发明内容
为了克服背景技术中的缺点,本发明实施例提供了一种基于人工智能的家庭智能终端控制管理系统,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种基于人工智能的家庭智能终端控制管理系统,包括:家庭智能窗户控制管理子系统和家庭智能窗帘控制管理子系统;
所述家庭智能窗户控制管理子系统包括以下模块:
室内智能窗户监测设备设置模块,用于在智能窗户内侧设置内部环境参数采集设备,在智能窗户外侧设置外部环境参数采集设备;
室内智能窗户开合控制模块,用于通过内部环境参数采集设备和外部环境参数采集设备对智能窗户对应的关窗指数和开窗指数进行分析,进而对室内智能窗户开合进行自动控制;
参考数据库,用于存储预设允许关窗阈值和预设允许开窗阈值,存储参考氧气浓度和参考二氧化碳浓度,存储单位空间体积对应的适宜空气流速,存储各开窗等级对应的开窗指数,存储各开窗等级对应的允许开窗面积,并存储各风向角度对应的参考降雨量、参考降雨强度和参考风速;
所述家庭智能窗帘控制管理子系统包括以下模块:
室内智能窗户监测区域划分模块,用于对智能窗户进行网格划分,得到若干监测子区域,并对智能窗户中各监测子区域依次编号为1,2,...,i,...,n;
室内智能窗帘监测设备设置模块,用于在各监测子区域进行光照强度传感器设置;
室内智能窗帘开合控制模块,用于基于各监测子区域设置的光照强度传感器对智能窗户中各监测子区域进行光照强度监测,从而对智能窗帘的拉帘指数进行分析,进而对室内智能窗帘进行自动控制;
云存储数据库,用于存储各种智能窗帘材质对应的透光率,存储预设允许亮度指数,并存储各拉帘指数对应的拉帘面积。
具体地,所述内部环境参数采集设备包括氧气浓度检测仪、二氧化碳浓度检测仪和空气流速传感器。
具体地,所述外部环境参数采集设备包括雨量传感器和超声波风速风向仪。
具体地,所述室内智能窗户开合控制模块包括智能窗户开启控制单元和智能窗户关闭控制单元。
具体地,所述智能窗户开启控制单元用于分析智能窗户所在室内对应的开窗指数,其具体分析步骤如下:
通过内部环境参数采集设备中氧气浓度检测仪、二氧化碳浓度检测仪和空气流速传感器分别对智能窗户所在室内对应的氧气浓度、二氧化碳浓度和空气流速进行采集;
从参考数据库中提取单位空间体积对应的适宜空气流速,并获取智能窗户所在室内的空间体积,进而基于智能窗户所在室内的空间体积和单位空间体积对应的适宜空气流速计算智能窗户所在室内对应的适宜空气流速;
将智能窗户所在室内对应的氧气浓度、二氧化碳浓度和空气流速进行综合分析,得到智能窗户所在室内对应的空气质量系数,其具体计算公式为
φ表示为智能窗户所在室内对应的空气质量系数,O
2表示为智能窗户所在室内对应的氧气浓度,CO
2表示为智能窗户所在室内对应的二氧化碳浓度,LS表示为智能窗户所在室内对应的空气流速,O
2′表示为参考室内氧气浓度,CO
2′表示为参考室内二氧化碳浓度,LS′表示为智能窗户所在室内对应的适宜空气流速,b1、b2、b3分别表示为氧气浓度、二氧化碳浓度、空气流速对应的权重值;
将智能窗户所在室内对应的空气质量系数与获取的智能窗户所在室内的空间体积进行综合分析,得到智能窗户所在室内对应的开窗指数,其具体计算公式为
γ表示为智能窗户所在室内对应的开窗指数,v表示为智能窗户所在室内对应的空间体积,v′表示为参考室内空间体积,c1、c2分别表示为室内空间体积、空气质量系数对应的影响因子;
将智能窗户所在室内对应的开窗指数与预设允许开窗指数进行对比,若智能窗户所在室内对应的开窗指数大于预设允许开窗指数,则对智能窗户进行自动开窗操作;
将智能窗户所在室内对应的开窗指数与参考数据库中存储的各开窗等级对应的开窗指数进行匹配,得到智能窗户所在室内对应的开窗等级,同时将智能窗户所在室内对应的开窗等级与参考数据库中存储的各开窗等级对应的允许开窗面积进行匹配,得到智能窗户所在室内对应的允许开窗面积;
