CN113852657B - 一种基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法及系统，包括：获取设备控制指令；将所述设备控制指令输入至场景化家庭控制模型，得到家庭智能设备控制执行指令；其中所述场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的。本发明通过智慧家庭本地控制平台实现智能设备的本地连接和控制，使家庭设备的管理和应用具备更短的响应时间和可靠性，并通过基于人工智能的算法来分析用户的行为习惯，将设备的控制由单一控制改变为场景化统一控制，用户数据无需上传中心云平台，通过本地化存储能够更好的保障数据的隐私和安全。
Description
技术领域
本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法及系统。
背景技术
随着社会的快速发展，消费需求升级带来了诸多的智慧生活新需求。从互联网、移动互联网，再到物联网时代，到现在的智能物联网时代。大数据、云计算和人工智能等新技术的发展，将数字化生活带到了智能物联网时代。多样化的产品与服务走进家庭，借助大数据、人工智能、机器学习等技术，使智慧家庭从“单点智能”升级为“场景智能”和“全屋智能”，也使家庭场景的控制也从“智能”升级到了“智慧”。
而当前智慧家庭设备控制在发展过程中普遍存在的问题是：通常智能家居设备中的家庭数据在中心云端存储，智能设备由中心云端远程控制。一方面存在家庭隐私容易被泄露的问题；另一方面受网络延迟的影响，针对设备的控制时延影响了用户的体验，例如照明设备开启在现有的云端远程控制模式下时延较大，用户体验不佳；同时，在网络出现问题或者中心云出现问题的时候，家庭智能设备的控制受到极大影响，造成智能家居系统瘫痪。
发明内容
本发明提供一种基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法及系统，用以解决现有技术中采用云端平台控制智能家庭设备带来的缺陷。
第一方面，本发明提供一种基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法，包括：
获取设备控制指令；
将所述设备控制指令输入至场景化家庭控制模型，得到家庭智能设备控制执行指令；其中所述场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的。
在一个实施例中，还包括：
接收家庭智能设备返回的状态信息，以及更新的设备控制指令；
基于所述状态信息和所述更新的设备控制指令对所述场景化家庭控制模型进行重新训练，得到更新的场景化家庭控制模型。
在一个实施例中，所述场景化家庭控制模型，通过以下步骤获得：
采集所述家庭智能设备原始数据，所述家庭智能设备原始数据包括家庭内部数据和家庭外部数据；
对所述家庭内部数据和所述家庭外部数据进行数据汇集、预处理和训练，获得预设家庭场景集合；
确定预设家庭场景集合对应的执行指令，得到所述场景化家庭控制模型。
在一个实施例中，所述家庭内部数据包括用户信息、家庭空间信息、智能终端设备采集信息和用户历史操作数据；
所述家庭外部数据包括环境信息和时间信息。
在一个实施例中，所述预设家庭场景集合包括上班模式、早起模式和假日模式。
在一个实施例中，所述智慧家庭本地控制平台包括应用层、平台层、虚拟化层、硬件资源层和管理平台；
所述应用层包括家庭门户和家庭场景；
所述平台层包括服务能力和基础能力；
所述硬件资源层包括计算资源、存储资源和网络资源。
第二方面，本发明还提供一种基于边缘计算的智慧家庭本地控制系统，包括：
获取模块，用于获取设备控制指令；
处理模块，用于将所述设备控制指令输入至场景化家庭控制模型，得到家庭智能设备控制执行指令；其中所述场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的。
在一个实施例中，还包括更新模块，所述更新模块用于：
接收家庭智能设备返回的状态信息，以及更新的设备控制指令；
基于所述状态信息和所述更新的设备控制指令对所述场景化家庭控制模型进行重新训练，得到更新的场景化家庭控制模型。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法的步骤。
