本发明属于人工智能与室内环境调控领域，涉及一种基于智能穿戴设备的室内环境控制系统及其方法。
背景技术：
人工智能如今已占据世界发展的主导地位，人类对于生活环境的要求也越来越高，现有的室内环境控制系统仅依靠室内环境参数远远不能满足不同体质个体的热偏好。因此亟待开发一种通过人工智能和用户满意度评价来调控室内环境的相关产品。
技术实现要素：
针对现有技术中结构上的不足，本发明的第一个目的是提供一种基于智能穿戴设备的室内环境控制系统，以解决当前室内环境控制系统不能根据用户的不同需求而进行控制的智能化及人性化不足的问题。
本发明的第二个目的是根据实现第一个目的的控制系统提供一种基于智能穿戴设备的室内环境控制方法。
为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是提供一种基于智能穿戴设备的室内环境控制系统，该系统包括智能穿戴设备和室内设备，所述智能穿戴设备与室内设备通过无线通讯系统交换信息并调控室内环境；所述智能穿戴设备包括中央处理器、显示屏、电源、储存卡、扬声器和无线通讯系统，所述中央处理器置于智能穿戴设备内部，所述显示屏固定于智能穿戴设备外表面的正上方，所述电源安装于智能穿戴设备内部，在外表面露出充电接口，所述储存卡置于智能穿戴设备内部、所述扬声器安装于智能穿戴设备外表面且位于显示屏下方；所述显示屏、储存卡及扬声器并联连接，所述中央处理器、电源、无线通讯系统与显示屏、储存卡、扬声器形成整体且串联连接；所述室内设备包括室内传感器、空调系统、加湿器、空气净化器、窗户、照明系统、无线通讯系统，所述空调系统、加湿器、空气净化器、窗户、照明系统并联连接形成整体与无线通讯系统串联连接。
所述中央处理器包括心率传感器、加速度传感器、汗液检测传感器、血压传感器、评估模块、智能运算模块，所述心率传感器、加速度传感器、汗液检测传感器、血压传感器、评估模块、智能运算模块并联连接，所述心率传感器、汗液检测传感器、血压传感器固定安装于智能穿戴设备内部且各个传感器检测探头均外露于智能穿戴设备的背部用于获取人体各项信息。
所述室内传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、气体浓度传感器、光照度传感器。
所述气体浓度传感器是由有机物传感器、燃烧产物传感器、pm2.5和pm10传感器并联形成的传感器组，检测甲醛、苯、甲苯、乙醇、氯仿、so2、no2、co、pm2.5、pm10中的一种或多种。
智能穿戴设备在与互联网数据库交换数据时无线通讯系统的形式为gprs或5g，智能穿戴设备在与室内设备和手机等移动通讯设备进行通讯时无线通讯系统的形式为wi-fi、zigbee、蓝牙中的一种。
为实现上述第二个目的，本发明采用的技术方案是提供一种基于智能穿戴设备的室内环境控制系统的控制方法，若用户处于室内，所述智能穿戴设备通过无线通讯系统采集室内数据和人体数据，所述智能运算模块得出合适的环境参数并通过无线通讯系统发送至室内设备中的空调系统、加湿器、空气净化器、窗户和照明系统对室内环境进行调控，如果用户对当前室内环境满意，则直接记录至储存卡；若不满意，则用户手动控制智能穿戴设备调节室内环境。若用户即将出行，所述智能穿戴设备通过无线通讯系统采集互联网数据和人体数据，所述智能运算模块根据数据运算出行建议并通过无线通讯系统发送至手机等移动通讯系统端提示用户，用户自行选择本次推送的建议，并记录至智能穿戴设备的储存卡内。
所述智能穿戴设备检测到室内温度需要进行调控，所述智能运算模块判定是否可通过自然通风解决本次温度需求，若室外风速、风向及空气质量均良好，则采用自然通风的形式进行温度控制，若室外风速、风向及空气质量无法满足要求，则智能穿戴设备控制关闭窗户，并通过空调系统对温度进行调控。
本发明对用户出汗情况进行缺水判断，根据中国专利cn105411595a公布了一种穿戴式体表生理生化参数监测系统，可以通过佩戴一种穿戴式设备来获取用户汗液参数，分析用户身体状况，由此可以通过汗液检测传感器获取用户是否体内缺水，步骤如下：所述智能穿戴设备内的加速度传感器在检测到用户进行完运动后，所述汗液检测传感器开始工作，识别用户皮肤是否排汗充足，若排汗较少则提示用户体内缺水；若排汗量正常则再次回到测量状态，直到检测到缺水状态时进行提示。
本发明的效果是：
(1)本发明智能穿戴设备可根据不同热偏好的用户对室内环境的满意度进行评价，并以分值进行量化，使智能穿戴设备不断强化学习优化，并记录下来，最终获取不同用户的热偏好，使得室内环境可以做到因人而异，满足用户的需求。
