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(yù)期目標(biāo)函數(shù)；通過對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)期目標(biāo)函數(shù)的訓(xùn)練，輸出智能家居模式；根據(jù)所選擇的智能家居模式實(shí)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(yù)期目標(biāo)函數(shù)的裝置；用于通過對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)期目標(biāo)函數(shù)的訓(xùn)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(shí)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(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本發(fā)明涉及智能家居控制領(lǐng)域，具體地，涉及智能家居控制方法及其系統(tǒng)。
[【背景技術(shù)】]
[0002]隨著信息時(shí)代電子計(jì)算機(jī)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(jìn)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(shè)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(jì)算機(jī)、電話甚至互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制，也可以自己設(shè)定模式，使多個(gè)設(shè)備聯(lián)動；另一方面，智能家居中各種設(shè)備之間能夠互相通訊，不需要住戶過多指揮也可自動運(yùn)行，家用設(shè)備能夠?qū)⑦\(yùn)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(jì)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(jī)器學(xué)習(xí)的研究主旨是使用計(jì)算機(jī)模擬人類的學(xué)習(xí)活動，它是研究計(jì)算機(jī)識別現(xiàn)有知識、獲取新知識、不斷改善性能和實(shí)現(xiàn)自身完善的方法。這里的學(xué)習(xí)意味著從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，它包括有指導(dǎo)學(xué)習(xí)、無指導(dǎo)學(xué)習(xí)和半指導(dǎo)學(xué)習(xí)三種類別。有指導(dǎo)學(xué)習(xí)，是指有結(jié)果度量的指導(dǎo)學(xué)習(xí)過程。根據(jù)一組特征對結(jié)果度量進(jìn)行預(yù)測，通過學(xué)習(xí)已知數(shù)據(jù)集的特征和結(jié)果度量建立起預(yù)測模型來預(yù)測并度量未知數(shù)據(jù)的特征和結(jié)果。這里的結(jié)果度量一般有定量的和定性的兩種，分別對應(yīng)于統(tǒng)計(jì)學(xué)中的回歸和分類問題。常見的有指導(dǎo)學(xué)習(xí)包括:決策樹、Boosting與Bagging算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)等。在無指導(dǎo)學(xué)習(xí)中，只能觀察特征，沒有結(jié)果度量。此時(shí)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(gè)目標(biāo)變量和訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，例如，聚類分析或關(guān)聯(lián)規(guī)則分析等。半指導(dǎo)學(xué)習(xí)是:已得的觀察量中一部分是經(jīng)由指導(dǎo)者鑒認(rèn)并加上了標(biāo)識的數(shù)據(jù)，稱之為已標(biāo)識數(shù)據(jù)；另一部分觀察量由于種種原因未能標(biāo)識，被稱為未標(biāo)識數(shù)據(jù)。需要解決的是如何利用這些觀察量及相關(guān)的知識對未標(biāo)識的觀察量的標(biāo)識做出適當(dāng)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(biāo)識數(shù)據(jù)去分析并指出適當(dāng)?shù)囊话阈缘囊?guī)律，再利用此規(guī)律去推斷得出有關(guān)未標(biāo)識數(shù)據(jù)的標(biāo)識。這里，前一步是從特殊得到一般結(jié)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(dǎo)學(xué)習(xí)方法的性能通常不太穩(wěn)定，而半指導(dǎo)學(xué)習(xí)技術(shù)在什么樣的條件下能夠有效地改善學(xué)習(xí)性能，仍然是一個(gè)未決問題。
[
【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(jī)和ipad等遙控設(shè)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(yù)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(xué)習(xí)系統(tǒng)后，計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行自我學(xué)習(xí)。這一系統(tǒng)在原有系統(tǒng)人為控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶的以往的習(xí)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(xué)習(xí)、自適應(yīng)及接受專家知識訓(xùn)練的功能，具有智能化、人性化特點(diǎn)，能夠自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)家庭主人的生活特點(diǎn)、家庭各種設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律，盡量準(zhǔn)確監(jiān)控家居中的設(shè)備，為家居主人提供多種服務(wù)。若發(fā)現(xiàn)異常情況，能及時(shí)妥善處理或報(bào)警。實(shí)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(gè)家庭自動化網(wǎng)絡(luò)之上，運(yùn)用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，對整個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)的智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)以上這些功能。
[0006]本系統(tǒng)所指的智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)核心方法是指導(dǎo)學(xué)習(xí)，并以指導(dǎo)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，在獲取非系統(tǒng)自帶信息時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行下載并進(jìn)行分析，以提前進(jìn)行預(yù)測。在宏觀層面上本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)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(jī)和ipad等遙控設(shè)備發(fā)出指令，直接能夠控制智能家居的運(yùn)行狀態(tài)，主要用于處理自學(xué)習(xí)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(fù)這一個(gè)操作。比如用戶在某一時(shí)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(gè)狀態(tài)可以在以后的任意時(shí)刻復(fù)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(xí)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(xí)慣，在形成固定的模式基礎(chǔ)上，形成實(shí)時(shí)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(yù)期目標(biāo)函數(shù)；通過對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)期目標(biāo)函數(shù)的訓(xùn)練，輸出智能家居模式；根據(jù)所選擇的智能家居模式實(shí)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(gè)或多個(gè)。
