CN112637283B - 基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统及控制方法 - Google Patents
基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统及控制方法，所述系统包括智能家居IOT网关、智能居家设备、第三方即时通讯平台、以及至少一个用户终端；智能家居IOT网关的IOT设备与智能居家设备通过家庭无线WiFi网构成智能家居系统节点的内部物联通讯网络，实现对所述智能家居系统节点下的各个智能居家设备的内部控制；IOT网关通过Internet网络与第三方即时通讯平台进行外部通讯；用户终端通过第三方即时通讯平台建立聊天群组与聊天机器人进行即时通讯聊天；聊天机器人获取目标用户终端的聊天信息的分析结果作为指定的智能居家设备的设备操控指令；IOT设备控制器基于物联网OPC_UA+MQTT通讯协议执行设备操控指令。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体来讲是涉及一种基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统及控制方法。
背景技术
物联网是基于网络科技、传感器技术、射频识别技术、定位技术、扫描技术等技术的综合利用，实现了人与物，物与物之间相互联系的技术。
我国物联网技术呈现出产业体系与产业链集成的快速发展，产业规模不断扩大。随着物联网技术逐渐发展，在物联网感知、通信与业务功能的支持下，智能家居中已经开始应用了物联网技术，可以实现家居设备之间的信息共享与交换，对住宅区域内各种设备的智能化控制，并对智能系统的集成化管理，从而构建出一个集合智能管控的物联网家居控制系统，打造出更加令人满意的居住环境，提升智能家居的服务质量和水平，满足人们对智能生活的需求。因而基于物联网的智能家居系统具有良好的发展前景。
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境；
但是目前的智能家居大多是用户在自己的住宅内通过移动终端遥控控制智能家居设备，用户一旦走出了住宅，远程控制智能家居设备并不是很方便，操作起来比较僵化；
同时，目前在物联网发展中缺少统一的协议标准，因而通信协议多种多样、接口难统一，由此导致现有大量的物联网设备都不能兼容。不同办公楼宇、住宅小区采用的物联网智能家居设备和系统可能由不同的厂商提供，这些系统的硬件设备在通讯协议上相互独立，互不兼容；与之相对应的应用管理软件系统也是千差万别。难以实现各智能家居系统之间的互联互通，无法实现有效的统一管理，进而限制了智能家居的发展。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统及控制方法；
所述基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统包括智能家居IOT网关、n个智能居家设备及相应的智能传感器、第三方即时通讯平台、以及至少一个用户终端，n为正整数；其中，所述智能家居IOT网关的IOT设备与所述智能居家设备及相应的智能传感器通过家庭无线WiFi网构成智能家居系统节点的内部物联通讯网络，实现对所述智能家居系统节点下的各个智能居家设备的内部控制；所述IOT设备通过Internet网络与所述第三方即时通讯平台进行外部通讯；所述智能家居IOT网关还包括聊天机器人和IOT设备控制器；
所述用户终端，用于通过所述第三方即时通讯平台建立聊天群组与所述聊天机器人进行即时通讯聊天；
所述聊天机器人为内嵌于所述智能家居IOT网关的应用中的一个软件模块组件，用于调用所述第三方即时通讯平台的接口API来获取不同的用户终端输入的聊天信息，并对不同的用户终端输入的聊天信息进行分析处理，获取目标用户终端的聊天信息的分析结果作为指定的智能居家设备的设备操控指令；所述聊天信息至少包括文字信息和语音信息；
