CN112672481A - 基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法和云服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法和云服务器，所述方法包括：通过获取室内的光照强度、室内的空间体积、各个家具的体积、室内的视频信息和用户的语音信息，对接收的视频信息进行图像预处理，统计各个视频帧图像的离心率，结合建模分析服务器统计室内的灯光控制系数，并统计各个视频帧图像的离心率对比值和质心偏移，同时管理服务器根据分析统计得到的数据，发送灯光开关指令和对应等级的灯光控制指令。具有调节灵活度高，智能性强的特点，在智能控制、计算速度、准确度以及用户舒适度方面大大增强,增强了用户的体验感。

Description

基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法 和云服务器

技术领域

本发明属于灯光智能调控技术领域，涉及到基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法和云服务器。

背景技术

随着科技的发展和人民生活水平的提高，人们对家庭的照明系统提出了新的要求，智能照明控制系统作为智能家居系统的一个重要子系统，是自动化技术在照明控制领域的应用和推广，它不仅是实现照明艺术性和舒适性的有效手段，而且迎合绿色照明的发展方向，是节约能源、缓解未来能源危机的有效措施，智能照明系统替代传统照明系统是家居智能化过程中必然要走的一步。

传统的家居照明系统采用本地式一开一关的控制方式，没有简单的方法实现全开全关操作，离家之前还得检查一遍是否所有灯已经关闭，比较麻烦；没有软启功能，开关灯时亮度骤然变化，不仅对人眼刺激大而且影响灯具使用寿命；没有调光功能，照明亮度不合适时不能调节，只有更换灯具才能解决问题；没有智能控制功能，灯具控制只能依靠手动操作。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法和云服务器，本发明通过获取室内的光照强度、室内的空间体积、各个家具的体积、室内的视频信息和用户的语音信息，对接收的视频信息进行图像预处理，统计各个视频帧图像的离心率，结合建模分析服务器统计室内的灯光控制系数，并统计各个视频帧图像的离心率对比值和质心偏移，同时管理服务器根据分析统计得到的数据，发送灯光开关指令和对应等级的灯光控制指令，语音执行终端识别用户的语音信息，发送语音控制指令，进而灯光执行终端接收不同的指令，执行对应的灯具控制，解决了现有技术中存在的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法，包括以下步骤：

S1：获取室内的光照强度、室内的空间体积、各个家具的体积、室内的视频信息和用户的语音信息；

S2：对接收的视频信息进行图像预处理，统计各个视频帧图像的离心率；

S3：统计室内的灯光控制系数，并统计各个视频帧图像的离心率对比值和质心偏移；

S4：根据S3得到的数据，发送灯光开关指令和对应等级的灯光控制指令；

S5：识别用户的语音信息，发送语音控制指令；

S6：灯光执行终端接收不同的指令，执行对应的灯具控制；

上述基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法使用了一种基于云计算和物联网的智能家居照明灯光智能调控系统，包括光照强度检测模块、体积检测模块、视频采集模块、语音采集模块、图像预处理模块、数据库、建模分析服务器、管理服务器、语音执行终端和灯光执行终端；

图像预处理模块分别与视频采集模块、建模分析服务器和数据库连接，建模分析服务器分别与光照强度检测模块、体积检测模块、数据库和管理服务器连接，语音执行终端分别与语音采集模块、数据库和灯光执行终端连接，管理服务器分别与灯光执行终端和数据库连接；

光照强度检测模块包括亮度传感器，安装在室内，用于实时检测室内所受到的光照强度，将检测到的室内所受到的光照强度发送至建模分析服务器；

体积检测模块包括三维立体扫描仪，安装在室内，用于检测室内的空间体积和室内各个家具的体积，其中各个家具的体积构成家具体积集合A(a₁,a₂,...,ai,...,ag)，a_i表示为第i个家具的体积，g表示为室内家具的数量，将检测到的室内空间体积和家具体积集合分别发送至建模分析服务器；