本发明提供的基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法及系统，通过智慧家庭本地控制平台实现智能设备的本地连接和控制，使家庭设备的管理和应用具备更短的响应时间和可靠性，并通过基于人工智能的算法来分析用户的行为习惯，将设备的控制由单一控制改变为场景化统一控制，用户数据无需上传中心云平台，通过本地化存储能够更好的保障数据的隐私和安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法的流程示意图；
图2是本发明提供的基于边缘计算的智慧家庭本地控制平台架构示意图；
图3是本发明提供的基于边缘计算的智慧家庭本地控制平台部署架构示意图；
图4是本发明提供的基于边缘计算的智慧家庭本地控制系统的结构示意图；
图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有技术存在的问题，本发明通过在家庭中部署基于边缘计算的本地控制平台，连接家庭中的智能终端设备，通过边缘计算能力和人工智能算法，为家庭提供场景化的本地控制，从而具备更好的实时响应和可靠性，保障家庭隐私数据的安全性。
图1是本发明提供的基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法的流程示意图，如图1所示，包括：
S1，获取设备控制指令；
S2，将所述设备控制指令输入至场景化家庭控制模型，得到家庭智能设备控制执行指令；其中所述场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的。
具体地，本发明的技术方案是依托于基于边缘计算的智慧家庭本地控制平台架构，平台架构如图2所示，在家庭中部署基于边缘计算的智慧家庭本地控制平台，通过多种数据通信协议，连接和控制多种家庭智能设备。智慧家庭本地控制平台在具备计算资源、存储资源和网络资源的基础上，通过人工智能的能力，实现场景化的智慧家庭本地控制，如图3所示。
通过手机终端发出的设备控制指令，由训练好的场景化家庭控制模型处理后，输出家庭智能设备控制执行指令。
此处，场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的。
本发明通过智慧家庭本地控制平台实现智能设备的本地连接和控制，使家庭设备的管理和应用具备更短的响应时间和可靠性，并通过基于人工智能的算法来分析用户的行为习惯，将设备的控制由单一控制改变为场景化统一控制，用户数据无需上传中心云平台，通过本地化存储能够更好的保障数据的隐私和安全。
基于上述实施例，所述场景化家庭控制模型，通过以下步骤获得：
采集所述家庭智能设备原始数据，所述家庭智能设备原始数据包括家庭内部数据和家庭外部数据；
对所述家庭内部数据和所述家庭外部数据进行数据汇集、预处理和训练，获得预设家庭场景集合；
确定预设家庭场景集合对应的执行指令，得到所述场景化家庭控制模型。
其中，所述家庭内部数据包括用户信息、家庭空间信息、智能终端设备采集信息和用户历史操作数据；
所述家庭外部数据包括环境信息和时间信息。
其中，所述预设家庭场景集合包括上班模式、早起模式和假日模式。
具体地，首先是智能设备原始数据的采集与汇聚，智慧家庭本地控制平台通过不同的数据通信协议连接家庭智能设备，获取设备的配置信息、性能信息等。家庭智能设备包含了智能安防终端、娱乐教育终端、个人健康终端、家用电器等多种类型的智能设备，如图3所示。
其中，智能设备原始数据分为家庭内部数据和家庭外部数据，通过对这两大类型的数据进行场景化家庭控制模型训练，家庭内部数据主要包括用户信息(如用户ID、用户性别、用户年龄等)、家庭空间信息(如房间ID、主要用户、设备列表等)、智能终端设备采集信息(设备ID、配置信息、监测信息、控制信息等)、用户历史操作数据等；家庭外部数据包括环境信息(天气信息、节气信息等)、时间信息(工作日、节日等)等。
进一步地，根据数据汇集和模型训练，形成家庭场景模型的定义。家庭场景可包括上班模式、早起模式、假日模式等。以上班模式为例，该场景模型中可以包括每个工作日的叫醒服务、电视新闻的定时播放与关闭、上班时间和天气变化等提醒、电饭煲等厨房电器定时开启、扫地机器人等家务电器定时开启、空调/净化器等家庭环境调节设备根据用户习惯自动开启并调整到最佳温度/湿度等。通过场景化家庭控制模型的定义和应用，使家庭中的智能设备能够在智慧家庭本地控制平台的管理下实现联动化、智能化的控制，为用户创造便捷舒适的家庭环境。
本发明通过训练得到的场景化家庭控制模型，实现了智能设备的本地连接和控制，使家庭设备的管理和应用具备更短的响应时间和可靠性。
基于上述任一实施例，该方法还包括：