所述IOT设备控制器，用于基于物联网OPC_UA+MQTT通讯协议执行所述设备操控指令对所述指定的智能居家设备的IOT设备进行操控，以完成对所述指定的智能居家设备的控制；在所述物联网OPC_UA+MQTT通讯协议应用中，通过OPC_UA客户端与OPC_UA服务端，完成智能家居IOT网关与智能居家设备之间的数据通讯与交互，所述OPC_UA客户端装载于各智能居家设备中；通过MQTT的Broker服务端和MQTT客户端实现对智能传感器进行通讯数据，将智能传感器的数据发送至所述智能家居IOT网关进行处理，所述MQTT客户端装载于各智能传感器中；
其中，所述IOT设备控制器包含物联网OPC_UA+MQTT通讯协议应用；所述IOT设备控制器部署有OPC_UA客户端和MQTT的Broker服务端，所述智能居家设备及相应的智能传感器部署有OPC_UA服务端和MQTT客户端。
可选地，所述系统还包括聊天引擎服务器，所述聊天引擎服务器包括云端聊天引擎；
所述IOT设备，还用于通过Internet网络与所述聊天引擎服务器进行外部通讯；
所述聊天机器人，还用于调用所述云端聊天引擎对不同的用户终端输入的聊天信息进行分析处理。
优选地，所述云端聊天引擎采用AI人工智能技术和/或语音识别技术对不同的用户终端输入的聊天信息进行翻译处理，并从翻译处理结果中识别出目标用户终端、指定的智能居家设备、以及所述目标用户终端对所述指定的智能居家设备的设备操控指令，将所述设备操控指令返馈至所述IOT设备控制器；其中，所述目标用户终端表征发起设备操控指令需求的用户终端。
可选地，所述聊天机器人对应的软件模块组件中内置有本地聊天引擎；
所述聊天机器人，还用于调用所述本地聊天引擎对不同的用户终端输入的聊天信息进行分析处理；其中，所述本地聊天引擎预先设置聊天对话的关键字、应答语句与操控指令的对应关系，再通过关键字索引和匹配系统操控指令的方式完成所述聊天信息翻译，以得到目标用户终端对指定的智能居家设备的设备操控指令。
优选地，所述系统还包括云端管理控制台；
所述云端管理控制台，用于所述用户终端、所述OPC_UA客户端以及所述MQTT客户端的注册或登录；
所述云端管理控制台，还用于对所述OPC_UA客户端对应的智能居家设备进行监控；
所述云端管理控制台，还用于对所述MQTT客户端对应的智能传感器进行监控。
优选地，所述IOT设备控制器还用于进行周期性地采集所述智能家居系统节点下的各个IOT设备的状态数据，完成资源的优化配置和信息共享，实现对所述智能家居系统节点的全局管理与维护。
可选地，所述IOT设备控制器还用于监视所述智能家居系统节点内各个功能模块的IOT设备的工作状况，并分别向各个IOT设备发送不同类型的操控命令，协调各个功能模块一起工作。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
所述用户终端通过所述第三方即时通讯平台建立聊天群组与所述聊天机器人进行即时通讯聊天；
所述聊天机器人调用所述第三方即时通讯平台的接口API获取不同的用户终端输入的聊天信息，并对不同的用户终端输入的聊天信息进行分析处理，获取目标用户终端的聊天信息的分析结果作为指定的智能居家设备的设备操控指令；所述聊天信息至少包括文字信息和语音信息；所述聊天机器人为内嵌于所述智能家居IOT网关的应用中的一个软件模块组件；
所述IOT设备控制器基于物联网OPC_UA+MQTT通讯协议执行所述设备操控指令对所述指定的智能居家设备的IOT设备进行操控，以完成对所述指定的智能居家设备的控制。
本发明具备以下有益效果：
有益效果1：本发明的智能家居设备及传感器、IOT网关设备和云端管理后台采用了OPC UA+MQTT协议进行物联网的数据处理和通讯。其中，利用OPC_UA规范可以将不同数据源之间的通讯进行标准化，这样克服实际应用中由于不同制造商所生产的设备采用不同的标准和协议导致设备互不兼容的问题，避免智能家居设备网络和其它物联网之间的通讯需要大量的复杂改造。
有益效果2：本发明基于自然语言的聊天机器人对话方式，将智能家居设备虚拟为一个家庭聊天成员对象，实现家居设备与家庭用户之间的人性化、智能化的交互，这样降低了智能家居系统的操控复杂度，增强了智能家居系统的用户体验舒适度和亲和力，通过聊天机器人和即时通平台，在智能家居控制系统中实现了一种新颖、灵活的物联网交互形式。