(2)本发明智能穿戴设备可采集室内环境参数以及人体参数，经过智能穿戴设备的运算后自动控制室内的环境，提升用户的舒适度。
(3)本发明智能穿戴设备在用户出行前可采集互联网数据库和人体参数，经过智能穿戴设备识别后将本次的出行建议，如穿衣指数、防晒指数、晨练指数等信息反馈至用户手机等移动通讯设备端，便于用户出行。
(4)本发明智能穿戴设备在加速度传感器检测到用户经过大量运动后，汗液检测传感器开始工作，如汗液量与运动消耗能量比例低于规定，此时智能穿戴设备提示用户体内缺水，应及时补充水分，提高运动质量，更加健康可靠。
(5)本发明智能穿戴设备在室内温度传感器检测到室内温度需要调控时，首先判定室外空气质量和风速风向，若自然通风可以对室内温度进行调控时不开启空调，即自然通风优先级大于机械通风；若自然通风不能满足要求时，智能穿戴设备控制关闭窗户再开启空调。
(6)本发明中智能穿戴设备在与互联网数据库交换数据时无线通讯系统的形式为gprs或5g，智能穿戴设备在与室内设备和手机等移动通讯设备进行通讯时无线通讯系统的形式为wi-fi、zigbee、蓝牙中的一种。
(7)本发明智能穿戴设备供电方式采用内置锂电池，剩余电量通过显示屏可以直观看到，室内设备采用市电进行供电。
附图说明
图1是本发明室内控制的实现方法流程图；
图2是本发明室外提示的实现方法流程图；
图3是本发明室内温度控制过程流程图；
图4是本发明体内缺水提示流程图；
图5是本发明控制方式框图；
图6是本发明智能穿戴设备结构图；
图7是本发明室内设备结构图；
图8是本发明人体中应采集的数据图；
图9是本发明室内应采集的数据图；
图10是本发明互联网数据库中应采集的数据图。
图中：
1.智能穿戴设备
11.中央处理器12.显示屏13.电源14.储存卡15.扬声器
111.心率传感器112.加速度传感器
113.汗液检测传感器114.血压传感器
115.评估模块116.智能运算模块
2.室内设备
21.室内传感器
211.温度传感器212.湿度传感器
213.气压传感器214.气体浓度传感器
215.光照度传感器
22.空调系统23.加湿器24.空气净化器
25.窗户26.照明系统27.无线通讯系统
具体实施方式
结合附图及实施例对本发明的基于智能穿戴设备的室内环境控制系统加以说明。
如图6、图7所示，一种基于智能穿戴设备的室内环境控制系统，该系统包括智能穿戴设备(1)、室内设备(2)、移动通讯设备和互联网数据库，所述智能穿戴设备(1)与室内设备(2)、移动通讯设备和互联网数据库均通过无线通讯系统(27)交换信息并调控室内环境，移动通讯设备如手机；所述智能穿戴设备1包括中央处理器11、显示屏12、电源13、储存卡14、扬声器15和无线通讯系统27；所述中央处理器11用于控制、收集、处理数据，是智能穿戴设备1的核心，所述显示屏12用于显示时间、电量、身体内各项参数，所述电源13用于给智能穿戴设备供电，可采用锂电池，所述储存卡14用于记录用户的热偏好以及个人信息，所述扬声器15用于对用户久坐、体内缺水情况的提醒；所述显示屏12、储存卡14、扬声器15并联连接，所述中央处理器11、电源13、无线通讯系统27与显示屏12、储存卡14、扬声器15组成的整体串联连接；
所述室内设备2包括室内传感器21、空调系统22、加湿器23、空气净化器24、窗户25、照明系统26、无线通讯系统27；所述室内传感器21安装于室内便于测量各项数据的位置，用于测量室内数据，提供智能穿戴设备1室内情况，所述空调系统22用于对室内温度进行控制，所述加湿器23用于对室内湿度进行控制，所述空气净化器24用于清洁室内空气，所述窗户25用于在温度可通过自然通风调控的情况下控制室内温度，所述照明系统26用于对室内进行照明补偿；所述空调系统22、加湿器23、空气净化器24、窗户25、照明系统26并联连接组成整体与无线通讯系统27串联连接。
所述中央处理器11连接有心率传感器111、加速度传感器112、汗液检测传感器113、血压传感器114、评估模块115、智能运算模块116；所述心率传感器111用于检测用户的心率，所述加速度传感器112用于检测用户的运动量，所述汗液检测传感器113用于检测用户皮肤表面汗液湿度，所述血压传感器114用于检测用户血压情况，所述评估模块115用于提供满意度调查，使得室内环境更加符合用户的热偏好，所述智能运算模块116用于对采集到的互联网数据库、室内数据、人体数据进行智能运算并分析出最优方案；所述心率传感器111、加速度传感器112、汗液检测传感器113、血压传感器114、评估模块115、智能运算模块116并联连接，所述心率传感器111、汗液检测传感器113、血压传感器114固定安装于智能穿戴设备1内部且各传感器检测探头外漏于智能穿戴设备1背部，便于准确获取人体各项信息。
