基于远场无线充电技术的智能懒人开关控制系统

本发明涉及开关控制领域，尤其涉及基于远场无线充电技术的智能懒人开关控制系统。

背景技术：

1、智能家居控制是指利用现代科技和互联网连接各种设备和系统，通过一个中心控制系统来实现对家居设备的远程控制和智能管理的技术；智能家居控制的核心是家居中心控制系统，它可以连接各种智能设备，如智能灯泡、智能插座、智能门锁、智能电视等，并通过与互联网的连接实现远程控制；智能家居控制系统的优点主要体现在以下几个方面；首先，它可以提供更加方便和舒适的生活体验；用户可以通过手机等设备远程控制家中的各种设备，如调节灯光、温度等，提高家居的舒适性；其次，智能家居控制系统可以实现智能化管理，如根据用户的习惯调节设备的工作模式，提高能源利用效率；再次，智能家居控制系统可以增加家居的安全性；例如，用户可以通过手机实时监控家中的摄像头，远程锁定门锁等；总结来说，智能家居控制系统是通过连接各种设备和系统，实现对家居设备的远程控制和智能管理，并提供更加方便、舒适和安全的生活体验的技术；它由中心控制器、感应器、执行器和用户界面组成，并有着许多优点，如提高家居舒适性、能源利用效率和安全性；在对老式建筑进行现代化改造时，采用智能家居控制技术对老式建筑进行改造，并在安装智能家居控制结构时，采用对复杂的电路结构进行改造，一方面改造过程中步骤繁琐，且改造成本高昂，且会改变住宅的原有风格，导致部分用户难以接受，且同时由于老式建筑的布局和结构影响，会对智能家居技术造成一定的限制。

技术实现思路

1、为了克服在对老式建筑进行现代化改造时，采用智能家居控制技术对老式建筑进行改造，并在安装智能家居控制结构时，采用对复杂的电路结构进行改造，一方面改造过程中步骤繁琐，且改造成本高昂，且会改变住宅的原有风格，导致部分用户难以接受，且同时由于老式建筑的布局和结构影响，会对智能家居技术造成一定的限制的问题。

2、本发明的技术方案为：基于远场无线充电技术的智能懒人开关控制系统，包括有：

3、电磁致动模块，用于根据智能管理核心的指令，模拟手动打开和关闭老式开关的操作，对老式开关进行控制；

4、光线传感器模块，用于对安装有该控制系统的室内环境的光照强度进行实时监测，作为智能管理核心对照明灯进行调节的依据之一；

5、运动传感器模块，用于对安装有该控制系统的室内环境的人员活动进行实时监测，作为智能管理核心对照明灯进行调节的依据之一；

6、智能管理核心，用于根据光线传感器模块、运动传感器模块和人工输入的指令，对照明灯进行调节；

7、无线能量中枢，用于产生无线电波，利用无线电波向电磁致动模块、光线传感器模块、运动传感器模块和智能管理核心模块输送能量；

8、无线通信模块，用于在智能管理核心与用户的智能设备之间建立无线连接，并接收来自于用户的智能设备的控制指令；

9、激活模块，用于手动触发无线通信模块以及智能管理核心与用户的智能设备进行配对连接，并用于手动触发电磁致动模块、光线传感器模块、运动传感器模块、智能管理核心模块、无线能量中枢和无线通信模块的启动和关闭；

10、学习模块，用于根据用户人工对光照灯的调节，识别用户对光照的偏好和习惯，对智能管理核心进行调节。

11、优选的，通过无线能量中枢向电磁致动模块、光线传感器模块、运动传感器模块、智能管理核心模块、无线通信模块和激活模块输送能量，激活模块对无线通信模块进行激活，使得无线通信模块与用户的智能设备进行连接，用户通过智能设备向智能管理核心发送相关的指令和参数，智能管理核心根据光线传感器模块和运动传感器模块的数据，对电磁致动模块进行控制，对光照灯的工作状态进行控制，从而实现对室内光照的调节。

12、作为优选，电磁致动模块包括有电磁致动器，电磁致动模块设置于老式开关的侧面，光线传感模块包括有光线传感器，设置于电磁致动模块的一侧；运动传感器采用微波感应器和高清摄像头中的一种或两种的组合对安装有该控制系统的室内环境的人员活动进行监测，其中微波感应器以及高清摄像头与智能管理核心通过蓝牙信号连接，微波感应器以及高清摄像头设置于安装有该控制系统的室内环境的人员进出或者人员活动的区域。

13、优选的，通过设置无线能量中枢，可以产生无线电波，可以向磁致动模块、光线传感器模块、运动传感器模块、智能管理核心模块、无线通信模块和激活模块持续稳定地供电，一方面不需要对线路进行改造，另一方面可以避免更换电池的麻烦和成本，降低了系统长期运行的维护成本，通过设置电磁制动模块，可以实现通过电磁效应对老式开关进行操作，且同时可以通过增加滑动变阻结构或者转动变阻结构，对光照灯的功率和光照强度进行智能调控，实现了智能家居技术在老房子中应用的同时，不需要对复杂的电路进行改造，且安装更加自由和简单。

