一種基於雲的全屋智能系統的製作方法
2023-12-04 22:18:06
本發明屬於物聯網智能家居系統領域，涉及一種基於雲的全屋智能系統。
背景技術：
隨著國家十三五規劃針對智能家居方案報告的出臺，人們對智能家居的關注度越來越高，智能設備已經開始滲透到普通家庭裡面，然而如果只是簡單的控制設備已經無法滿足用戶的需求，怎麼結合雲端能夠使不同廠家的設備之間能夠互聯互通，智能終端設備能夠具備自我學習、自我感知、自我調節、自動觸發用戶實際場景等智能化需求，如何將這些終端設備整合起來形成一個系統化的解決方案是智能家居廠商需要迫切面對的一個問題。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種基於雲的全屋智能系統，本發明系統涉及到傳感器、智能網關、雲計算、數據挖掘相關技術，在雲端利用大數據挖掘、分析建立業務模型使得家庭裡面的智能硬體能夠具備自學習、自觸發、自調節等功能。
為了解決以上技術問題，本發明提供一種基於雲的全屋智能系統，包括移動終端、雲平臺、智能網關及智能終端設備，雲平臺通過加密通信方式分別與移動終端和智能網關連接，智能終端設備通過無線通信方式與智能網關連接；
用戶使用移動終端發送命令信息到雲平臺，雲平臺將命令信息轉發至智能網關，再由網關控制智能終端設備執行命令，同時智能網關將智能終端設備的響應數據通過雲平臺轉發給移動終端；
雲平臺接收智能網關上報的數據進行清洗、歸類、存儲；雲平臺通過數據挖掘子系統分析用戶的行為數據和智能終端設備產生的數據建立業務模型，並且通過機器學習不斷自我完善、進化模型；
智能網關作為全屋智能系統的中控系統，一方面將雲端轉發來的指令轉換成智能終端設備能夠識別的協議，另一方面將智能終端設備的信息傳輸協議轉換成上層應用協議並將數據上報到雲平臺；同時智能網關本身具備數據計算、處理、存儲的能力。
本發明進一步限定的技術方案是：
前述雲平臺也可為大數據處理系統。
前述加密通信方式包括MQTT、TCP或Https通信協議。
前述無線通信方式包括Zigbee、WiFi、藍牙或Z-wave通信協議。
前述移動終端包括智慧型手機、PAD、PC或智能手錶。
前述智能終端設備包括智能插座、緊急呼叫按鈕、溫溼度傳感器、智能燈、智能攝像機、智能開關、紅外轉發裝置、智能熱水器、智能空調、VOC檢測器、粉塵檢測器、智能門窗磁、空氣淨化器、紅外感應器或煙霧報警器的一種或多種。
進一步的，
本發明還提供一種基於雲的全屋智能系統，包括如下具體步驟：
智能終端設備將產生的數據通過無線通信協議發送至智能網關；
智能網關將無線通信協議數據轉換成業務數據通過業務模型分析是否需要上報到雲平臺，如果需要則通過加密協議上報到雲平臺，如果不需要則由智能網關本地處理該數據；
雲平臺通過加密服務接收到智能網關上報的數據分發到數據採集子系統；
數據採集子系統接收到數據進行清洗、分類、存儲；
數據挖掘子系統對清洗過後的數據進行分析建立數據業務模型存儲到資料庫，並且不斷學習優化模型。
對於用戶平時回家、離家的開門、開燈操控行為，智能終端設備通過智能網關將數據上報到雲平臺，雲平臺通過數據採集子系統記錄這些日常行為數據進行清洗、歸類、存儲，數據挖掘子系統建立用戶行為模型，該模型表示用戶的操作門鎖、開關智能設備的行為規律，雲平臺將該模型下發到智能網關，智能網關利用該模型監測智能終端設備的狀態，當監測到智能終端設備發生行為變化時智能網關發送告警消息到雲平臺，雲平臺則將告警消息推送到移動終端，用戶可在第一時間收到報警信息並及時進行處理。
溫溼度傳感器定期將當前溫度、溼度通過智能網關上報到雲平臺，雲平臺通過數據採集子系統記錄該日常行為數據到HBase資料庫，數據挖掘子系統建立數據模型下發到智能網關，智能網關從雲平臺獲取本地的天氣數據，利用紅外轉發設備自動調節熱水器或者空調的溫度。
VOC或者粉塵檢測器定期將數據上報到雲平臺，雲平臺通過數據採集子系統記錄這些日常行為數據到HBase資料庫，數據挖掘子系統建立數據模型下發到智能網關，一旦監測到VOC或者粉塵檢測器數據超出模型範圍，則智能網關通過雲平臺推送告警消息到移動終端，同時自動下發命令給智能開窗器設備打開或者關閉門窗。
本發明的有益效果是：
本發明主要解決利用雲端大數據建模通過智能網關使智能硬體具備自我學習、自我感知、自我調節的能力，主要包括雲計算、智能網關、智能終端設備、APP客戶端，雲端採集智能終端的原始數據進行清洗、分類、存儲、以及大數據分析建模，通過協議指令下發到智能網關，網關根據模型進行計算、識別，與智能安防、智能照明、智能探測、健康監護等產品進行場景聯動，形成一套完整的全屋智能系統解決方案，從而滿足人們對智能家居的切實需求。
