面向物联网应用的智能家居服务系统的制作方法

本发明涉及智能家居领域，具体涉及面向物联网应用的智能家居服务系统。
背景技术：
：相关技术中，有很多智能家居商品，他们具有各自的控制软件或方法，消费者在享受智能家居商品带来便利的同时，还被繁多的控制方式而困扰。随着物联网技术的发展，出现了一些集成控制系统，能够同时对多个设备进行控制，但对外接设备接口有严格限制，而且功能上只停留在简单基础设备功能控制，并没有上升到智能化服务的层次。技术实现要素：针对上述问题，本发明旨在提供面向物联网应用的智能家居服务系统。本发明的目的采用以下技术方案来实现：提供了面向物联网应用的智能家居服务系统，包括管控中心，以及与管控中心相连的设备管控模块、情景模式管理模块、人机对话服务模块；该设备管控模块用于添加或删除智能家居设备的连接，以及查看设备当前状态，并发射控制信号对已连接的智能家居设备进行控制；该情景模式管理模块用于设定不同情景模式下各智能家居设备的工作参数，将多个设备多种功能组合设定并使用；该人机对话服务模块包括家居知识数据库，人机对话服务模块用于接收语音或文字提问时，解析自然语言，利用问题中的关键字，在家居知识数据库中进行关键字检索，并返回匹配的信息；该管控中心完成与用户手持智能终端的连接，以及完成系统各模块之间的信息传输和调用，根据各模块的不同功能，设置统一调用接口。本发明的有益效果为：支持各项智能化设置以及语音指令功能，方便老人儿童及盲人操作。附图说明利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本发明的结构连接示意图；图2是本发明电源模块的工作原理示意图。附图标记：管控中心1、设备管控模块2、情景模式管理模块3、人机对话服务模块4、电源模块5。具体实施方式结合以下实施例对本发明作进一步描述。参见图1，本实施例的面向物联网应用的智能家居服务系统，包括管控中心1，以及与管控中心1相连的设备管控模块2、情景模式管理模块3、人机对话服务模块4；该设备管控模块2用于添加或删除智能家居设备的连接，以及查看设备当前状态，并发射控制信号对已连接的智能家居设备进行控制；该情景模式管理模块3用于设定不同情景模式下各智能家居设备的工作参数，将多个设备多种功能组合设定并使用；该人机对话服务模块4包括家居知识数据库，人机对话服务模块4用于接收语音或文字提问时，解析自然语言，利用问题中的关键字，在家居知识数据库中进行关键字检索，并返回匹配的信息；该管控中心1完成与用户手持智能终端的连接，以及完成系统各模块之间的信息传输和调用，根据各模块的不同功能，设置统一调用接口。优选的，该设备管控模块2通过无线网络与智能家居设备连接。优选的，该管控中心1包括用于存储不同被控设备信息及其控制指令信息的数据存储单元。优选的，该智能家居服务系统还包括用于提供电力的电源模块5。本发明上述实施例支持各项智能化设置以及语音指令功能，方便老人儿童及盲人操作。优选的，参见图2，该电源模块5包括超级电容组、电池组、双向dc/dc变换器、第一开关S1、第二开关S2、第一二极管D1和第二二极管D2，其中，超级电容组由多个超级电容器组成，电池组由多个锂电池组成，其中双向dc/dc变换器的高压端与超级电容组连接，双向dc/dc变换器的低压端与电池组连接，超级电容组通过并联的第一开关S1和第一二极管D1与负载连接，电池组通过并联的第二开关S2和第二二极管D2与负载连接。优选的，该双向dc/dc变换器为半桥结构双向dc/dc变换器。本优选实施例利用超级电容组和电池组作为电源模块5的组成部分，使电源模块5具有复合储能的功能，能够不断为智能家居服务系统提供动力，保证智能家居服务系统持续正常运作，节能环保。优选的，该电源模块5中，其超级电容组和电池组的参数按照下述方式进行优化：(1)选择电池组并联锂电池数量以及电池组的功率限值作为优化变量，选择电源模块5的参数优化匹配的优化目标为电源模块5的总质量、容量、总体积、损耗、电池组的平均充放电倍率；(2)设定电池组并联锂电池数量的取值范围为[2,10]，设定电池组的功率限值的取值范围为[0,100kw]，分别计算每个电池组并联锂电池数量和电池组的功率限值组成的方案的电源模块5的总质量、容量、总体积、损耗、电池组的平均充放电倍率，对计算出的数据进行预处理；(3)设由电池组并联锂电池数量取值为i和电池组的功率限值取值为j时组成的方案的能源供给模块4的容量为Hij、总质量为Dij、总体积为Eij、损耗为Fij、电池组的平均充放电倍率为Gij，对剩余的数据按照下式进行无量纲化处理，然后进行电池组并联锂电池数量以及电池组的功率限值的取值优化：式中，i＝2,3,…,10，j＝0,10,…,100，i、j在取值时皆不考虑已剔除的数据；其中，I1ij表示对Dij进行无量纲化处理后的结果，I2ij表示对Eij进行无量