14、作为优选，在利用高清摄像头对安装有该控制系统的室内环境的人员活动进行监测时，包括以下步骤：

15、s11：读取高清摄像头所拍摄的图像，并对高清摄像头所拍摄的图像进行抽帧；其中，在对高清摄像头所拍摄的图像进行抽帧时，每隔1s将高清摄像头所拍摄的图像的一帧图像抽出，作为识别安装有该控制系统的室内环境的人员活动的依据；

16、s12：对抽帧得到的图像进行灰度化处理，将复杂的图像转换为简单的灰度图像；

17、s13：对抽帧得到的相邻两帧的图像进行对比识别，判断相邻两帧图像的相似度；

18、s14：若抽帧得到的相邻两帧的图像的相似度达到90％及90％以上，则判断无人员活动，若抽帧得到的相邻两帧的图像的相似度小于90％，则判断为有人员活动。

19、作为优选，在对抽帧得到的相邻两帧的图像进行对比识别，判断相邻两帧图像的相似度时，包括有以下步骤：

20、s21：对灰度化处理后的图像进行缩放，将图像缩放至同一比例；其中，缩放成100×100；

21、s22：读取经过缩放处理的灰度化处理后的图像的每一点的灰度值，并计算每一行的平均灰度值；

22、s23：根据每一点的灰度值和每一行的平均灰度值生成特征序列；其中，特征序列的生成规则为：把每一点的灰度值与所在行的平均灰度值进行比较，若该点的灰度值大于所在行的平均灰度值，则设置该点的特征数值为1，反之为0，将所有点的特征数值进行综合排序，得到该图像的特征序列；

23、s24：根据两帧图像的特征序列，对两帧图像的相似度进行判断，其中判断公式为：相似度＝两帧图像的特征序列中相同的位数/两帧图像的特征序列的长度。

24、优选的，利用高清摄像头对室内环境的图像进行采集，并对高清摄像头采集的图像进行处理，得到室内的人员活动情况，一方面监测范围更广，同时可以利用本来设置的家用监控摄像头作为高清摄像头，减少传感器和传感器安装的成本，使得控制系统更加智能化和普适化，且通过设置根据灰度值对不同帧的图像进行相似度识别，可以简单地识别到室内的图像变化，即室内的人员活动，从而检测到人员进出的情况，处理简单，响应更块。

25、作为优选，在智能管理核心根据运动传感器模块的检测数据对安装有该控制系统的室内的光照灯进行调节时，包括以下步骤：

26、s31：对当前的时间进行检测，判断当前时间是否达到用户设定的开灯时间，若达到用户设定的开灯时间，则进入下一步，若未达到用户设定的开灯时间，则不打开光照灯；

27、s32：判断室内是否有人员进入或者人员活动，若室内有人员进入或者人员活动，则打开光照灯，否则关闭光照灯。

28、作为优选，在智能管理核心根据光线传感器模块的检测数据对安装有该控制系统的室内的光照灯进行调节时，包括以下步骤：

29、s41：对当前的时间进行检测，判断当前时间是否达到用户设定的开灯时间，若达到用户设定的开灯时间，则进入下一步，若未达到用户设定的开灯时间，则不打开光照灯；

30、s42：对光线传感器模块的数据进行处理，得到安装有该控制系统的室内环境的光照强度；

31、s43：判断安装有该控制系统的室内环境的光照强度是否达到设定的阈值，若达到设定的阈值，则打开光照灯，若未达到设定的阈值，则不打开光照灯。

32、作为优选，无线通信模块包括有蓝牙信号传输模块和wifi信号传输模块，在无线通信模块工作时，包括以下步骤：

33、s51：启动蓝牙模块，判断蓝牙模块是否连接成功；

34、s52：蓝牙模块连接成功后对蓝牙模块的信号强度进行判断；

35、s53：若蓝牙模块未连接成功，或者蓝牙模块连接成功后信号强度较弱，则打开wifi信号传输模块；

36、s54：wifi模块打开后，采用间隔3分钟打开一次蓝牙模块；

37、s55：判断蓝牙模块是否连接成功，并在连接成功后对蓝牙模块的信号强度进行判断，若蓝牙模块连接成功且信号强度较强，则关闭wifi模块。

38、作为优选，在智能管理核心根据光线传感器模块、运动传感器模块和人工输入的指令，对照明灯进行调节时，包括以下步骤：

39、s61：判断当前是否接受到无线通信模块传输的人工控制指令，若有人工控制指令，则根据人工控制指令对光照灯进行调节；

40、s62：若无人工控制指令，则对当前的时间进行判断，判断当前时间是否符合设定的开灯时间；

41、s63：若当前时间符合设定的开灯时间，则对当前安装有该控制系统的室内的光照强度进行判断；

42、s64：若当前安装有该控制系统的室内的光照强度符合设定的开灯要求，则对当前安装有该控制系统的室内的人员活动情况进行检测；

43、s65：若有人员活动或者人员进入室内，则打开光照灯，若无人员活动或者离开室内，则关闭光照灯。

44、优选的，通过利用光照传感器模块和运动传感器模块对室内的光照强度和人员活动进行检测，可以智能的识别到应该打开光照灯的时间和关闭光照灯的时间，增加居住的舒适性，且可以在用户离开房间或者其他不需要开灯的时间对光照灯进行自动关闭，且可以更加环境的光照变化对照明灯进行智能调节，降低了能源浪费，提高能效，更加节能，且降低了生活成本。

