智能家居控制方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種智能家居控制方法，其特征在于，包括以下步驟：獲取歷史數(shù)據(jù)；輸入預期目標函數(shù)；通過對歷史數(shù)據(jù)進行預期目標函數(shù)的訓練，輸出智能家居模式；根據(jù)所選擇的智能家居模式實現(xiàn)對家居的控制。本發(fā)明還提供一種智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，包括以下裝置：用于獲取歷史數(shù)據(jù)的裝置；用于輸入預期目標函數(shù)的裝置；用于通過對歷史數(shù)據(jù)進行預期目標函數(shù)的訓練輸出智能家居模式的裝置；用于根據(jù)所選擇的智能家居模式實現(xiàn)對家居的控制的裝置。
【專利說明】智能家居控制方法及其系統(tǒng)
[【技術領域】]
[0001]本發(fā)明涉及智能家居控制領域，具體地，涉及智能家居控制方法及其系統(tǒng)。
[【背景技術】]
[0002]隨著信息時代電子計算機處理速度的加快和人們生活水平的提高，智能家居逐步走進了人們?nèi)粘５纳?。智能家居讓用戶采用更方便的手段來管理家庭設備，享受智能化所提供的豐富信息以及智能家居生活的便利、舒適和安全的生活。一方面，用戶可以通過觸摸屏、遙控器、計算機、電話甚至互聯(lián)網(wǎng)遠程控制，也可以自己設定模式，使多個設備聯(lián)動；另一方面，智能家居中各種設備之間能夠互相通訊，不需要住戶過多指揮也可自動運行，家用設備能夠?qū)⑦\行狀態(tài)發(fā)送到控制中心，控制中心將數(shù)據(jù)匯總并自動計算出最適合的解決方案以及調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境，從而給用戶帶來極大的便利，工作狀態(tài)更為高效。
[0003]機器學習的研究主旨是使用計算機模擬人類的學習活動，它是研究計算機識別現(xiàn)有知識、獲取新知識、不斷改善性能和實現(xiàn)自身完善的方法。這里的學習意味著從數(shù)據(jù)中學習，它包括有指導學習、無指導學習和半指導學習三種類別。有指導學習，是指有結果度量的指導學習過程。根據(jù)一組特征對結果度量進行預測，通過學習已知數(shù)據(jù)集的特征和結果度量建立起預測模型來預測并度量未知數(shù)據(jù)的特征和結果。這里的結果度量一般有定量的和定性的兩種，分別對應于統(tǒng)計學中的回歸和分類問題。常見的有指導學習包括:決策樹、Boosting與Bagging算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡和支持向量機等。在無指導學習中，只能觀察特征，沒有結果度量。此時只能利用從總體中給出的樣本信息對總體作出某些推斷以及描述數(shù)據(jù)是如何組織或聚類的。它并不需要某個目標變量和訓練數(shù)據(jù)集，例如，聚類分析或關聯(lián)規(guī)則分析等。半指導學習是:已得的觀察量中一部分是經(jīng)由指導者鑒認并加上了標識的數(shù)據(jù)，稱之為已標識數(shù)據(jù)；另一部分觀察量由于種種原因未能標識，被稱為未標識數(shù)據(jù)。需要解決的是如何利用這些觀察量及相關的知識對未標識的觀察量的標識做出適當合理的推斷。解決這類問題常用方法是采用歸納-演繹式的兩步驟路徑，即先利用已標識數(shù)據(jù)去分析并指出適當?shù)囊话阈缘囊?guī)律，再利用此規(guī)律去推斷得出有關未標識數(shù)據(jù)的標識。這里，前一步是從特殊得到一般結論的歸納步，后一步則是將一般規(guī)律用于特殊情況的演繹步。值得注意的是，現(xiàn)有的半指導學習方法的性能通常不太穩(wěn)定，而半指導學習技術在什么樣的條件下能夠有效地改善學習性能，仍然是一個未決問題。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]目前，智能家居的控制方式主要為，在房間各處安上觸摸屏、觸摸控制器，或者用手機和ipad等遙控設備發(fā)出指令，但是經(jīng)常出現(xiàn)想控制但又不知道如何去節(jié)能、高效地控制。顯然，人們都希望自己的智能家居能夠真的智能，不必給系統(tǒng)發(fā)出具體指令，它就可以預測或判斷用戶要做什么，這樣就符合用戶的需求。在智能家居安裝了這種學習系統(tǒng)后，計算機可以進行自我學習。這一系統(tǒng)在原有系統(tǒng)人為控制系統(tǒng)的基礎上，根據(jù)用戶的以往的習慣，記憶用戶的操作，形成固定的模式，并提出更加節(jié)能和舒適的模式。
