CN110989374A - 一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，其特征在于，包括：家庭主机、本地CPS设备及由CPS设备控制的家居设备；还包括以下步骤：多次收集用户的操作指令、本地CPS设备和家居设备的运行状态数据；对操作指令和运行状态数据进行统计分析，提取用户在多个时间节点的活动规律，生成各个时间节点活动规律的标准模式并创建其触发规则；接收用户的操作指令，当操作指令触发规则时，控制本地CPS设备和家居设备以活动规律的标准模式运行。本发明通过获取用户的生活规律和生活习惯，能够创建最接近用户需求的生活规律的标准模式，当对应的标准模式被触发，系统能够自动按照被触发的生活规律的标准模式运行，使用户的居家生活更舒适。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，特别是指一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法及系统。
背景技术
智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如视频设备、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、设备自动化的优势，为用户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。
现有的智能家居控制，主要是通过明确的指令控制，随着大数据的应用和机器智能的发展，通过用户行为分析，对家居系统进行控制的设想，逐渐成为现实。尤其是雾计算概念的兴起和应用，为智能家居控制项目，起到助推的效果。
发明内容
本发明提出一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法及系统，解决了现有技术中智能家居控制过于机械，不能精确符合用户需求的技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，包括：家庭主机、本地CPS设备及由所述CPS设备控制的家居设备；
还包括以下步骤：
多次收集用户的操作指令、本地CPS设备和家居设备的运行状态数据；
对所述操作指令和运行状态数据进行统计分析，提取用户在多个时间节点的活动规律，生成各个时间节点活动规律的标准模式并创建其触发规则；
接收用户的操作指令，当所述操作指令触发所述触发规则时，控制本地CPS设备和家居设备以所述时间节点的活动规律的标准模式运行。
作为优选的技术方案，还包括：将24小时内的多个时间节点的活动规律关联组合，创建家庭活动规律的标准模式。
作为优选的技术方案，所述活动规律包括涉及的CPS设备和家居设备的运行状态及其操作顺序。
作为优选的技术方案，所述触发规则包括特定的操作指令和操作时间。
作为优选的技术方案，还包括预设时间节点或生活场景，设定所述预设时间节点或生活场景的活动规律的标准模式。
作为优选的技术方案，所述CPS设备包括：家庭智能配电箱、智能开关、智能插座、智能水阀、智能气阀、智能遥控器、门禁系统、空调或新风系统。
作为优选的技术方案，所述家居设备包括：受控于所述智能开关的灯具和电动窗帘、受控于所述智能遥控器的家用电器、受控于所述门禁系统的电动门。
作为优选的技术方案，所述家居设备电连接有终端感知设备，包括光照传感器、红外传感器、烟雾感应器和温湿度传感器，所述光照传感器和红外传感器与所述智能开关电连接，所述烟雾感应器与智能气阀电连接，所述温湿度传感器与所述空调或新风系统电连接。
作为优选的技术方案，一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制系统，包括：
数据采集模块，用于收集用户的操作指令、所述CPS设备、家居设备和终端感知设备的运行状态；
数据统计分析模块，用于将收集的用户的操作指令、本地CPS设备和家居设备的运行状态，提取用户在多个时间节点的活动规律；
用户行为创建模块，用于根据用户的活动规定，创建各个时间节点的活动规律的标准模式及其触发规则；以及创建预设时间节点或生活场景的活动规律；控制模块，接收用户的操作指令，生成并输出相应的控制指令，控制本地CPS设备和家居设备以对应的活动规律运行。
