智能家庭感知和控制终端的制作方法

1.本发明涉及智能家居技术领域，具体为智能家庭感知和控制终端。


背景技术：

2.随着经济和科技的发展，自动化与智能化已经较广泛的应用于工业领域，人们希望在家庭中也能有一个系统，来一定程度上代替人，智能的管理整个家庭，而无需人来操作，当出现异常状况时，也能代替人迅速做出反应。另一方面，家庭安全和人身健康问题也越来越受人们的关注，人们希望无论在何地都能及时了解家中信息，对突发事件作出处理，实现远程监控。
3.中国专利申请公cn1018072a，申请公布日2010.08.18，发明创造的名称为智能家庭监控系统，该申请公开了一种智能家庭监控系统，所述的家庭监控系统监测能力很强，其不足之处为，检测问题出现后，系统无法自动的做出一定的工作，安全系数较差。中国专利公开号cn101188042，公开日2008年5月28日，发明创造的名称为智能家居控制及远程报警装置，该申请公开了家庭控制和远程监控的系统，其不足之处是，系统的控制较少，智能化程度较低。根据上述要求，需要一种新的智能家庭感知和控制系统，来实现智能感知，智能控制，远程监控，远程互动交互以及在监控视野范围内出现危险情况及时反馈求救的智能家居系统。