使智能窗户所在室内对应的开窗面积符合其对应的允许开窗面积。
具体地,所述智能窗户关闭控制单元用于对智能窗户所在室内对应的关窗指数进行分析,其具体分析如下:
通过外部环境参数采集设备中雨量传感器和超声波风速风向仪分别对智能窗户的室外降雨量、降雨强度、风速和风向进行采集;
将智能窗户的室外风向与智能窗户形成的夹角角度记为风向角度,同时将风向角度与参考数据库中存储的各风向角度对应的参考降雨量、参考降雨强度和参考风速进行匹配,得到智能窗户对应的参考降雨量、参考降雨强度和参考风速;
综合智能窗户对应的室外降雨量、降雨强度和风速对智能窗户对应的关窗指数进行分析,其具体计算公式为
σ表示为智能窗户所在室内对应的关窗指数,JY表示为智能窗户对应的室外降雨量,JQ表示为智能窗户对应的室外降雨强度,FS表示为智能窗户对应的室外风速,jy′、jq′、fs′分别表示为参考降雨量、参考降雨强度、参考风速,a1、a2、a3分别表示为降雨量、降雨强度、风速对应的影响因子;
将智能窗户所在室内对应的关窗指数与参考数据库中存储的预设允许关窗阈值进行对比,若智能窗户所在室内对应的关窗指数大于预设允许关窗阈值,则启动智能窗户对应的窗户关闭开关,进行自动关窗操作。
具体地,所述基于各监测子区域设置的光照强度传感器对智能窗户中各监测子区域进行光照强度监测,其具体为:
将各监测子区域设置的光照强度传感器监测到的各监测子区域对应的光照强度与预设适宜光照强度进行对比,得到各监测子区域对应的亮度指数,其具体计算公式为
LD
i表示为第i个监测子区域对应的亮度指数,gz
i表示为第i个监测子区域对应的光照强度,gz′表示为适宜光照强度;
将各监测子区域对应的亮度指数进行最大值筛选,进而提取最大亮度指数对应的监测子区域,并将其记为最大亮度区域,同时将最大亮度区域对应的亮度指数与云存储数据库中存储的预设允许亮度指数进行对比,若最大亮度区域对应的亮度指数小于预设允许亮度指数,则不进行拉帘操作,反之,则进行拉帘操作,同时提取最大亮度区域对应的编号。
具体地,所述对智能窗帘的拉帘指数进行分析,其具体步骤如下:
获取当前智能窗户安装智能窗帘的材质,并将其与云存储数据库中各智能窗帘材质对应的透光率进行匹配,得到智能窗帘对应的透光率;
基于最大亮度区域对应的编号,提取该最大亮度区域对应的亮度指数,并将该最大亮度区域对应的亮度指数记为LD0;
将智能窗帘对应的透光率与最大亮度区域的对应的亮度指数进行综合分析,得到智能窗帘对应的拉帘指数,其具体计算公式为
ξ表示为智能窗帘对应的拉帘指数,ψ表示为智能窗帘对应的透光率,ψ′表示为参考透光率,LD′表示为参考亮度指数,d1、d2分别表示为透光率、亮度指数对应的修正因子。
具体地,所述对室内智能窗帘进行自动控制,其具体操作如下:
将智能窗帘对应拉帘指数与云存储数据库中各拉帘指数对应的拉帘面积进行匹配,得到智能窗帘对应的拉帘面积;
将最大亮度区域记为拉帘区域,同时根据智能窗帘对应的拉帘面积对智能窗帘进行自动控制操作,同时使其拉帘面积符合该智能窗帘对应的拉帘面积。
相对于现有技术,本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果:
本发明中智能窗户可进行自动控制操作,若遇上下雨天气,可根据降雨量、降雨强度、风速和风向对智能窗户进行控制,在很大程度上提升了关窗的及时性、科学性和合理性,其中根据风向角度获取对应的参考降雨量、参考降雨强度和参考风速,为后续数据分析提供了有力的数据支撑以及科学依据性,避免了因飘落雨水导致地板潮湿而造成人员滑倒受伤的情况。另一方面,综合室内氧气浓度、二氧化碳浓度、空气流速以及室内空间体积对智能窗户所在室内开窗指数进行分析,使得分析结果更加可靠,同时根据智能窗户所在室内开窗指数对开窗面积进行分析,不仅提升了开窗的及时性,使得室内空气及时流通,避免了因空气不流通而导致的感染、尘螨刺激、缺氧等异常情况,还提升了开窗的科学依据性,避免因个人主观性而导致开窗无效性。