所述室内传感器21包括温度传感器211、湿度传感器212、气压传感器213、气体浓度传感器214、光照度传感器215；所述温度传感器211用于测量室内的温度，所述湿度传感器212用于测量室内的湿度，所述气压传感器213用于测量室内大气压，所述气体浓度传感器214用于测量室内气体的浓度，所述光照度传感器215用于测量室内照明情况，所述温度传感器211、湿度传感器212、气压传感器213、气体浓度传感器214、光照度传感器215均安装于室内便于测量各项数据的位置，以对室内环境各项参数进行测量。
所述气体浓度传感器214包括有机物传感器、燃烧产物传感器、pm2.5和pm10传感器，可以根据实际需求检测甲醛、苯、甲苯、乙醇、氯仿、so2、no2、co、pm2.5、pm10中的一个或多个。
所述智能穿戴设备1在与互联网数据库交换数据时无线通讯系统27的形式为gprs或5g，智能穿戴设备1在与室内设备2和手机等移动通讯设备进行通讯时无线通讯系统27的形式为wi-fi、zigbee、蓝牙中的一种。
如图1至图4所示，一种基于智能穿戴设备的室内环境控制系统的控制方法，步骤如下：
步骤一：智能穿戴设备通过无线通讯系统采集数据，为室内数据和人体数据或互联网数据和人体数据。
步骤二：根据步骤一采集的数据用户进行判断：对于采集的室内数据和人体数据进行智能运算得到合适的环境参数，室内设备根据参数进行工作，当用户满意时，进入下一个步骤；当用户不满意时，用户自行手动调节再进行智能运算得到适合的参数直至满意后进入下一个步骤。对于室内数据检测到的室内温度需要进行调控，当能够通过自然通风解决时，智能穿戴设备从互联网数据库中获取室外空气质量及风速、风向且判断室外空气质量较好，即空气质量指数aqi小于100时智能控制设备控制开启窗户；当不能通过自然通风解决或判断室外空气质量不好时，智能穿戴设备控制先关闭窗户再开启空调。另外，人体数据检测到用户进行运动，由汗液检测传感器判断皮肤排汗是否充足，若排汗较少则提示用户体内缺水；若排汗量正常则再次回到测量状态，直到检测到缺水状态时进行提示
步骤三：根据步骤二将用户判断满意的数据由储存卡记录。
本发明基于智能穿戴设备的室内环境控制系统功能是这样实现的：
如图1所示，智能穿戴设备1内的无线通讯系统27在收集到室内数据和人体数据之后，智能运算模块116经过智能运算后得到合适的环境参数，随后控制室内设备进行调控，调控后评估模块115给予用户满意度调查，当用户不满足当前室内环境时，手动控制智能穿戴设备1调控室内环境，若用户满足当前室内环境，则储存卡14记录用户的热偏好。
如图2所示，智能穿戴设备1内的无线通讯系统27在收集到互联网数据和人体数据后，智能运算模块116经过智能运算后得到此次出行的相关建议，智能穿戴设备1通过无线通讯系统27将信息发送至用户移动通讯设备端，用户根据自身需求评价此次推送是否满意，如满意则将本次推送储存进储存卡14中，若不满意则删除本次内容并记录。
如图3所示，智能穿戴设备1检测到室内温度需要进行调控时，先进行一次判断，若自然通风能解决本次温度需求且室外空气质量较好，则打开窗户25，若自然通风不能解决本次温度需求，则关闭窗户25再打开空调系统22。
如图4所示，智能穿戴设备1内加速度传感器112检测到用户进行完运动之后，汗液检测传感器113开始工作，当检测到皮肤排汗不足时，智能穿戴设备1内的扬声器15提示用户体内缺水，需要补水。
如图5所示，智能穿戴设备1输入运算后的温度，被控对象空调系统22或窗户25开始工作，将用户的满意度作为本次控制的反馈信息来调整最终的输出，使得室内环境更加符合用户的热偏好。
