一种智能家居设备控制系统及方法与流程

1.本发明涉及智能家居控制技术领域，具体为一种智能家居设备控制系统及方法。


背景技术：

2.智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境，智能家居是在物联网的影响之下物联化体现，智能家居通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。
3.随着电子设备在生活中的应用不断增加，对于家庭家居设备的控制技术也在不断进行发展，由于移动设备的普及，现有的家居设备控制方案中，越来越多的家居设备生产厂家推出使用移动设备对家居设备进行控制的方案，用户可以通过移动设备选择想要控制的家居设备，但是目前的智能家居控制系统还存在不足：智能家居控制系统不便于对各种家居设备进行设备匹配，使大多的家居设备需要多种软件进行分别控制，无法集中进行管理控制，而且设备的连接不能出现阻隔，一旦超出距离，设备就会断开连接失去控制，造成使用不便，为此，提出一种智能家居设备控制系统及方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能家居设备控制系统及方法，解决了智能家居控制系统不便于对各种家居设备进行设备匹配，使大多的家居设备需要多种软件进行分别控制，无法集中进行管理控制，而且设备的连接不能出现阻隔，一旦超出距离，设备就会断开连接失去控制，造成使用不便的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能家居设备控制系统及方法，包括总控系统、中继系统、移动基站、移动终端、有线连接模块、无线检测模块、无线连接模块、ups不间断电源、总控机箱、中继机壳和底座，所述总控系统通过移动基站与移动终端网络连接，所述总控系统、无线连接模块和中继系统均通过导线与ups不间断电源电连接，所述总控系统分别通过无线连接模块和有线连接模块与中继系统网络连接，所述无线连接模块通过导线与无线检测模块电连接，所述无线检测模块通过导线与有线连接模块电连接；其中所述总控系统通过phmm暂态评估模型实现智能家居设备稳态运行的控制，其中所述phmm暂态评估模型包括信息采集模块、信息分析模块和监测模块紧急切换模块，其中所述信息采集模块的输出端与信息分析模块的输入端连接，信息分析模块的输出端和监测模块紧急切换模块的输入端连接，其中所述信息采集模块用于采集智能家居设备数据信息，所述信息分析模块用于分析智能家居控制过程中的数据信息，监测模块紧急切换模块用于紧急切换智能家居设备工作过程中的异常数据信息。其中，总控系统用于移动终端的
交互，总控系统对中继系统进行分发指令，并接收中继系统的数据；中继系统用于以不同形式与智能家居进行连接，便于对智能家居发送控制指令；移动基站作为移动终端的中转站，能够接收和转发远程指令；移动终端用于远程连接总控系统，方便远距离操控总控系统；有线连接模块采用网线端口将每个中继系统与总控系统进行有线连接；无线检测模块用于对无线连接模块进行信号检测，在无线连接模块出现故障时，自动调整为有线连接；无线连接模块用于总控系统与中继系统之间的无线连接；ups不间断电源用于对控制系统进行持续供电的作用，避免短暂型断电，导致重启。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述总控系统包括中央处理器、服务器、触控屏和语音交互系统，所述服务器通过导线与中央处理器电连接，所述触控屏通过导线与中央处理器电连接，所述语音交互系统通过导线与中央处理器电连接。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述中继系统包括数据交换模块、局域网模块、蓝牙模块和红外发射器，所述数据交换模块通过导线分别与红外发射器、蓝牙模块和局域网模块电连接。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述触控屏和语音交互系统分别固定安装于总控机箱的上表面，所述服务器和中央处理器分别固定安装于总控机箱的内部。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据交换模块、局域网模块和蓝牙模块分别固定安装于中继机壳的内部，所述红外发射器固定安装于中继机壳的底面。