CN108954733B - 一种实时处理大数据的服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时处理大数据的服务器，包括：第一数据获取设备、第二数据获取设备、空气净化器控制设备、存储单元和处理单元；第一数据获取设备用于获取智能家居控制系统中室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据；第二数据获取设备用于获取室外空气质量数据；处理单元用于根据室内空气质量的实时数据、室外空气质量数据和空气净化器的使用数据得到空气净化器的提前启动时间；当当前时间距设定的启动时间达到提前启动时间时，处理单元向空气净化器控制设备发送启动空气净化器的控制指令；空气净化器控制设备用于在接收到处理单元发来的启动空气净化器的控制指令后，通过智能家居控制系统实现对空气净化器的启动控制。

Description

一种实时处理大数据的服务器

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别涉及一种实时处理大数据的服务器。

背景技术

现在的空气净化器，往往是各家单独控制，空气净化器启动的过早会造成电能的浪费，而启动的过晚往往导致人到家了而家中的空气质量还比较差。为了解决这一问题，需要提前知道室内和室外的空气质量(空气净化器往往需要十几分钟、几十分钟甚至更久才能将一般的家庭的空气质量控制到较好的范围，而所需要的时间和室内外的空气质量有关)，而一般一个城市只有少数的几个空气质量监测点，对于大部分的居民来说，空气质量监测点的数据的精度不高，因此难以直接根据户外空气质量及时开启空气净化器或调整空气净化器的档位。

发明内容

为了解决以上问题，节约空气净化器的能耗，本发明提供一种实时处理大数据的服务器，利用大数据来估计室外空气质量进而得到空气净化器的最佳启动时间，本发明提供的一种实时处理大数据的服务器，包括：

第一数据获取设备、第二数据获取设备、空气净化器控制设备、存储单元和处理单元；

第一数据获取设备分别与智能家居控制系统和存储单元连接，用于获取智能家居控制系统中室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据，并将所述室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据写入存储单元；所述空气净化器的使用数据包括空气净化器的洁净空气输出比率和设定的启动时间；

第二数据获取设备与存储单元连接，用于获取室外空气质量数据，并将所述室外空气质量数据写入存储单元；

处理单元分别与存储单元和空气净化器控制设备连接，用于根据存储单元所存储的室内空气质量的实时数据、室外空气质量数据和空气净化器的使用数据得到空气净化器的提前启动时间；当当前时间距设定的启动时间达到提前启动时间时，处理单元向空气净化器控制设备发送启动空气净化器的控制指令；

空气净化器控制设备还与智能家居控制系统连接，用于在接收到处理单元发来的启动空气净化器的控制指令后，将所述启动空气净化器的控制指令发送至智能家居控制系统，通过智能家居控制系统实现对空气净化器的启动控制。

优选的，

所述空气净化器的使用数据还包括空气净化器所在的地理位置；

第二数据获取设备获取室外空气质量数据，具体为：

第二数据获取设备读取存储单元中的室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据，并从中选取第一预设时间内未启动空气净化器的室内空气质量的实时数据和对应的空气净化器所在的地理位置作为第一待处理数据；

第二数据获取设备获取空气质量监测点的空气质量数据和对应的空气质量监测点所在的地理位置作为第二待处理数据；

第二数据获取设备将所述第一待处理数据和所述第二待处理数据作为一个整体进行拟合，得到室外空气质量的拟合函数；

对于每个空气净化器，第二数据获取设备将空气净化器的位置作为自变量的取值代入室外空气质量的拟合函数，得到每个空气净化器所对应的室外空气质量数据。

优选的，

所述室外空气质量的拟合函数，为第二数据获取设备分别对每个城市得到的室外空气质量的拟合函数；

第二数据获取设备将每个城市的室外空气质量的拟合函数写入存储单元；

处理单元根据存储单元中的每个城市的室外空气质量的拟合函数，得到每个城市的室外空气质量平均值；

处理单元根据每个城市的空气净化器数量和室外空气质量平均值，通过第一公式得到每个城市的计算资源分配权重，并根据所得到的计算资源分配权重，分配服务器的计算资源；所述第一公式为：