如图6所示，智能穿戴设备1包括中央处理器11、显示屏12、电源13、储存卡14、扬声器15和无线通讯系统27；所述中央处理器11用于控制、收集、处理数据，是智能穿戴设备1的核心，所述显示屏12用于显示时间、电量、身体内各项参数，所述电源13用于给智能穿戴设备供电，可采用锂电池，所述储存卡14用于记录用户的热偏好以及个人信息，所述扬声器15用于对用户久坐、体内缺水情况的提醒；所述显示屏12、储存卡14、扬声器15并联连接，所述中央处理器11、电源13、无线通讯系统27与显示屏12、储存卡14、扬声器15组成的整体串联连接；所述中央处理器11连接有心率传感器111、加速度传感器112、汗液检测传感器113、血压传感器114、评估模块115、智能运算模块116；所述心率传感器111用于检测用户的心率，所述加速度传感器112用于检测用户的运动量，所述汗液检测传感器113用于检测用户皮肤表面汗液湿度，所述血压传感器114用于检测用户血压情况，所述评估模块115用于提供满意度调查，使得室内环境更加符合用户的热偏好，所述智能运算模块116用于对采集到的互联网数据库、室内数据、人体数据进行智能运算并分析出最优方案；所述心率传感器111、加速度传感器112、汗液检测传感器113、血压传感器114、评估模块115、智能运算模块116并联连接，所述心率传感器111、汗液检测传感器113、血压传感器114固定安装于智能穿戴设备1内部且各传感器检测探头外漏于智能穿戴设备1背部，便于准确获取人体各项信息。
如图7所示，所述室内设备2包括室内传感器21、空调系统22、加湿器23、空气净化器24、窗户25、照明系统26、无线通讯系统27；所述室内传感器21安装于室内便于测量各项数据的位置，用于测量室内数据，提供智能穿戴设备1室内情况，所述空调系统22用于对室内温度进行控制，所述加湿器23用于对室内湿度进行控制，所述空气净化器24用于清洁室内空气，所述窗户25用于在温度可通过自然通风调控的情况下控制室内温度，所述照明系统26用于对室内进行照明补偿；所述空调系统22、加湿器23、空气净化器24、窗户25、照明系统26并联连接组成整体与无线通讯系统27串联连接。所述室内传感器21包括温度传感器211、湿度传感器212、气压传感器213、气体浓度传感器214、光照度传感器215；所述温度传感器211用于测量室内的温度，所述湿度传感器212用于测量室内的湿度，所述气压传感器213用于测量室内大气压，所述气体浓度传感器214用于测量室内气体的浓度，所述光照度传感器215用于测量室内照明情况，所述温度传感器211、湿度传感器212、气压传感器213、气体浓度传感器214、光照度传感器215均安装于室内便于测量各项数据的位置，以对室内环境各项参数进行测量。
如图8所示，智能穿戴设备1从人体内获取的数据包括性别、心率、脉搏、运动、年龄、血液状况、皮肤温度、皮肤湿度、服装状况、睡眠状况，可根据人体测得的数据满足不同用户的热偏好。
如图9所示，智能穿戴设备1从室内获取的数据包括温度、湿度、co2浓度、pm2.5浓度、pm10浓度、甲醛浓度、气压、窗口状态，可根据室内的数据来对室内环境进行调控，满足用户的热舒适需求。
如图10所示，智能穿戴设备从互联网数据库获取的数据包括温度、湿度、pm2.5、日期、紫外线指数、气压、降雨、pm10、风向、风速，可根据室外的天气状况和大气状况给用户推荐出行的相关建议。
本发明的主要工作原理是：智能穿戴设备可以采集人体内的数据，室内传感器可以采集室内数据并发送至智能穿戴设备端，由智能穿戴设备智能运算模块综合分析后，得出适合于用户和当前环境的控制信号，通过无线通讯系统将信号发送至相应的控制器，此时用户可根据自身的满意度来进行量化评价，随后记录至智能穿戴设备中的储存卡内，逐次累积完善用户的热偏好，得到适用于主人的最佳控制方案。同时智能穿戴设备可以采集互联网数据，并且分析得到用户的出行意见，并通过无线通讯系统推送至用户手机等移动通讯设备端。
人体数据、室内数据、互联网数据库可以根据用户的实际需求来添加和减少数据类别。主要工作原理是：如在互联网数据库中加入扬尘量这一数据，智能穿戴设备通过无线通讯系统从互联网数据库中获取到扬尘量数据后，智能识别模块经过处理后，将本次的出行建议推送至用户的手机等移动通讯设备端，并提供相应的处理措施。
当多用户共用一间房屋且可同时控制室内环境的情况下，智能穿戴设备可以加入多用户投票这一指标，随后智能运算得到能满足大多数用户的环境参数，随后再进行调控；也可以根据职位加入不同的权重来智能运算。主要工作原理是：当用户处于公共场合情况下，可在室内设备中加入投票系统，经过每个用户的智能穿戴设备获取每位用户的热偏好后，将控制信号传递至投票系统中，投票系统根据用户的热偏好综合运算得到适应于大多数用户的环境参数，并将此控制信号传递至相应的控制器来对环境进行控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。