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述总控机箱的正面通过合页活动铰接有防护门，所述防护门的正面固定安装有控制面板，所述防护门的正面开设有扣槽。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述总控机箱的上表面固定安装有两个握把，所述总控机箱的底面固定安装有四个移动轮，所述总控机箱的背面固定安装有防撞脚，所述总控机箱的背面开设有连接线口。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述总控机箱的左右两侧面均开设有散热窗，所述总控机箱的背面开设有风口，所述总控机箱的背面固定安装有降温扇，所述降温扇与风口相连通。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述底座的上表面开设有两个安装孔，所述底座的底面固定连接有两个卡件，两个所述卡件的内部共同卡接有卡板，所述卡板的底面与中继机壳的顶部固定连接，所述底座的底面固定连接有弹簧，所述弹簧的底端固定连接有限位板，所述限位板的底面设有卡销，所述卡板的上表面开设有卡孔。
14.一种智能家居设备控制方法，其步骤包括：s1，将总控机箱放置在客厅内，连接电源和网络；s2，通过安装孔将中继机壳的底座安装在多个房间的顶部；s3，将中继机壳与底座进行卡接并连接电源和网络；s4，使各智能家居设备与中继系统配网连接，中继系统和总控系统连接；s5，通过语音交互系统对总控系统下发指令，总控系统激发中继系统采用红外、蓝牙和局域网对智能家居设备进行控制。
15.通过mcg评估算法实现智能家居网络控制线路稳定性的评估；s5，通过语音交互系统（104）对总控系统（1）下发指令，总控系统（1）激发中继系统（2）采用红外、蓝牙和局域网对智能家居设备进行控制；其中通过mcg评估算法实现智能家居控制通信智能家居网络控制线路评估，评估方法为：通过扫描结构对智能家居网络控制线路参数进行监测，监测参数数据函数为：
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(1)公式(1)中，表示智能家居网络控制节点参数运行系数，表示采集的智能家居网络控制节点信息样本，表示智能家居设备异常概率；i表示智能家居网络控制节点数据, n表示智能家居网络控制节点监测次数；对智能家居网络控制节点信息参数系数进行分割，从而建立多粒度扫描结构，分割函数为：
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(2)公式(2)中，表示智能家居网络控制节点参数的分割函数，表示多粒度扫描的样本参数，表示扫描样本的不同参数；暂态弱化方程为：
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(3)其中表示暂态弱化方程式，表示发生暂态失稳智能家居网络控制线路长度，表示失稳状态下的智能家居网络控制线路参数，表示暂态失稳智能家居网络控制线路的电容变化；根据失稳后电力损失量建立级联评估结构，将失稳状态的智能家居网络控制线路参数作为自变量，则建立的级联梯度值为：
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(4)在公式（4）中，表示智能家居网络控制线路稳态级联梯度值，表示级联稳态方程式，表示失稳状态下的智能家居网络控制线路参数；根据多粒度扫描结构和级联梯度值建立评估模型，则： (5)
在公式（5）中，表示暂态评估模型函数，表示稳态状态下的智能家居网络控制线路电容，表示暂态稳定电流，表示推算的下一阶段的智能家居网络控制线路暂态评估函数；根据评估模型计算规律，对各智能家居网络控制线路进行监测，由此提供较为稳定的暂态数据，即： (6)公式(6)中表示mcg评估模型输出的稳定暂态数据，表示推算的下一条智能家居网络控制线路断面的暂态数据。