[0005]智能家居系統(tǒng)具有智能分析判斷與自學習、自適應及接受專家知識訓練的功能，具有智能化、人性化特點，能夠自學習、自適應家庭主人的生活特點、家庭各種設備的運行規(guī)律，盡量準確監(jiān)控家居中的設備，為家居主人提供多種服務。若發(fā)現(xiàn)異常情況，能及時妥善處理或報警。實現(xiàn)這一功能的核心部分是智能家居控制器。該智能家居控制器附加在整個家庭自動化網(wǎng)絡之上，運用了神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術，對整個家庭網(wǎng)絡的智能節(jié)點進行監(jiān)視和調(diào)節(jié)，實現(xiàn)以上這些功能。
[0006]本系統(tǒng)所指的智能學習系統(tǒng)核心方法是指導學習，并以指導學習為基礎，在獲取非系統(tǒng)自帶信息時通過網(wǎng)絡進行下載并進行分析，以提前進行預測。在宏觀層面上本系統(tǒng)要實現(xiàn)以下幾個層面的功能:
[0007]1、在房間各處安上觸摸屏、觸摸控制器，或者用手機和ipad等遙控設備發(fā)出指令，直接能夠控制智能家居的運行狀態(tài)，主要用于處理自學習過程中出現(xiàn)的意外狀況。
[0008]2、記憶用戶最舒適的操作，并簡單的重復這一個操作。比如用戶在某一時刻將房內(nèi)的照明系統(tǒng)和窗簾控制系統(tǒng)至于特定狀態(tài)，由于用戶的偏好具有延續(xù)性，這個狀態(tài)可以在以后的任意時刻復制出來，以滿足用戶最舒適的需要。
[0009]3、根據(jù)用戶的以往的操作習慣與生活方式，形成固定的模式的操作。
[0010]4、根據(jù)用戶的以往的習慣，在形成固定的模式基礎上，形成實時系統(tǒng)模式，提出更加節(jié)能和舒適的模式。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種智能家居控制方法，其特征在于，包括以下步驟:獲取歷史數(shù)據(jù)；輸入預期目標函數(shù)；通過對歷史數(shù)據(jù)進行預期目標函數(shù)的訓練，輸出智能家居模式；根據(jù)所選擇的智能家居模式實現(xiàn)對家居的控制。
[0012]優(yōu)選地，所述歷史數(shù)據(jù)包括智能家居狀態(tài)的輸入、環(huán)境狀態(tài)的輸入、耗電量的輸入和人體舒適程度的輸入中的一個或多個。
[0013]優(yōu)選地，所述智能家居模式包括最舒適操作的存儲與再現(xiàn)模式、固定模式、實時系統(tǒng)模式和意外狀況的人為實時控制模式。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，包括以下裝置:用于獲取歷史數(shù)據(jù)的裝置；用于輸入預期目標函數(shù)的裝置；用于通過對歷史數(shù)據(jù)進行預期目標函數(shù)的訓練輸出智能家居模式的裝置；用于根據(jù)所選擇的智能家居模式實現(xiàn)對家居的控制的裝置。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0015]圖1表示在根據(jù)本發(fā)明的智能家居控制系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)獲取流程圖；
[0016]圖2表示在根據(jù)本發(fā)明的智能家居控制系統(tǒng)中對智能控制模式進行選擇的示意圖；
[0017]圖3表示根據(jù)本發(fā)明的智能家居控制系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。
[【具體實施方式】]
[0018]圖1表示在根據(jù)本發(fā)明的智能家居控制系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)獲取流程圖。