视频采集模块包括高清摄像头，安装在室内顶部拐角处，角度对应室内厅门，用于实时采集室内的视频信息，将检测到的视频信息发送至图像预处理模块；

语音采集模块包括音频采集器，安装在室内，用于检测用户的语音信息，并将检测到的语音信息发送至语音执行终端；

图像预处理模块用于接收视频采集模块发送的室内的视频信息，并根据视频时长具有的视频帧数，将室内的视频信息分解为若干视频帧图像，将分后的各视频帧对象进行图像增加预处理操作，将图像增强后的各视频帧图像按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2,...,j,...,k，将所述各个视频帧图像根据预设灰度阈值转化为灰度图像，识别出所述灰度图像中的像素点，按照预设的顺序，依次标记为1,2,...,m,...,n,构成视频帧图像像素点集合S_j(s_j1,s_j2,...,s_jm,...,s_jn),s_jm表示为第j个视频帧图像内第m个像素点，并获取各个视频帧图像的厅门区域主轴长度和区域辅轴长度，根据各个视频帧图像的区域主轴长度和区域辅轴长度，以统计各个视频帧图像的离心率，按照预设的顺序，依次标记为1,2,...,p,...,q,构成视频帧图像离心率集合B(b1,b2,...,bj,...,bk)，bj表示为第j个视频帧图像对应的离心率，将视频帧图像像素点集合和视频帧图像离心率集合分别发送至建模分析服务器；

数据库存储灰度阈值，存储不同光照强度等级对应的光照影响系数，存储不同灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，存储视频帧图像的质心偏移阈值，存储视频帧图像的离心率阈值，存储控制灯具的语音控制指令对应的关键字；

建模分析服务器接收光照强度检测模块发送的室内光照强度，将室内的光照强度与数据库中存储的各光照强度等级对应的光照强度范围进行对比，若提取该光照强度对应的光照强度等级，并将室内的光照强度等级与数据库中存储的各光照强度等级对应的光照影响系数作对比，得到该室内的光照影响系数；

建模分析服务器接收体积检测模块发送的室内的空间体积和家具体积集合，提取出家具体积集合中各个家具的体积，根据室内的空间体积和各个家具的体积计算室内的空旷体积，建模分析服务器根据光照影响系数和室内的空旷体积，以统计灯光控制系数，并将灯光控制系数发送至管理服务器；

建模分析服务器接收图像预处理模块发送的视频帧图像像素点集合，提取视频帧图像像素点集合中各个视频帧图像的各个像素点，根据各个视频帧图像的各个像素点，以统计各个视频帧图像的质心，构成视频帧图像质心集合C(c₁,c₂,...,cj,...,ck),cj表示为第j个视频帧图像的质心，将视频帧图像质心集合中下一视频帧图像的质心位置与上一视频帧图像的质心位置进行对比，得到下一视频帧图像的质心偏移，构成视频帧图像质心偏移集合C′(c′₁,c′₂,...,c′j,...,c′k)，c′j表示为第j个视频帧图像质心位置与第j-1个视频帧图像质心位置的差值，将视频帧图像质心偏移集合发送至管理服务器；

建模分析服务器接收图像预处理模块发送的视频帧图像离心率集合，从视频帧图像离心率集合中提取出各个视频帧图像的离心率，将各个视频帧图像的离心率与数据库中存储的视频帧图像离心率阈值做对比，构成视频帧图像离心率对比集合B′(b′1,b′2,...,b′j,...,b′k)，b′j表示为第j个视频帧图像的离心率与设定的视频帧图像离心率阈值之间的对比值，将视频帧图像离心率对比集合发送至管理服务器；

管理服务器接收建模分析服务器发送的视频帧图像对比集合，从视频帧图像对比集合中提取出各个视频帧图像对应的离心率对比值，若b′j>0，则表示为厅门为正常状态，管理服务器不发送灯光开关指令至灯光执行终端，若b′j＝0，则表示厅门为异常状态，管理服务器发送灯光开关指令至灯光执行终端；

