏蔽，三种方式可以对用户进行提醒，无法设置静音或被屏蔽避免了报警信号无法及时被发觉。
进一步地，所述定位单元会将用户位置信息发送至信息处理器模块，信息处理器模块可以根据用户的位置信息判断用户与家的距离，是否在回家的路上以及需要多久回到家，从而对家中的各项数据指标进行调节。
一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统的控制方法，主要包括以下步骤：
S1：根据室内外环境将传感器模块中的各个传感器与监控模块中的智能摄像头分别安装在室内外相应位置，调试各传感器和智能摄像头至正常工作；
S2：将各传感器和智能摄像头分别与AI控制子系统通过物联网连接，然后将需要控制的家用电器分别与AI控制子系统通过物联网连接，且AI控制子系统取得各传感器、智能摄像头和家用电器的控制最高权限；
S3：用户通过用户终端的身份验证单元验证身份信息，将用户终端与AI控制子系统通过网络连接，用户通过设置单元对用户终端以及控制模块相关参数进行设置；
S4：AI控制子系统根据各传感器、智能摄像头和用户相关设置对家用电器进行智能控制，出现异常时通过异常报警单元对用户进行提醒，用户可以远程监控和控制家用电器。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统及方法，尤其适用于现代生活使用，本发明通过室内室外的多个传感器来监测室内外的各项数据，然后通过AI控制子系统对数据信息进行分析处理后，根据用户的设定或健康知识来对家用电器进行智能控制，同时设置用户终端，使得用户可以远程监控和控制家内状况和家用电器，并且AI控制子系统可以对用户位置信息进行分析，智能调整家用电器工作时间，避免电能浪费。总之，本发明具有系统完善、安全高效、智能化程度高且绿色环保等优点。
附图说明
图1是本发明的系统框图。
其中，1-物联网、2-传感监控子系统、21-传感器模块、211-亮度传感器、212-温度传感器、213-湿度传感器、214-空气质量传感器、215-红外传感器、216-声音传感器、22-监控模块、3-AI控制子系统、31-信息处理器模块、311-信息接收单元、312-信息分类单元、313-信息处理单元、314-可视化数据生成单元、315-控制指令下达单元、32-控制模块、321-光照强度控制单元、322-温度控制单元、323-湿度控制单元、324-空气质量控制单元、325-监控控制单元、4-用户终端、41-身份验证单元、42-异常报警单元、43-远程控制单元、44-监控查看单元、45-定位单元、46-设置单元。
具体实施方式
为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图1和具体实施例对本发明做进一步的解释说明，实施例并不构成对发明保护范围的限定。
如图1所示，一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统，主要包括物联网1、传感监控子系统2、AI控制子系统3和用户终端4，传感监控子系统2、AI控制子系统3和用户终端4分别与物联网1连接，用于互相传输数据；
传感监控子系统2包括传感器模块21和监控模块22，传感器模块21包括亮度传感器211、温度传感器212、湿度传感器213、空气质量传感器214、红外传感器215和声音传感器216，亮度传感器211分别设置在室内和室外，用于监测室内和室外的光照强度，温度传感器212分别设置在室内和室外，用于监测室内和室外的温度，湿度传感器213分别设置在室内和室外，用于监测室内和室外的湿度，空气质量传感器214设置在室内，用于监测室内空气质量，红外传感器215设置在室内，用于监测室内人员活动情况，声音传感器216设置在室内，用于监测室内异常声音；监控模块22用于通过智能摄像头对室内进行监控，智能摄像头均可以进行转向，且智能摄像头的监控范围无盲区；
AI控制子系统3包括信息处理器模块31和控制模块32，信息处理器模块31包括信息接收单元311、信息分类单元312、信息处理单元313、可视化数据生成单元314和控制指令下达单元315，信息接收单元311用于接收传感监控子系统2所监测到的各种数据信息，信息分类单元312用于将接收到的数据信息进行分类，信息处理单元313用于分别对分类后的数据信息进行分析处理，可视化数据生成单元314用于将数据信息转换成图像和报表的形式，控制指令下达单元315分别与家中电器控制电路连接，用于根据分析处理后的数据信息生成家用电器控制指令并下达，家用电器包括灯具、电动窗帘、空调、暖气机、加湿器、空气净化器、电冰箱和智能摄像头；控制模块32包括光照强度控制单元321、温度控制单元322、湿度控制单元323、空气质量控制单元324和监控控制单元325，光照强度控制单元321用于通过控制窗帘和灯光来调节室内光照强度，温度控制单元322用于通过控制空调和暖气来调节室内温度，温度控制单元322还与冰箱连接，用于控制冰箱制冷级别，湿度控制单元323通过控制加湿器和除湿器来调节室内湿度，空气质量控制单元324通过控制空气净化器来调节室内空气质量，监控控制单元325用于控制室内和室外的智能摄像头；
