CN112965394B - 一种自适应智能控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自适应智能控制器,包含电源模块、控制单元、通信模块及电控开关单元;控制单元与通信模块通信相连,以实现与外部传感器及上位机的通信连接,获取传感信息与控制信息;传感信息包含温度传感信息、环境光亮度传感信息、气体传感信息和人体生物特征传感信息,控制单元预设有由传感信号触发电控开关单元的自适应控制逻辑,以根据传感信息触发电控开关单元动作;电源模块的输入与外部市电相连,并提供控制单元、通信模块的所需用电;本发明实现了自适应智能控制器对人们行为习惯的偏好性、适应性控制调整,控制更为精准。本发明在电控开关单元中还内置了整流单元,以实现自主节能、调整照明照度、调整加热设备用电情况。
Description
技术领域
本发明涉及墙面安装的控制开关,具体涉及一种自适应智能控制器。
背景技术
目前的智能家居所进行的控制多为预设参数的控制,比如定时开关灯,远程人工指令触发式控制灯光开启关闭等,也难以依赖温度等传感触发的联动控制,智能控制的场景有限,准确的说更多的是半自动化的控制,且控制的精度不够,大人,小孩对于环境的需求不同,难以取得平衡。在夜晚睡眠等场景下,控制人无法自主控制,现有的智能控制缺乏根据人员习惯、环境的条件进行偏好性的自主调节;另外,在照明、温度控制等方面目前所使用的控制开关多为直通型开关,即使现在的智能开关也仅仅起到远程控制、通断状态监控的作用。目前还暂时没有进行能耗自主控制调节的通用型控制器,每个用电器使用特定的节能控制装置则使得智能家居的布置相对复杂,使用上也存在不一致、不兼容、不匹配的问题,为解决以上问题,有必要进行深入研究。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足,本发明提供了一种具备偏好性的自主适应性控制的自适应智能控制器。
一种自适应智能控制器,包含有电源模块、控制单元、通信模块及电控开关单元;
所述控制单元与通信模块通信相连,以实现与外部传感器及上位机的通信连接,获取传感信息与控制信息,所述传感信息包含温度传感信息、环境光亮度传感信息、气体传感信息和人体生物特征传感信息,所述人体生物特征传感信息包含人体心率信息、人体温度信息、人体运动信息、人体呼吸频率信息、脑电波信息的至少其中一种;控制单元还预设有由传感信号触发电控开关单元的自适应控制逻辑,以根据传感信息触发电控开关单元动作;所述电源模块的输入与外部市电相连,并提供控制单元、通信模块的所需用电;所述自适应控制逻辑包含如下步骤:
——控制单元对触发电控开关单元动作的传感信息A、触发时间、电控开关单元的对应动作以及电控开关单元动作后间隔一段时间的传感信息B进行存储;
——控制单元统计并动态更新温度传感信息、环境光亮度传感信息、气体传感信息、人体生物特征传感信息对应触发电控开关单元动作的频次;
——控制单元统计并动态更新传感信息A与传感信息B的变化值及变化频次;
——控制单元对触发电控开关动作的高频次传感信息、触发时间信息分配相对高的权重参数,并设定对应的传感信息值为预控制电控开关单元的触发参数条件;
——新获取的传感信息与触发参数条件匹配时,控制单元在预设时间内监控电控开关单元的动作信息;
——控制单元存储并统计触发参数条件下,电控开关单元受人员或传感信息触发对应的动作情况;
控制单元预设自适应控制阈值系数,电控开关单元在预控制条件下的动作频次与没有动作频次的比例匹配自适应控制阈值系数时,启动自适应控制,将控制单元对电控开关单元在触发参数条件下的预控制转变为对电控开关单元的实际触发信号输出。
进一步的,控制单元存储并记录电控开关单元的触发时间,按照24小时格式及时间间隔处理为连续分段时间后进行触发时间的统计。
进一步的,所述时间间隔包含多个,各时间间隔的时长在5分钟至8小时之间。
进一步的,所述控制单元设置统计最低阈值,当控制单元获取的温度传感信息、环境光亮度传感信息、气体传感信息和人体生物特征传感信息中任一传感信息统计次数未达到统计最低阈值次数时,控制单元不纳入对应的传感信息作为电控开关单元的触发条件参数。
进一步的,还包含指示灯;所述指示灯与控制单元电性连接。