管理服务器接收建模分析服务器发送的视频帧图像质心偏移集合，从视频帧图像质心偏移集合中提取出各个视频帧图像对应的质心偏移，并将各个视频帧图像对应的质心偏移与数据库中存储的质心偏移阈值作对比，若某个视频帧图像对应的质心偏移大于质心偏移阈值，则表示室内有移动物体，管理服务器发送灯光开关指令至灯光执行终端，若某个视频帧图像对应的质心偏移小于质心偏移阈值，则表示室内处于静止状态，管理服务器不发送灯光开关指令至灯光执行终端；

管理服务器接收建模分析服务器发送的灯光控制系数，并从数据库中提取出各灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，将灯光控制系数与各灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值进行对比，若灯光控制系数大于一级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值小于二级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，则管理服务器发送一级灯光控制指令发送至灯光执行终端，若灯光控制系数大于二级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值小于三级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，则管理服务器发送二级灯光控制指令发送至灯光执行终端，若灯光控制系数大于三级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，则管理服务器发送三级灯光控制指令发送至灯光执行终端；

语音控制终端接收语音采集模块发送的用户的语音信息，对接收的用户的语音信息转换成文字,对转换的文字进行关键字提取，并将提取的关键字与数据库中存储的控制灯具的语音控制指令对应的关键字进行对比,若对比成功,则发送语音控制指令至灯光执行终端,反之,则不发送语音控制指令至灯光执行终端；

所述灯光执行终端当室内处于静止状态时，控制对应灯具关闭，当接收管理服务器发送的灯光开关指令和对应等级的灯光控制指令时，灯光执行终端控制对应灯具打开，并进行对应等级的亮度调节，接收语言控制终端发送的语音控制指令，并进行对应语音控制指令的灯光调节。

进一步地，图像预处理模块包括获取各视频帧图像中各个像素点的RGB值中的R值，G值，B值。

进一步地，视频帧图像的质心(x₀,y₀)的计算方式为

其中x₀表示为视频帧图像质心的横坐标，y₀表示为视频帧图像质心的纵坐标，x_m表示为视频帧图像中第m个像素点的横坐标，y_m表示为视频帧图像中第m个像素点的纵坐标。

进一步地，视频帧图像的质心偏移(e_xm,e_ym)的计算方式为e_xm＝x_o-x_om,e_ym＝y_o-y_om，其中x_om表示为上一视频帧图像的质心的横坐标，y_om表示为上一视频帧图像的质心的纵坐标，e_xm表示为移动物体在x轴上的位移，y_xm表示为移动物体在y轴上的位移。

进一步地，灯光控制系数的计算公式为

表示为第E个光照强度等级对应的光照影响系数，E＝1,2,3,ai表示为第i家具的体积，V表示为室内的空间体积。

进一步地，视频帧图像的离心率计算公式为

α1表示为视频帧图像中厅门区域的主轴长度，α2表示为视频帧图像厅门区域的辅轴长度。

进一步地，不同光照强度等级对应的光照影响系数对应的的大小顺序为

进一步地，语音控制终端当识别到“亮”时，则发送增强灯光亮度的语音控制指令，当识别到“暗”时，则发送减弱灯光强度的语音控制指令，当识别到“暖色”时，则发送增加RGB灯光中R值强度，降低G值和B值强度的语音控制指令，当识别到“冷色”时，则发送增强RGB灯光中B值强度，降低R值和B值强度的语音控制指令。

服务器包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个智能家居照明灯光智能调控终端连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行本发明所述的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法。

有益效果：

(1)本发明提供的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法和云服务器，通过获取室内的光照强度、室内的空间体积、各个家具的体积、室内的视频信息和用户的语音信息，对接收的视频信息进行图像预处理，统计各个视频帧图像的离心率，结合建模分析服务器统计室内的灯光控制系数，并统计各个视频帧图像的离心率对比值和质心偏移，同时管理服务器根据分析统计得到的数据，发送灯光开关指令和对应等级的灯光控制指令，语音执行终端识别用户的语音信息，发送语音控制指令，进而灯光执行终端接收不同的指令，执行对应的灯具控制，解决了灯光调节效率低,造成灯光照度不够或灯光照度过高导致浪费,调节灵活度低的问题,在智能控制、计算速度、准确度以及用户舒适度方面大大增强,增强了用户的体验感。