有益效果3：本发明采用第三方即时通讯平台，利用当前广泛流行的即时通讯平台，一方面用户可以直接使用统一的即时通客户端与物联网设备进行通讯，避免安装使用其它种类繁多的客户端软件，在很大程度上提升用户的便捷性，从而提高用户对智能家居的粘度；另一方面，利用即时通讯平台现有资源及影响力，可以降低智能家居管理系统的服务提供商在用户信息维护、客户端软件的开发等方面的成本，这样有利于物联网智能家居技术的发展与推广。
附图说明
图1为本发明实施例中基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统的通讯结构框图；
图2为本发明实施例中智能家居IOT网关的结构功能示意图；
图3为本发明实施例中基于聊天机器人的物联网智能家居管理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
针对上述问题，为了实现上述目的，本发明给出的一种实施例的技术方案为：
系统采用OPC_UA+MQTT物联网协议，通过智能IOT网关连接各类家居设备和智能传感器，构建家庭物联网通讯控制平台；将聊天机器人嵌入IOT网关中构成智能家居物联网网关，通过第三方即时通讯平台(微信、QQ)，将智能网关和其聊天机器人作为一个虚拟聊天的对象可以和家庭用户进行文字和语音交互。通过这种方式实现人们对智能家居系统进行操控，使得物与物、人与物之间进行智能、灵活、高效地信息交互，实现真正智能化家居系统的控制与管理。
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例一(系统实施例)
图1本发明实施例中基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统的通讯结构框图，所述系统包括智能家居IOT网关、n个智能居家设备及相应的智能传感器、第三方即时通讯平台、以及至少一个用户终端(对应图1中的用户即时通讯客户端)，n为正整数；其中，所述智能家居IOT网关的IOT设备与所述智能居家设备及相应的智能传感器通过家庭无线WiFi网构成智能家居系统节点的内部物联通讯网络，实现对所述智能家居系统节点下的各个智能居家设备的内部控制；所述IOT设备通过Internet网络与所述第三方即时通讯平台进行外部通讯；所述智能家居IOT网关还包括聊天机器人和IOT设备控制器；
可理解的是，智能家居IOT网关是本控制系统的核心部分，它包含IOT设备控制器，实现对家居设备的操作控制和状态信息查询。另外，IOT网关还包括聊天机器人，它与家庭成员进行聊天对话，将聊天过程转化对IOT设备的操控执行过程，通过这种方式来实现对智能家居系统的控制和管理。
1)IOT设备控制器包含物联网OPC_UA+MQTT通讯协议层应用、IOT设备信息管理、IOT设备操作控制等几个部分。通过OPC-UA客户端与OPC_UA服务端采集较为复杂IOT设备数据、使用MQTT Broker与MQTT客户端采集传感器数据，在此基础上实现设备信息管理与智能家居的核心控制管理功能。智能家居设备可以包括家电、照明、安防、环境等方面的设备。
IOT设备信息管理对家庭区域内所有的组网IOT设备进行统一信息化管理，进行周期性地采集所述智能家居系统节点下的各个IOT设备的状态数据，完成资源的优化配置和信息共享，实现对所述智能家居系统节点的全局管理与维护。
IOT设备操作控制是整个智能家居的核心控制部分，它能监视所述智能家居系统节点内各个功能模块的IOT设备的工作状况，并分别向各个IOT设备发送不同类型的操控命令，协调各个功能模块一起工作。
2)聊天机器人，将即时通讯的用户终端与智能网关之间的聊天对话信息经过处理后翻译为对设备操控指令，聊天机器人的核心部件如下：
·即时通讯API接口：第三即时通讯平台一般公布API通讯接口如用户登录、注册、消息收发等等。聊天信息指令转换器应用中植入这些API接口，使其具有类似即时通讯客户端的通讯功能，实现聊天数据收发。