本发明的有益效果在于：本发明通过对用户的操作数据、本地CPS设备和终端感知设备的运行数据进行统计分析，获取用户的生活规律和生活习惯，能够创建最接近用户需求的生活规律的标准模式，当用户的操作指令或其他关联设备的运行触发所述标准模式的触发规则，系统能够自动按照被触发的生活规律的标准模式运行，使用户的居家生活更加舒适。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的拓扑图；
图2为本发明实施例的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1和图2共同所示，一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，包括：家庭主机、本地CPS设备及由CPS设备控制的家居设备，设备之间的数据传递关系，如图1所示出的，本地CPS设备包括4台，每台CPS设备控制1至2台家居设备。
本发明中，本地CPS设备的数量不限于4台，例如，家庭智能配电箱、智能开关、智能插座、智能水阀、智能气阀、智能遥控器、门禁系统、空调或新风系统。每台CPS设备控制的家居设备不等，例如，受控于智能开关的灯具和电动窗帘、受控于智能遥控器的家用电器、受控于门禁系统的电动门。
本发明中，还包括对环境信息进行采集的终端感知设备，例如光照传感器、红外传感器、烟雾感应器和温湿度传感器，光照传感器和红外传感器与智能开关电连接。
通过光照传感器和红外线传感器的对环境的检测，可进行以下操作：在光照强度高的时候，关闭灯具或打开窗帘；在光照强度低的时候，打开灯具，关闭窗帘；在室内有人时，开灯并关闭窗帘，在室内无人时，关灯并打开窗帘。
烟雾感应器与智能气阀电连接，在烟雾感应器感应到燃气泄漏或检测到室内烟雾时，关闭气阀，若室内安装消防系统，可开始消防系统，烟雾感应器检测正常时，可开启新风系统通风等。
温湿度传感器与空调或新风系统电连接。通过室内温湿度状态，开启空调或新风系统。
如图2所示，本发明所涉及的一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法还包括以下步骤：
步骤S1：多次收集用户的操作指令、本地CPS设备和家居设备的运行状态数据，例如，上午8:00，用户出门上班之前，关闭灯具，打开窗帘和窗扇，锁门，红外线感应器检测到室内无人，家庭主机收集以上数据。
步骤S2：对操作指令和运行状态数据进行统计分析。对多次收集的数据进行统计，获取统计数据，例如，上班出门的大致时间范围，用户的习惯等
步骤S3：提取用户在多个时间节点的活动规律，其中，活动规律包括涉及的CPS设备和家居设备的运行状态及其操作顺序。
步骤S4：生成各个时间节点的活动规律的标准模式并创建其触发规则，触发规则包括特定的操作指令和操作时间。
例如，上午8:00，用户出门上班之前为例，统计出用户每天出门的大致时间范围，统计用户的操作指令和设备的运行状态如下：
用户操作指令有：关灯、拉窗帘、开窗、锁门等操作；
灯具的状态是关；窗帘和窗户的状态是开、门禁的状态是关；
红外线传感器检测状态是室内无人。
根据对以上信息的统计分析，得出用户上班出门时间是上午8:00，在这个时间节点采取的操作包括关灯、拉窗帘、开窗、以上3项无先后操作顺序，最后锁门。
创建用户在上午8:00的生活规律的标准模式是：关灯、拉窗帘、开窗(以上3项无先后顺序)、最后锁门，触发规则：用户在上午7:50至8:00之间，执行关灯、拉窗帘、开窗其中任意一个操作。
步骤S5：接收用户的操作指令，当操作指令触发相应的触发规则时，控制本地CPS设备和家居设备以该时间节点的活动规律的标准模式运行。
例如，在上午7:51，用户执行关灯操作，系统自动执行拉窗帘、开窗等操作，在红外线传感器检测到室内无人时，室内门自动上锁。
本方法还可以将24小时内的多个时间节点的活动规律关联组合，创建家庭活动规律的标准模式。获取各家庭成员在一天之内的生活规律并创建全家的活动规律的标准模式，例如，将上班时间和下班时间对应关联，起床时间和休息时间对应关联，创建最符合用户生活习惯的活动规律。
本方法还包括预设时间节点或生活场景，设定预设时间节点或生活场景的活动规律的标准模式。
例如用户通过用户终端的APP软件上，设定某一个时间节点活动规律的标准模式，例如设定上班或下班时间，以及在相应时间节点所要控制的CPS设备和家电设备。
预设生活场景，如观影模式，设定灯光的强度，开启智能音响并控制其音量范围等，用户处于观影模式时，可以手动调整灯光强度或音量范围，家庭主机多次收集用户操作，调整观影模式的灯光强度或音响音量的范围。
一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制系统，包括：