接收家庭智能设备返回的状态信息，以及更新的设备控制指令；
基于所述状态信息和所述更新的设备控制指令对所述场景化家庭控制模型进行重新训练，得到更新的场景化家庭控制模型。
需要说明的是，在家庭场景模型建立完成并应用后，通过发送设备控制指令完成场景化的家庭控制，在设备返回状态信息，智慧家庭本地控制平台综合用户单独发送设备控制指令、外部数据等更新的数据，进行重新训练，对场景模型进行更新，以便更加符合用户的需求。
在起床场景中，基于用户习惯设定的起床时间到达后，智能厨房设备，例如面包机、豆浆机等启动准备早餐，智能窗帘打开，智能音响播报今天的天气、新闻和行程提醒。在离家场景中，在最后一个家人出门后，开启离家模式，即关好门窗、关闭电器、启动智能布防等。在空气质量调节场景中，通过对屋内新风系统、加湿器、空气净化器、空调等环境设备的统一管理，结合屋内人数，白天/夜晚等场景，能够实现对屋内空气环境的实时监控、实时预警、实时调整。
本发明通过基于人工智能的算法来分析用户的行为习惯，可以将设备的控制由单一控制改变为场景化统一控制。
基于上述任一实施例，所述智慧家庭本地控制平台包括应用层、平台层、虚拟化层、硬件资源层和管理平台；
所述应用层包括家庭门户和家庭场景；
所述平台层包括服务能力和基础能力；
所述硬件资源层包括计算资源、存储资源和网络资源。
具体地，如图2所示，智慧家庭本地控制平台自上而下包括应用层、平台层、虚拟化层、硬件资源层，以及整体的管理平台。
其中应用层包括家庭门户和家庭场景的设置，平台层包括服务能力和基础能力，服务能力针对家居管理，基础能力则是针对AI能力，底层的硬件资源层包括提供计算资源、存储资源和网络资源。
又如图3所示，智慧家庭本地控制平台通过南向接口向多个类型的智能终端传递控制指令，包括智能安防终端、娱乐教育终端、个人健康终端、家用电器、照明系统和环境/能耗监测终端，实现了整体控制多元化终端需求。
本发明通过场景化家庭控制模型的定义和应用，使家庭中的智能设备能够在智慧家庭本地控制平台的管理下实现联动化、智能化的控制，为用户创造便捷舒适的家庭环境。
下面对本发明提供的基于边缘计算的智慧家庭本地控制系统进行描述，下文描述的基于边缘计算的智慧家庭本地控制系统与上文描述的基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法可相互对应参照。
图4是本发明提供的基于边缘计算的智慧家庭本地控制系统的结构示意图，如图4所示，包括：获取模块41和处理模块42，其中：
获取模块41用于获取设备控制指令；处理模块42用于将所述设备控制指令输入至场景化家庭控制模型，得到家庭智能设备控制执行指令；其中所述场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的。
本发明通过智慧家庭本地控制平台实现智能设备的本地连接和控制，使家庭设备的管理和应用具备更短的响应时间和可靠性，并通过基于人工智能的算法来分析用户的行为习惯，将设备的控制由单一控制改变为场景化统一控制，用户数据无需上传中心云平台，通过本地化存储能够更好的保障数据的隐私和安全。
基于上述任一实施例，还包括更新模块43，所述更新模块43用于：
接收家庭智能设备返回的状态信息，以及更新的设备控制指令；
基于所述状态信息和所述更新的设备控制指令对所述场景化家庭控制模型进行重新训练，得到更新的场景化家庭控制模型。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(CommunicationsInterface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法，该方法包括：获取设备控制指令；将所述设备控制指令输入至场景化家庭控制模型，得到家庭智能设备控制执行指令；其中所述场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法，该方法包括：获取设备控制指令；将所述设备控制指令输入至场景化家庭控制模型，得到家庭智能设备控制执行指令；其中所述场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法，该方法包括：获取设备控制指令；将所述设备控制指令输入至场景化家庭控制模型，得到家庭智能设备控制执行指令；其中所述场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法，其特征在于，包括：
获取设备控制指令；