·本地聊天引擎：包含本地指令翻译模块，用于控制设备较少、流程单一的简单应用情况。其基本原理是预先设置聊天对话的关键字、应答语句与操控指令的对应关系，再通过关键字索引和匹配系统操控指令的方式完成指令翻译。
·云端聊天引擎接口：通过该接口将即时通讯的聊天信息如文字、语音等上传至云端聊天机器人，由其进行处理返回为对应的智能家居操控指令。反之，将智能家居操控指令转为聊天的文字、语音等信息通过API接口发送即时通讯平台与用户端进行聊天通讯。
·IOT设备指令接口：将各类IOT设备及传感器的操控指令封装成API接口，聊天机器人调用这些接口就可以操控家居系统设备，查询系统工作状况。
云端聊天引擎是基于云端服务器的能够处理自然语言的带人工智能AI翻译机，它能同时为许多客户端提供翻译服务。智能家居IOT网关作为其客户端通过Internet网将比较复杂的语句或语音等数据发送给它，云端聊天机器人能够识别这些数据并将其转为智能家居的控制指令，最后将这些指令回传给物联网关并由其执行智能家居系统的相应操作。
即时通讯平台是智能家居物联系统中用户与家居设备的交互操作的入口点，两者分别通过即时通讯客户端和即时通讯API通讯接口通过Internet网连接至即时通讯平台进行信息交流。此外，即时通讯平台为物联网智能家居系统提供用户信息、群组管理、安全认证、软件模块升级等附加功能。
IOT智能设备及传感器，围绕家用电器及电子设备和传感器，属于物联网的感知层，涉及到环境数据采集、电器设备的控制与监测等。这些设备通过家庭无线WiFi连网，并且连接至IOT网关，将设备自身的状态数据发送给它；另外，接收来自IOT网关的操控指令，执行相关的设备操作。
(1)基于本地聊天引擎的智能家居系统的远程控制实现过程：
1)家庭成员用户、聊天机器人(虚拟聊天对象)建立聊天群组；
2)家庭用户通过即时通讯客户端登录即时通讯平台；
3)聊天机器人通过即时通讯API接口登录即时通讯平台；
4)家庭用户在客户端中向某个智能家居节点对应的聊天机器人发送控制家居设备的聊天消息；
5)聊天机器人接收聊天消息，调用本地指令翻译模块，对聊天信息进行解析翻译成IOT设备操控指令；
6)聊天机器人以IOT设备操控指令作为参数调用IOT设备指令接口，IOT设备控制器发送执行指令请求；
7)IOT设备控制器接收来自聊天机器人的命令请求，解析指令、选定IOT设备；
8)IOT设备操控模块与选定IOT设备建立OPC_UA、MQTT协议通讯，并向IOT设备发送操作命令；
9)IOT设备接收、执行IOT设备操控模块的操作命令，完成硬件设备规定的动作，并将执行的状态信息返回给IOT设备操控模块；
10)IOT设备操控模块将指令执行状态信息进一步返回给聊天机器人；
11)聊天机器人调用本地指令翻译器，将指令执行状态信息转化为聊天信息；
12)聊天机器人将指令执行状态聊天信息通过即时通讯API接口发送至聊天平台；
13)用户聊天客户端接收来自聊天机器人发来的信息，查看远程控制的反馈结果，进而完成一次人与物之间的聊天对话与控制过程。(2)基于云端聊天引擎的智能家居系统的远程控制实现过程：
1)家庭成员用户、聊天机器人(虚拟聊天对象)建立聊天群组；
2)家庭用户通过即时通讯客户端登录即时通讯平台；
3)聊天机器人通过即时通讯API接口登录即时通讯平台；
4)家庭用户在客户端中向某个智能家居节点对应的聊天机器人发送控制家居设备的聊天消息；
5)聊天机器人接收聊天消息，调用云端聊天引擎接口，将聊天信息上传至云端聊天引擎服务器；
6)云端聊天引擎服务器对接收的聊天信息通过云端的指令翻译器进行解析翻译成IOT设备操控指令；
7)云端聊天引擎服务器将聊天信息对应的IOT设备操控指令回传给聊天机器人；
8)聊天机器人以IOT设备操控指令作为参数调用IOT设备指令接口，IOT设备控制器发送执行指令请求；
9)IOT设备控制器接收来自聊天机器人的命令请求，解析指令、选定IOT设备；
10)IOT设备操控模块与选定IOT设备建立OPC UA+MQTT协议通讯，并向IOT设备发送操作命令；
11)IOT设备接收、执行IOT设备操控模块的操作命令，完成硬件设备规定的动作，并将执行的状态信息返回给IOT设备操控模块；
