一种基于物联网技术的智能家居管理控制系统及方法与流程

本发明涉及智能家居管理控制，特别涉及一种基于物联网技术的智能家居管理控制系统及方法。

背景技术：

1、物联网是通过射频识别(rfid)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按协议与通信网络相连接，进行数据信息交换和共享，以实现远程数据采集和测量、智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。能实现自动智能处理物品的信息状态，并进行管理和控制，实现信息获取和物品管理的互联互通。

2、随着人们的生活水平不断提高，居住条件不断改善，生活品质不断提升，居家环境也充满了个性化、智能化、便捷化、高效率，物联网智能家居也就应运而生，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。

3、而为了实现对于物联网智能家居的管理控制，采用计算机网络技术、无线数据传输技术、网络布线技术、计算机接口技术将与家居生活有关的各个子系统如灯光、窗帘、煤气、温湿度、安防的控制、信息家电、场景联动等功能有机地融合在一起，应用各种通讯网络实现互联互通，利用必要的安全机制，达到网络化综合智能控制和管理。

4、智能家居照明系统隶属于智能家居中的一个子系统，也可以单独使用。智能家居照明系统能控制不同生活区域不同场合的各种照明效果，如控制照明光强度和色彩，从而轻松解决家居节能问题、提高生活品质。

5、目前，对于智能家居照明系统的控制已经能够做到根据个人习惯在一定范围内任意调节照明灯光的强度，但在现实情况中，家庭成员的数量往往有多个，而对于每个家庭成员个体来说，生活习惯和对于灯光强度的需求均存在差异，如何在保证正常照明情况下，尽可能同时满足家庭成员中不同个体的需求，体现智能照明系统的人性化和智能化，是现有智能照明控制系统所追求的目标。为此，我们提出一种基于物联网技术的智能家居管理控制系统及方法。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于物联网技术的智能家居管理控制系统及方法，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种基于物联网技术的智能家居管理控制方法，用于家居照明系统的智能化控制，所述方法包括以下步骤：

4、步骤一，采集所有家庭成员的个人信息和对应的光强舒适值，包括灯光亮度的最小值dimin及最大值dimax，其中，i为家庭成员的编号，i为不小于0的整数；dimin为第i个家庭成员的灯光亮度需求最小值；dimax为第i个家庭成员的灯光亮度需求最大值，并将采集的信息按照采集顺序进行编号存档；

5、步骤二，获取同一空间范围内的人员信息，包括人员数量信息和人员编号，判断在该空间范围内人员数量；

6、步骤三，根据人员数量的判断结果，分别识别该空间范围内的人员信息，并获取该空间范围内各人员的光强舒适值范围[dimin，dimax]，并生成各人员的需求数据；

7、步骤四，采集环境亮度参数，对环境亮度参数进行实时分析，获取该空间范围内t时刻的照明系统的最佳实时照明亮度参数范围rtmin~rtmax，并生成环境数据，其中，rtmin为照明系统的最佳实时照明亮度的最小值；rtmax为照明系统的最佳实时照明亮度的最大值；

8、步骤五，获取并识别需求数据和环境数据，根据该空间范围内的人员数量的识别结果，调用不同的控制策略，对需求数据和环境数据进行分析，计算出最佳照明亮度值pb，根据计算结果生成工作指令至照明系统，并控制照明系统调节至最佳照明亮度值。

9、进一步的，在步骤五中，当该空间范围内人员数量不少于两个时，采用以下控制策略，具体为：

10、通过构建多目标寻优模型对需求数据和环境数据进行分析，计算出最佳照明亮度值pb，根据计算结果生成工作指令至照明系统，并根据生成的工作指令控制照明系统调节至最佳照明亮度值，构建的多目标寻优模型的表达式为：

11、，

12、式中，minf为目标函数值，minf=pb；n为空间范围内家庭成员总数；α，β为权重系数；di为第i个家庭成员的光强舒适值，；rt为空间范围内t时刻的最佳实时照明亮度值，；eid为第i个家庭成员的光强舒适值与最佳照明亮度值pb之间差值的绝对值；etr为空间范围内t时刻的最佳实时照明亮度值与最佳照明亮度值pb之间差值的绝对值。