用户终端4包括身份验证单元41、异常报警单元42、远程控制单元43、监控查看单元44、定位单元45和设置单元46，身份验证单元41用于通过指纹识别和面部识别技术对用户终端4使用者身份进行验证，异常报警单元42用于接收家庭异常状况报警信号，异常报警单元42的报警方式包括震动、逐渐增大的铃声和灯光，且无法设置静音或被屏蔽，远程控制单元43用于用户在用户终端4上进行家用电器远程控制，监控查看单元44用于用户随时通过智能摄像头查看家内状况，定位单元45用于对用户位置信息进行定位，定位单元45会将用户位置信息发送至信息处理器模块31，设置单元46用于用户对用户终端4进行参数设置和对家用电器进行参数设置。
实施例2
利用实施例1的一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统对家用电冰箱进行智能控制，主要包括以下步骤：
S1：根据室内外环境将温度传感器212、湿度传感器213、空气质量传感器214分别安装在室内外相应位置，调试温度传感器212、湿度传感器213、空气质量传感器214至正常工作；
S2：将空调、暖气机、加湿器和空气净化器的控制电路分别与AI控制子系统3通过物联网1连接，使AI控制子系统3取得空调、暖气机、加湿器和空气净化器的最高控制权限；
S3：用户通过用户终端4的身份验证单元41验证身份信息，将用户终端与AI控制子系统3通过网络连接；
S4：AI控制子系统3通过用户终端4上的定位单元45获取用户位置信息，分析计算用户状态，如用户在离家或上班时，空调、暖气机、加湿器和空气净化器停止工作，节省电量，如监测到用户在回家的路上，信息处理器模块31计算用户到家时间，并根据用户回家时间和用户设置室内温度、室内湿度和空气质量分析计算空调、暖气机、加湿器和空气净化器的开启时间和工作功率，通过控制指令下达单元315进行控制。
实施例3
利用实施例1的一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统对室内温度进行智能控制，主要包括以下步骤：
S1：根据室内外环境将温度传感器212分别安装在室内外相应位置，调试温度传感器212至正常工作；
S2：将家用电冰箱的控制电路分别与AI控制子系统3通过物联网1连接，使AI控制子系统3取得家用电冰箱的最高控制权限；
S3：用户通过用户终端4的身份验证单元41验证身份信息，将用户终端与AI控制子系统3通过网络连接，用户可以在用户终端上获知家用电冰箱的内部温度；
S4：AI控制子系统3根据温度传感器212获得室内温度和室外温度，根据室温对家用电冰箱进行智能控制，在室温较高时，调大家用电冰箱工作功率，在室温较低时，调小家用电冰箱工作功率。
实施例4
利用实施例1的一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统对室内安全进行智能监控，主要包括以下步骤：
S1：根据室内外环境将监控模块22的智能摄像头、红外传感器215和声音传感器216分别安装在室内外相应位置，调试温智能摄像头至正常工作；
S2：将智能摄像头、红外传感器215和声音传感器216的控制电路分别与AI控制子系统3通过物联网1连接，使AI控制子系统3取得智能摄像头、红外传感器215和声音传感器216的最高控制权限；
S3：用户通过用户终端4的身份验证单元41验证身份信息，将用户终端与AI控制子系统3通过网络连接，用户通过设置单元46对智能摄像头、红外传感器215和声音传感器216相关工作参数进行设置；
S4：用户可以通过控制终端4和AI控制子系统3对智能摄像头进行方向控制和接收智能摄像头监控画面，红外传感器215和声音传感器216在监测家内出现异常时可以通过异常报警单元42对用户进行震动、逐渐增大的铃声和灯光报警提醒。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统，其特征在于，主要包括物联网(1)、传感监控子系统(2)、AI控制子系统(3)和用户终端(4)，所述传感监控子系统(2)、AI控制子系统(3)和用户终端(4)分别与所述物联网(1)连接，用于互相传输数据；
