CN114089641A - 基于点到点通信物联网控制器的智能电器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于点到点通信物联网控制器的智能电器及其控制方法，其技术方案要点是：所述控制方法包括：收集外部终端发送的采集数据信息及控制命令信息；采集环境中的感官输入信息；对所述控制命令信息进行解析，生成开关操作策略；根据所述采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略；根据智能控制策略执行调度策略，控制智能电器的启停；本申请具有将传统电器快速、便捷、低成本变为智能可控电器的优点。

Description

基于点到点通信物联网控制器的智能电器及其控制方法

技术领域

本发明涉及物联网终端嵌入式技术领域，更具体地说，它涉及基于点到点通信物联网控制器的智能电器及其控制方法。

背景技术

由于物联网的普及导致物联网设备的广泛使用，而智能家居电器这一块尤为突出。目前市场上所存在的智能电器包含光感、红外感应、声感、温感等传感器，大多数的家居电器还是基于触碰去实现电器的开关，并不能通过手机等远程遥控技术实现远距离的控制，少部分的智能家居这些技术可以实现智能电器随着外界环境的变化和场景需求，构建出各类智能电力控制的应用。但这些技术方案存在实用策略、用户交互性和参与性较弱、人性化和个性化不足等缺点。

目前的智能电器的定时功能基于手机等外部设备的时间同步和控制，定时策略完全依赖触发电器开关，定时开关为非自发式，且功能单一。上述家居电器的开关策略，定时策略单一、固定，无法实现多个时间点、周期性时间片的定时功能，且现有智能家居电器不支持依据环境、系统状态等动态数据进行分析决策，控制开关的功能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供基于点到点通信物联网控制器的智能电器及其控制方法，用以解决上述提出的技术问题之一。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：于点到点通信物联网控制器的智能电器的控制方法，包括：

收集外部终端发送的采集数据信息及控制命令信息；

采集环境中的感官输入信息；

对所述控制命令信息进行解析，生成开关操作策略；

根据所述采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略；

根据智能控制策略执行调度策略，控制智能电器的启停。

可选的，所述收集外部终端发送的采集数据信息及控制命令信息，包括：

通过信号收发器采用近场点到点通信方式与外部终端进行信号交流，获取外部终端发送的采集数据信息及控制命令信息。

可选的，所述采集数据信息包括：即时开关数据信息、定时开关数据信息和/或延时开关数据信息；所述控制命令信息包括：即时开关命令信息、定时开关命令信息和/或延时开关命令信息。

可选的，所述感官输入信息包括：自然语言信息、语音信息、光信号信息、环境声音信息、环境感知信息和/或运动感知信息。

可选的，所述根据所述采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略，包括：

根据所述采集数据信息生成数据操作策略；

根据所述感官输入信息生成感官定时策略；

根据数据操作策略、感管定时策略和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略。

可选的，所述根据所述感官输入信息生成感官定时策略，包括：

根据所述感官输入信息采用动态时间归整算法对感官输入信息进行处理，求得归整路径距离最短的路径D(i,j)＝Dist(i,j)+min[D(i-1,j),D(i,j-1),D(i-1,j-1)]；其中D(i，j)表示长度为i和j的两个时间序列之间的归整路径距离；i为测试语音帧的时序标号；j为训练语音帧的时序标号；

根据所述归整路径距离生成感官定时策略。

基于点到点通信物联网控制器的智能电器，包括：电器本体，在所述电器本体内设置有逻辑开关控制装置；所述逻辑开关控制装置包括：

信号收发器，用于收集外部终端发送的采集数据信息及控制命令信息；

感官传感器，用于采集环境中的感官输入信息；

控制器，用于对所述控制命令信息进行解析，生成开关操作策略；根据所述采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略；根据智能控制策略执行调度策略，控制智能电器的启停。

可选的，所述电器本体包括：开关模块，用于控制电器导电或断电；

继电器模块，用于在控制器的作用下，实现开关模块的闭合或断开。

综上所述，本发明具有以下有益效果：将传统的家具电器中装载物联网控制器，使众多家居电器不仅实用触碰式的按键去控制电器的开关及时间策略而且能够通过红外遥控器，手机等远程方式直接控制家具电器，遥控实现电源/电路的即时、定时、延时、分时开关/闭合控制等各类操作，实现了将传统电器快速、便捷、低成本变为智能可控电器的目的。

附图说明

图1为本发明中基于点到点通信物联网控制器的智能电器的结构示意图；

图2为本发明中逻辑开关控制装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中动态算法求解的代价矩阵；

图4为本发明中基于点到点通信物联网控制器的智能电器的控制方法的步骤流程图。

图中：1、电器本体；11、开关模块；12、挡位；13、风向导向轮；2、逻辑开关控制装置；211、信号收发器；212、感官传感器；213、控制器；214、继电器模块；3、外部终端。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了基于点到点通信物联网控制器213的智能电器的控制方法,如图4所示，包括：

