健康智能家居系统及其管理方法_2

文档序号:9527470阅读:来源:国知局

[0035]根据每个房间的各电器的额定功率之和按照下式计算节能系数:a = P/Pe
[0036]上式中,Pe为某个房间所有电器额定功率之和,P为实时检测的各电器功率之和;
[0037]若a e [0?0.4],表示该房间比较节能,如可将房间平面图中的那个房间标为绿色;
[0038]若a e [0.4?0.7],表示该房间正常用能,如可将房间平面图中的那个房间标为黄色;
[0039]若a e [0.7?1.0],表示该房间用能过度,如可将房间平面图中的那个房间标为红色;
[0040]若α > 1,则认为此房间内电器有故障,即发出声光报警,同时家庭服务器启动家电故障检测程序,对每个家电进行故障检测,对异常家电进行定位;
[0041](b)家电的故障预测相关信息处理
[0042]通过家电工作参数检测设备采集家电的工作电压和电流信息,计算功率、电流谐波特征,结合模式识别及故障诊断以及家电内嵌故障自诊断模块的信息,进行家电故障预测,也可以将原始参数发送给家电制造商,通过家电制造商的后台服务器进行故障诊断及识别;
[0043](c)家庭内部各类数据与外网通信方法
[0044]据参数检测设备及数据来源不同,各类数据通过家庭服务器分别与外网进行数据通信:将人体生理参数上传给社区医生或定点医院医生,接收来自医生的健康评价或诊断信息、或医生推送的健康知识;将家居环境参数特别是甲醛含量信息定期发送给环保中心,获得中心返回的评价结果和治理建议;将家电工作参数中的家电设备的检测参数发给家电制造商为远程故障诊断服务,接收家电制造商发送的自检测、自修复及升级程序;接收供电公司或电网发送的峰谷平信息从而合理预约或控制家电的开关,电流及功率峰值发给供电公司为计费及电网能耗预测服务;
[0045]对极端异常情况包括成员的心率、血压或血糖参数骤然上升或降低、或者C0含量严重超标,须立即通过家庭服务器发短信或者拨号给相应的家庭成员、医生、或拨打110或120救护电话,采用短信或语音自动播报家庭住址;
[0046](d)模块间的信息交互控制处理
[0047]家庭服务器可以对数据库中的信息进行实时综合分析,实现模块间的实时交互控制;包括通过人体及环境参数对家电进行相应控制,实现舒适度控制,如得到的人体皮肤温度与环境的温差低于阀值,即控制空调提高或降低温度参数设置;测试到的家庭湿度较低时,即控制加湿器工作;灰尘度较大时,即控制扫地机器人工作;得到家电工作故障信息,则发送故障报警信息给相应的家电制造商,并关闭家电。
[0048]本发明的有益效果是:
[0049]实现了对人与家电的健康状况的实时监控、自适应环境及人体状况的家电智能控制、基于节能评价系数的家庭节能管理、基于RFID的无线寻物系统;构建了家庭人员、设备与环保机构、社区医院、电网公司、家电制造商的免打扰式高效通信方式;制定了具有上述综合特色的健康智能家居框架体系。
【附图说明】
[0050]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0051]图1是本发明健康智能家居系统实施例的总体结构图。
[0052]图2是本发明健康智能家居系统实施例将协议数据字段封装到以太网帧的方法图。
[0053]图3是本发明健康智能家居系统实施例的家电工作参数检测设备结构图。
[0054]图4是本发明健康智能家居系统实施例的家居环境检测设备结构图。
[0055]图5是本发明健康智能家居系统实施例的RFID读卡器结构图。
[0056]图6是本发明健康智能家居系统实施例的家庭服务器结构图。
【具体实施方式】
[0057]如图1所示,本实施例由参数检测设备、家电、电子标签、网络服务器、家庭服务器、移动智能终端、ZigBee无线网络及RFID读卡器组成。
[0058]其中移动智能终端与网络服务器连接,家庭服务器与网络服务器连接,家庭服务器通过ZigBee无线网络与参数检测设备及家电无线连接、通过RFID读卡器与电子标签无线连接。
[0059]参数检测设备包括家居环境参数检测设备、人体生理参数检测设备、家电工作参数检测设备。
[0060]家电工作参数检测设备由设在家电内部的内嵌故障自诊断模块以及外置家电工作参数检测设备组成。
[0061]外置家电工作参数检测设备包括数据采集模块、ZigBee模块,其中数据采集模块包括电压传感器、电流传感器、预处理电路和A/D采集电路,预处理电路包括放大电路和差分放大电路,A/D采样电路由ZigBee的片内外设提供,ZigBee模块采用CC2530处理器。
[0062]在图3中,电压传感器或电流传感器、预处理电路、A/D采集电路、CC2530处理器依次连接,且CC2530处理器设有天线,由此构成了外置家电工作参数检测设备。
[0063]图4是家居环境检测设备,由数据采集模块、ZigBee模块组成。
[0064]数据采集模块包括环境参数传感器、预处理电路、A/D采样电路。环境参数传感器包括温湿度传感器、一氧化碳传感器、甲醛传感器、灰尘度传感器。
[0065]预处理包括衰减电路、差分放大电路,A/D采样电路由ZigBee的片内外设提供,ZigBee模块采用CC2530处理器并设有天线。
[0066]环境参数传感器、预处理电路、A/D采样电路、ZigBee模块依次连接构成家居环境检测设备。
[0067]如图5所示,RFID读卡器由晶振电路、复位电路、SPI接口电路、RC522芯片组成,RC522芯片分别与晶振电路、复位电路、SPI接口电路连接,并且RC522芯片设有天线。
[0068]家庭服务器可采用嵌入式ARM处理器,也可以采用PC机,如图6所示,家庭服务器采用三星S5PV210处理器,该处理器分别与电源电路、复位电路、JTAG接口电路、IXD触摸式液晶显示器、按键、全向麦克风、RS232接口电路、网卡接口电路连接。
[0069]健康智能家居系统,各设备之间通信时需要遵守通信协议。协议包含以下两个层次:(1)家庭服务器与参数检测设备之间;(2)网络服务器与家庭服务器、移动终端之间。
[0070](1)家庭服务器与参数检测各设备之间(基于zigbee协议)
[0071]协议帧中需要包含的信息,如:源设备号、目的设备号、命令号、数据类型、数据;为了保证协议帧的正确传输,还需要有起始字节和校验字节;协议帧由起始字节、源设备号、目的设备号、命令号、数据类型、数据7个字段组成,中间每个字段以‘,’分隔。
[0072]定义协议帧数据结构,该数据结构包括:
[0073]起始字节:起始字节用于标记协议帧数据的开始;
[0074]源设备号:一个设备对应唯一一个设备号,用于识别协议帧的来源;
[0075]目的设备号:一个设备对应唯一一个设备号,协议帧中包含目的设备号用于中继设备识别数据包的目的,进行协议帧的转发;
[0076]命令号:同一设备的一个命令对应唯个命令号,不同的命令对用的命
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