进一步的,所述指示灯的数量或颜色有多个,以不同指示灯或指示灯的不同颜色指代传感信息的类别、预控制状态、自适应控制状态、未达到统计最低阈值的传感信息类别的其中一种或多种。
进一步的,所述电控开关单元包含开关静态连接端、第一开关动态连接端、第二开关动态连接端与整流单元,第一开关动态连接端与整流单元连接,整流单元的输出用于与外部用电设备相连;开关静态连接端与外部市电相连,第二开关动态连接端用于连接外部用电设备。
进一步的,还包含监控单元;所述监控单元用于至少获取电控开关的开关作用状态、电流信息、电能信息的其中一种,并输出至控制单元。
进一步的,还包含独立设置的时间单元;所述时间单元与控制单元通信相连。
进一步的,所述电控开关单元的数量为两个,且两个电控开关单元的输入相互独立。
进一步的,所述整流单元包含二极管。
进一步的,所述通信模块为无线通信单元。
本发明集成了控制单元、通信模块、电控开关单元,并在控制单元中预设了触发电控开关单元的自适应控制逻辑,当通过无线通信单元获取温度传感信息、人体生物特征传感信息、气体传感信息后,控制器能够根据电控开关的动作采集形成主动控制逻辑,并对应的切换电控开关单元的开关通道,具有更好的适应性,对于人们的智能控制体验也更为友好,不至于不该控制的时候频繁出现误触发控制的情况。
附图说明
图1为实施例1的逻辑原理框图。
图2为实施例2中电控开关单元的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
实施例1
一种自适应智能控制器,如图1所示,包含有电源模块、控制单元、通信模块、指示灯及电控开关单元;
所述控制单元与通信模块通信相连,以实现与外部传感器及上位机的通信连接,获取传感信息与控制信息;所述通信模块为无线通信单元,以适应多传感器的连接,节省用线;所述传感信息包含温度传感信息、环境光亮度传感信息、气体传感信息和人体生物特征传感信息,所述人体生物特征传感信息包含人体心率信息、人体温度信息、人体运动信息、人体呼吸频率信息、脑电波信息的至少其中一种;控制单元还预设有由传感信号触发电控开关单元的自适应控制逻辑,以根据传感信息触发电控开关单元动作;所述电源模块的输入与外部市电相连,并提供控制单元、通信模块的所需用电;所述自适应控制逻辑包含如下步骤:
——控制单元对触发电控开关单元动作的传感信息A、触发时间、电控开关单元的对应动作以及电控开关单元动作后间隔一段时间的传感信息B进行存储;间隔的时间可以在出厂前自定义,这样能够更准确的获取控制逻辑,通过传感参数的变化,以及传感信息B的平衡状态,能够更准确的找到人们的喜好环境参数。
——控制单元统计并动态更新温度传感信息、环境光亮度传感信息、气体传感信息、人体生物特征传感信息对应触发电控开关单元动作的频次;气体传感信息包含二氧化碳、甲醛等传感信息,特别是二氧化碳信息,有助于人体睡眠环境的监控与调节。
——控制单元统计并动态更新传感信息A与传感信息B的变化值及变化频次;传感信息A与传感信息B的变化频次越多的,更能凸显人们的喜好,而平衡状态下的传感信息B具有更高的权重。相应的权重可以是计算因子,也可以是选择优先顺序,由于人们的喜好差异,有温度敏感的、时间敏感的、气体浓度敏感的、光照敏感的等不同类型,因此相关的统计及权重自动调整有助于更符合人们的行为习惯。
——控制单元对触发电控开关动作的高频次传感信息、触发时间信息分配相对高的权重参数,并设定对应的传感信息值为预控制电控开关单元的触发参数条件;
——新获取的传感信息与触发参数条件匹配时,控制单元在预设时间内监控电控开关单元的动作信息;
——控制单元存储并统计触发参数条件下,电控开关单元受人员或传感信息触发对应的动作情况;
控制单元预设自适应控制阈值系数,电控开关单元在预控制条件下的动作频次与没有动作频次的比例匹配自适应控制阈值系数时(实际使用时,可以为M/N或M/N+M,M代表电控开关单元的动作次数,N代表电控开关单元的非动作次数,也可使N处于分子,对应的M处于分母),启动自适应控制,将控制单元对电控开关单元在触发参数条件下的预控制转变为对电控开关单元的实际触发信号输出。
