智能家居中央控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能家居領(lǐng)域和人工智能領(lǐng)域，具體涉及面向智能家居的中央控制系 統(tǒng)以及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著近些年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（InternetofThings)的迅速發(fā)展，為物物相聯(lián)組建一 個智能家居控制系統(tǒng)提供了可能。專利CN104678906A提出了一種物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)， 專利CN104656585A提出了一種新型基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制系統(tǒng)，但已有系統(tǒng)和架構(gòu)并 未提及面向智能家居資源的自主管理，也沒有包括設(shè)備之間協(xié)作具體方法策略的描述。
[0003] 各種家用電器、可穿戴設(shè)備和智能終端也迅速走入百姓家庭，為人們的生活提供 了各種便利。在日常家庭生活中，由于家庭存在很多電器且不能實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，無法 實(shí)現(xiàn)一個集中的智能控制； 在醫(yī)療保健領(lǐng)域，隨著3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展電子皮膚已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，醫(yī)生 在患者創(chuàng)傷處打印出含有傳感器的皮膚組織，可以用來采集患者的特定生理指數(shù)確定病情 的康復(fù)程度。另外對于到了一定年齡后人們?nèi)菀壮霈F(xiàn)健康問題，如能在人體內(nèi)安裝健康芯 片定期的采集人體各項(xiàng)生理指標(biāo)，并將這些數(shù)據(jù)定期的反饋回醫(yī)生進(jìn)行診斷，人們的健康 狀況將會得到很大的保障。
[0004] 對于數(shù)量龐大的家用電器、智能設(shè)備、可穿戴設(shè)備和健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備，如何有效 管理這些分散的設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)物物相聯(lián)和信息無處不在的獲取和共享是目前面臨的一個非 常困難的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對以上問題，本發(fā)明提供一種智能家居中央控制系統(tǒng)及其控制方法，實(shí)現(xiàn)家居 設(shè)備自動接入、自動感知和異構(gòu)家居設(shè)備的集成和管理，以及信息無處不在的獲取與共享。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案：包括通信設(shè)備、云平臺、智能節(jié)點(diǎn)和家具 設(shè)備，用戶通信設(shè)備接收用戶指令并將控制指令以有線或無線的方式通過云平臺傳送給智 能節(jié)點(diǎn)，智能節(jié)點(diǎn)通過無線信號與家居設(shè)備進(jìn)行通信執(zhí)行上述指令。
[0007] 該智能家居中央控制系統(tǒng)中，用戶通過登陸安裝有智能家居中央控制系統(tǒng)APP的 web網(wǎng)站、PC或移動終端對家具設(shè)備進(jìn)行控制、監(jiān)測和場景選擇等。
[0008] 該智能家居中央控制系統(tǒng)中，進(jìn)一步包括云平臺，云平臺包括用戶管理模塊、接口 管理模塊、計(jì)費(fèi)管理模塊、資源管理模塊、策略管理模塊、環(huán)境監(jiān)控模塊和安全管理模塊，進(jìn) 而完成對用戶調(diào)用服務(wù)全生命周期的管理。
[0009] 該智能家居中央控制系統(tǒng)中，采用智能節(jié)點(diǎn)處理異構(gòu)家居設(shè)備的控制接口、數(shù)據(jù) 交換接口、監(jiān)控接口，管理策略的維護(hù)、調(diào)用，以及功能服務(wù)的封裝，采用智能節(jié)點(diǎn)中知識庫 的本地服務(wù)目錄接收來自智能節(jié)點(diǎn)發(fā)布的功能服務(wù)。
[0010] 智能節(jié)點(diǎn)包括事件管理器、翻譯器、規(guī)則引擎、執(zhí)行器、知識庫、監(jiān)視器、虛擬資源 池和擴(kuò)展插件組成。
[0011] 所述智能節(jié)點(diǎn)中的事件管理器，指接收外部調(diào)用指令。
[0012] 所述智能節(jié)點(diǎn)中的翻譯器，指讀入知識庫中的事實(shí)和規(guī)則翻譯成規(guī)則引擎可識別 的規(guī)則。
[0013] 所述智能節(jié)點(diǎn)中的規(guī)則引擎，通過規(guī)則和事件描述生成業(yè)務(wù)決策。
[0014] 所述智能節(jié)點(diǎn)中的執(zhí)行器，根據(jù)業(yè)務(wù)決策執(zhí)行編排的服務(wù)，向事件管理器反饋結(jié) 果。
[0015] 所述智能節(jié)點(diǎn)中的知識庫，指存儲和管理知識的數(shù)據(jù)庫模塊，所述知識包括事實(shí)， 規(guī)則及規(guī)則之間優(yōu)先級關(guān)系。
[0016] 所述智能節(jié)點(diǎn)中的監(jiān)視器，接收從傳感器得到的外部環(huán)境變化、設(shè)備狀態(tài)變化信 息，判定可能的事件，向事件管理器反饋，將導(dǎo)致知識庫中規(guī)則的變化。
