CN109587905B - 基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法 - Google Patents

基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法，包括以下步骤。步骤S1：布置至少两个小夜灯并且将各个小夜灯相互独立地连接至ZigBee无线传感网络。步骤S2：布置至少两个感应探测器并且将各个感应探测器相互独立地连接至ZigBee无线传感网络。步骤S3：ZigBee无线传感网络无线连接至外置的移动控制终端的后端运行平台并且建立双向连接通讯。本发明公开的基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法，充分利用ZigBee无线传感网络的低花费、低能量、高容错性等特点，同时结合隐马尔科夫模型带来的活动人体高效识别效率和较高的识别准确率，为用户提供较为精准的小夜灯的控制指令建议，从而优化小夜灯的控制效果，有效地提升使用体验。

Description

基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法
技术领域
本发明属于小夜灯技术领域，具体涉及一种基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法。
背景技术
目前，家庭环境除正常照明环境外，在婴儿房等场所或者午夜等时间段，还需要布置于微光环境适应的相关设备。然而，以吊灯、角灯等为代表的日常家庭照明设备，在设计照明参数时，根据相关国标规定，必须满足亮度等技术指标。值得注意的是，以上灯种在初始设计时即以满足正常照明为目的，通常不直接具备微光环境的微光照明条件。
因此，为了适配特殊场所或者特定时间段的微光环境，必须摒弃直接或者间接改造日常家庭照明设备而带来的改造成本和安全隐患等缺陷，设计和研发专门针对微光环境的微光照明装置。
发明内容
本发明针对现有技术的状况，克服上述缺陷，提供一种基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法。
本发明采用以下技术方案，所述基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法包括以下步骤：
步骤S1：布置至少两个小夜灯并且将各个小夜灯相互独立地连接至ZigBee无线传感网络；
步骤S2：布置至少两个感应探测器并且将各个感应探测器相互独立地连接至ZigBee无线传感网络；
步骤S3：ZigBee无线传感网络无线连接至外置的移动控制终端的后端运行平台并且建立双向连接通讯；
步骤S4：移动控制终端的后端运行平台基于各个感应探测器的感应图像数据输出相应小夜灯的至少两条控制指令建议；
步骤S5：移动控制终端的前端交互平台显示上述控制指令建议并且向后端运行平台回传经用户确认的控制指令；
步骤S6：移动控制终端的后端运行平台通过ZigBee无线传感网络控制相应的小夜灯的工作状态。
根据上述技术方案，步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S1.1：在微光环境划分为至少两个空间区域；
步骤S1.2：在上述微光环境的每个空间区域布置多个小夜灯；
步骤S1.3：在上述微光环境的每个空间区域布置一个小夜灯ZigBee中继节点，同时在上述微光环境中布置一个小夜灯ZigBee主节点；
步骤S1.4：每个空间区域的各个小夜灯均通过该空间区域的小夜灯ZigBee中继节点连接至小夜灯ZigBee主节点。
根据上述技术方案，步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S2.1：在微光环境划分为至少两个空间区域；
步骤S2.2：在上述微光环境的每个空间区域布置多个感应探测器；
步骤S2.3：在上述微光环境的每个空间区域布置一个感应探测器ZigBee中继节点，同时在上述微光环境中布置一个感应探测器ZigBee主节点；
步骤S2.4：每个空间区域的各个小夜灯均通过该空间区域的感应探测器ZigBee中继节点连接至感应探测器ZigBee主节点。