本发明中智能窗帘可进行自动控制操作,通过光照强度传感器对光照强度进行采集,同时获取各智能窗帘材质对应的透光率,进而分析智能窗帘对应的拉帘指数,从而进一步对智能窗帘进行自动控制,在提升了拉帘及时性的同时,还提升了拉帘的有效性和科学性,避免了因光照强度过大造成的光污染,不仅维护了人体的身体健康,还对人体睡眠质量产生了正影响,为智能窗帘提供了可靠的优化与详细的调整方向。
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。
参照图1所示,本发明提供一种基于人工智能的家庭智能终端控制管理系统,包括家庭智能窗户控制管理子系统和家庭智能窗帘控制管理子系统。
参照图2所示,所述家庭智能窗户控制管理子系统包括室内智能窗户监测设备设置模块、室内智能窗户开合控制模块和参考数据库。
所述室内智能窗户监测设备设置模块和室内智能窗户开合控制模块连接,室内智能窗户开合控制模块和参考数据库连接。
所述家庭智能窗户控制管理子系统包括以下模块:
室内智能窗户监测设备设置模块,用于在智能窗户内侧设置内部环境参数采集设备,在智能窗户外侧设置外部环境参数采集设备。
具体地,所述内部环境参数采集设备包括氧气浓度检测仪、二氧化碳浓度检测仪和空气流速传感器。
具体地,所述外部环境参数采集设备包括雨量传感器和超声波风速风向仪。
需要说明的是,超声波风速风向仪是利用超声波在空气中的传播时间差来测量风速及风向的测量仪器,与传统的机械式风速风向仪相比,具有磨损小、使用寿命长、响应速度快等特点,是目前为止适应环境程度最高的气象监测设备,特别是一些精度要求比较严苛的环境情况都可以使用。
室内智能窗户开合控制模块,用于通过内部环境参数采集设备和外部环境参数采集设备对智能窗户对应的关窗指数和开窗指数进行分析,进而对室内智能窗户开合进行自动控制。
具体地,所述室内智能窗户开合控制模块包括智能窗户开启控制单元和智能窗户关闭控制单元。
具体地,所述智能窗户开启控制单元用于分析智能窗户所在室内对应的开窗指数,其具体分析步骤如下:
通过内部环境参数采集设备中氧气浓度检测仪、二氧化碳浓度检测仪和空气流速传感器分别对智能窗户所在室内对应的氧气浓度、二氧化碳浓度和空气流速进行采集;
从参考数据库中提取单位空间体积对应的适宜空气流速,并获取智能窗户所在室内的空间体积,进而基于智能窗户所在室内的空间体积和单位空间体积对应的适宜空气流速计算智能窗户所在室内对应的适宜空气流速;
需要说明的是,所述智能窗户所在室内对应的适宜空气流速具体计算步骤为:将智能窗户所在室内的空间体积与单位空间体积对应的适宜空气流速相乘,得到智能窗户所在室内对应的适宜空气流速。
将智能窗户所在室内对应的氧气浓度、二氧化碳浓度和空气流速进行综合分析,得到智能窗户所在室内对应的空气质量系数,其具体计算公式为
φ表示为智能窗户所在室内对应的空气质量系数,O
2表示为智能窗户所在室内对应的氧气浓度,CO
2表示为智能窗户所在室内对应的二氧化碳浓度,LS表示为智能窗户所在室内对应的空气流速,O
2′表示为参考室内氧气浓度,CO
2′表示为参考室内二氧化碳浓度,LS′表示为智能窗户所在室内对应的适宜空气流速,b1、b2、b3分别表示为氧气浓度、二氧化碳浓度、空气流速对应的权重值;
将智能窗户所在室内对应的空气质量系数与获取的智能窗户所在室内的空间体积进行综合分析,得到智能窗户所在室内对应的开窗指数,其具体计算公式为