(2)本发明在语音执行终端，用户不用手动操作控制开关，只需发出对应的语音控制口令，便能方便地监控、改变系统参数，大大增加了用户的体验感和舒适度。

(3)本发明有了智能控制功能，便能根据需要选择合适的传感设备主动获取室内信息从而自动控制灯具的状态或亮度，这不仅大大丰富了系统功能，减少了人工参与，还降低了系统的管理费用和运行费用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的方法步骤示意图。

图2为系统的模块示意图。

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。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法，包括以下步骤：

S1：获取室内的光照强度、室内的空间体积、各个家具的体积、室内的视频信息和用户的语音信息；

S2：对接收的视频信息进行图像预处理，统计各个视频帧图像的离心率；

S3：统计室内的灯光控制系数，并统计各个视频帧图像的离心率对比值和质心偏移；

S4：根据S3得到的数据，发送灯光开关指令和对应等级的灯光控制指令；

S5：识别用户的语音信息，发送语音控制指令；

S6：灯光执行终端接收不同的指令，执行对应的灯具控制；

请参阅图2所示，上述基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法使用了一种基于云计算和物联网的智能家居照明灯光智能调控系统，包括光照强度检测模块、体积检测模块、视频采集模块、语音采集模块、图像预处理模块、数据库、建模分析服务器、管理服务器、语音执行终端和灯光执行终端；

图像预处理模块分别与视频采集模块、建模分析服务器和数据库连接，建模分析服务器分别与光照强度检测模块、体积检测模块、数据库和管理服务器连接，语音执行终端分别与语音采集模块、数据库和灯光执行终端连接，管理服务器分别与灯光执行终端和数据库连接；

光照强度检测模块包括亮度传感器，安装在室内，用于实时检测室内所受到的光照强度，将检测到的室内所受到的光照强度发送至建模分析服务器；

体积检测模块包括三维立体扫描仪，安装在室内，用于检测室内的空间体积和室内各个家具的体积，其中各个家具的体积构成家具体积集合A(a₁,a₂,...,ai,...,ag)，a_i表示为第i个家具的体积，g表示为室内家具的数量，将检测到的室内空间体积和家具体积集合分别发送至建模分析服务器；

视频采集模块包括高清摄像头，安装在室内顶部拐角处，角度对应室内厅门，用于实时采集室内的视频信息，将检测到的视频信息发送至图像预处理模块；

语音采集模块包括音频采集器，安装在室内，用于检测用户的语音信息，并将检测到的语音信息发送至语音执行终端；

图像预处理模块用于获取各视频帧图像中各个像素点的RGB值中的R值，G值，B值，接收视频采集模块发送的室内的视频信息，并根据视频时长具有的视频帧数，将室内的视频信息分解为若干视频帧图像，将分后的各视频帧对象进行图像增加预处理操作，将图像增强后的各视频帧图像按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2,...,j,...,k，将所述各个视频帧图像根据预设灰度阈值转化为灰度图像，识别出所述灰度图像中的像素点，按照预设的顺序，依次标记为1,2,...,m,...,n,构成视频帧图像像素点集合S_j(s_j1,s_j2,...,s_jm,...,s_jn),s_jm表示为第j个视频帧图像内第m个像素点，并获取各个视频帧图像的厅门区域主轴长度和区域辅轴长度，根据各个视频帧图像的区域主轴长度和区域辅轴长度，以统计各个视频帧图像的离心率，视频帧图像的离心率计算公式为

α1表示为视频帧图像中厅门区域的主轴长度，α2表示为视频帧图像厅门区域的辅轴长度，按照预设的顺序，依次标记为1,2,...,p,...,q,构成视频帧图像离心率集合B(b1,b2,...,bj,...,bk)，bj表示为第j个视频帧图像对应的离心率，将视频帧图像像素点集合和视频帧图像离心率集合分别发送至建模分析服务器；

数据库存储灰度阈值，存储不同光照强度等级对应的光照影响系数，存储不同灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，不同光照强度等级对应的光照影响系数对应的的大小顺序为