纲化处理后的结果，I3ij表示对Fij进行无量纲化处理后的结果，I4ij表示对Gij进行无量纲化处理后的结果，I5ij表示对Hij进行无量纲化处理后的结果；其中，为能源供给模块4的总质量D的平均值，为能源供给模块4的总质量D的标准差，为能源供给模块4的总体积的平均值，为能源供给模块4的总体积的标准差，为能源供给模块4的损耗的平均值，为能源供给模块4的损耗的标准差，为能源供给模块4的平均充放电倍率的平均值，为能源供给模块4的容量的平均值，为能源供给模块4的容量的标准差；其中该对计算出的数据进行预处理，具体执行：设定电源模块5的容量、总质量、总体积、损耗、电池组的平均充放电倍率的阈值，对超出各参数阈值的该电池组并联锂电池数量和电池组的功率限值组成的方案所对应的数据进行剔除。本优选实施例能够保留上述5个优化目标的变异程度和相互影响的信息，不会造成所需数据的信息损失，保证了电源模块5的超级电容组和电池组的参数优化处理的精度，从而使得电源模块5能够更高效地为智能家居服务系统提供所需的动力，使系统节能环保。本优选实施例按照上述优化公式进行电池组并联锂电池数量以及电池组的功率限值的优化取值，采用专家打分方法和历史经验确定的方法进行加权系数的确定，能够使参数优化更为精确，从而进一步提高电源模块5的工作效率，保证智能家居服务系统的动力供应。优选的，该电源模块5按照改进的电功率分配策略对电池组和超级电容组的功率进行最优分配，实现将电池组充放电功率限制在一定范围内，从而达到提高电源模块5效率、延长电池组的寿命的目的；该改进的电功率分配策略包括：(1)按照下列公式确定预测负载功率限值：1)Ndg′≥Kdg(σ)×G(σ)时Ky(σ)＝Ndg′2)Ndg′<Kdg(σ)×G(σ)时Ky(σ)＝Kdg(σ)×G(σ)式中，Ky(σ)为在下一时刻σ的预测负载功率限值，Ndg′为参数优化后选择的电池组的功率限值，Kdg(σ)为可能出现下一时刻σ的负载功率，G(σ)为下一时刻σ负载功率Kdg(σ)出现的概率；(2)当负载需求的电功率超过预测负载功率限值时，电池组提供限值以内的功率，超过预测负载功率限值的部分由超级电容组提供；当负载需求的电功率小于预测负载功率限值时，由电池组提供系统需求的电功率。本优选实施例在考虑了参数优化后选择的电池组的功率限值和预测负载功率限值的前提下对电功率分配策略进行设计，能够提高电池组功率限值的计算准确度，延长电池组的寿命，且使对电池组和超级电容组的功率的分配更为精确，进一步提高电源模块5效率。优选的，按照下列优化公进行电池组并联锂电池数量以及电池组的功率限值的取值优化：式中，i、j在取值时皆不考虑已剔除的数据，αk为对应Ikij、采用专家打分方法获得的加权系数，βk为对应Ikij、采用历史经验确定的加权系数，且选择Jij为最小时所对应的i取值作为最终的电池组并联锂电池数量取值、所对应的j取值作为最终的电池组的功率限值取值。作为另一优选实施例，该改进的电功率分配策略包括：(1)确定当前时刻θ的负载的功率需求Kdg(θ)和超级电容组的电压USUP，计算θ+1时刻的预测负载功率限值；(2)设定UT为超级电容组的额定电压，按照下列负载功率分配规则进行功率分配；1)满足下列条件时，当前由超级电容组输出80％的电功率：Kdg(θ)>Kdg(θ+1)>0andUSUP≥UT满足下列条件时，当前由超级电容组输出20％的电功率：Kdg(θ+1)>Kdg(θ)>02)满足下列条件时，当前由超级电容组输出10％的电功率：Kdg(θ+1)>0andKdg(θ)<0andUSUP≥UT满足下列条件时，提高并维持超级电容组的电压到UT：Kdg(θ+1)>0andKdg(θ)<0andUSUP<UT3)满足下列条件时，降低并维持超级电容组的电压到UT：Kdg(θ+1)<0andKdg(θ)>0andUSUP>UT满足下列条件时，则提高超级电容组输出的功率：Kdg(θ+1)<0andKdg(θ)>0andUSUP<UT4)满足下列条件时，则平衡当前超级电容组和电池组的回收功率：Kdg(θ+1)<0andKdg(θ)<0本优选实施例制定了负载功率分配规则，使对电池组和超级电容组的功率的分配更为精确，能够延长电池组的寿命，进一步提高电源模块5效率，并保证智能家居服务系统的电力供应，降低设备控制的故障率。发明人采用本实施例进行了一系列测试，以下是进行测试得到的实验数据：垃圾处理情况电力成本节约率设备控制故障率智能家居设备种类数为2，每种类型各1个5％0％智能家居设备种类数为2，每种类型各2个6％0％智能家居设备种类数为5，每种类型各1个5％0％智能家居设备种类数为5，每种类型各2个7％0％智能家居设备种类数为10，每种类型各1个8％0％最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页1 2 3