16.与现有技术相比，本发明提供了一种智能家居设备控制系统及方法，具备以下有益效果：1、该智能家居设备控制系统及方法，通过设置总控系统和中继系统，能够将多个中继系统与总控系统进行网络连接，方便总控系统对中继系统进行分发指令，在总控系统和中继系统之间设置无线连接模块和有线连接模块，系统默认采用无线连接，但是无线连接通过无线检测模块进行检测，一旦无线连接出现故障，将会启动有线连接模块，保证总控系统和中继系统之间的连接，通过总控系统和中继系统分区域对智能家居设备进行控制，避免智能家居设备与控制系统脱离，保证无阻隔全方位的控制。
17.2、该智能家居设备控制系统及方法，通过设置数据交换模块与蓝牙模块、红外发射器和局域网模块配合，能够方便不同的智能家居设备进行匹配，匹配后的智能家居设备通过数据交换模块与总控系统的中央处理器进行交换，便于中继系统共享，实现对智能家居设备的控制。
18.3、该智能家居设备控制系统及方法，通过ups不间断电源对控制系统中的总控系统和中继系统以及网络设备进行供电，保证断电后具有一定的供电运行能力，总控系统中的服务器通过移动基站与认证的移动终端连接，能够远程发送和控制总控系统发送指令，实现智能家居的远程控制效果。通过mcg评估算法实现智能家居控制通信智能家居网络控制线路评估，提高智能家居控制通信的稳定性。
附图说明
19.图1为本发明控制系统结构示意图；图2为本发明总控系统和中继系统的架构图；图3为本发明控制方法的流程图；图4为本发明总控机箱的立体结构示意图；图5为本发明总控机箱的后视三维图；图6为本发明中继机壳与底座的安装结构示意图；图7为本发明中phmm暂态评估方法流程示意图；图中：1、总控系统；101、中央处理器；102、服务器；103、触控屏；104、语音交互系统；2、中继系统；201、数据交换模块；202、局域网模块；203、蓝牙模块；204、红外发射器；3、
移动基站；4、移动终端；5、有线连接模块；6、无线检测模块；7、无线连接模块；8、ups不间断电源；9、总控机箱；10、中继机壳；11、底座；12、移动轮；13、控制面板；14、防护门；15、握把；16、散热窗；17、扣槽；18、防撞脚；19、风口；20、降温扇；21、连接线口；22、安装孔；23、弹簧；24、限位板；25、卡件；26、卡板。
具体实施方式
20.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。
21.实施例请参阅图1-6，本实施方案中：一种智能家居设备控制系统及方法，包括总控系统1、中继系统2、移动基站3、移动终端4、有线连接模块5、无线检测模块6、无线连接模块7、ups不间断电源8、总控机箱9、中继机壳10和底座11，总控系统1通过移动基站3与移动终端4网络连接，总控系统1、无线连接模块7和中继系统2均通过导线与ups不间断电源8电连接，总控系统1分别通过无线连接模块7和有线连接模块5与中继系统2网络连接，无线连接模块7通过导线与无线检测模块6电连接，无线检测模块6通过导线与有线连接模块5电连接；其中，总控系统1用于移动终端4的交互，总控系统1对中继系统2进行分发指令，并接收中继系统2的数据；中继系统2用于以不同形式与智能家居进行连接，便于对智能家居发送控制指令；移动基站3作为移动终端4的中转站，能够接收和转发远程指令；移动终端4用于远程连接总控系统1，方便远距离操控总控系统1；有线连接模块5采用网线端口将每个中继系统2与总控系统1进行有线连接；无线检测模块6用于对无线连接模块7进行信号检测，在无线连接模块7出现故障时，自动调整为有线连接；无线连接模块7用于总控系统1与中继系统2之间的无线连接；ups不间断电源8用于对控制系统进行持续供电的作用，避免短暂型断电，导致重启。
22.其中所述总控系统1通过phmm暂态评估模型实现智能家居设备稳态运行的控制，其中所述phmm暂态评估模型包括信息采集模块、信息分析模块和监测模块紧急切换模块，其中所述信息采集模块的输出端与信息分析模块的输入端连接，信息分析模块的输出端和监测模块紧急切换模块的输入端连接，其中所述信息采集模块用于采集智能家居设备数据信息，所述信息分析模块用于分析智能家居控制过程中的数据信息，监测模块紧急切换模块用于紧急切换智能家居设备工作过程中的异常数据信息。
23.phmm暂态评估模型为并行隐马尔科夫模型(parallel hidden markov model phmm)暂态评估模型，能够将智能家居设备控制系统数据划分为失稳和稳定状态，该方法能够对当前智能家居发生失稳事件评估更为准确，进而完成智能家居稳态运行的控制，以提高智能家居控制能力。控制过程为：对智能家居设备智能家居网络控制线路暂态进行设备状态监测和智能家居网络控制线路状态监测，根据监测的状态数据进行评估，对监测的系