存储视频帧图像的质心偏移阈值，存储视频帧图像的离心率阈值，存储控制灯具的语音控制指令对应的关键字；

建模分析服务器接收光照强度检测模块发送的室内光照强度，将室内的光照强度与数据库中存储的各光照强度等级对应的光照强度范围进行对比，若提取该光照强度对应的光照强度等级，并将室内的光照强度等级与数据库中存储的各光照强度等级对应的光照影响系数作对比，得到该室内的光照影响系数；

建模分析服务器接收体积检测模块发送的室内的空间体积和家具体积集合，提取出家具体积集合中各个家具的体积，根据室内的空间体积和各个家具的体积计算室内的空旷体积，建模分析服务器根据光照影响系数和室内的空旷体积，以统计灯光控制系数，灯光控制系数的计算公式为

表示为第E个光照强度等级对应的光照影响系数，E＝1,2,3,ai表示为第i家具的体积，V表示为室内的空间体积，并将灯光控制系数发送至管理服务器；

建模分析服务器接收图像预处理模块发送的视频帧图像像素点集合，提取视频帧图像像素点集合中各个视频帧图像的各个像素点，根据各个视频帧图像的各个像素点，以统计各个视频帧图像的质心，视频帧图像的质心(x₀,y₀)的计算方式为

其中x₀表示为视频帧图像质心的横坐标，y₀表示为视频帧图像质心的纵坐标，x_m表示为视频帧图像中第m个像素点的横坐标，y_m表示为视频帧图像中第m个像素点的纵坐标，构成视频帧图像质心集合C(c₁,c₂,...,cj,...,ck),cj表示为第j个视频帧图像的质心，将视频帧图像质心集合中下一视频帧图像的质心位置与上一视频帧图像的质心位置进行对比，得到下一视频帧图像的质心偏移，视频帧图像的质心偏移(e_xm,e_ym)的计算方式为e_xm＝x_o-x_om,e_ym＝y_o-y_om，其中x_om表示为上一视频帧图像的质心的横坐标，y_om表示为上一视频帧图像的质心的纵坐标，e_xm表示为移动物体在x轴上的位移，y_xm表示为移动物体在y轴上的位移，构成视频帧图像质心偏移集合C′(c′₁,c′₂,...,c′j,...,c′k)，c′j表示为第j个视频帧图像质心位置与第j-1个视频帧图像质心位置的差值，将视频帧图像质心偏移集合发送至管理服务器；

建模分析服务器接收图像预处理模块发送的视频帧图像离心率集合，从视频帧图像离心率集合中提取出各个视频帧图像的离心率，将各个视频帧图像的离心率与数据库中存储的视频帧图像离心率阈值做对比，构成视频帧图像离心率对比集合B′(b′1,b′2,...,b′j,...,b′k)，b′j表示为第j个视频帧图像的离心率与设定的视频帧图像离心率阈值之间的对比值，将视频帧图像离心率对比集合发送至管理服务器；

管理服务器接收建模分析服务器发送的视频帧图像对比集合，从视频帧图像对比集合中提取出各个视频帧图像对应的离心率对比值，若b′j>0，则表示为厅门为正常状态，管理服务器不发送灯光开关指令至灯光执行终端，若b′j＝0，则表示厅门为异常状态，管理服务器发送灯光开关指令至灯光执行终端；

管理服务器接收建模分析服务器发送的视频帧图像质心偏移集合，从视频帧图像质心偏移集合中提取出各个视频帧图像对应的质心偏移，并将各个视频帧图像对应的质心偏移与数据库中存储的质心偏移阈值作对比，若某个视频帧图像对应的质心偏移大于质心偏移阈值，则表示室内有移动物体，管理服务器发送灯光开关指令至灯光执行终端，若某个视频帧图像对应的质心偏移小于质心偏移阈值，则表示室内处于静止状态，管理服务器不发送灯光开关指令至灯光执行终端；

本实施例有了智能控制功能，便能根据需要选择合适的传感设备主动获取室内信息从而自动控制灯具的状态或亮度，这不仅大大丰富了系统功能，减少了人工参与，还降低了系统的管理费用和运行费用；