根据上述技术方案，步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S3.1：感应探测器ZigBee主节点获取由各个感应探测器ZigBee中继节点转发的每个空间区域的各个感应探测器的感应图像数据，并且将上述各个感应图像数据打包为感应图像数据集；
步骤S3.2：移动控制终端的后端运行平台获取由感应探测器ZigBee主节点转发的上述感应图像数据集。
根据上述技术方案，步骤S4具体包括以下步骤：
步骤S4.1：移动控制终端的后端运行平台将上述感应图像数据集还原为各个小夜灯的感应图像数据；
步骤S4.2：移动控制终端的后端运行平台将各个感应探测器的感应图像数据依次导入内置的隐马尔科夫模型，并且由上述隐马尔科夫模型依次输出各个感应探测器是否出现活动人体的判断结果；
步骤S4.3：移动控制终端的后端运行平台基于各个感应探测器的上述判断结果输出各个小夜灯的至少两条控制指令建议。
根据上述技术方案，步骤S5具体包括以下步骤：
步骤S5.1：移动控制终端的前端交互平台显示出现活动人体的对应的感应探测器位置；
步骤S5.2：移动控制终端的前端交互平台同时显示各条小夜灯的控制指令建议；
步骤S5.3：移动控制终端的前端交互平台提示用户基于上述信息选择其中一条小夜灯的控制指令建议；
步骤S5.4：移动控制终端的前端交互平台将由用户选择确认的小夜灯的控制指令建议回传至移动控制终端的后端运行平台。
根据上述技术方案，步骤S6具体包括以下步骤：
步骤S6.1：移动控制终端的后端运行平台通过小夜灯ZigBee主节点向各个小夜灯ZigBee中继节点转发每个空间区域的各个小夜灯的控制指令；
步骤S6.2：每个空间区域的各个小夜灯根据对应的控制指令执行相应的指令动作。
根据上述技术方案，步骤S6.1中的小夜灯的控制指令包括小夜灯灯源的工作状态、保持工作状态的持续时间。
根据上述技术方案，上述小夜灯灯源的工作状态包括激活状态和休眠状态。
根据上述技术方案，步骤S6还包括步骤S6.3：
步骤S6.3：当任一小夜灯未收到该小夜灯的控制指令的持续时长超过预置的阈值时，则该小夜灯自动恢复为默认工作状态，上述小夜灯的默认工作状态为休眠状态。
本发明公开的基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法，其有益效果在于，充分利用ZigBee无线传感网络的低花费、低能量、高容错性等特点，同时结合隐马尔科夫模型带来的活动人体高效识别效率和较高的识别准确率，为用户提供较为精准的小夜灯的控制指令建议，从而优化小夜灯的控制效果，有效地提升使用体验。
具体实施方式
本发明公开了一种基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法，下面结合优选实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。
需要注意的是，本发明专利申请涉及的“微光环境”，其定义为在特殊场所或者特定时间段需要微光照明条件的场所，在该特殊场所或者特定时间段，需要启用相应的微光照明装置（优选即为小夜灯）。其中，上述微光环境可与正常照明环境重叠或者部分重叠。例如，婴儿房作为住宅内相对独立的居室空间，可将婴儿房认定为上述特殊场所。当婴儿需要微光照明条件时，即可启用布置在该婴儿房中的微光照明装置，从而创造微光环境。另一方面，在婴儿房中并非有且只能布置微光照明装置。换而言之，在婴儿房中布置微光照明装置的同时，还可布置日常家庭照明设备以满足日常照明需求，但在需要创造微光环境时只启用微光照明装置而保持日常家庭照明设备关闭即可。
优选地，所述基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法包括以下步骤：
步骤S1：布置至少两个小夜灯并且将各个小夜灯相互独立地连接至ZigBee无线传感网络；
步骤S2：布置至少两个感应探测器并且将各个感应探测器相互独立地连接至ZigBee无线传感网络；
步骤S3：ZigBee无线传感网络无线连接至外置的移动控制终端的后端运行平台并且（ZigBee无线传感网络与移动控制终端）建立双向连接通讯；