[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(shí)時(shí)系統(tǒng)模式和意外狀況的人為實(shí)時(shí)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(yù)期目標(biāo)函數(shù)的裝置；用于通過對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)期目標(biāo)函數(shù)的訓(xùn)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(shí)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(jìn)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(gè)實(shí)施例的示意圖。
[【具體實(shí)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(shí)時(shí)采集主要通過傳感器和人機(jī)交互兩方面形成。數(shù)據(jù)的預(yù)處理主要體現(xiàn)為兩個(gè)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(jìn)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(yù)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(xué)習(xí)的訓(xùn)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(jìn)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(dāng)前的智能家居的開關(guān)順序和運(yùn)行狀態(tài)記錄下來，以便在以后任意一個(gè)需要的時(shí)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(shí)刻會有不同的偏好，那么長期統(tǒng)計(jì)規(guī)律下，智能家居便可以總結(jié)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(shí)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(shè)定，讓用戶達(dá)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(jì)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(jìn)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(shí)現(xiàn)真正的智能控制。
[0023]模式3 (實(shí)時(shí)系統(tǒng)模式):根據(jù)用戶的以往的習(xí)慣，在形成固定的模式基礎(chǔ)上，形成實(shí)時(shí)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(chǔ)上，智能控制系統(tǒng)可以通過室內(nèi)實(shí)時(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，得出人體舒適度與用戶耗電量這兩個(gè)綜合指標(biāo)最高的模式，以達(dá)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(jié)合，以達(dá)到既舒適又節(jié)能的效果。在冬天時(shí)，可以實(shí)時(shí)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(dāng)降低屋內(nèi)溫度，以達(dá)到更加節(jié)能的效果。同樣在夏天時(shí)，可以實(shí)時(shí)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(dāng)提高屋內(nèi)溫度，以達(dá)到更加節(jié)能的效果。同時(shí)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(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，以達(dá)到更加節(jié)能和舒適的效果。
[0024]模式4 (意外狀況的人為實(shí)時(shí)控制模式):由于人的習(xí)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(yīng)對這一突發(fā)狀況，用戶可以通過遠(yuǎn)程的方式，直接對智能家居進(jìn)行控制，人為的將某一模式打開或者關(guān)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(gè)實(shí)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(jìn)行預(yù)期目標(biāo)函數(shù)的訓(xùn)練，智能控制系統(tǒng)可以通過室內(nèi)實(shí)時(shí)檢測到的環(huán)境數(shù)據(jù)，輸出該目標(biāo)函數(shù)下最優(yōu)化的智能家居模式，以達(dá)到既舒適，又節(jié)能的效果。預(yù)期的目標(biāo)函數(shù)是一個(gè)人體舒適度和耗電量相綜合的一個(gè)指標(biāo)函數(shù)。
[0026]典型的智能家居控制系統(tǒng)有:
[0027]實(shí)施例1家庭照明子系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)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(guān)燈，在夜間起床自動開啟弱光，當(dāng)人離開房間自動關(guān)燈或人進(jìn)入房間自動開燈。并用戶的以往的習(xí)慣，記憶用戶不同時(shí)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(gè)家居系統(tǒng)連動控制具有優(yōu)先權(quán)，能夠故障報(bào)警。
[0029]實(shí)施例2窗簾控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能是:
[0030]人離家時(shí)，自動拉上窗簾；人回家時(shí)，自動打開窗簾；人休息時(shí)，自動拉上窗簾；人起床時(shí)，自動打開窗簾。根據(jù)用戶的以往的習(xí)慣，記憶用戶不同時(shí)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(gè)家居系統(tǒng)連動控制具有優(yōu)先權(quán)，能夠故障報(bào)警。
[0031]實(shí)施例3智能環(huán)境氣候子系統(tǒng)。實(shí)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(shè)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(biāo)，以達(dá)到符合人生存需要的條件，給家庭創(chuàng)造一個(gè)溫和、清新、健康的居住環(huán)境；當(dāng)人離開房間時(shí)，自動關(guān)閉；當(dāng)人進(jìn)入房間時(shí)，自動開啟。根據(jù)用戶的以往的習(xí)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(gè)家居系統(tǒng)聯(lián)動具有優(yōu)先權(quán)，能夠故障報(bào)警。
【權(quán)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(yù)期目標(biāo)函數(shù)； 通過對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)期目標(biāo)函數(shù)的訓(xùn)練，輸出智能家居模式； 根據(jù)所選擇的智能家居模式實(shí)現(xiàn)對家居的控制。
2.根據(jù)權(quán)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(gè)或多個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)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(shí)時(shí)系統(tǒng)模式和意外狀況的人為實(shí)時(shí)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(yù)期目標(biāo)函數(shù)的裝置； 用于通過對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)期目標(biāo)函數(shù)的訓(xùn)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(shí)現(xiàn)對家居的控制的裝置。
5.根據(jù)權(quán)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(gè)或多個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)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(shí)時(shí)系統(tǒng)模式和意外狀況的人為實(shí)時(shí)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(quán)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