其中，R_i表示所要分配给第i个城市的计算资源分配权重，n_i表示第i个城市的空气净化器数量，Q_i表示第i个城市的室外空气质量平均值，Q_s为预设的室外空气质量阈值，表示空气质量优劣的分界线，k为预设的不小于1的正实数，表征空气质量超过室外空气质量阈值时对人体的有害程度。

优选的，所述根据存储单元所存储的室内空气质量的实时数据、室外空气质量数据和空气净化器的使用数据得到空气净化器的提前启动时间，具体为：

根据室外空气质量数据、空气净化器的洁净空气输出比率、预设的室内目标空气质量和室内空间大小得到空气净化器达到预设的室内目标空气质量所需要的时间，并将所述达到预设的室内目标空气质量所需要的时间作为空气净化器的提前启动时间；

其中，预设的室内目标空气质量的默认值为所述预设的室外空气质量阈值Q_s；

室内空间大小由以下方法得到：

对于每一个空气净化器，处理单元获取所述空气净化器工作前和工作预设时长后的室外空气质量数据、室外空气质量数据变化百分比、室内空气质量数据变化量；

当室外空气质量数据不低于室外空气质量阈值Q_s，且外空气质量数据变化百分比不大于预设的第二阈值时，根据室内空气质量数据变化量、空气净化器工作预设时长和空气净化器的洁净空气输出比率，得到室内空间大小。

优选的，

所述空气净化器的使用数据还包括空气净化器所在的地理位置；

第二数据获取设备获取室外空气质量数据，实施为第二数据获取设备分别获取每个城市的室外空气质量数据，具体为：

对每个城市，第二数据获取设备将所述城市划分为预设大小的正方形区域；

对于每个正方形区域，

第二数据获取设备读取存储单元中的室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据，并从中选取空气净化器所在的地理位置位于所述正方形区域中且第一预设时间内未启动空气净化器的室内空气质量的实时数据作为第三待处理数据；

第二数据获取设备获取位置位于所述正方形区域中的空气质量监测点的空气质量数据作为第四待处理数据；

对于每个正方形区域，将该区域中的第三待处理数据和第四待处理数据作为整体后取平均值作为所述正方形区域的室外空气质量数据；

当某个正方形区域中既无法获取第三待处理数据也无法获取第四待处理数据时，选择与所述某个正方形区域相邻的所有正方形区域中有室外空气质量数据的正方形区域，并将所选择的相邻的正方形区域的室外空气质量数据取算数平均值，作为所述某个正方形区域的室外空气质量数据；

第二数据获取设备将每个正方形区域的室外空气质量数据作为正方形区域形心的空气质量数据，并对所述空气质量数据进行拟合，得到城市的室外空气质量的拟合函数；

对于每个空气净化器，第二数据获取设备将空气净化器的位置作为自变量的取值代入城市的室外空气质量的拟合函数，得到每个空气净化器所对应的室外空气质量数据。

本发明的一些有益效果可以包括：

本发明提供的一种实时处理大数据的服务器，通过得到室外空气质量进而得到空气净化器的最佳启动时间，从而避免空气净化器启动过早造成的电能浪费，也可以避免启动过晚导致人到家了而家中的空气质量比较差的问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种实时处理大数据的服务器的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例中一种实时处理大数据的服务器的示意图，如图1所示，包括：

第一数据获取设备、第二数据获取设备、空气净化器控制设备、存储单元和处理单元；

第一数据获取设备分别与智能家居控制系统和存储单元连接，用于获取智能家居控制系统中室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据，并将所述室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据写入存储单元；所述空气净化器的使用数据包括空气净化器的洁净空气输出比率和设定的启动时间；

第二数据获取设备与存储单元连接，用于获取室外空气质量数据，并将所述室外空气质量数据写入存储单元；

处理单元分别与存储单元和空气净化器控制设备连接，用于根据存储单元所存储的室内空气质量的实时数据、室外空气质量数据和空气净化器的使用数据得到空气净化器的提前启动时间(根据室外空气质量的好坏决定提前启动时间的长短，如室外空气质量较差时，则提前较长的时间来启动空气净化器)；当当前时间距设定的启动时间达到提前启动时间时，处理单元向空气净化器控制设备发送启动空气净化器的控制指令；