管理服务器接收建模分析服务器发送的灯光控制系数，并从数据库中提取出各灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，将灯光控制系数与各灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值进行对比，若灯光控制系数大于一级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值小于二级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，则管理服务器发送一级灯光控制指令发送至灯光执行终端，若灯光控制系数大于二级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值小于三级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，则管理服务器发送二级灯光控制指令发送至灯光执行终端，若灯光控制系数大于三级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，则管理服务器发送三级灯光控制指令发送至灯光执行终端；

语音控制终端接收语音采集模块发送的用户的语音信息，对接收的用户的语音信息转换成文字,对转换的文字进行关键字提取，并将提取的关键字与数据库中存储的控制灯具的语音控制指令对应的关键字进行对比,若对比成功,则发送语音控制指令至灯光执行终端,反之,则不发送语音控制指令至灯光执行终端，语音控制终端当识别到“亮”时，则发送增强灯光亮度的语音控制指令，当识别到“暗”时，则发送减弱灯光强度的语音控制指令，当识别到“暖色”时，则发送增加RGB灯光中R值强度，降低G值和B值强度的语音控制指令，当识别到“冷色”时，则发送增强RGB灯光中B值强度，降低R值和B值强度的语音控制指令；

灯光执行终端当室内处于静止状态时，控制对应灯具关闭，当接收管理服务器发送的灯光开关指令和对应等级的灯光控制指令时，灯光执行终端控制对应灯具打开，并进行对应等级的亮度调节，接收语言控制终端发送的语音控制指令，并进行对应语音控制指令的灯光调节，不用用户手动操作控制开关，只需发出对应的语音控制口令，便能方便地监控、改变系统参数，大大增加了用户的体验感和舒适度。

本发明提供的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法和云服务器，通过获取室内的光照强度、室内的空间体积、各个家具的体积、室内的视频信息和用户的语音信息，对接收的视频信息进行图像预处理，统计各个视频帧图像的离心率，结合建模分析服务器统计室内的灯光控制系数，并统计各个视频帧图像的离心率对比值和质心偏移，同时管理服务器根据分析统计得到的数据，发送灯光开关指令和对应等级的灯光控制指令，语音执行终端识别用户的语音信息，发送语音控制指令，进而灯光执行终端接收不同的指令，执行对应的灯具控制，解决了灯光调节效率低,造成灯光照度不够或灯光照度过高导致浪费,调节灵活度低的问题,在智能控制、计算速度、准确度以及用户舒适度方面大大增强,增强了用户的体验感。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：获取室内的光照强度、室内的空间体积、各个家具的体积、室内的视频信息和用户的语音信息；

S2：对接收的视频信息进行图像预处理，统计各个视频帧图像的离心率；

S3：统计室内的灯光控制系数，并统计各个视频帧图像的离心率对比值和质心偏移；

S4：根据S3得到的数据，发送灯光开关指令和对应等级的灯光控制指令；

S5：语音执行终端识别用户的语音信息，发送语音控制指令；

S6：灯光执行终端接收不同的指令，执行对应的灯具控制；

上述基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法使用了一种基于云计算和物联网的智能家居照明灯光智能调控系统，包括光照强度检测模块、体积检测模块、视频采集模块、语音采集模块、图像预处理模块、数据库、建模分析服务器、管理服务器、语音执行终端和灯光执行终端；

所述图像预处理模块分别与视频采集模块、建模分析服务器和数据库连接，建模分析服务器分别与光照强度检测模块、体积检测模块、数据库和管理服务器连接，语音执行终端分别与语音采集模块、数据库和灯光执行终端连接，管理服务器分别与灯光执行终端和数据库连接；

所述光照强度检测模块包括亮度传感器，安装在室内，用于实时检测室内所受到的光照强度，将检测到的室内所受到的光照强度发送至建模分析服务器；

所述体积检测模块包括三维立体扫描仪，安装在室内，用于检测室内的空间体积和室内各个家具的体积，其中各个家具的体积构成家具体积集合A(a₁,a₂,...,ai,...,ag)，a_i表示为第i个家具的体积，g表示为室内家具的数量，将检测到的室内空间体积和家具体积集合分别发送至建模分析服务器；