技术实现要素：

4.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了智能家庭感知和控制终端，解决了现有智能家居感知和控制终端存在仅具备监控作用，用户与来访者远程互动较少，同时在监控范围内无法做出自动反馈求救的问题。
5.（二）技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：智能家庭感知和控制终端，其特征在于，包括中央处理器平台，所述中央处理器平台还包括传感器信息处理单元、家电智能控制单元、电源控制单元、交互单元、通信单元、图像处理人脸检测单元以及数据综合处理单元，所述数据综合处理单元与传感器信息处理单元、家电智能控制单元、电源控制单元、交互单元、通信单元、图像处理人脸检测单元彼此互联；中央处理器平台，用于集成各个单元，并且实现各个单元之间的互联；数据综合处理单元，用于处理中央处理器平台上的各个单元发送过来的信息，同时向各个单元发出对应的指令，并且向用户端或者云端发送各类信息；传感器信息处理单元，用于接收家庭安装的各类型的传感器之间的信息，并上传至数据综合处理单元；家电智能控制单元，用于调节家庭内的各种家居设备；电源控制单元，用于为整个中央处理器平台进行供电，同时可以实现充电功能；
交互单元，用于实现人员远程与来访人员进行语音互动；通信单元，用于中央处理器平台将数据综合处理单元处理或者接收后的信息发送至用户端或上传至云端；图像处理人脸检测单元，用于识别匹配靠近门禁处来访人员身份，采集来访人员照片上传至用户端或者内服务器，验证房门外的人员是否具备进入房间的资格以及家庭成员手势检测。
6.优选的，所述传感器信息处理单元包括温湿度传感器、烟雾传感器、煤气传感器与噪声传感器，所述温湿度传感器设置在客厅与房间的天花板处，所述烟雾传感器设置在厨房天花板处，所述煤气传感器设置在灶台下方位于煤气管道附近，所述噪声传感器设置在阳台窗户旁，所述温湿度传感器用于监测房间与客厅的温湿度数值，所述烟雾传感器用于监测厨房是否产生非正常范围的烟雾，所述煤气传感器用于监测灶台下方的煤气管道是否产生泄露，所述噪声传感器用于监测外界环境下噪声分贝数值是否超标，上述传感器检测到的超标信息发送至数据综合处理单元，经处理后上传至用户端或者云端，用户可以查看并启动相应的家电。
7.优选的，所述家电智能控制单元包括通过无线射频模块分别与电动窗帘、空调、洗浴热水器、电饭锅与电水壶无线连接，用户可以通过用户终端无线控制上述家电。
8.优选的，所述电源控制单元分别与市电网直接连接的市电连接模块以及充电电池模块电性连接，所述市电连接模块直接连接市电进行供电，所述充电电池模块包括恒压恒流模块，变压模块和充电电池组，当市电断连时，通过充电电池组维持系统整体的正常运行。
9.优选的，所述交互单元包括设置在大门处的麦克风与扬声器，所述麦克风用于传输来访人员的声音，所述扬声器用于播放用户通过用户终端输入的语音。
10.优选的，所述通信单元通过无线网络或者家庭宽带通讯连接用户终端，所述用户终端包括手机、笔记本电脑、台式电脑与平板电脑，所述通信单元通过无线网络或者家庭宽带通讯连接网络数据云，所述网络数据云用于留存通信单元上传的数据。
11.优选的，所述图像人脸处理检测单元包括大门门禁系统，所述大门门禁系统包括热释电传感器、大门摄像头以及大门电子锁，所述热释电传感器用于感知是否有人靠近大门，所述大门摄像头用于采集来访者照片，所述图像处理人脸检测单元完成对于来访者照片的人脸模型匹配决定大门电子锁是否开启，对于来访者所述人脸模型匹配不成功时，所述大门摄像头采集来访者的视频段并上传至数据综合处理单元，所述数据综合处理单元发送至用户的用户终端同时上传至网络数据云云端。
12.优选的，所述数据综合处理单元内置有家庭成员的特定手势模板，作为紧急求救手势，所述紧急求救手势与特定手势模板匹配时，数据综合处理单元通过通信单元进行后台报警。
13.优选的，所述图像处理人脸检测单元还包括房门门禁系统，所述房门门禁系统由房门电子锁组成，所述房门电子锁为密码锁或者指纹锁。
14.有益效果本发明提供了智能家庭感知和控制终端。具备以下有益效果：该智能家庭感知和控制终端，通过温湿度传感器用于监测房间与客厅的温湿度数
值，烟雾传感器用于监测厨房是否产生非正常范围的烟雾，煤气传感器用于监测灶台下方的煤气管道是否产生泄露，噪声传感器用于监测外界环境下噪声分贝数值是否超标，上述传感器检测到的超标信息发送至数据综合处理单元，经处理后上传至用户端或者云端，用户可以查看并启动相应的家电。同时整个系统通过市电和充电电池组供电，多种供电方式，停电时也能保证系统正常运行一段时间。当热释电传感器感知有人靠近时，门禁系统的大门摄像头采集来访者照片，图像处理人脸检测单元完成对于来访者照片与家庭成员人脸模型的匹配，根据判断结果控制是否开启大门电子锁，当为陌生人照片时，则大门摄像头识别非家庭成员并提取视频段上传至云端服务器，发送至用户终端，由用户进行确认或者通过交互单元完成与来访者的远程对话，当图像处理人脸检测单元识别家庭成员做出特定手势时，自动上传至数据综合处理单元完成对于特定手势的模板匹配，根据匹配结果判断是否进行后台报警命令。从而使整个系统实现智能感知，智能控制，远程监控，远程互动交互以及在监控视野范围内出现危险情况及时反馈求救的智能家居系统。
附图说明
15.图1为本发明结构示意图；图2为本发明大门门禁系统检测流程示意图。
具体实施方式
16.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。
17.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：智能家庭感知和控制终端，包括中央处理器平台，中央处理器平台还包括传感器信息处理单元、家电智能控制单元、电源控制单元、交互单元、通信单元、图像处理人脸检测单元以及数据综合处理单元，数据综合处理单元与传感器信息处理单元、家电智能控制单元、电源控制单元、交互单元、通信单元、图像处理人脸检测单元彼此互联；中央处理器平台，用于集成各个单元，并且实现各个单元之间的互联；数据综合处理单元，用于处理中央处理器平台上的各个单元发送过来的信息，同时向各个单元发出对应的指令，并且向用户端或者云端发送各类信息；传感器信息处理单元，用于接收家庭安装的各类型的传感器之间的信息，并上传至数据综合处理单元；家电智能控制单元，用于调节家庭内的各种家居设备；电源控制单元，用于为整个中央处理器平台进行供电，同时可以实现充电功能；交互单元，用于实现人员远程与来访人员进行语音互动；通信单元，用于中央处理器平台将数据综合处理单元处理或者接收后的信息发送至用户端或上传至云端；图像处理人脸检测单元，用于识别匹配靠近门禁处来访人员身份，采集来访人员照片上传至用户端或者内服务器，验证房门外的人员是否具备进入房间的资格以及家庭成