将所述设备控制指令输入至场景化家庭控制模型，得到家庭智能设备控制执行指令；其中所述场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的；
所述智慧家庭本地控制平台通过多种数据通信协议，连接和控制家庭智能设备；所述智慧家庭本地控制平台包括应用层、平台层、虚拟化层、硬件资源层和管理平台；所述应用层包括家庭门户和家庭场景；所述平台层包括服务能力和基础能力；所述硬件资源层包括计算资源、存储资源和网络资源；
所述场景化家庭控制模型，通过以下步骤获得：
采集所述家庭智能设备原始数据，所述家庭智能设备原始数据包括家庭内部数据和家庭外部数据；
对所述家庭内部数据和所述家庭外部数据进行数据汇集、预处理和训练，获得预设家庭场景集合；
确定预设家庭场景集合对应的执行指令，得到所述场景化家庭控制模型；
所述家庭内部数据包括用户信息、家庭空间信息、智能终端设备采集信息和用户历史操作数据；
所述家庭外部数据包括环境信息和时间信息。
2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法，其特征在于，还包括：
接收所述家庭智能设备返回的状态信息，以及更新的设备控制指令；
基于所述状态信息和所述更新的设备控制指令对所述场景化家庭控制模型进行重新训练，得到更新的场景化家庭控制模型。
3.根据权利要求1所述的基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法，其特征在于，所述预设家庭场景集合包括上班模式、早起模式和假日模式。
4.一种基于边缘计算的智慧家庭本地控制系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取设备控制指令；
处理模块，用于将所述设备控制指令输入至场景化家庭控制模型，得到家庭智能设备控制执行指令；其中所述场景化家庭控制模型是基于家庭智能设备原始数据，结合采用边缘计算的智慧家庭本地控制平台进行训练所得到的；
所述智慧家庭本地控制平台通过多种数据通信协议，连接和控制家庭智能设备；所述智慧家庭本地控制平台包括应用层、平台层、虚拟化层、硬件资源层和管理平台；所述应用层包括家庭门户和家庭场景；所述平台层包括服务能力和基础能力；所述硬件资源层包括计算资源、存储资源和网络资源；
所述场景化家庭控制模型，通过以下步骤获得：采集所述家庭智能设备原始数据，所述家庭智能设备原始数据包括家庭内部数据和家庭外部数据；对所述家庭内部数据和所述家庭外部数据进行数据汇集、预处理和训练，获得预设家庭场景集合；确定预设家庭场景集合对应的执行指令，得到所述场景化家庭控制模型；所述家庭内部数据包括用户信息、家庭空间信息、智能终端设备采集信息和用户历史操作数据；所述家庭外部数据包括环境信息和时间信息。
5.根据权利要求4所述的基于边缘计算的智慧家庭本地控制系统，其特征在于，还包括更新模块，所述更新模块用于：
接收家庭智能设备返回的状态信息，以及更新的设备控制指令；
基于所述状态信息和所述更新的设备控制指令对所述场景化家庭控制模型进行重新训练，得到更新的场景化家庭控制模型。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法的步骤。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述基于边缘计算的智慧家庭本地控制方法的步骤。
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2021
- 2021-05-26 CN CN202110578630.7A patent/CN113852657B/zh active Active
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110989374A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-04-10 | 青岛优康智能科技有限公司 | 一种基于雾计算的全屋智慧居家智能控制方法及系统 |
| CN112198853A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 智能家居设备的控制方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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