统状态数据采集特征序列，从序列中判断智能家居网络条件，完成初步判断操作。对经过智能家居网络的设备进行暂态分析评估，确定暂态稳定条件，在此评估过程中完成设备状态的评估。经过分析评估之后，将暂态稳定情况划分为稳定的phmm和失稳的phmm，对于稳定状态的设备维持其稳定过程，将智能家居网络数据输出入库；失稳状态的设备进行失稳分析，将处理结果传输到判决器。基于影响因子加权的判决器能够同时完成稳定和失稳状态设备的评估判断，并根据暂态稳定条件制定相应策略，将判决结果输出分类。基于phmm的评估方法对设备的采样和关键智能家居网络控制节点的暂态稳定判别较为有效。在工程应用中，为避免噪声干扰对phmm评估判别的影响，系统功能应装配有滤波降噪装置。
24.本实施例中，总控系统1包括中央处理器101、服务器102、触控屏103和语音交互系统104，服务器102通过导线与中央处理器101电连接，触控屏103通过导线与中央处理器101电连接，语音交互系统104通过导线与中央处理器101电连接，触控屏103和语音交互系统104分别固定安装于总控机箱9的上表面，服务器102和中央处理器101分别固定安装于总控机箱9的内部，总控机箱9方便对总控硬件进行储存。
25.中继系统2包括数据交换模块201、局域网模块202、蓝牙模块203和红外发射器204，数据交换模块201通过导线分别与红外发射器204、蓝牙模块203和局域网模块202电连接，数据交换模块201、局域网模块202和蓝牙模块203分别固定安装于中继机壳10的内部，红外发射器204固定安装于中继机壳10的底面，中继机壳10和底座11配合，方便进行安装固定。
26.总控机箱9的正面通过合页活动铰接有防护门14，防护门14的正面固定安装有控制面板13，防护门14的正面开设有扣槽17，通过防护门14上的控制面板13，方便启动总控系统1，总控机箱9的上表面固定安装有两个握把15，总控机箱9的底面固定安装有四个移动轮12，总控机箱9的背面固定安装有防撞脚18，总控机箱9的背面开设有连接线口21，通过移动轮12方便对总控机箱9进行移动，总控机箱9的左右两侧面均开设有散热窗16，总控机箱9的背面开设有风口19，总控机箱9的背面固定安装有降温扇20，降温扇20与风口19相连通，方便对总控机箱9中的设备进行降温，底座11的上表面开设有两个安装孔22，底座11的底面固定连接有两个卡件25，两个卡件25的内部共同卡接有卡板26，卡板26的底面与中继机壳10的顶部固定连接，底座11的底面固定连接有弹簧23，弹簧23的底端固定连接有限位板24，限位板24的底面设有卡销，卡板26的上表面开设有卡孔，方便将中继机壳10与底座11进行分离。
27.一种智能家居设备控制方法，其步骤包括：s1，将总控机箱9放置在客厅内，连接电源和网络；s2，通过安装孔22将中继机壳10的底座11安装在多个房间的顶部；s3，将中继机壳10与底座11进行卡接并连接电源和网络；s4，使各智能家居设备与中继系统2配网连接，中继系统2和总控系统1连接；s5，通过语音交互系统104对总控系统1下发指令，总控系统1激发中继系统2采用红外、蓝牙和局域网对智能家居设备进行控制。
28.其中通过mcg评估算法实现智能家居控制通信智能家居网络控制线路评估，评估方法为：多粒度级联梯度(multi-granularity cascade gradient)评估算法通过多粒度
扫描获取智能家居网络控制节点数据信息，利用级联结构实现智能家居网络控制网络的暂态评估。
29.通过扫描结构对智能家居网络控制线路参数进行监测，监测参数数据函数为：
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(1)公式(1)中，表示智能家居网络控制节点参数运行系数，表示采集的智能家居网络控制节点信息样本，表示智能家居设备异常概率；i表示智能家居网络控制节点数据, n表示智能家居网络控制节点监测次数；对智能家居网络控制节点信息参数系数进行分割，从而建立多粒度扫描结构，分割函数为：