员手势检测。
18.本实施例中，传感器信息处理单元包括温湿度传感器、烟雾传感器、煤气传感器与噪声传感器，温湿度传感器设置在客厅与房间的天花板处，烟雾传感器设置在厨房天花板处，煤气传感器设置在灶台下方位于煤气管道附近，噪声传感器设置在阳台窗户旁，温湿度传感器用于监测房间与客厅的温湿度数值，烟雾传感器用于监测厨房是否产生非正常范围的烟雾，煤气传感器用于监测灶台下方的煤气管道是否产生泄露，噪声传感器用于监测外界环境下噪声分贝数值是否超标，上述传感器检测到的超标信息发送至数据综合处理单元，经处理后上传至用户端或者云端，用户可以查看并启动相应的家电。
19.本实施例中，家电智能控制单元包括通过无线射频模块分别与电动窗帘、空调、洗浴热水器、电饭锅与电水壶无线连接，用户可以通过用户终端无线控制上述家电。
20.本实施例中，电源控制单元分别与市电网直接连接的市电连接模块以及充电电池模块电性连接，市电连接模块直接连接市电进行供电，充电电池模块包括恒压恒流模块，变压模块和充电电池组，当市电断连时，通过充电电池组维持系统整体的正常运行。通过市电和充电电池组供电，多种供电方式，停电时也能保证系统正常运行一段时间。
21.本实施例中，交互单元包括设置在大门处的麦克风与扬声器，麦克风用于传输来访人员的声音，扬声器用于播放用户通过用户终端输入的语音。
22.本实施例中，通信单元通过无线网络或者家庭宽带通讯连接用户终端，用户终端包括手机、笔记本电脑、台式电脑与平板电脑，通信单元通过无线网络或者家庭宽带通讯连接网络数据云，网络数据云用于留存通信单元上传的数据。
23.本实施例中，图像人脸处理检测单元包括大门门禁系统，大门门禁系统包括热释电传感器、大门摄像头以及大门电子锁，热释电传感器用于感知是否有人靠近大门，大门摄像头用于采集来访者照片，图像处理人脸检测单元完成对于来访者照片的人脸模型匹配决定大门电子锁是否开启，对于来访者人脸模型匹配不成功时，大门摄像头采集来访者的视频段并上传至数据综合处理单元，数据综合处理单元发送至用户的用户终端同时上传至网络数据云云端。
24.本实施例中，数据综合处理单元内置有家庭成员的特定手势模板，作为紧急求救手势，紧急求救手势与特定手势模板匹配时，数据综合处理单元通过通信单元进行后台报警。当热释电传感器感知有人靠近时，门禁系统的大门摄像头采集来访者照片，图像处理人脸检测单元完成对于来访者照片与家庭成员人脸模型的匹配，根据判断结果控制是否开启大门电子锁，当为陌生人照片时，则大门摄像头识别非家庭成员并提取视频段上传至云端服务器，发送至用户终端，由用户进行确认或者通过交互单元完成与来访者的远程对话，当图像处理人脸检测单元识别家庭成员做出特定手势时，自动上传至数据综合处理单元完成对于特定手势的模板匹配，根据匹配结果判断是否进行后台报警命令。
25.图像人脸处理检测单元主要通过以下三个方案实现人脸处理检测功能：一、门禁处人脸识别匹配方案，其步骤如下：步骤1-1，采集家庭成员的人脸图像并传入服务器中进行几何处理、灰度处理和中值滤波处理；步骤1-2，通过主成分分析算法对处理后的人脸图像进行提取建模，得到人脸模型并存入服务器的数据库中；
步骤1-3，当热释电传感器感知室外有人体靠近，程序自动启动；步骤1-4，室外监控设备采集门外访客的人脸图像并传入服务器中；步骤1-5，服务器对人脸图像中的人脸特征进行提取建模并将其与服务器数据库中的人脸模型进行匹配；如果匹配结果为家庭成员，门禁解锁；如果匹配结果是陌生人，室外监控设备自动存储陌生人来访照片，上传至服务器并将来访记录用短信发送至房主手机；二、室内监控识别非家庭成员方案，其步骤如下：步骤2-1，室内监控设备对室内环境做基于帧间差分法的静态学习并记录室内环境；步骤2-2，带有屏蔽区域的帧间差分法，其方式如下：将常规运动的物体在一定时间内的运动路径叠加，然后将区域二值化，得到一个图像蒙版，用这个蒙版来屏蔽常规周期运动的物体，从而避免对屋内常规周期运动物体的误识别；步骤2-3，当监控场景中出现异常物体运动时，帧与帧之间会出现明显的差别，两帧相减，得到两帧图像亮度差的绝对值，判断该绝对值是否大于阈值来分析视频或图像序列的运动特性，确定图像序列中有无物体运动；当室内监控设备识别到家中有非家庭成员出现，系统自动警报，提取出含有外来者的视频段，上传至服务器，并短信通知房主家中异常；三、识别特殊手势安全检测方案，其步骤如下：步骤3-1，采集手势信息并传入服务器并将手势信息作为手势模板存入服务器的手势数据库中；步骤3-2，当屋内发生险情，家庭成员向室内监控设备比划手势，监控设备将该手势信息传入服务器，服务器利用帧间差分法识别到画面中的手势，然后进行hog特征提取，应用一个多分类的支持向量机分类器对手势进行分类，在所建手势数据库中的手势模板进行手势比对，当识别到的手势与手势模板匹配，则通过sim模块报警。
26.本实施例中，图像处理人脸检测单元还包括房门门禁系统，房门门禁系统由房门电子锁组成，房门电子锁为密码锁或者指纹锁。
27.本发明工作原理：通过温湿度传感器用于监测房间与客厅的温湿度数值，烟雾传感器用于监测厨房是否产生非正常范围的烟雾，煤气传感器用于监测灶台下方的煤气管道是否产生泄露，噪声传感器用于监测外界环境下噪声分贝数值是否超标，上述传感器检测到的超标信息发送至数据综合处理单元，经处理后上传至用户端或者云端，用户可以查看并启动相应的家电。同时整个系统通过市电和充电电池组供电，多种供电方式，停电时也能保证系统正常运行一段时间。当热释电传感器感知有人靠近时，门禁系统的大门摄像头采集来访者照片，图像处理人脸检测单元完成对于来访者照片与家庭成员人脸模型的匹配，根据判断结果控制是否开启大门电子锁，当为陌生人照片时，则大门摄像头识别非家庭成员并提取视频段上传至云端服务器，发送至用户终端，由用户进行确认或者通过交互单元完成与来访者的远程对话，当图像处理人脸检测单元识别家庭成员做出特定手势时，自动上传至数据综合处理单元完成对于特定手势的模板匹配，根据匹配结果判断是否进行后台报警命令。
28.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。