[0019]數(shù)據(jù)的實時采集主要通過傳感器和人機交互兩方面形成。數(shù)據(jù)的預處理主要體現(xiàn)為兩個的方面:根據(jù)需要將傳感器獲得的模糊的數(shù)據(jù)量化，或是進行相反的過程，將傳感器獲得的量化數(shù)據(jù)模糊化。數(shù)據(jù)的存儲主要是將預處理后的典型的數(shù)據(jù)存儲于SD卡中，用于固定模式的數(shù)據(jù)來源和自學習的訓練數(shù)據(jù)。
[0020]圖2表示在根據(jù)本發(fā)明的智能家居控制系統(tǒng)中對智能控制模式進行選擇的示意圖。
[0021]模式I (最舒適操作的存儲與再現(xiàn)模式):用戶將當前的智能家居的開關順序和運行狀態(tài)記錄下來，以便在以后任意一個需要的時刻將這一狀態(tài)再現(xiàn)。
[0022]模式2 (固定模式):用戶的生活一般比較規(guī)律，在不同的時刻會有不同的偏好，那么長期統(tǒng)計規(guī)律下，智能家居便可以總結出這種生活方式，提出不同的模式。這種模式可以建立的不同的時間與空間尺度上:對于每一天來說，可以有起床后模式(將臥室照明緩慢打開，洗手間照明與調(diào)溫系統(tǒng)打開，廚房照明與餐飲加熱系統(tǒng)工作等等)、下班前模式、夜晚休閑模式等；對于一年來說有:春季模式到冬季模式，主要用于控制室內(nèi)溫控系統(tǒng)。通過不同模式的選擇與設定，讓用戶達到最舒適的狀態(tài)。比如用戶的生活比較規(guī)律，用戶工作日每天晚上5:00回家，那么長期統(tǒng)計規(guī)律下，智能家居系統(tǒng)存儲了這種生活方式。在用戶不人為打斷這一操作的前提下，控制系統(tǒng)在4:30分讓室內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)自動啟動，進行室溫調(diào)節(jié)。這一固定模式的形成，能夠讓用戶從人為控制智能家居的現(xiàn)狀中解脫出來，實現(xiàn)真正的智能控制。
[0023]模式3 (實時系統(tǒng)模式):根據(jù)用戶的以往的習慣，在形成固定的模式基礎上，形成實時系統(tǒng)模式，并提出更加節(jié)能和舒適的模式。在模式2的基礎上，智能控制系統(tǒng)可以通過室內(nèi)實時檢測到的環(huán)境數(shù)據(jù)，用戶反饋的舒適度數(shù)據(jù)以及耗電量數(shù)據(jù)，進行實時計算，得出人體舒適度與用戶耗電量這兩個綜合指標最高的模式，以達到既舒適，又節(jié)能的效果。例如可以將室內(nèi)照明系統(tǒng)和室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)相結合，以達到既舒適又節(jié)能的效果。在冬天時，可以實時將室內(nèi)的燈光打成暖色調(diào)，給用戶更加溫暖的感覺，這樣溫度控制系統(tǒng)可以適當降低屋內(nèi)溫度，以達到更加節(jié)能的效果。同樣在夏天時，可以實時將室內(nèi)的燈光打成冷色調(diào)，給用戶更加低溫的感覺，這樣溫度控制系統(tǒng)可以適當提高屋內(nèi)溫度，以達到更加節(jié)能的效果。同時將用戶舒適程度與耗電量作為輸入變量，對用戶選擇的模式進行進一步優(yōu)化，以達到更加節(jié)能和舒適的效果。
[0024]模式4 (意外狀況的人為實時控制模式):由于人的習慣并不是一成不變的，突發(fā)狀況的產(chǎn)生會對控制系統(tǒng)產(chǎn)生重要的影響。為了應對這一突發(fā)狀況，用戶可以通過遠程的方式，直接對智能家居進行控制，人為的將某一模式打開或者關閉。
[0025]圖3表示根據(jù)本發(fā)明的智能家居控制系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。通過對歷史數(shù)據(jù)(智能家居狀態(tài)的輸入、環(huán)境狀態(tài)的輸入、耗電量的輸入和人體舒適程度的輸入)進行預期目標函數(shù)的訓練，智能控制系統(tǒng)可以通過室內(nèi)實時檢測到的環(huán)境數(shù)據(jù)，輸出該目標函數(shù)下最優(yōu)化的智能家居模式，以達到既舒適，又節(jié)能的效果。預期的目標函數(shù)是一個人體舒適度和耗電量相綜合的一個指標函數(shù)。
[0026]典型的智能家居控制系統(tǒng)有:
[0027]實施例1家庭照明子系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是:
