专利名称：智能家庭感知和控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种智能家庭应用系统，尤其是家庭信息采集、家电智能控制和家庭智能监控领域。
背景技术：
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；也能在家中就能让专业医生对自己身体健康状况进行各项检查，及时发现病症。中国专利申请公开号CN 1018072A，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约观日，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。
发明内容
本发明目的是克服当前智能家庭系统的不足，使得系统更加智能化，满足人们对家庭智能、安全、健康的要求。根据技术要求，所述的智能家庭感知和控制系统，包括中央处理器平台，数据采集系统，家电无线控制系统，智能监控子系统，报警系统，网络连接和触摸屏；数据采集系统包括视频图像，温湿度，烟雾浓度，噪声以及人体健康状况在内的各种信息的采集。系统通过DSP平台对采集到的信息进行处理，分析，判断；系统通过无线射频模块对指定家电智能控制；系统采用家庭宽带或3G无线网络，与网络云端和固定的手机连接；家主人通过手机， 向系统发送命令，完成监视、控制的工作。现今的家庭智能系统，是家庭主人通过某些设备(如红外遥控器或手机)向系统发送命令，而后系统才作出相应工作，如开窗帘，开热水器。虽然存在一定的智能化，但仍离不开人的参与。本系统对家庭电器集中升级，添加无线射频模块进行数据传输，除能接受命令外，还可以根据主人生活规律，自动操作家庭电器工作。早上家主人起床后开窗帘，一段时间后，系统经过统计，在以后每天此刻将自动开窗帘；晚上主人下班洗澡，一段时间后，系统经过统计，在以后每天此刻前几分钟自动开启热水器，主人回家后即可洗澡，不用再抽时间等待；夏天主人回家开空调，一段时间后，每天系统可自动在此刻前几分钟开启空调，主人回家后即可享受到清凉。另外当家门处有人要进门时，摄像头摄取人脸，系统可判断是否为特定人脸，如果是特定人脸则开门，否则保持房门关闭。如此无需人来操作，即可自动完
3成相应工作，极大的提高了系统的智能化水平。现今的家庭智能系统对异常处理仍仅仅是发送警报并通知主人，系统不能自动及时处理。本系统在异常情况发生后，将异常图像发送到特定手机，并通过各种传感器和摄像头提取信息，综合处理，判断是哪种异常。如果是房间起火，系统可自动拨打物业和火警电话；如果有人入室偷窃，系统可自动拨打保安和民警电话，并将入室偷窃人的照片发送到公安部门。如此极大的提高了家庭的安全性。家庭主人也可以通过网络实时监控家中状况， 在千里之外，仍可以了解家中各种信息，增强了家庭的安全性和稳定性。系统包括人体健康测试传感器，可测量血压、体温、心率等健康状况，并通过网络发送到网络数据云，医生可据此远程检测人的身体状况。如此，足不出户就可以得到医生的诊断。网络数据云库也可以自动将各种家居健康养生美容等知识，以及天气环境等信息传送到系统，使家庭成员及时高效掌握各种信息。本发明的优点智能化程度高，无需人的操作，系统即可通过统计分析，智能的完成多项操作；安全性高，可以及时将各种异常状况发送到家庭主人，并根据异常状况做出相应处理，并可以实现远程监控；包含健康采集模块，可以在家中即可通过网络使医生对身体做出诊断；可以及时通过系统从数据云中获取各种信息，方便快捷。
附图一是本系统的整体结构图。附图二是系统的硬件结构图。附图三是除远程监控功能外的系统整体软件流程图。附图四是系统远程监控流程图。
具体实施例方式本发明是一种全新的智能家庭感知和控制系统。整个系统包括中央处理器平台， 数据采集系统，家电无线智能控制系统，智能监控系统，报警系统，网络连接和触摸屏。系统通过DSP平台对采集到的信息进行处理，分析，判断；通过无线射频模块对指定家电智能控制，采用家庭宽带或3G无线网络，与网络云数据库和固定的手机连接；家主人可通过手机， 向系统发送命令，完成控制、监视工作。以下结合附图对本发明予以详细阐述。附图一是本系统的整体结构图。如图所示，所述的中央处理器平台，是以DSP芯片为核心的嵌入式处理器平台。所述的数据采集系统，包括温湿度传感器，烟雾浓度传感器， 噪声传感器，煤气浓度传感器，以及人体体温传感器，血压传感器，心率传感器，静电传感器。所述的家电无线智能控制系统，是对家庭中的常用家电升级，加入无线射频模块，中央处理器通过无线模块对家庭中的家电智能的自动的控制。所述的智能监控系统，包括房门处监控和房间内监控，采用模拟摄像头在房门和房间各处采集图像，传输到中央处理器进行图像处理，检测异常状况和识别人脸。所述的报警系统，包括蜂鸣报警，显示报警，手机短信报警。网络连接采用家庭宽带或无线网络与本系统的网络数据库云连接，传输信息。附图二是系统的硬件结构图。处理器平台以DSP芯片为核心，通过PPI 口读入视频图像数据，通过SPI 口与无线射频模块相连，通过UART或USB 口与3G通信模块之间传输数据。