附圖說明
圖1為本發明的原理示意圖；
圖2為本發明的系統組成圖；
圖3為本發明的工作流程圖；
圖4為日常模式示意圖；
圖5溫溼度控制模式示意圖；
圖6空氣品質控制模式示意圖。
具體實施方式
實施例1
本實施例提供的一種基於雲的全屋智能系統，結構如圖1所示，包括移動終端、雲平臺、智能網關及智能終端設備，雲平臺通過加密通信方式分別與移動終端和智能網關連接，智能終端設備通過無線通信方式與智能網關連接；
用戶使用移動終端發送命令信息到雲平臺，雲平臺將命令信息轉發至智能網關，再由網關控制智能終端設備執行命令，同時智能網關將智能終端設備的響應數據通過雲平臺轉發給移動終端；
雲平臺接收智能網關上報的數據進行清洗、歸類、存儲；雲平臺通過數據挖掘子系統分析用戶的行為數據和智能終端設備產生的數據建立業務模型，並且通過機器學習不斷自我完善、進化模型；
智能網關作為全屋智能系統的中控系統，一方面將雲端轉發來的指令轉換成智能終端設備能夠識別的協議，另一方面將智能終端設備的信息傳輸協議轉換成上層應用協議並將數據上報到雲平臺；同時智能網關本身具備數據計算、處理、存儲的能力。
前述雲平臺也可為大數據處理系統；前述加密通信方式包括MQTT、TCP或Https通信協議；前述無線通信方式包括Zigbee、WiFi、藍牙或Z-wave通信協議；前述移動終端包括智慧型手機、PAD、PC或智能手錶；前述智能終端設備包括智能插座、緊急呼叫按鈕、溫溼度傳感器、智能燈、智能攝像機、智能開關、紅外轉發裝置、智能熱水器、智能空調、VOC檢測器、粉塵檢測器、智能門窗磁、空氣淨化器、紅外感應器或煙霧報警器的一種或多種。
如圖2、圖3所示，本發明還提供一種基於雲的全屋智能系統，包括如下具體步驟：
智能終端設備將產生的數據通過無線通信協議發送至智能網關；智能網關將無線通信協議數據轉換成業務數據通過業務模型分析是否需要上報到雲平臺，如果需要則通過加密協議上報到雲平臺，如果不需要則由智能網關本地處理該數據；雲平臺通過加密服務接收到智能網關上報的數據分發到數據採集子系統；數據採集子系統接收到數據進行清洗、分類、存儲；數據挖掘子系統對清洗過後的數據進行分析建立數據業務模型存儲到資料庫，並且不斷學習優化模型。
如圖4所示， 對於用戶平常回家、離家的開關門、開關燈的操控行為，智能終端設備通過智能網關將數據上報到雲平臺，雲平臺通過數據採集子系統對接收的數據進行清洗、歸類、存儲，記錄這些用戶的日常行為數據，數據挖掘子系統根據這些行為數據建立用戶模型，表示該用戶操作門鎖、開關等智能終端設備的行為規律，雲平臺將該模型下發到智能網關，智能網關利用這個模型監測智能終端設備的狀態，當監測到智能終端設備發生行為變化並且脫離行為模型時，智能網關發送告警消息到雲平臺，雲平臺則將告警消息推送到移動終端上，可以讓用戶在第一時間收到報警信息進行快速處理，本系統對有空巢老人、小孩的家庭尤其適用，可以讓在外地的子女實時掌握父母的情況，同時父母還可以隨時監控孩子是否按時上學、回家等業務場景。
如圖5所示， 溫溼度傳感器定期將當前溫度、溼度通過智能網關上報到雲平臺，雲平臺通過數據採集子系統對接收的數據進行清洗、歸類、存儲，記錄這些智能終端設備的日常數據，數據挖掘子系統根據智能終端設備的日常數據建立業務模型，表示智能終端設備在正常範圍的數據閾值，雲平臺將該模型下發到智能網關，同時智能網關將本地的地理位置坐標上報到雲平臺，雲平臺根據坐標獲取該智能網關所在地的天氣數據，智能網關根據業務模型和天氣信息監測溫溼度傳感器上報的數據是否超越閾值，如果有監測到數據超越模型的閾值，則智能網關利用紅外轉發器自動調節熱水器或者空調的溫度，以達到節能減排的效果。
如圖6所示，VOC或者粉塵檢測器定期將數據通過智能網關上報到雲平臺，雲平臺通過數據採集子系統對接收的數據進行清洗、歸類、存儲，記錄這些智能終端設備的日常數據，數據挖掘子系統根據智能終端設備的日常數據和國家出臺的相關環境空氣品質標準建立業務模型，該模型表示符合國家質量標準的空氣品質，雲平臺將該模型下發到智能網關，智能網關根據智能終端設備上報的數據監測控制質量是否超出模型範圍，如果超出模型範圍則將告警消息通過雲平臺推送到移動終端，同時觸發指令給智能終端設備執行相應的動作，比如自動打開窗戶、啟動空氣淨化器等智能終端設備，使室內達到一個健康的空氣品質環境，該場景特別適合有孕婦、老人、小孩的家庭。
以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護範圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護範圍之內。