所述视频采集模块包括高清摄像头，安装在室内顶部拐角处，角度对应室内厅门，用于实时采集室内的视频信息，将检测到的视频信息发送至图像预处理模块；

所述语音采集模块包括音频采集器，安装在室内，用于检测用户的语音信息，并将检测到的语音信息发送至语音执行终端；

所述图像预处理模块用于接收视频采集模块发送的室内的视频信息，并根据视频时长具有的视频帧数，将室内的视频信息分解为若干视频帧图像，将分后的各视频帧对象进行图像增加预处理操作，将图像增强后的各视频帧图像按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2,...,j,...,k，将所述各个视频帧图像根据预设灰度阈值转化为灰度图像，识别出所述灰度图像中的像素点，按照预设的顺序，依次标记为1,2,...,m,...,n,构成视频帧图像像素点集合S_j(s_j1,s_j2,...,s_jm,...,s_jn),s_jm表示为第j个视频帧图像内第m个像素点，并获取各个视频帧图像的厅门区域主轴长度和区域辅轴长度，根据各个视频帧图像的区域主轴长度和区域辅轴长度，以统计各个视频帧图像的离心率，按照预设的顺序，依次标记为1,2,...,p,...,q,构成视频帧图像离心率集合B(b1,b2,...,bj,...,bk)，bj表示为第j个视频帧图像对应的离心率，将视频帧图像像素点集合和视频帧图像离心率集合分别发送至建模分析服务器；

所述数据库存储灰度阈值，存储不同光照强度等级对应的光照影响系数，存储不同灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，存储视频帧图像的质心偏移阈值，存储视频帧图像的离心率阈值，存储控制灯具的语音控制指令对应的关键字；

所述建模分析服务器接收光照强度检测模块发送的室内光照强度，将室内的光照强度与数据库中存储的各光照强度等级对应的光照强度范围进行对比，若提取该光照强度对应的光照强度等级，并将室内的光照强度等级与数据库中存储的各光照强度等级对应的光照影响系数作对比，得到该室内的光照影响系数；

建模分析服务器接收体积检测模块发送的室内的空间体积和家具体积集合，提取出家具体积集合中各个家具的体积，根据室内的空间体积和各个家具的体积计算室内的空旷体积，建模分析服务器根据光照影响系数和室内的空旷体积，以统计灯光控制系数，并将灯光控制系数发送至管理服务器；

建模分析服务器接收图像预处理模块发送的视频帧图像像素点集合，提取视频帧图像像素点集合中各个视频帧图像的各个像素点，根据各个视频帧图像的各个像素点，以统计各个视频帧图像的质心，构成视频帧图像质心集合C(c₁,c₂,...,cj,...,ck),cj表示为第j个视频帧图像的质心，将视频帧图像质心集合中下一视频帧图像的质心位置与上一视频帧图像的质心位置进行对比，得到下一视频帧图像的质心偏移，构成视频帧图像质心偏移集合C′(c′₁,c′₂,...,c′j,...,c′k)，c′j表示为第j个视频帧图像质心位置与第j-1个视频帧图像质心位置的差值，将视频帧图像质心偏移集合发送至管理服务器；

建模分析服务器接收图像预处理模块发送的视频帧图像离心率集合，从视频帧图像离心率集合中提取出各个视频帧图像的离心率，将各个视频帧图像的离心率与数据库中存储的视频帧图像离心率阈值做对比，构成视频帧图像离心率对比集合B′(b′1,b′2,...,b′j,...,b′k)，b′j表示为第j个视频帧图像的离心率与设定的视频帧图像离心率阈值之间的对比值，将视频帧图像离心率对比集合发送至管理服务器；

所述管理服务器接收建模分析服务器发送的视频帧图像对比集合，从视频帧图像对比集合中提取出各个视频帧图像对应的离心率对比值，若b′j>0，则表示为厅门为正常状态，管理服务器不发送灯光开关指令至灯光执行终端，若b′j＝0，则表示厅门为异常状态，管理服务器发送灯光开关指令至灯光执行终端；