γ表示为智能窗户所在室内对应的开窗指数,v表示为智能窗户所在室内对应的空间体积,v′表示为参考室内空间体积,c1、c2分别表示为室内空间体积、空气质量系数对应的影响因子;
将智能窗户所在室内对应的开窗指数与预设允许开窗指数进行对比,若智能窗户所在室内对应的开窗指数大于预设允许开窗指数,则对智能窗户进行自动开窗操作;
将智能窗户所在室内对应的开窗指数与参考数据库中存储的各开窗等级对应的开窗指数进行匹配,得到智能窗户所在室内对应的开窗等级,同时将智能窗户所在室内对应的开窗等级与参考数据库中存储的各开窗等级对应的允许开窗面积进行匹配,得到智能窗户所在室内对应的允许开窗面积;
使智能窗户所在室内对应的开窗面积符合其对应的允许开窗面积。
需要说明的是,智能窗户开启控制单元不仅会根据智能窗户所在室内对应的开窗指数对智能窗户进行自动控制,还能根据智能窗户所在室内对应的开窗指数智能匹配应开窗的面积,既提高了开窗的及时性,又提高了开窗的科学性与合理性,从而提升了室内空气质量,为人们的身体健康创造了良好的条件。
所述智能窗户关闭控制单元用于对智能窗户所在室内对应的关窗指数进行分析,其具体分析如下:
通过外部环境参数采集设备中雨量传感器和超声波风速风向仪分别对智能窗户的室外降雨量、降雨强度、风速和风向进行采集;
将智能窗户的室外风向与智能窗户形成的夹角角度记为风向角度,同时将风向角度与参考数据库中存储的各风向角度对应的参考降雨量、参考降雨强度和参考风速进行匹配,得到智能窗户对应的参考降雨量、参考降雨强度和参考风速;
综合智能窗户对应的室外降雨量、降雨强度和风速对智能窗户对应的关窗指数进行分析,其具体计算公式为
σ表示为智能窗户所在室内对应的关窗指数,JY表示为智能窗户对应的室外降雨量,JQ表示为智能窗户对应的室外降雨强度,FS表示为智能窗户对应的室外风速,jy′、jq′、fs′分别表示为参考降雨量、参考降雨强度、参考风速,a1、a2、a3分别表示为降雨量、降雨强度、风速对应的影响因子;
将智能窗户所在室内对应的关窗指数与参考数据库中存储的预设允许关窗阈值进行对比,若智能窗户所在室内对应的关窗指数大于预设允许关窗阈值,则启动智能窗户对应的窗户关闭开关,进行自动关窗操作。
需要说明的是,风向角度的不同会直接影响智能窗户的关窗指数,例如,在小雨天气风向角度会使室外雨水飘进室内时,不管降雨量、降雨强度和风速大小均得及时进行关窗操作,在大雨天气风向角度无法使室外雨水飘进室内时,可以不用进行关窗操作。
在一个具体的实施例中,本发明中智能窗户可进行自动控制操作,若遇上下雨天气,可根据降雨量、降雨强度、风速和风向对智能窗户进行控制,在很大程度上提升了关窗的及时性、科学性和合理性,其中根据风向角度获取对应的参考降雨量、参考降雨强度和参考风速,为后续数据分析提供了有力的数据支撑以及科学依据性,避免了因飘落雨水导致地板潮湿而造成人员滑倒受伤的情况。另一方面,综合室内氧气浓度、二氧化碳浓度、空气流速以及室内空间体积对智能窗户所在室内开窗指数进行分析,使得分析结果更加可靠,同时根据智能窗户所在室内开窗指数对开窗面积进行分析,不仅提升了开窗的及时性,使得室内空气及时流通,避免了因空气不流通而导致的感染、尘螨刺激、缺氧等异常情况,还提升了开窗的科学依据性,避免因个人主观性而导致开窗无效性。
参考数据库,用于存储预设允许关窗阈值和预设允许开窗阈值,存储参考氧气浓度和参考二氧化碳浓度,存储单位空间体积对应的适宜空气流速,存储各开窗等级对应的开窗指数,存储各开窗等级对应的允许开窗面积,并存储各风向角度对应的参考降雨量、参考降雨强度和参考风速。
参照图3所示,所述家庭智能窗帘控制管理子系统包括室内智能窗户监测区域划分模块、室内智能窗帘监测设备设置模块、室内智能窗帘开合控制模块和云存储数据库。