12)IOT设备操控模块将指令执行状态信息进一步返回给云端聊天引擎服务器；
13)云端聊天引擎服务器调用云端指令翻译器，将指令执行状态信息转化为聊天信息并且将其返回给聊天机器人；
14)聊天机器人将指令执行状态聊天信息通过即时通讯API接口发送至聊天平台；
15)用户聊天客户端接收来自聊天机器人发来的信息，查看远程控制的反馈结果，进而完成一次人与物之间的聊天对话与控制过程。本发明实施例具备以下有益效果：
有益效果1：本实施例的智能家居设备及传感器、IOT网关设备和云端管理后台采用了OPC_UA+MQTT协议进行物联网的数据处理和通讯。其中，利用OPC_UA规范可以将不同数据源之间的通讯进行标准化，这样克服实际应用中由于不同制造商所生产的设备采用不同的标准和协议导致设备互不兼容的问题，避免智能家居设备网络和其它物联网之间的通讯需要大量的复杂改造。本实施例的MQTT协议采用发布/订阅的通讯方式，相对于HTPP协议来说具有轻量级、可扩展、长连接等特性，更加适用于小微型嵌入式设备；
有益效果2：本实施例基于自然语言的聊天机器人对话方式，将智能家居设备虚拟为一个家庭聊天成员对象，实现家居设备与家庭用户之间的人性化、智能化的交互，这样降低了智能家居系统的操控复杂度，增强了智能家居系统的用户体验舒适度和亲和力，通过聊天机器人和即时通平台，在智能家居控制系统中实现了一种新颖、灵活的物联网交互形式。
有益效果3：本实施例采用第三方即时通讯平台，利用当前广泛流行的微信、QQ等即时通讯平台，一方面用户可以直接使用统一的即时通客户端与物联网设备进行通讯，避免安装使用其它种类繁多的客户端软件，在很大程度上提升用户的便捷性，从而提高用户对智能家居的粘度；另一方面，利用即时通讯平台现有资源及影响力，可以降低智能家居管理系统的服务提供商在用户信息维护、客户端软件的开发等方面的成本，这样有利于物联网智能家居技术的发展与推广。
进一步的，如图1所示，所述系统还包括云端管理控制台；
所述云端管理控制台，用于所述用户终端、所述OPC-UA客户端以及所述MQTT客户端的注册或登录；
所述云端管理控制台，还用于对所述OPC-UA客户端对应的智能居家设备进行监控；
所述云端管理控制台，还用于对所述MQTT客户端对应的智能传感器进行监控。
可理解的是，云端管理控制台，主要对整个智能家居平台系统进行后台运营维护管理，其主要功能为管理IOT网关设备的注册与登录，确保IOT网关设备的安全接入认证，其通讯过程基于HTTP协议实现。另外，云端管理控制台监控智能家居系统节点下的IOT设备网关和智能家居设备、智能传感器的状态，对异常设备进行维护，其通讯过程基于MQTT协议实现。
在具体实现中，云端管理控制台对IOT网关及其家居设备的状态信息管理过程如下：
1)IOT网关连接云端管理控制台的Web站点，按照HTTP协议进行通讯实现IOT网关设备的注册与登录；
2)云端管理控制台将注册的IOT网关信息保存于数据库，用于后续IOT网关的登录和认证管理；
3)云端管理控制台通过MQTT Broker代理向已经登录的IOT网关订阅家居系统设备状态查询消息；
4)IOT网关通过MQTT客户端向MQTT Broker周期性地推送本节点家居系统的IOT网关及其设备的工作状态数据；
5)IOT设备管理模块通过MQTT Broker接收、解析来自IOT网关及其设备的数据，监视IOT网关及其设备的运行状态。
实施例二(智能家居IOT网关的结构功能实施例)
图2是管理平台各模块功能的网络通讯架构图，该图表明了整个平台的组网实现过程，管理平台的组网和各部分通讯实现过程如下：
1)智能家居IOT网关及智能家居设备及传感器等部署于家庭住宅区域内，使用家庭无线WiFi网络建立通讯子网实现内部通讯，通过IOT网关对家居设备发送操控指令和状态监控指令。
通过对IOT网关的防火墙隔离，外部计算机不能直接访问内网家居设备，防止非法用户入侵，从而保障整个系统的安全性。
2)智能家居IOT网关通过Internet网络与云端管理控制台、即时通讯平台进行外部通讯，分别实现对家居系统的运营维护与控制管理。