13、进一步的，在步骤五中，当该空间范围内人员数量为一个时，采用以下控制策略，具体为：

14、步骤1，获取该空间范围内该人员的光强舒适值[dimin，dimax]；

15、步骤2，获取该空间范围内t时刻的最佳实时照明亮度参数范围[rtmin，rtmax]；

16、步骤3，判断该空间范围内t时刻的最佳实时照明亮度参数范围与该人员的光强舒适值范围之间的关系；

17、步骤4，根据步骤3的判断结果计算出最佳照明亮度值pb；

18、步骤5，根据计算结果生成工作指令至照明系统，并根据生成的工作指令控制照明系统调节至最佳照明亮度值。

19、进一步的，在步骤3中，计算结果分为以下几种情况：

20、情况一，当dimax＜rtmin时，最佳照明亮度值pb取dimax；

21、情况二，当rtmin＜dimax＜rtmax，且时dimin＜rtmin，最佳照明亮度值pb取值范围为[rtmin，dimax]；

22、情况三，当rtmin＜dimin，且dimax＜rtmax时，最佳照明亮度值pb取值范围为[dimin，dimax]；

23、情况四，当rtmin＜dimin＜rtmax＜dimax时，最佳照明亮度值pb取值范围为dimin，rtmax]；

24、情况五，当rtmax＜dimin时，最佳照明亮度值pb取dimin。

25、进一步的，在步骤五中，当该空间范围内人员数量为零个时，采用以下控制策略，具体为：

26、步骤1，设置休眠时间阈值；

27、步骤2，获取同一空间范围内的人员信息，判断在该空间范围内人员数量；

28、步骤3，从判定该空间范围内人员数量为零个时刻起开始计时，当达到设定的休眠时间阈值时，生成关闭照明系统的工作指令，并将照明系统进行关闭。

29、一种基于物联网技术的智能家居管理控制系统，用于家居照明系统的智能化控制，所述系统包括以下模块：

30、智能采集终端，用于采集所有家庭成员的个人信息和对应的光强舒适值，包括灯光亮度范围信息，并将采集的信息按照采集顺序进行编号存档；

31、人员识别模块，用于识别同一空间范围内的人员信息，包括人员数量信息和人员编号；

32、需求获取模块，用于根据识别的人员信息获取该空间范围内各人员的光强舒适值；

33、需求分析模块，用于对该空间范围内各人员的光强舒适值进行分析，获取最佳需求照明亮度参数，并生成需求数据；

34、环境分析模块，用于对实时环境亮度进行分析，获取该空间范围内的最佳实时照明亮度参数范围，并生成环境数据；

35、控制模块，用于获取并识别需求分析模块和环境分析模块生成的控制指令，对控制指令进行分析，生成工作指令至照明系统，并根据生成的工作指令控制照明系统调节至合适的照明亮度参数；

36、数据存储模块，用于存储所有家庭成员的个人信息和对应的光强舒适值及需求分析模块生成的控制指令信息。

37、进一步的，智能采集终端包括智能遥控器和装有能够实现信息采集功能应用程序的智能手机。

38、进一步的，所述系统还包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现上述所述方法的步骤。

39、进一步的，本发明的具体实施步骤如下：

40、步骤一，首先通过智能采集终端采集所有家庭成员的个人信息和对应的光强舒适值，包括灯光亮度范围[dimin，dimax]信息，并将采集的信息按照采集顺序进行编号存档；

41、步骤二，然后，通过人员识别模块识别同一空间范围内的人员信息，包括人员数量信息和人员编号，将人员数量识别结果分为三种情况，一是该空间范围内人员数量为零个；二是该空间范围内人员数量为一个；三是该空间范围内人员数量为不少于两个；

42、步骤三，然后，通过需求获取模块根据识别的人员数量结果获取该空间范围内各人员的光强舒适值；

43、步骤四，其次，通过需求分析模块对该空间范围内各人员的光强舒适值进行分析，获取最佳需求照明亮度参数，并生成需求数据；

44、步骤五，然后，通过环境分析模块对实时环境亮度进行分析，获取该空间范围内的最佳实时照明亮度参数范围，并生成环境数据；

45、步骤六，最后，获取并识别需求数据和环境数据，根据该空间范围内的人员数量的识别结果，调用不同的控制策略，通过对需求数据和环境数据进行分析，计算出最佳照明亮度值pb，根据计算结果生成工作指令至照明系统，并控制照明系统调节至最佳照明亮度值。

46、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

47、1）本发明通过提出新的智能家居照明系统控制策略，结合实时环境亮度数据和家庭成员中各人员的光强舒适值数值，基于多目标寻优模型，计算在多名家庭成员同时在场时的智能照明系统的最佳照明亮度值pb，在保证正常照明情况下，尽可能满足不同使用习惯的各个家庭成员个体的需求，使控制过程更加人性化和智能化；

48、2）本发明通过识别同一空间范围内的人员信息，包括人员数量信息和人员编号，并结合照明系统的实际使用情况，将人员数量识别结果分为该空间范围内人员数量为零个；该空间范围内人员数量为一个；该空间范围内人员数量为不少于两个三种情况，针对不同的使用情景调用不同的控制策略，对需求数据和环境数据进行分析，计算出最佳照明亮度值pb，根据计算结果生成工作指令至照明系统，并控制照明系统调节至最佳照明亮度值，使控制过程更加符合实际情况，具体良好的实用性能。