空气净化器控制设备还与智能家居控制系统连接，用于在接收到处理单元发来的启动空气净化器的控制指令后，将所述启动空气净化器的控制指令发送至智能家居控制系统，通过智能家居控制系统实现对空气净化器的启动控制。

本发明提供一种实时处理大数据的服务器，通过得到室外空气质量进而得到空气净化器的最佳启动时间，从而避免空气净化器启动过早造成的电能浪费，也可避免启动过晚导致人到家了而家中的空气质量比较差的问题。

由于空气质量监测点的数量较少，覆盖区域有限，因此需要对空气质量数据作额外的补充，而未进行空气净化的室内的空气质量数据往往可以作为参考，这样可以弥补空气质量监测点的数量较少、覆盖区域有限的缺陷，在本发明的一个实施例中，

所述空气净化器的使用数据还包括空气净化器所在的地理位置；

第二数据获取设备获取室外空气质量数据，具体为：

第二数据获取设备读取存储单元中的室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据，并从中选取第一预设时间(如3小时)内未启动空气净化器的室内空气质量的实时数据和对应的空气净化器所在的地理位置作为第一待处理数据；

第二数据获取设备获取空气质量监测点的空气质量数据和对应的空气质量监测点所在的地理位置作为第二待处理数据；

第二数据获取设备将所述第一待处理数据和所述第二待处理数据作为一个整体进行拟合，得到室外空气质量的拟合函数；

对于每个空气净化器，第二数据获取设备将空气净化器的位置作为自变量的取值代入室外空气质量的拟合函数，得到每个空气净化器所对应的室外空气质量数据。通过拟合可以得到整个区域的室外空气质量数据，从而使数据更为完整。

由于对每个空气净化器的启动控制进行实时处理往往需要的非常大的计算能力，而一般的服务器难以承受这种强大的运算，因此需要将计算能力进行合理分配，考虑到空气质量较差的区域往往会启动较多的空气净化器，可能造成的电能浪费较大，而空气质量较好的区域则可能不会启动空气净化器，因此可能造成的电能浪费也较小，为了向启动较多空气净化器的区域分配更多的计算能力，在本发明的一个实施例中，

所述室外空气质量的拟合函数，为第二数据获取设备分别对每个城市得到的室外空气质量的拟合函数；

第二数据获取设备将每个城市的室外空气质量的拟合函数写入存储单元；

处理单元根据存储单元中的每个城市的室外空气质量的拟合函数，得到每个城市的室外空气质量平均值；

处理单元根据每个城市的空气净化器数量和室外空气质量平均值，通过第一公式得到每个城市的计算资源分配权重，并根据所得到的计算资源分配权重，分配服务器的计算资源；所述第一公式为：

其中，R_i表示所要分配给第i个城市的计算资源分配权重，n_i表示第i个城市的空气净化器数量，Q_i表示第i个城市的室外空气质量平均值，Q_s为预设的室外空气质量阈值(如以pm2.5考虑空气质量时，以35μg/m³作为室外空气质量阈值)，表示空气质量优劣的分界线，k为预设的不小于1的正实数，表征空气质量超过室外空气质量阈值时对人体的有害程度，通常可以取1-2之间的数值。同时，相应的，n_j表示第j个城市的空气净化器数量，Q_j表示第j个城市的室外空气质量平均值。

由于户型和空气净化器放置的不同，直接使用房间的大小和空气净化器的洁净空气输出比率来确定空气净化器的提前启动时间准确性较差，因此可以通过实测来得到房间的“等效大小”，通过这种方法得到的室内空间大小来估计空气净化器的提前启动时间会更加准确，在本发明的一个实施例中，所述根据存储单元所存储的室内空气质量的实时数据、室外空气质量数据和空气净化器的使用数据得到空气净化器的提前启动时间，具体为：

根据室外空气质量数据、空气净化器的洁净空气输出比率、预设的室内目标空气质量和室内空间大小得到空气净化器达到预设的室内目标空气质量所需要的时间，并将所述达到预设的室内目标空气质量所需要的时间作为空气净化器的提前启动时间；