3)智能家居IOT网关的聊天机器人作为云端聊天引擎的客户端通过Internet网将比较复杂的语句或语音等数据发送给它，云端聊天引擎能够识别这些数据并将其转为智能家居的控制指令，最后将这些指令回传给物联网关并由其执行智能家居系统的相应操作。
4)即时通讯平台是智能家居物联系统中家庭用户与家居设备的交互操作的入口点，两者分别通过即时通讯客户端和即时通讯API通讯接口通过Internet网连接至即时通讯平台进行信息交流。
实施例三(控制方法实施例)
实施例三为基于上述第一实施例的控制方法实施例提出的控制方法实施例：
智能家居IOT网关是本控制系统的核心部分，它包含IOT设备控制器，实现对家居设备的操作控制和状态信息查询。聊天机器人，它与家庭成员进行聊天对话，将聊天过程转化对IOT设备的操控执行过程，通过这种方式来实现对智能家居系统的控制和管理。
在IOT网关中集成了面向服务的工业化通信协议与规范的OPC_UA协议接口，实现智能家居系统的UA服务端和UA客户端的实时数据库框架，用于业务流程和数据比较复杂的IOT智能电器设备。具体来说，UA服务端集成在智能家居设备中进行数据采集，为IOT网关中的UA客户端提供数据和服务。
在IOT网关中集成了MQTT协议通讯，在IOT的网络层中采用MQTT协议进行数据传输，用于带宽低、网络不稳定及硬件资源有限的各类家居智能传感器。为此在网关中内嵌了MQTT的服务端Broker和MQTT客户端。其中，服务端Broker作为家庭内部网络的MQTT消息订阅代理方，IOT设备是消息的发布方，可以将设备及传感器的数据发送网关进行处理。MQTT客户端作用是将单个智能家居节点的相关数据发布给云端管理控制台中的MQTT服务端，以便云端管理控制台统一管理整个智能家居系统。
居家设备及智能传感器是支持物联网OPC_UA+MQTT协议的IOT设备节点，如空调设备、冰箱设备、照明设备、各类传感器等物联网设备。它们通过IOT网关与外部用户控制端进行通讯，不仅可以按照用户指令执行任务，还可以发布相关的数据状态信息，最终可以达到远程控制的目的，为用户提供智能化控制服务。
可理解的是，第三方即时通可以选用目前国内流行的微信、QQ等平台，通过对第三方即时通的API接口调用，实现智能网关与即时通讯平台的通讯；
具体地，所述IOT设备控制器基于物联网OPC_UA+MQTT通讯协议执行所述设备操控指令对所述指定的智能居家设备的IOT设备进行操控，以完成对所述指定的智能居家设备的控制；
其中，在所述物联网OPC-UA+MQTT通讯协议应用中，通过OPC_UA客户端与OPC_UA服务端，完成智能家居IOT网关与智能居家设备之间的数据通讯与交互，所述OPC_UA客户端装载于各智能居家设备中；通过MQTT的Broker服务端和MQTT客户端实现对智能传感器进行通讯数据，将智能传感器的数据发送至所述智能家居IOT网关进行处理，所述MQTT客户端装载于各智能传感器中；
其中，所述IOT设备控制器包含物联网OPC_UA+MQTT通讯协议应用；所述IOT设备控制器部署有OPC_UA客户端和MQTT的Broker服务端，所述智能居家设备及相应的智能传感器部署有OPC_UA服务端和MQTT客户端。
可理解的是，OPC_UA是一套集信息模型定义、服务与通讯标准为一体的标准化技术框架，其中OPC是用于过程控制的OLE(OLE for Process Control)技术，用于工业通讯的标准。OPC_UA能够打通异构信息系统集成的信息渠道，实现数据的互联互通和无缝传递，而且具备独立于平台、可伸缩性、高度可利用性、可植入因特网服务等特点，非常适合于物联网中设备之间数据交换。MQTT是一个即时通讯协议，MQTT协议支持所有平台，被用来当作传感器和控制器的通信协议，便于广域网消息传递。
聊天机器人是内嵌于智能家居IOT网关应用中的一个软件模块组件，它是一个基于第三方即时通讯平台(微信、QQ等)的一个虚拟聊天对象。在一个聊天群组中，家庭成员用户和聊天机器人(映射为一个智能家居IOT网关设备)能够以文字和语音形式进行聊天对话。通过这种人与物以近于自然语言聊天的交互方式，实现人们对物联网智能家居设备的操控和管理；