步骤S4：移动控制终端的后端运行平台基于各个感应探测器的感应图像数据输出相应小夜灯的至少两条控制指令建议；
步骤S5：移动控制终端的前端交互平台显示上述控制指令建议并且向后端运行平台回传经用户确认的控制指令；
步骤S6：移动控制终端的后端运行平台通过ZigBee无线传感网络控制相应的小夜灯的工作状态。
进一步地，步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S1.1：在（需要布置小夜灯的）微光环境划分为至少两个空间区域；
步骤S1.2：在上述微光环境的每个空间区域布置多个小夜灯（将每个空间区域的每个小夜灯均作为该空间区域的执行单元节点）；
步骤S1.3：在上述微光环境的每个空间区域布置一个小夜灯ZigBee中继节点，同时在上述微光环境中布置一个小夜灯ZigBee主节点；
步骤S1.4：每个空间区域的各个小夜灯均通过该空间区域的小夜灯ZigBee中继节点（依据ZigBee协议）连接至小夜灯ZigBee主节点。
进一步地，步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S2.1：在（需要布置小夜灯的）微光环境划分为至少两个空间区域；
步骤S2.2：在上述微光环境的每个空间区域布置多个感应探测器（将每个空间区域的每个感应探测器均作为该空间区域的感应单元节点）；
步骤S2.3：在上述微光环境的每个空间区域布置一个感应探测器ZigBee中继节点，同时在上述微光环境中布置一个感应探测器ZigBee主节点；
步骤S2.4：每个空间区域的各个小夜灯均通过该空间区域的感应探测器ZigBee中继节点（依据ZigBee协议）连接至感应探测器ZigBee主节点。
值得一提的是，为节约布置成本、简化链路拓扑，步骤S1.3中的小夜灯ZigBee中继节点和步骤S2.3中的感应探测器ZigBee中继节点优选为同一个复用中继节点，步骤S1.3中的小夜灯ZigBee主节点和步骤S2.3中的感应探测器ZigBee主节点优选为同一个复用主节点（步骤S1.4和步骤S2.4同理）。
其中，步骤S1.1和步骤S2.1中的空间区域的数量优选均为2个，并且为完全相互重叠。
其中，步骤S1.2中的小夜灯数量和步骤S2.2中的感应探测器的数量优选保持一致，优选均为3个，以在覆盖范围和布置成本之间寻求较佳的平衡。
进一步地，步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S3.1：感应探测器ZigBee主节点获取由各个感应探测器ZigBee中继节点转发的每个空间区域的各个感应探测器的感应图像数据，并且将上述各个感应图像数据打包为感应图像数据集；
步骤S3.2：移动控制终端的后端运行平台获取由感应探测器ZigBee主节点转发的上述感应图像数据集。
进一步地，步骤S4具体包括以下步骤：
步骤S4.1：移动控制终端的后端运行平台将上述感应图像数据集还原为各个小夜灯的感应图像数据；
步骤S4.2：移动控制终端的后端运行平台将各个感应探测器的感应图像数据依次导入（移动控制终端的后端运行平台）内置的隐马尔科夫模型，并且由上述隐马尔科夫模型依次输出各个感应探测器是否出现活动人体的判断结果；
步骤S4.3：移动控制终端的后端运行平台基于各个感应探测器的（活动人体的）上述判断结果输出各个小夜灯的至少两条控制指令建议。
进一步地，步骤S5具体包括以下步骤：
步骤S5.1：移动控制终端的前端交互平台显示出现活动人体的对应的感应探测器位置；
步骤S5.2：移动控制终端的前端交互平台同时显示各条小夜灯的控制指令建议；
步骤S5.3：移动控制终端的前端交互平台提示用户基于上述信息（步骤S5.1中的出现活动人体的对应的感应探测器位置和步骤S5.2中的各个小夜灯的控制指令建议）选择其中一条小夜灯的控制指令建议；
步骤S5.4：移动控制终端的前端交互平台将由用户选择确认的小夜灯的控制指令建议回传至移动控制终端的后端运行平台。
进一步地，步骤S6具体包括以下步骤：
步骤S6.1：移动控制终端的后端运行平台通过小夜灯ZigBee主节点向各个小夜灯ZigBee中继节点转发每个空间区域的各个小夜灯的控制指令；