其中，预设的室内目标空气质量的默认值为所述预设的室外空气质量阈值Q_s；

室内空间大小由以下方法得到：

对于每一个空气净化器，处理单元获取所述空气净化器工作前和工作预设时长后的室外空气质量数据、室外空气质量数据变化百分比、室内空气质量数据变化量；

当室外空气质量数据不低于室外空气质量阈值Q_s，且外空气质量数据变化百分比不大于预设的第二阈值时，根据室内空气质量数据变化量、空气净化器工作预设时长和空气净化器的洁净空气输出比率，得到室内空间大小。

由于一个城市有很多的空气净化器，而同时对多个城市的数据进行处理往往数据量过于庞大，因此可以对每个城市的数据进行简化处理，从而容易实现对空气净化器的控制的实时处理，在本发明的一个实施例中，

所述空气净化器的使用数据还包括空气净化器所在的地理位置；

第二数据获取设备获取室外空气质量数据，实施为第二数据获取设备分别获取每个城市的室外空气质量数据，具体为：

对每个城市，第二数据获取设备将所述城市划分为预设大小的正方形区域(如边长为5km或边长为10km的正方形区域)；

对于每个正方形区域，

第二数据获取设备读取存储单元中的室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据，并从中选取空气净化器所在的地理位置位于所述正方形区域中且第一预设时间内未启动空气净化器的室内空气质量的实时数据作为第三待处理数据；

第二数据获取设备获取位置位于所述正方形区域中的空气质量监测点的空气质量数据作为第四待处理数据；

对于每个正方形区域，将该区域中的第三待处理数据和第四待处理数据作为整体后取平均值作为所述正方形区域的室外空气质量数据；

当某个正方形区域中既无法获取第三待处理数据也无法获取第四待处理数据时，选择与所述某个正方形区域相邻的所有正方形区域(非边界的正方形有8个相邻的正方形区域，处于角上的正方形往往只有3个相邻的正方形区域)中有室外空气质量数据的正方形区域，并将所选择的相邻的正方形区域的室外空气质量数据取算数平均值，作为所述某个正方形区域的室外空气质量数据；

第二数据获取设备将每个正方形区域的室外空气质量数据作为正方形区域形心的空气质量数据，并对所述空气质量数据进行拟合，得到城市的室外空气质量的拟合函数；

对于每个空气净化器，第二数据获取设备将空气净化器的位置作为自变量的取值代入城市的室外空气质量的拟合函数，得到每个空气净化器所对应的室外空气质量数据。

本发明提供的一种实时处理大数据的服务器，通过得到室外空气质量进而得到空气净化器的最佳启动时间，从而避免空气净化器启动过早造成的电能浪费，也可以避免启动过晚导致人到家了而家中的空气质量比较差的问题。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种实时处理大数据的服务器，其特征在于，包括：

第一数据获取设备、第二数据获取设备、空气净化器控制设备、存储单元和处理单元；

第一数据获取设备分别与智能家居控制系统和存储单元连接，用于获取智能家居控制系统中室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据，并将所述室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据写入存储单元；所述空气净化器的使用数据包括空气净化器的洁净空气输出比率和设定的启动时间；

第二数据获取设备与存储单元连接，用于获取室外空气质量数据，并将所述室外空气质量数据写入存储单元；

处理单元分别与存储单元和空气净化器控制设备连接，用于根据存储单元所存储的室内空气质量的实时数据、室外空气质量数据和空气净化器的使用数据得到空气净化器的提前启动时间；当当前时间距设定的启动时间达到提前启动时间时，处理单元向空气净化器控制设备发送启动空气净化器的控制指令；

空气净化器控制设备还与智能家居控制系统连接，用于在接收到处理单元发来的启动空气净化器的控制指令后，将所述启动空气净化器的控制指令发送至智能家居控制系统，通过智能家居控制系统实现对空气净化器的启动控制；

所述空气净化器的使用数据还包括空气净化器所在的地理位置；

第二数据获取设备获取室外空气质量数据，具体为：

第二数据获取设备读取存储单元中的室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据，并从中选取第一预设时间内未启动空气净化器的室内空气质量的实时数据和对应的空气净化器所在的地理位置作为第一待处理数据；