聊天机器人通过调用即时通API接口与聊天用户进行通讯。目前以微信、QQ为代表的即时通讯平台拥有海量的用户群体，并且它们提供了完善的通讯接口API，在IOT网关中植入这些接口就可以实现在即时通讯平台上与其他用户进行聊天通讯，完成信息交互。聊天信息经过聊天引擎翻译处理后转化为对智能家居系统的设备操控指令，这些指令由IOT设备控制器完成执行。聊天引擎的主要作用是协助聊天机器人将聊天过程转化对IOT设备的操控执行过程，实现聊天信息与操控指令的相互转换。
本实施例中，参考图3，所述控制方法包括以下步骤：
步骤S10:用户终端通过所述第三方即时通讯平台建立聊天群组与所述聊天机器人进行即时通讯聊天；
步骤S20:所述聊天机器调用所述第三方即时通讯平台的接口API获取不同的用户终端输入的聊天信息，并对不同的用户终端输入的聊天信息进行分析处理，获取目标用户终端的聊天信息的分析结果作为指定的智能居家设备的设备操控指令；所述聊天信息至少包括文字信息和语音信息；所述聊天机器人为内嵌于所述智能家居IOT网关的应用中的一个软件模块组件；所述聊天机器人也可以将智能居家设备状态数据以聊天信息的形式主动发送给目标用户终端；
本实施例的有益效果在于：将智能家居设备虚拟为一个家庭聊天成员对象，家庭用户中的每个成员都走出住宅之后，所有的家庭成员能够加入一个聊天群组相互聊天或者和聊天机器人对话，同时聊天会从各个家庭成员的聊天记录中翻译出某个目标家庭成员对其指定的住宅内的智能居家设备的操控指令；实现家居设备与家庭用户之间的人性化、智能化的交互，这样降低了智能家居系统的操控复杂度，增强了智能家居系统的用户体验舒适度和亲和力。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统，其特征在于，所述系统包括智能家居IOT网关、n个智能居家设备及相应的智能传感器、第三方即时通讯平台、以及至少一个用户终端，n为正整数；其中，所述智能家居IOT网关的IOT设备与所述智能居家设备及相应的智能传感器通过家庭无线WiFi网构成智能家居系统节点的内部物联通讯网络，实现对所述智能家居系统节点下的各个智能居家设备的内部控制；所述IOT设备通过Internet网络与所述第三方即时通讯平台进行外部通讯；所述智能家居IOT网关还包括聊天机器人和IOT设备控制器；
所述用户终端，用于通过所述第三方即时通讯平台建立聊天群组与所述聊天机器人进行即时通讯聊天；
所述聊天机器人为内嵌于所述智能家居IOT网关的应用中的一个软件模块组件，用于调用所述第三方即时通讯平台的接口API来获取不同的用户终端输入的聊天信息，并对不同的用户终端输入的聊天信息进行分析处理，获取目标用户终端的聊天信息的分析结果作为指定的智能居家设备的设备操控指令；所述聊天信息至少包括文字信息和语音信息；
所述IOT设备控制器，用于基于物联网OPC_UA+MQTT通讯协议执行所述设备操控指令对所述指定的智能居家设备的IOT设备进行操控，以完成对所述指定的智能居家设备的控制；在所述物联网OPC_UA+MQTT通讯协议应用中，通过OPC_UA客户端与OPC_UA服务端，完成智能家居IOT网关与智能居家设备之间的数据通讯与交互，所述OPC_UA客户端装载于各智能居家设备中；通过MQTT的Broker服务端和MQTT客户端实现对智能传感器进行通讯数据，将智能传感器的数据发送至所述智能家居IOT网关进行处理，所述MQTT客户端装载于各智能传感器中；
其中，所述IOT设备控制器包含物联网OPC_UA+MQTT通讯协议应用；所述IOT设备控制器部署有OPC_UA客户端和MQTT的Broker服务端，所述智能居家设备及相应的智能传感器部署有OPC_UA服务端和MQTT客户端。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括聊天引擎服务器，所述聊天引擎服务器包括云端聊天引擎；
所述IOT设备，还用于通过Internet网络与所述聊天引擎服务器进行外部通讯；