所述室内智能窗户监测区域划分模块和室内智能窗帘监测设备设置模块连接,室内智能窗帘监测设备设置模块和室内智能窗帘开合控制模块连接,室内智能窗帘开合控制模块和云存储数据库连接。
所述家庭智能窗帘控制管理子系统包括以下模块:
室内智能窗户监测区域划分模块,用于对智能窗户进行网格划分,得到若干监测子区域,并对智能窗户中各监测子区域依次编号为1,2,...,i,...,n。
室内智能窗帘监测设备设置模块,用于在各监测子区域进行光照强度传感器设置。
室内智能窗帘开合控制模块,用于基于各监测子区域设置的光照强度传感器对智能窗户中各监测子区域进行光照强度监测,从而对智能窗帘的拉帘指数进行分析,进而对室内智能窗帘进行自动控制。
具体地,所述基于各监测子区域设置的光照强度传感器对智能窗户中各监测子区域进行光照强度监测,其具体为:
将各监测子区域设置的光照强度传感器监测到的各监测子区域对应的光照强度与预设适宜光照强度进行对比,得到各监测子区域对应的亮度指数,其具体计算公式为
LD
i表示为第i个监测子区域对应的亮度指数,gz
i表示为第i个监测子区域对应的光照强度,gz′表示为适宜光照强度;
将各监测子区域对应的亮度指数进行最大值筛选,进而提取最大亮度指数对应的监测子区域,并将其记为最大亮度区域,同时将最大亮度区域对应的亮度指数与云存储数据库中存储的预设允许亮度指数进行对比,若最大亮度区域对应的亮度指数小于预设允许亮度指数,则不进行拉帘操作,反之,则进行拉帘操作,同时提取最大亮度区域对应的编号。
具体地,所述对智能窗帘的拉帘指数进行分析,其具体步骤如下:
获取当前智能窗户安装智能窗帘的材质,并将其与云存储数据库中各智能窗帘材质对应的透光率进行匹配,得到当前智能窗户安装智能窗帘对应的透光率;
基于最大亮度区域对应的编号,提取该最大亮度区域对应的亮度指数,并将该最大亮度区域对应的亮度指数记为LD0;
将智能窗帘对应的透光率与最大亮度区域的对应的亮度指数进行综合分析,得到智能窗帘对应的拉帘指数,其具体计算公式为
ξ表示为智能窗帘对应的拉帘指数,ψ表示为智能窗帘对应的透光率,ψ′表示为参考透光率,LD′表示为参考亮度指数,d1、d2分别表示为透光率、亮度指数对应的修正因子。
具体地,所述对室内智能窗帘进行自动控制,其具体操作如下:
将智能窗帘对应拉帘指数与云存储数据库中各拉帘指数对应的拉帘面积进行匹配,得到智能窗帘对应的拉帘面积;
将最大亮度区域记为拉帘区域,同时根据智能窗帘对应的拉帘面积对智能窗帘进行自动控制操作,同时使其拉帘面积符合该智能窗帘对应的拉帘面积。
需要说明的是,所述拉帘区域符合最大亮度区域,有效遮挡了亮度指数过高的区域,使室内亮度与符合人体适宜亮度,避免造成光污染导致危害人体健康。
在一个具体的实施例中,本发明中智能窗帘可进行自动控制操作,通过光照强度传感器对光照强度进行采集,同时获取各智能窗帘材质对应的透光率,进而分析智能窗帘对应的拉帘指数,从而进一步对智能窗帘进行自动控制,在提升了拉帘及时性的同时,还提升了拉帘的有效性和科学性,避免了因光照强度过大造成的光污染,不仅维护了人体的身体健康,还对人体睡眠质量产生了正影响,为智能窗帘提供了可靠的优化与详细的调整方向。
需要说明的是,所述智能窗户和智能窗帘均依靠于滑轨进行自动控制,其中智能窗帘可依靠滑轨进行上下拉帘。
云存储数据库,用于存储各种智能窗帘材质对应的透光率,存储预设允许亮度指数,并存储各拉帘指数对应的拉帘面积。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,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,只要不偏离发明的结构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。