步骤S6.2：每个空间区域的各个小夜灯根据（该小夜灯）对应的控制指令执行相应的指令动作（例如，当某一小夜灯的控制指令为开启小夜灯灯源时，则该小夜灯立即激活小夜灯灯源）。
其中，步骤S6.1中的小夜灯的控制指令包括小夜灯灯源的工作状态（激活状态，即点亮小夜灯灯源；休眠状态，即关闭小夜灯灯源）、保持工作状态的持续时间。
进一步地，步骤S6还包括步骤S6.3：
步骤S6.3：当任一小夜灯未收到该小夜灯的控制指令的持续时长超过预置的阈值时，则该小夜灯自动恢复为默认工作状态。
其中，上述小夜灯的默认工作状态为休眠状态。
值得一提的是，根据上述优选实施例，本发明专利申请公开的基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法，充分利用ZigBee无线传感网络的低花费、低能量、高容错性等特点，同时结合隐马尔科夫模型带来的活动人体高效识别效率和较高的识别准确率，为用户提供较为精准的小夜灯的控制指令建议，从而优化小夜灯的控制效果，有效地提升使用体验。
对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于ZigBee无线传感网络的智能小夜灯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：布置至少两个小夜灯并且将各个小夜灯相互独立地连接至ZigBee无线传感网络，步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S1.1：在微光环境划分为至少两个空间区域；
步骤S1.2：在上述微光环境的每个空间区域布置多个小夜灯；
步骤S1.3：在上述微光环境的每个空间区域布置一个小夜灯ZigBee中继节点，同时在上述微光环境中布置一个小夜灯ZigBee主节点；
步骤S1.4：每个空间区域的各个小夜灯均通过该空间区域的小夜灯ZigBee中继节点连接至小夜灯ZigBee主节点；
步骤S2：布置至少两个感应探测器并且将各个感应探测器相互独立地连接至ZigBee无线传感网络，步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S2.1：在微光环境划分为至少两个空间区域；
步骤S2.2：在上述微光环境的每个空间区域布置多个感应探测器；
步骤S2.3：在上述微光环境的每个空间区域布置一个感应探测器ZigBee中继节点，同时在上述微光环境中布置一个感应探测器ZigBee主节点；
步骤S2.4：每个空间区域的各个小夜灯均通过该空间区域的感应探测器ZigBee中继节点连接至感应探测器ZigBee主节点；
步骤S3：ZigBee无线传感网络无线连接至外置的移动控制终端的后端运行平台并且建立双向连接通讯，步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S3.1：感应探测器ZigBee主节点获取由各个感应探测器ZigBee中继节点转发的每个空间区域的各个感应探测器的感应图像数据，并且将上述各个感应图像数据打包为感应图像数据集；
步骤S3.2：移动控制终端的后端运行平台获取由感应探测器ZigBee主节点转发的上述感应图像数据集；
步骤S4：移动控制终端的后端运行平台基于各个感应探测器的感应图像数据输出相应小夜灯的至少两条控制指令建议，步骤S4具体包括以下步骤：
步骤S4.1：移动控制终端的后端运行平台将上述感应图像数据集还原为各个小夜灯的感应图像数据；
步骤S4.2：移动控制终端的后端运行平台将各个感应探测器的感应图像数据依次导入内置的隐马尔科夫模型，并且由上述隐马尔科夫模型依次输出各个感应探测器是否出现活动人体的判断结果；
步骤S4.3：移动控制终端的后端运行平台基于各个感应探测器的上述判断结果输出各个小夜灯的至少两条控制指令建议；
步骤S5：移动控制终端的前端交互平台显示上述控制指令建议并且向后端运行平台回传经用户确认的控制指令；
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