所述聊天机器人，还用于调用所述云端聊天引擎对不同的用户终端输入的聊天信息进行分析处理。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述云端聊天引擎采用AI人工智能技术和/或语音识别技术对不同的用户终端输入的聊天信息进行翻译处理，并从翻译处理结果中识别出目标用户终端、指定的智能居家设备、以及所述目标用户终端对所述指定的智能居家设备的设备操控指令，将所述设备操控指令返馈至所述IOT设备控制器；其中，所述目标用户终端表征发起设备操控指令需求的用户终端。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述聊天机器人对应的软件模块组件中内置有本地聊天引擎；
所述聊天机器人，还用于调用所述本地聊天引擎对不同的用户终端输入的聊天信息进行分析处理；其中，所述本地聊天引擎预先设置聊天对话的关键字、应答语句与操控指令的对应关系，再通过关键字索引和匹配系统操控指令的方式完成所述聊天信息翻译，以得到目标用户终端对指定的智能居家设备的设备操控指令。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括云端管理控制台；
所述云端管理控制台，用于所述用户终端、所述OPC_UA客户端以及所述MQTT客户端的注册或登录；
所述云端管理控制台，还用于对所述OPC_UA客户端对应的智能居家设备进行监控；
所述云端管理控制台，还用于对所述MQTT客户端对应的智能传感器进行监控。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述IOT设备控制器还用于进行周期性地采集所述智能家居系统节点下的各个IOT设备的状态数据，完成资源的优化配置和信息共享，实现对所述智能家居系统节点的全局管理与维护。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述IOT设备控制器还用于监视所述智能家居系统节点内各个功能模块的IOT设备的工作状况，并分别向各个IOT设备发送不同类型的操控命令，协调各个功能模块一起工作。
8.一种基于聊天机器人的物联网智能家居管理系统的控制方法，其特征在于，所述系统包括智能家居IOT网关、n个智能居家设备及相应的智能传感器、第三方即时通讯平台、以及至少一个用户终端，n为正整数；其中，所述智能家居IOT网关的IOT设备与所述智能居家设备及相应的智能传感器通过家庭无线WiFi网构成智能家居系统节点的内部物联通讯网络，实现对所述智能家居系统节点下的各个智能居家设备的内部控制；所述IOT设备通过Internet网络与所述第三方即时通讯平台进行外部通讯；所述智能家居IOT网关还包括聊天机器人和IOT设备控制器；
相应地，所述控制方法包括以下步骤：
所述用户终端通过所述第三方即时通讯平台建立聊天群组与所述聊天机器人进行即时通讯聊天；
所述聊天机器人调用所述第三方即时通讯平台的接口API获取不同的用户终端输入的聊天信息，并对不同的用户终端输入的聊天信息进行分析处理，获取目标用户终端的聊天信息的分析结果作为指定的智能居家设备的设备操控指令；所述聊天信息至少包括文字信息和语音信息；所述聊天机器人为内嵌于所述智能家居IOT网关的应用中的一个软件模块组件；
所述IOT设备控制器基于物联网OPC-UA+MQTT通讯协议执行所述设备操控指令对所述指定的智能居家设备的IOT设备进行操控，以完成对所述指定的智能居家设备的控制；
其中，在所述物联网OPC_UA+MQTT通讯协议应用中，通过OPC_UA客户端与OPC_UA服务端，完成智能家居IOT网关与智能居家设备之间的数据通讯与交互，所述OPC_UA客户端装载于各智能居家设备中；通过MQTT的Broker服务端和MQTT客户端实现对智能传感器进行通讯数据，将智能传感器的数据发送至所述智能家居IOT网关进行处理，所述MQTT客户端装载于各智能传感器中；
其中，所述IOT设备控制器包含物联网OPC_UA+MQTT通讯协议应用；所述IOT设备控制器部署有OPC_UA客户端和MQTT的Broker服务端，所述智能居家设备及相应的智能传感器部署有OPC_UA服务端和MQTT客户端。
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