由此,通过统计频次能够对人们的行为习惯做出识别,并通过预控制实现控制准确率的调整,重要的是,纳入了人体生物特征传感信息,直接的获得行为人的状态使得控制器能够更为全面准确的了解人们对于环境的反应情况,从而做出更符合使用者的习惯、更适当的控制,而通过对传感信息及控制信息的统计计算,不同控制人的控制逻辑也能够得以体现,从统计逻辑中能够找到大人、小孩不同对象的居间平衡控制的环境参数。智能手环、红外传感等现有大量产品可获取人体生物特征信息,将相关信息通过蓝牙或无线网络发送本控制器加以利用是很容易实现的,在此不做赘述。
控制单元存储并记录电控开关单元的触发时间,按照24小时格式及时间间隔处理为连续分段时间后进行触发时间的统计。所述时间间隔包含多个,各时间间隔的时长在5分钟至8小时之间。简单举例,假设设置固定30分钟的间隔时长,在多次记录的时间信息中存在19点31分40秒、19点42分30秒、19点58分30秒等三个时刻点,则19点30分至20点的统计次数为3(“19点30分至20点”为变量名,控制单元中可设置为文本或数字序号,不影响实际逻辑与作业,相关时间段的识别通过多值比较实现,分别与每30分钟间隔的时刻点比较,如19点30分、20点等等,此为现有技术,不做赘述)。而不同时间间隔时长的设置使得控制能够更灵活,更精准。比如在人的睡眠环境中,需要控制的次数较少,因此可适当延长间隔时长,而在人们睡觉以前,由于人们的活动影响,对于开关的控制较多,睡觉的时间点也存在波动,需要设置更短的时间间隔以找到平衡。
所述控制单元设置统计最低阈值,当控制单元获取的温度传感信息、环境光亮度传感信息、气体传感信息和人体生物特征传感信息中任一传感信息统计次数未达到统计最低阈值次数时,控制单元不纳入对应的传感信息作为电控开关单元的触发条件参数。比如人们较少佩戴智能手环,偶尔佩戴手环时电控开关单元的动作具有较大偶然性,不具备统计意义,在此情况下,不纳入人体生物特征传感信息作为电控开关单元的触发参数的控制会更准确。
所述指示灯与控制单元电性连接。所述指示灯的数量或颜色有多个,以不同指示灯或指示灯的不同颜色指代传感信息的类别、预控制状态、自适应控制状态、未达到统计最低阈值的传感信息类别的其中一种或多种。当设置未达到统计最低阈值的传感信息类别指示灯时,比如设置的人体心跳传感参数指示灯,人体心跳传感信息缺失,对应指示灯点亮,能够提醒人们添加对应的传感信息,以获取更准确的自适应控制逻辑。设置预控制状态的指示灯时,能够提醒人们在当前状态下的控制更容易被控制单元所采纳,一定程度上实现了控制逻辑的交互。
进一步的,还包含独立设置的时间单元;所述时间单元与控制单元通信相连。相比基于晶振等机器时钟,独立设置的时间单元更为准确,控制单元的负荷相对更小。
通过本实施例的技术方案,实现了自适应智能控制器对人们行为习惯的偏好性、适应性控制调整,控制更为精准。
实施例2
一种自适应智能控制器,包含有电源模块、控制单元、通信模块及电控开关单元;
所述控制单元与通信模块通信相连,以获取外部的传感信息与控制信息,所述传感信息包含温度传感信息、人体红外传感信息、气体传感信息的至少其中两种;控制单元还预设有由传感信号触发电控开关单元的自适应控制逻辑,以根据传感信息触发电控开关单元动作;本实施例的自适应控制逻辑与实施例1中的自适应控制逻辑相同。
如图2所示,所述电控开关单元包含开关静态连接端K1-1、第一开关动态连接端K1-2、第二开关动态连接端K1-3与整流单元,第一开关动态连接端K1-2与整流单元连接,整流单元的输出用于与外部用电设备相连;开关静态连接端K1-1与外部市电相连,第二开关动态连接端K1-3用于连接外部用电设备。电控开关单元的控制端或触发端与控制单元相连。
所述电源模块的输入与外部市电相连,并提供控制单元、通信模块的所需用电。
进一步的,还包含监控单元;所述监控单元用于至少获取电控开关的开关作用状态、电流信息、电能信息的其中一种,并输出至控制单元。
进一步的,还包含时间单元;所述时间单元与控制单元通信相连。
进一步的,所述整流单元包含二极管。
进一步的,所述电控开关单元的数量为两个,且两个电控开关单元的输入相互独立(图中未示出)。
本实施例集成了控制单元、无线通信单元、电控开关单元,并在控制单元中预设了由传感信号触发电控开关单元的控制逻辑,当通过无线通信单元获取温度传感信息、人体生物特征传感信息、气体传感信息后,可根据预设控制逻辑切换电控开关单元的开关通道,通过整流单元变换流向用电设备的供电,如第一开关静态连接端与第一开关动态连接端连接时,市电的供电将会变为半周期的供电,从而实现等效供电减弱的效果,适用于照明、温度等用电器的节能使用,第一开关静态连接端与第二开关动态连接端连接时,则市电供电将会恢复为市电供电。