45、作为优选，无线通信模块还用于将智能管理核心的工作日志传输至用户的智能设备上；其中，还包括有智能控制应用程序，智能控制应用程序安装在用户的智能设备上，智能控制应用程序具有以下功能：

46、a11：查看当前室内的光照强度以及照明灯打开状况；

47、a12：查看当天或者当月照明灯的打开次数以及打开时长；

48、a13：对智能管理核心的工作日志进行查看；

49、a14：向智能管理核心发送人工控制指令，对光照灯进行控制；

50、a15：设定开灯时间和、关灯时间以及开灯所需要的光照强度阈值；

51、a16：设定通过光照灯补光后的室内光照强度。

52、作为优选，在学习模块根据用户人工对光照灯的调节，识别用户对光照的偏好和习惯，对智能管理核心进行调节时，包括以下方法：

53、a21：对用户打开和关闭光照灯时间进行统计，并计算用户打开和关闭光照灯的平均时间，并将其中与平均时间差别三十分钟以上的数据进行剔除，对其余的数据进行计算平均值，并将该平均值作为智能管理核心的时间判断条件；

54、a22：对光照灯打开之后，安装有该控制系统的室内环境的光照强度进行统计，并剔除光照灯打开时间小于十分钟的数据，再计算平均值，作为智能管理核心模块的光照强度判定条件。

55、作为优选的，通过设置学习模块根据用户在日常生活中，打开和关闭光照灯的时间，对智能核心模块打开光照灯的时间进行调节，使得系统对光照灯的控制更加智能化、个性化和灵活化，提高用户的使用体验，且更加节能，通过根据用户的光照强度习惯对智能核心模块的判定调节进行调节，使得系统对光照灯的控制更加智能化、个性化和灵活化，提高用户的使用体验。

56、本发明的有益效果：

57、1、相对于现有技术在对老式建筑进行现代化改造时，采用智能家居控制技术对老式建筑进行改造，并在安装智能家居控制结构时，采用对复杂的电路结构进行改造，一方面改造过程中步骤繁琐，且改造成本高昂，且会改变住宅的原有风格，导致部分用户难以接受，且同时由于老式建筑的布局和结构影响，会对智能家居技术造成一定的限制；该控制系统通过设置无线模块和电磁致动结构作为智能家居控制技术的主要实现结构，不需要对复杂的电路结构进行改造，改造过程更加简单，且改造成本低，省去建筑改造和装修的步骤，同时也不会改变住宅的原有风格，可以与老式开关面板进行无缝集成，实现在简单的安装下，即可完成智能化家居改造；

58、2、通过设置无线能量中枢，可以产生无线电波，可以向磁致动模块、光线传感器模块、运动传感器模块、智能管理核心模块、无线通信模块和激活模块持续稳定地供电，一方面不需要对线路进行改造，另一方面可以避免更换电池的麻烦和成本，降低了系统长期运行的维护成本，通过设置电磁制动模块，可以实现通过电磁效应对老式开关进行操作，且同时可以通过增加滑动变阻结构或者转动变阻结构，对光照灯的功率和光照强度进行智能调控，实现了智能家居技术在老房子中应用的同时，不需要对复杂的电路进行改造，且安装更加自由和简单；

59、3、利用高清摄像头对室内环境的图像进行采集，并对高清摄像头采集的图像进行处理，得到室内的人员活动情况，一方面监测范围更广，同时可以利用本来设置的家用监控摄像头作为高清摄像头，减少传感器和传感器安装的成本，使得控制系统更加智能化和普适化，且通过设置根据灰度值对不同帧的图像进行相似度识别，可以简单地识别到室内的图像变化，即室内的人员活动，从而检测到人员进出的情况，处理简单，响应更块；

60、4、通过利用光照传感器模块和运动传感器模块对室内的光照强度和人员活动进行检测，可以智能的识别到应该打开光照灯的时间和关闭光照灯的时间，增加居住的舒适性，且可以在用户离开房间或者其他不需要开灯的时间对光照灯进行自动关闭，且可以更加环境的光照变化对照明灯进行智能调节，降低了能源浪费，提高能效，更加节能，且降低了生活成本；

61、5、通过设置学习模块根据用户在日常生活中，打开和关闭光照灯的时间，对智能核心模块打开光照灯的时间进行调节，使得系统对光照灯的控制更加智能化、个性化和灵活化，提高用户的使用体验，且更加节能，通过根据用户的光照强度习惯对智能核心模块的判定调节进行调节，使得系统对光照灯的控制更加智能化、个性化和灵活化，提高用户的使用体验。