第二数据获取设备获取空气质量监测点的空气质量数据和对应的空气质量监测点所在的地理位置作为第二待处理数据；

第二数据获取设备将所述第一待处理数据和所述第二待处理数据作为一个整体进行拟合，得到室外空气质量的拟合函数；

对于每个空气净化器，第二数据获取设备将空气净化器的位置作为自变量的取值代入室外空气质量的拟合函数，得到每个空气净化器所对应的室外空气质量数据。

2.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于，

所述室外空气质量的拟合函数，为第二数据获取设备分别对每个城市得到的室外空气质量的拟合函数；

第二数据获取设备将每个城市的室外空气质量的拟合函数写入存储单元；

处理单元根据存储单元中的每个城市的室外空气质量的拟合函数，得到每个城市的室外空气质量平均值；

处理单元根据每个城市的空气净化器数量和室外空气质量平均值，通过第一公式得到每个城市的计算资源分配权重，并根据所得到的计算资源分配权重，分配服务器的计算资源；所述第一公式为：

其中，R_i表示所要分配给第i个城市的计算资源分配权重，n_i表示第i个城市的空气净化器数量，Q_i表示第i个城市的室外空气质量平均值，Q_s为预设的室外空气质量阈值，表示空气质量优劣的分界线，k为预设的不小于1的正实数，表征空气质量超过室外空气质量阈值时对人体的有害程度。

3.根据权利要求2所述的服务器，其特征在于，所述根据存储单元所存储的室内空气质量的实时数据、室外空气质量数据和空气净化器的使用数据得到空气净化器的提前启动时间，具体为：

根据室外空气质量数据、空气净化器的洁净空气输出比率、预设的室内目标空气质量和室内空间大小得到空气净化器达到预设的室内目标空气质量所需要的时间，并将所述达到预设的室内目标空气质量所需要的时间作为空气净化器的提前启动时间；

其中，预设的室内目标空气质量的默认值为所述预设的室外空气质量阈值Q_s；

室内空间大小由以下方法得到：

对于每一个空气净化器，处理单元获取所述空气净化器工作前和工作预设时长后的室外空气质量数据、室外空气质量数据变化百分比、室内空气质量数据变化量；

当室外空气质量数据不低于室外空气质量阈值Q_s，且外空气质量数据变化百分比不大于预设的第二阈值时，根据室内空气质量数据变化量、空气净化器工作预设时长和空气净化器的洁净空气输出比率，得到室内空间大小。

4.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于，

所述空气净化器的使用数据还包括空气净化器所在的地理位置；

第二数据获取设备获取室外空气质量数据，实施为第二数据获取设备分别获取每个城市的室外空气质量数据，具体为：

对每个城市，第二数据获取设备将所述城市划分为预设大小的正方形区域；

对于每个正方形区域，

第二数据获取设备读取存储单元中的室内空气质量的实时数据和空气净化器的使用数据，并从中选取空气净化器所在的地理位置位于所述正方形区域中且第一预设时间内未启动空气净化器的室内空气质量的实时数据作为第三待处理数据；

第二数据获取设备获取位置位于所述正方形区域中的空气质量监测点的空气质量数据作为第四待处理数据；

对于每个正方形区域，将该区域中的第三待处理数据和第四待处理数据作为整体后取平均值作为所述正方形区域的室外空气质量数据；

当某个正方形区域中既无法获取第三待处理数据也无法获取第四待处理数据时，选择与所述某个正方形区域相邻的所有正方形区域中有室外空气质量数据的正方形区域，并将所选择的相邻的正方形区域的室外空气质量数据取算数平均值，作为所述某个正方形区域的室外空气质量数据；

第二数据获取设备将每个正方形区域的室外空气质量数据作为正方形区域形心的空气质量数据，并对所述空气质量数据进行拟合，得到城市的室外空气质量的拟合函数；

对于每个空气净化器，第二数据获取设备将空气净化器的位置作为自变量的取值代入城市的室外空气质量的拟合函数，得到每个空气净化器所对应的室外空气质量数据。