[0028]根據(jù)環(huán)境的亮度自動調(diào)節(jié)燈光的亮度或關燈，在夜間起床自動開啟弱光，當人離開房間自動關燈或人進入房間自動開燈。并用戶的以往的習慣，記憶用戶不同時刻最適合的照明亮度，形成固定的模式，并提出更加節(jié)能和舒適的模式。手動或整個家居系統(tǒng)連動控制具有優(yōu)先權，能夠故障報警。
[0029]實施例2窗簾控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是:
[0030]人離家時，自動拉上窗簾；人回家時，自動打開窗簾；人休息時，自動拉上窗簾；人起床時，自動打開窗簾。根據(jù)用戶的以往的習慣，記憶用戶不同時刻最適合的窗簾開啟程度，形成固定的模式，并提出更加節(jié)能和舒適的模式。手動或整個家居系統(tǒng)連動控制具有優(yōu)先權，能夠故障報警。
[0031]實施例3智能環(huán)境氣候子系統(tǒng)。實現(xiàn)的功能是:
[0032]根據(jù)室內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度、可吸入灰塵含量、室內(nèi)C02氣體的濃度、溫度控制空調(diào)、濕度控制空調(diào)、空氣凈化裝置、窗戶等家居設備自動聯(lián)合調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度、濕度、可吸入灰塵含量以及室內(nèi)C02氣體的濃度等空氣指標，以達到符合人生存需要的條件，給家庭創(chuàng)造一個溫和、清新、健康的居住環(huán)境；當人離開房間時，自動關閉；當人進入房間時，自動開啟。根據(jù)用戶的以往的習慣，記憶用戶最適合的環(huán)境狀況，形成固定的模式，并提出更加節(jié)能和舒適的模式。手動或整個家居系統(tǒng)聯(lián)動具有優(yōu)先權，能夠故障報警。
【權利要求】
1.一種智能家居控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取歷史數(shù)據(jù)； 輸入預期目標函數(shù)； 通過對歷史數(shù)據(jù)進行預期目標函數(shù)的訓練，輸出智能家居模式； 根據(jù)所選擇的智能家居模式實現(xiàn)對家居的控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述歷史數(shù)據(jù)包括智能家居狀態(tài)的輸入、環(huán)境狀態(tài)的輸入、耗電量的輸入和人體舒適程度的輸入中的一個或多個。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述智能家居模式包括最舒適操作的存儲與再現(xiàn)模式、固定模式、實時系統(tǒng)模式和意外狀況的人為實時控制模式。
4.一種智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，包括以下裝置: 用于獲取歷史數(shù)據(jù)的裝置； 用于輸入預期目標函數(shù)的裝置； 用于通過對歷史數(shù)據(jù)進行預期目標函數(shù)的訓練輸出智能家居模式的裝置； 用于根據(jù)所選擇的智能家居模式實現(xiàn)對家居的控制的裝置。
5.根據(jù)權利要求4所述的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述歷史數(shù)據(jù)包括智能家居狀態(tài)的輸入、環(huán)境狀態(tài)的輸入、耗電量的輸入和人體舒適程度的輸入中的一個或多個。
6.根據(jù)權利要求4所述的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能家居模式包括最舒適操作的存儲與再現(xiàn)模式、固定模式、實時系統(tǒng)模式和意外狀況的人為實時控制模式。
【文檔編號】G05B19/418GK104133427SQ201310162672
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年5月3日 優(yōu)先權日:2013年5月3日
【發(fā)明者】于慶廣, 黃天恩, 盧詩華, 黃杰 申請人:于慶廣, 黃天恩, 盧詩華, 黃杰