所述传感监控子系统(2)包括传感器模块(21)和监控模块(22)，所述传感器模块(21)包括亮度传感器(211)、温度传感器(212)、湿度传感器(213)、空气质量传感器(214)、红外传感器(215)和声音传感器(216)，所述亮度传感器(211)分别设置在室内和室外，用于监测室内和室外的光照强度，所述温度传感器(212)分别设置在室内和室外，用于监测室内和室外的温度，所述湿度传感器(213)分别设置在室内和室外，用于监测室内和室外的湿度，所述空气质量传感器(214)设置在室内，用于监测室内空气质量，所述红外传感器(215)设置在室内，用于监测室内人员活动情况，所述声音传感器(216)设置在室内，用于监测室内异常声音；所述监控模块(22)用于通过智能摄像头对室内进行监控；
所述AI控制子系统(3)包括信息处理器模块(31)和控制模块(32)，所述信息处理器模块(31)包括信息接收单元(311)、信息分类单元(312)、信息处理单元(313)、可视化数据生成单元(314)和控制指令下达单元(315)，所述信息接收单元(311)用于接收传感监控子系统(2)所监测到的各种数据信息，所述信息分类单元(312)用于将接收到的数据信息进行分类，所述信息处理单元(313)用于分别对分类后的数据信息进行分析处理，所述可视化数据生成单元(314)用于将数据信息转换成图像和报表的形式，所述控制指令下达单元(315)分别与家中电器控制电路连接，用于根据分析处理后的数据信息生成家用电器控制指令并下达；所述控制模块(32)包括光照强度控制单元(321)、温度控制单元(322)、湿度控制单元(323)、空气质量控制单元(324)和监控控制单元(325)，所述光照强度控制单元(321)用于通过控制窗帘和灯光来调节室内光照强度，所述温度控制单元(322)用于通过控制空调和暖气来调节室内温度，所述湿度控制单元(323)通过控制加湿器和除湿器来调节室内湿度，所述空气质量控制单元(324)通过控制空气净化器来调节室内空气质量，所述监控控制单元(325)用于控制室内和室外的智能摄像头；
所述用户终端(4)包括身份验证单元(41)、异常报警单元(42)、远程控制单元(43)、监控查看单元(44)、定位单元(45)和设置单元(46)，所述身份验证单元(41)用于通过指纹识别和面部识别技术对用户终端(4)使用者身份进行验证，所述异常报警单元(42)用于接收家庭异常状况报警信号，所述远程控制单元(43)用于用户在用户终端(4)上进行家用电器远程控制，所述监控查看单元(44)用于用户随时通过智能摄像头查看家内状况，所述定位单元(45)用于对用户位置信息进行定位，所述设置单元(46)用于用户对用户终端(4)进行参数设置和对家用电器进行参数设置。
2.根据权利要求1所述一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统，其特征在于，所述定位单元(45)可以定位用户位置信息并发送至信息处理器模块(31)。
3.根据权利要求1所述一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统，其特征在于，所述监控模块(22)中的智能摄像头均可以进行转向，且智能摄像头的监控范围无盲区。
4.根据权利要求1所述一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统，其特征在于，所述家用电器包括灯具、电动窗帘、空调、暖气机、加湿器、空气净化器、电冰箱和智能摄像头。
5.根据权利要求1所述一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统，其特征在于，所述温度控制单元(322)还与冰箱连接，用于控制冰箱制冷级别。
6.根据权利要求1所述一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统，其特征在于，所述定位单元(45)会将用户位置信息发送至信息处理器模块(31)。
7.一种基于物联网技术的家用电器智能控制系统的控制方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
S1：根据室内外环境将传感器模块(21)中的各个传感器与监控模块(22)中的智能摄像头分别安装在室内外相应位置，调试各传感器和智能摄像头至正常工作；
S2：将各传感器和智能摄像头分别与AI控制子系统(3)通过物联网(1)连接，然后将需要控制的家用电器分别与AI控制子系统(3)通过物联网(1)连接，且AI控制子系统(3)取得各传感器、智能摄像头和家用电器的控制最高权限；
S3：用户通过用户终端(4)的身份验证单元(41)验证身份信息，将用户终端与AI控制子系统(3)通过网络连接，用户通过设置单元(46)对用户终端(4)以及控制模块(32)相关参数进行设置；
S4：AI控制子系统(3)根据各传感器、智能摄像头和用户相关设置对家用电器进行智能控制，出现异常时通过异常报警单元(42)对用户进行提醒，用户可以远程监控和控制家用电器。
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