步骤100、收集外部终端3发送的采集数据信息及控制命令信息；

步骤200、采集环境中的感官输入信息；

步骤300、对所述控制命令信息进行解析，生成开关操作策略；

步骤400、根据所述采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略；

步骤500、根据智能控制策略执行调度策略，控制智能电器的启停。

在实际应用中，先接受外部终端3发送的各类环境和目标的状态数据，以及终端发送的各种控制命令；以智能电风扇为例，外部终端3为手机，通过接受手机发送的对外界的采集数据信息和控制命令信息以及环境中的感官输入信息，先对手机输入的控制命令信息进行解析，生成对应的开关操作策略；然后根据外界的采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，分析得到智能控制策略，如通过外部终端3得到对智能电风扇的即时、定时、延时、分时开闭操作的控制命令信息，以及智能电风扇实时的即时开关信息、定时开关信息、分时开关信息、延时开关信息，并根据智能电风扇的即时、定时、延时、分时开闭操作的控制命令信息生成对应的开关操作策略；再结合智能电风扇采集的感官输入信息，如环境感知开关、运动(位置、速度、加速度、接近、离开等)感知开关、系统状态(充电、漏电、低电量、过热)感知开关、声控开关所感知的信息，并对这些感官输入信息进行数据分析，结合开关操作策略和采集数据信息生成此时适合智能电风扇的启停策略，并用以控制智能电风扇的启停。

进一步地，所述收集外部终端3发送的采集数据信息及控制命令信息，包括：

通过信号收发器211采用近场点到点通信方式与外部终端3进行信号交流，获取外部终端3发送的采集数据信息及控制命令信息。

在实际应用中，手机等外部终端3可作为智能电风扇的外挂采集器和软件定义器，且这些外部终端3具有钢制多种环境、用户信息数据，并可以接受语音命令、文本命令、图形界面控制等控制人为干预指令，还可使手机等外部终端3通过综合智能判断、分析、决策，自动选择合适的通信方式，例如，根据手机及智能电器是否具备红外操控调节，选择红外通信方式，也可根据手机及智能电器的蓝牙连接稳定性选择蓝牙连接方式，或是手机和智能电器处于同一WIFI下时，采用WIFI进行通信；还可采用手机通过蜂窝网络与服务器进行通信，智能电器通过WIFI与服务器通信，实现互联网通信。

可选的，所述采集数据信息包括：即时开关数据信息、定时开关数据信息和延时开关数据信息；所述控制命令信息包括：即时开关命令信息、定时开关命令信息和延时开关命令信息。外部终端3向所述电风扇内部的控制器213以软件定义接口的方式发送控制命令，所述控制器213提供统一的软件定义接口命令，所述接口命令内容包括但不限于控制方式、控制时空参数，所述控制方式包括但不限于即时开关、定时开关、延时开关、环境感知开关、运动感知开关、系统状态感知开关、声控开关、自定义开关等控制方式，所述控制时空参数包括但不限于开、关的时间点、逻辑条件、重复周期、重复次数。

可选地，所述感官输入信息包括：自然语言信息、语音信息、光信号信息、环境声音信息、环境感知信息和/或运动感知信息。在实际应用中，通过感官输入信息，包括自然语言、语音、击掌、敲击、震动、照射等作为口令进行识别，控制器213对声音、光信号片段的频率、次数、间隔、强度等组合信息的记录和分析，按照预设的口令特征模式进行匹配判断，据此进行电风扇的自动闭合和断开控制。本发明通过各种维度的声光特性的组合，可以提高口令与其它环境噪音或干扰、欺骗输入的区分度，具备一定的鲁棒性和安全性，采用声音传感器可用于灯光、空调、电视机、音响等的控制。并通过对包括但不限于温度、湿度、太阳辐射、风速、降水、浸水、空气质量、粉尘、烟雾、有害气体浓度等环境参数进行采集和感知，并将收集和感知的参数按照预设的单参数阈值或者多参数融合感知计算模型进行数据分析得到适应于环境的参数值从而生成相应的定时策略，控制器213根据生成的定时策略进行所述智能电风扇开关模块11的自动闭合和断开控制并触发信息提示和告警。

进一步地，所述根据所述采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略，包括：

根据所述采集数据信息生成数据操作策略；

根据所述感官输入信息生成感官定时策略；

根据数据操作策略、感管定时策略和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略。

在实际应用中，根据手机所采集的采集数据信息生成智能电风扇的数据操作策略，然后根据智能电风扇采集的感官输入信息生成对应的感官定时策略，再结合数据操作策略、感管定时策略和开关操作策略生成智能电风扇的智能控制策略。

进一步地，如图3所示，所述根据所述感官输入信息生成感官定时策略，包括：

根据所述感官输入信息采用动态时间归整算法对感官输入信息进行处理，求得归整路径距离最短的路径D(i,j)＝Dist(i,j)+min[D(i-1,j),D(i,j-1),D(i-1,j-1)]；其中D(i，j)表示长度为i和j的两个时间序列之间的归整路径距离；i为测试语音帧的时序标号；j为训练语音帧的时序标号；