管理服务器接收建模分析服务器发送的视频帧图像质心偏移集合，从视频帧图像质心偏移集合中提取出各个视频帧图像对应的质心偏移，并将各个视频帧图像对应的质心偏移与数据库中存储的质心偏移阈值作对比，若某个视频帧图像对应的质心偏移大于质心偏移阈值，则表示室内有移动物体，管理服务器发送灯光开关指令至灯光执行终端，若某个视频帧图像对应的质心偏移小于质心偏移阈值，则表示室内处于静止状态，管理服务器不发送灯光开关指令至灯光执行终端；

管理服务器接收建模分析服务器发送的灯光控制系数，并从数据库中提取出各灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，将灯光控制系数与各灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值进行对比，若灯光控制系数大于一级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值小于二级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，则管理服务器发送一级灯光控制指令发送至灯光执行终端，若灯光控制系数大于二级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值小于三级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，则管理服务器发送二级灯光控制指令发送至灯光执行终端，若灯光控制系数大于三级灯光控制等级对应的灯光控制系数阈值，则管理服务器发送三级灯光控制指令发送至灯光执行终端；

所述语音控制终端接收语音采集模块发送的用户的语音信息，对接收的用户的语音信息转换成文字,对转换的文字进行关键字提取，并将提取的关键字与数据库中存储的控制灯具的语音控制指令对应的关键字进行对比,若对比成功,则发送语音控制指令至灯光执行终端,反之,则不发送语音控制指令至灯光执行终端；

所述灯光执行终端当室内处于静止状态时，控制对应灯具关闭，当接收管理服务器发送的灯光开关指令和对应等级的灯光控制指令时，灯光执行终端控制对应灯具打开，并进行对应等级的亮度调节，接收语言控制终端发送的语音控制指令，并进行对应语音控制指令的灯光调节。

2.根据权利要求1所述的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法，其特征在于：所述图像预处理模块包括获取各视频帧图像中各个像素点的RGB值中的R值，G值，B值。

3.根据权利要求1所述的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法，其特征在于：所述视频帧图像的质心(x₀,y₀)的计算方式为

其中x₀表示为视频帧图像质心的横坐标，y₀表示为视频帧图像质心的纵坐标，x_m表示为视频帧图像中第m个像素点的横坐标，y_m表示为视频帧图像中第m个像素点的纵坐标。

4.根据权利要求1所述的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法，其特征在于：所述视频帧图像的质心偏移(e_xm,e_ym)的计算方式为e_xm＝x_o-x_om,e_ym＝y_o-y_om，其中x_om表示为上一视频帧图像的质心的横坐标，y_om表示为上一视频帧图像的质心的纵坐标，e_xm表示为移动物体在x轴上的位移，y_xm表示为移动物体在y轴上的位移。

5.根据权利要求1所述的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法，其特征在于：所述灯光控制系数的计算公式为

表示为第E个光照强度等级对应的光照影响系数，E＝1,2,3,ai表示为第i家具的体积，V表示为室内的空间体积。

6.根据权利要求1所述的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法，其特征在于：所述视频帧图像的离心率计算公式为

α1表示为视频帧图像中厅门区域的主轴长度，α2表示为视频帧图像厅门区域的辅轴长度。

7.根据权利要求1所述的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法，其特征在于：所述不同光照强度等级对应的光照影响系数对应的的大小顺序为

8.根据权利要求1所述的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法，其特征在于：所述语音控制终端当识别到“亮”时，则发送增强灯光亮度的语音控制指令，当识别到“暗”时，则发送减弱灯光强度的语音控制指令，当识别到“暖色”时，则发送增加RGB灯光中R值强度，降低G值和B值强度的语音控制指令，当识别到“冷色”时，则发送增强RGB灯光中B值强度，降低R值和B值强度的语音控制指令。

9.一种云服务器，其特征在于：所述服务器包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个智能家居照明灯光智能调控终端连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行权利要求1-8中任意一项所述的基于云计算和物联网的智能家居照明灯光系统智能调控方法。

Images