DSP芯片通过EBIU总线与SDRAM，FLASH和网口芯片连接，实现高速数据运算，数据存储，数据通信。附图三是除远程监控功能外的系统整体软件流程图。系统采用Linux嵌入式操作系统，以硬件驱动程序为基础编程。1.家电智能控制部分，对采集到的家电工作时间和室内温度湿度等数据统计，计算出最近一周内家电开始工作和结束工作的平均时刻，以及工作时的天气状况，并在下次这个时刻自动开启，并将开启信息发送到主人的特定手机，同时将此信息通过网络传输到数据云中。2.房门智能开门部分，对房门摄像头采集到的视频图像数据进行图像预处理、人脸检测，将检测到的人脸发送到主人的特定手机，并进行人脸匹配，判断想要进门的人的人脸是否是特定人脸，如果是特定人脸，系统自动开门，否则，拒绝开门。3.异常检测部分，对采集到的烟雾、煤气、噪声以及各房间的视频图像数据，进行数据计算和图像预处理，当烟雾浓度或煤气浓度异常，或摄像头检测到异常状况时，开启报警系统，并根据不同异常状况，分别做不同处理，并将异常状况发送到主人手机和物业保安处。 4.人体健康信息采集部分，系统将采集到的信息通过网络发送到数据云库，在云端进行数据统计，健康分析。附图四是系统远程监控流程图。手机发送短信命令，系统根据命令完成开启空调、 烧水、煮饭、开门、开启热水器、开启视频、切换视频镜头的操作，操作结束后，系统向手机回复完成信息。
权利要求
1.智能家庭感知和控制系统，其特征在于该系统包括中央处理器平台，数据采集系统，家电无线智能控制系统，智能监控系统，报警系统，网络连接和触摸屏；数据采集系统包括视频图像，温湿度，烟雾浓度，噪声，煤气浓度，人体健康状况在内的各种信息的采集；系统通过DSP平台对采集到的信息进行处理，分析，判断；系统通过无线射频模块对指定家电智能控制；系统采用家庭宽带或3G无线网络，与网络云数据库和固定的手机连接；家主人可通过手机，向系统发送命令，完成控制、监视的工作。
2.根据权利要求1所述的智能家庭感知和控制系统，其特征在于所述的人体健康信息采集，包括血压传感器、体温传感器、心率传感器、人体静电传感器。
3.根据权利要求2所述的智能家庭感知和控制系统，其特征在于人体健康信息采集传感器采集到数据后，可以通过网络发送到网络数据云，医生可据此远程检测人的身体状况，实现远程诊断。
4.根据权利要求1所述的智能家庭感知和控制系统，其特征在于所述的智能监控系统，当主人不在家时，系统对家庭房间各角落和家门处通过模拟摄像头进行监控。模拟摄像头采集到的视频图像，在DSP平台上进行图像处理，完成异常情况捕捉，人脸检测与人脸识别功能。
5.根据权利要求4所述的智能家庭感知和控制系统，其特征在于在房门处检测到人脸后，系统对人脸识别判断是否为特定人脸并在特定人脸状况下开门；在房间其它地方检测到异常状况时，系统将异常状况图片发送到特定手机，并对异常状况处理判断，实现智能门禁控制。
6.根据权利要求1所述的智能家庭感知和控制系统，其特征在于所述的家电无线智能控制，是统计家庭主人的生活规律，并根据主人生活规律，在某一时刻无需人来控制，自动控制开启热水器、拉窗帘、开空调的操作，并将操作发送到主人手机，实现智能控制。
7.根据权利要求1所述的智能家庭感知和控制系统，其特征在于所述的手机远程监控，包括可以远程控制家电完成煮饭、开空调、烧水、开启淋浴热水器、拉窗帘、为客人开门的操作，以及手机远程视频监控房间情况的功能。
8.根据权利要求1所述的智能家庭感知和控制系统，其特征在于所述的报警系统，包括LED显示报警、蜂鸣报警、手机短信报警；对于温湿度、人体健康状况、噪声超出正常范围时，系统只有LED显示报警；对于烟雾浓度超出正常范围时，系统将LED显示报警、蜂鸣报警同时开启，同时向指定手机发送短信警报。
9.根据权利要求1所述的智能家庭感知和控制系统，其特征在于系统与网络云数据库连接，可得到各种新型电器的资料，以及养生保健常识，天气变化，外部空气质量，家居小知识等，家庭成员也可以通过此系统登录网络云数据库查询各种家居知识。
全文摘要
智能家庭感知和控制系统。该系统以DSP芯片为核心搭建嵌入式平台，与大量传感器连接，采集温湿度、烟雾浓度和噪声等，以及人体体温、心率、血压等人的健康状况。系统采用无线射频模块对家庭中的特定家电无线控制，通过家庭宽带或3G通信与网络数据云连接，通过模拟摄像头摄取图像，在DSP平台上对采集到的信息处理并根据结果作出相应的反应。本系统可以根据主人生活的统计规律智能控制家电的工作，可以根据门前情况自动控制房门开闭；可以自动感应家庭异常状况，并自动报警；通过本系统可以在千里之外了解家中各种信息，实现远程控制，也可以足不出户，使医生在千里之外通过网络数据云检测自己身体健康状况。
文档编号G05B19/418GK102289220SQ20101051342
公开日2011年12月21日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者于瑞, 赵文仓 申请人:青岛科技大学