根据所述归整路径距离生成感官定时策略。

本实施例中以感官输入信息为音频为例，通过动态归整算法来衡量两个时间序列之间的相似度，将收集和感知的参数按照预设的单参数阈值或者多参数融合感知计算模型进行数据分析得到适应于环境的参数值从而生成相应的定时策略，接着将数据处理后通过所述控制器213提供统一的软件定义接口命令，内容可以包括控制方式、控制时空参数等，接口形式为字符串(文本)或二进制流的命令行接口CLI方式(也可由图形界面GUI转换生成命令串，并可根据安全需求和等级进行加密保护)，接口命令的功能和参数可以灵活扩展，并以开放的方式对其它应用开放，便于扩充和集成。所述控制方式包括但不限于即时开关、定时开关、延时开关、环境感知开关、运动(位置、速度、加速度、接近、离开等)感知开关、系统状态(充电、漏电、低电量、过热)感知开关、声控开关、错峰开关、自定义开关等控制方式，所述控制时空参数包括但不限于开、关的时间点、逻辑条件、重复周期、重复次数等。

如图1-2所示，本发明还提供了基于点到点通信物联网控制器213的智能电器，包括：电器本体1，在所述电器本体1内设置有逻辑开关控制装置2；所述逻辑开关控制装置2包括：

信号收发器211，用于收集外部终端3发送的采集数据信息及控制命令信息；

感官传感器212，用于采集环境中的感官输入信息；

控制器213，用于对所述控制命令信息进行解析，生成开关操作策略；根据所述采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略；根据智能控制策略执行调度策略，控制智能电器的启停。

进一步地，所述电器本体1包括：开关模块11，用于控制电器导电或断电；

继电器模块214，用于在控制器213的作用下，实现开关模块11的闭合或断开。

在实际应用中，开关模块11在逻辑开关控制装置2的作用下，实现电器的导电或断电，在开关模块11收到逻辑开关控制装置2的出发信号时，继电器模块214闭合或断开双刀双掷开关，从而接通或断开交流电火线L和零线N。电器本体1以风扇为例，风扇的每一个挡位12的电源线分别串接继电器，由控制器213统一编程控制。

关于基于点到点通信物联网控制器213的智能电器的具体限定可以参见上文中对于基于点到点通信物联网控制器213的智能电器的控制方法的限定，在此不再赘述。上述基于点到点通信物联网控制器213的智能电器中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

综上所述，本发明基于点到点通信物联网控制器213的智能电器及其控制方法，将传统的家具电器中装载物联网控制器213，使众多家居电器不仅实用触碰式的按键去控制电器的开关及时间策略而且能够通过红外遥控器，手机等远程方式直接控制家具电器，遥控实现电源/电路的即时、定时、延时、分时开关/闭合控制等各类操作，实现了将传统电器(包括支持红外遥控和不支持红外遥控)快速、便捷、低成本变为智能可控电器的目的。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于点到点通信物联网控制器的智能电器的控制方法，其特征在于，包括：

收集外部终端发送的采集数据信息及控制命令信息；

采集环境中的感官输入信息；

对所述控制命令信息进行解析，生成开关操作策略；

根据所述采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略；

根据智能控制策略执行调度策略，控制智能电器的启停。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述收集外部终端发送的采集数据信息及控制命令信息，包括：

通过信号收发器采用近场点到点通信方式与外部终端进行信号交流，获取外部终端发送的采集数据信息及控制命令信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采集数据信息包括：即时开关数据信息、定时开关数据信息和/或延时开关数据信息；所述控制命令信息包括：即时开关命令信息、定时开关命令信息和/或延时开关命令信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述感官输入信息包括：自然语言信息、语音信息、光信号信息、环境声音信息、环境感知信息和/或运动感知信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略，包括：

根据所述采集数据信息生成数据操作策略；

根据所述感官输入信息生成感官定时策略；

根据数据操作策略、感管定时策略和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述感官输入信息生成感官定时策略，包括：

根据所述感官输入信息采用动态时间归整算法对感官输入信息进行处理，求得归整路径距离最短的路径D(i,j)＝Dist(i,j)+min[D(i-1,j),D(i,j-1),D(i-1,j-1)]；其中D(i，j)表示长度为i和j的两个时间序列之间的归整路径距离；i为测试语音帧的时序标号；j为训练语音帧的时序标号；

根据所述归整路径距离生成感官定时策略。

7.基于点到点通信物联网控制器的智能电器，其特征在于，包括：电器本体；在所述电器本体内设置有逻辑开关控制装置；所述逻辑开关控制装置包括：

信号收发器，用于收集外部终端发送的采集数据信息及控制命令信息；

感官传感器，用于采集环境中的感官输入信息；

控制器，用于对所述控制命令信息进行解析，生成开关操作策略；根据所述采集数据信息、感官输入信息和开关操作策略进行数据分析，得到智能控制策略；根据智能控制策略执行调度策略，控制智能电器的启停。

8.根据权利要求7所述的智能电器，其特征在于，所述电器本体包括：开关模块，用于控制电器导电或断电；

继电器模块，用于在控制器的作用下，实现开关模块的闭合或断开。

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