数据采集模块，用于收集用户的操作指令、CPS设备、家居设备和终端感知设备的运行状态；
数据统计分析模块，用于将收集的用户的操作指令、本地CPS设备和家居设备的运行状态，提取用户在多个时间节点的活动规律；
用户行为创建模块，用于根据用户的活动规律，创建各个时间节点活动规律的标准模式及其触发规则；以及创建预设时间节点或生活场景的活动规律；
控制模块，接收用户的操作指令，生成并输出相应的控制指令，控制本地CPS设备和家居设备以对应的活动规律运行。
本发明中，智能家居系统中所涉及的本地CPS设备、家居设备、终端感知设备和家庭主机构成家庭物联网集群，CPS设备采用边缘算法，对家居设备进行控制，家庭主机采用雾计算对家庭物联网集群中所有CPS设备、家居设备、终端感知设备的状态运行数据在本地进行分析处理，并将一些处理数据通过网络发送至用户终端或公共网络中。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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之内。
Claims (9)
1.一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，其特征在于，包括：家庭主机、本地CPS设备及由所述CPS设备控制的家居设备；
还包括以下步骤：
多次收集用户的操作指令、本地CPS设备和家居设备的运行状态数据；
对所述操作指令和运行状态数据进行统计分析，提取用户在多个时间节点的活动规律，生成各个时间节点活动规律的标准模式并创建其触发规则；
接收用户的操作指令，当所述操作指令触发所述触发规则时，控制本地CPS设备和家居设备以所述时间节点活动规律的标准模式运行。
2.如权利要求1所述的一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，其特征在于：还包括：将24小时内的多个时间节点的活动规律关联组合，创建家庭活动规律的标准模式。
3.如权利要求1或2所述的一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，其特征在于：所述活动规律包括涉及的CPS设备和家居设备的运行状态及其操作顺序。
4.如权利要求1所述的一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，其特征在于：所述触发规则包括特定的操作指令和操作时间。
5.如权利要求1所述的一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，其特征在于：还包括预设时间节点或生活场景，设定所述预设时间节点或生活场景活动规律的标准模式。
6.如权利要求1所述的一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，其特征在于：所述CPS设备包括：家庭智能配电箱、智能开关、智能插座、智能水阀、智能气阀、智能遥控器、门禁系统、空调或新风系统。
7.如权利要求6所述的一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，其特征在于：所述家居设备包括：受控于所述智能开关的灯具和电动窗帘、受控于所述智能遥控器的家用电器、受控于所述门禁系统的电动门。
8.如权利要求7所述的一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法，其特征在于：所述家居设备电连接有终端感知设备，包括光照传感器、红外传感器、烟雾感应器和温湿度传感器，所述光照传感器和红外传感器与所述智能开关电连接，所述烟雾感应器与智能气阀电连接，所述温湿度传感器与所述空调或新风系统电连接。
9.一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于收集用户的操作指令、所述CPS设备、家居设备和终端感知设备的运行状态；
数据统计分析模块，用于将收集的用户操作指令、本地CPS设备和家居设备的运行状态，提取用户在多个时间节点的活动规律；
用户行为创建模块，用于根据用户的活动规律，创建各个时间节点活动规律的标准模式及其触发规则；以及创建预设时间节点或生活场景的活动规律；
控制模块，接收用户的操作指令，生成并输出相应的控制指令，控制本地CPS设备和家居设备以对应的活动规律运行。
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