相比于现有技术,本实施例基于无线通信单元获取传感信号,并根据自适应逻辑触发控制开关通道,并通过内置的整流单元实现自主节能、调整照明照度、调整加热设备用电情况。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种自适应智能控制器,其特征在于:包含有电源模块、控制单元、通信模块及电控开关单元;
所述控制单元与通信模块通信相连,以实现与外部传感器及上位机的通信连接,获取传感信息与控制信息,所述传感信息包含温度传感信息、环境光亮度传感信息、气体传感信息和人体生物特征传感信息,所述人体生物特征传感信息包含人体心率信息、人体温度信息、人体运动信息、人体呼吸频率信息、脑电波信息的至少其中一种;控制单元还预设有由传感信号触发电控开关单元的自适应控制逻辑,以根据传感信息触发电控开关单元动作;所述电源模块的输入与外部市电相连,并提供控制单元、通信模块的所需用电;所述自适应控制逻辑包含如下步骤:
——控制单元对触发电控开关单元动作的传感信息A、触发时间、电控开关单元的对应动作以及电控开关单元动作后间隔一段时间的传感信息B进行存储;
——控制单元统计并动态更新温度传感信息、环境光亮度传感信息、气体传感信息、人体生物特征传感信息对应触发电控开关单元动作的频次;
——控制单元统计并动态更新传感信息A与传感信息B的变化值及变化频次;
——控制单元对触发电控开关动作的高频次传感信息、触发时间信息分配相对高的权重参数,并设定对应的传感信息值为预控制电控开关单元的触发参数条件;
——新获取的传感信息与触发参数条件匹配时,控制单元在预设时间内监控电控开关单元的动作信息;
——控制单元存储并统计触发参数条件下,电控开关单元受人员或传感信息触发对应的动作情况;
控制单元预设自适应控制阈值系数,电控开关单元在预控制条件下的动作频次与没有动作频次的比例匹配自适应控制阈值系数时,启动自适应控制,将控制单元对电控开关单元在触发参数条件下的预控制转变为对电控开关单元的实际触发信号输出。
2.如权利要求1所述的一种自适应智能控制器,其特征在于:控制单元存储并记录电控开关单元的触发时间,按照24小时格式及时间间隔处理为连续分段时间后进行触发时间的统计。
3.如权利要求2所述的一种自适应智能控制器,其特征在于:所述时间间隔包含多个,各时间间隔的时长在5分钟至8小时之间。
4.如权利要求1所述的一种自适应智能控制器,其特征在于:所述控制单元设置统计最低阈值,当控制单元获取的温度传感信息、环境光亮度传感信息、气体传感信息和人体生物特征传感信息中任一传感信息统计次数未达到统计最低阈值次数时,控制单元不纳入对应的传感信息作为电控开关单元的触发条件参数。
5.如权利要求1所述的一种自适应智能控制器,其特征在于:还包含指示灯;所述指示灯与控制单元电性连接。
6.如权利要求5所述的一种自适应智能控制器,其特征在于:所述指示灯的数量或颜色有多个,以不同指示灯或指示灯的不同颜色指代传感信息的类别、预控制状态、自适应控制状态、未达到统计最低阈值的传感信息类别的其中一种或多种。
7.如权利要求1所述的一种自适应智能控制器,其特征在于:还包含独立设置的时间单元;所述时间单元与控制单元通信相连。
8.如权利要求1所述的一种自适应智能控制器,其特征在于:所述电控开关单元包含开关静态连接端、第一开关动态连接端、第二开关动态连接端与整流单元,第一开关动态连接端与整流单元连接,整流单元的输出用于与外部用电设备相连;开关静态连接端与外部市电相连,第二开关动态连接端用于连接外部用电设备。
9.如权利要求1所述的一种自适应智能控制器,其特征在于:还包含监控单元;所述监控单元用于至少获取电控开关的开关作用状态、电流信息、电能信息的其中一种,并输出至控制单元。
10.如权利要求1所述的一种自适应智能控制器,其特征在于:所述电控开关单元的数量为两个,且两个电控开关单元的输入相互独立。
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