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(2)公式(2)中，表示智能家居网络控制节点参数的分割函数，表示多粒度扫描的样本参数，表示扫描样本的不同参数；对智能家居网络控制网络初始化，通过弱化暂态响应，将系统恢复稳定状态，由此得到暂态弱化方程为：
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(3)其中表示暂态弱化方程式，表示发生暂态失稳智能家居网络控制线路长度，表示失稳状态下的智能家居网络控制线路参数，表示暂态失稳智能家居网络控制线路的电容变化；根据失稳后电力损失量建立级联评估结构，将失稳状态的智能家居网络控制线路参数作为自变量，则建立的级联梯度值为：
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(4)在公式（4）中，表示智能家居网络控制线路稳态级联梯度值，表示级联稳态方程式，表示失稳状态下的智能家居网络控制线路参数；根据多粒度扫描结构和级联梯度值建立评估模型，则： (5)在公式（5）中，表示暂态评估模型函数，表示稳态状态下的智能家居网络控制线路电容，表示暂态稳定电流，表示推算的下一阶段的智能家居网络控制线路暂态评估函数；
根据评估模型计算规律，对各智能家居网络控制线路进行监测，由此提供较为稳定的暂态数据，即： (6)公式(6)中表示mcg评估模型输出的稳定暂态数据，表示推算的下一条智能家居网络控制线路断面的暂态数据。
30.通过上述方案，能够实现智能家居设备数据在运行过程中的处理和系统暂态的评估，并对各线路断面暂态进行推算，大大提高了智能家具设备控制能力。
31.在进一步的实施例中，本发明的工作原理及使用流程：在使用时，首先将总控机箱9通过移动轮12移动到客厅的使用位置，然后将底座11通过安装孔22固定安装在各房间的顶部，推动限位板24，将中继机壳10顶部的卡板26卡入两个卡件25的内部，松开限位板24，使限位板24底部的限位销插入卡板26上的限位孔内，从而将中继机壳10安装在各房间内，通过ups不间断电源8，将总控机箱9、中继机壳10和网络设备接通电源；将智能家居设备通过局域网模块202和蓝牙模块203与控制系统进行配对，配对成功后，数据交换模块201将设备信息发送到总控系统1，总控系统1将设备信息与多个中继系统2进行共享，便于不同局域的智能家居设备连接到控制系统，在总控系统1中设置语音交互系统104和触控屏103，可以使用语音交互对控制系统进行发送指令，同时也可以利用触控屏103对连接到的智能家居设备进行控制，由于总控系统1中设置有服务器102，可以将经过授权认证的移动终端4通过移动基站3与总控系统1进行连接，便于进行远程操控。
32.对智能家居设备智能家居网络控制线路暂态进行设备状态监测和智能家居网络控制线路状态监测，根据监测的状态数据进行评估，对监测的系统状态数据采集特征序列，从序列中判断智能家居网络条件，完成初步判断操作。对经过智能家居网络的设备进行暂态分析评估，确定暂态稳定条件，在此评估过程中完成设备状态的评估。经过分析评估之后，将暂态稳定情况划分为稳定的phmm和失稳的phmm，对于稳定状态的设备维持其稳定过程，将智能家居网络数据输出入库；失稳状态的设备进行失稳分析，将处理结果传输到判决器。基于影响因子加权的判决器能够同时完成稳定和失稳状态设备的评估判断，并根据暂态稳定条件制定相应策略，将判决结果输出分类
6.。基于phmm的评估方法对设备的采样和关键智能家居网络控制节点的暂态稳定判别较为有效。在工程应用中，为避免噪声干扰对phmm评估判别的影响，系统功能应装配有滤波降噪装置。在本发明的描述中，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“包括一个引用结构”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。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“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。
33.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。