[0017] 所述智能節(jié)點(diǎn)中的虛擬資源池，指從被管家居設(shè)備轉(zhuǎn)換而來的一組具有統(tǒng)一接口 的虛擬服務(wù)集合； 所述智能節(jié)點(diǎn)中的擴(kuò)展插件，指針對相應(yīng)家居設(shè)備可借助開源系統(tǒng)、0LE嵌入和獨(dú)立進(jìn) 程方式形成設(shè)備資源控制接口，形成動態(tài)鏈接庫形式的插件，插件中包含設(shè)備控制接口、資 源描述和接口本身的描述信息。
[0018] 通過多個智能節(jié)點(diǎn)的協(xié)作構(gòu)成動態(tài)可擴(kuò)展的虛擬服務(wù)資源池。
[0019] 所述智能節(jié)點(diǎn)之間通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接，通過智能節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)作實(shí)現(xiàn)家居設(shè) 備的啟動和關(guān)閉從而進(jìn)行應(yīng)用場景的設(shè)置。
[0020] 所述智能節(jié)點(diǎn)與家居設(shè)備之間通過成熟的無線技術(shù)進(jìn)行通訊，具體的技術(shù)包括 WIFI、藍(lán)牙、ZigBee和紅外（IrDA)，以控制家居設(shè)備的開啟和關(guān)閉，以及獲取家居設(shè)備的狀 態(tài)并反饋給智能節(jié)點(diǎn)。
[0021 ] 所述智能節(jié)點(diǎn)能夠連接和控制多個設(shè)備。
[0022] 所述智能節(jié)點(diǎn)能夠接收所連接設(shè)備的語義描述，構(gòu)造基于所連接設(shè)備處理能力的 功能服務(wù)； 所述智能節(jié)點(diǎn)能夠接收和存儲多個管理策略，具有自管理和自配置能力； 所述管理策略指是一組指導(dǎo)和決定如何配置、分配和控制現(xiàn)有資源的業(yè)務(wù)規(guī)則，這些 規(guī)則由一階邏輯表達(dá)，描述了在特定的情況下應(yīng)采取的行為。
[0023] 所述智能節(jié)點(diǎn)能夠獲取相鄰智能節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，作為當(dāng)前環(huán)境信息。
[0024] 所述管理規(guī)則的表達(dá)基于可廢止規(guī)則，智能節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)當(dāng)前環(huán)境信息處理相互 沖突的管理規(guī)則； 所述智能節(jié)點(diǎn)通過TCP\IP相連，能夠通過相鄰智能節(jié)點(diǎn)交換信息、更新管理規(guī)則，與 鄰近節(jié)點(diǎn)交換信息，組成虛擬資源池。
[0025] 所述智能節(jié)點(diǎn)能夠接收相關(guān)的調(diào)用指令。其中指令攜帶任務(wù)的描述信息，所述描 述信息包含家用電器的啟動與關(guān)閉請求、門禁權(quán)限驗(yàn)證信息和人體生理指標(biāo)數(shù)據(jù)采集指令 等； 所述智能節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)管理策略、任務(wù)描述和環(huán)境信息構(gòu)造設(shè)備交互調(diào)用方案，實(shí)現(xiàn) 信息的采集與共享。
[0026] 所述智能節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展插件采用獨(dú)立的動態(tài)庫擴(kuò)展，所述智能節(jié)點(diǎn)采用Bluetooth、 WIFI、Zigbee和紅外技術(shù)等成熟的無線技術(shù)連接家居設(shè)備，進(jìn)而構(gòu)造虛擬資源池的方式包 括以下步驟： 1) 在應(yīng)用計(jì)算機(jī)上部署智能節(jié)點(diǎn)； 2) 通過動態(tài)鏈接庫形式封裝異構(gòu)家居設(shè)備的語義描述、功能服務(wù)，并將其作為智能節(jié) 點(diǎn)插件發(fā)布在智能節(jié)點(diǎn)所識別的目錄中； 3) 啟動智能節(jié)點(diǎn)，讀入多個插件，將其提供的資源轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一形式的服務(wù)； 4) 智能節(jié)點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)搜索對等節(jié)點(diǎn)同步公共管理策略和環(huán)境信息； 5) 為新加入節(jié)點(diǎn)設(shè)置管理策略； 6) 向設(shè)備所連接的智能節(jié)點(diǎn)的知識庫中本地服務(wù)目錄注冊服務(wù)。
[0027] 所述智能節(jié)點(diǎn)之間的通訊和協(xié)作方式具體為： 1) 當(dāng)前智能節(jié)點(diǎn)作為主控端，通過事件管理器廣播任務(wù)協(xié)作請求； 2) 鄰近智能節(jié)點(diǎn)接收協(xié)作請求，規(guī)則引擎分析任務(wù)，返回投標(biāo)書，或放棄任務(wù)； 3) 主控端接收標(biāo)書，選擇合作節(jié)點(diǎn)，發(fā)送中標(biāo)通知，開始等待； 4) 合作節(jié)點(diǎn)開始任務(wù)，完成后反饋結(jié)果到主控端。
[0028] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)特點(diǎn)和顯著技術(shù)進(jìn)步： (1)本發(fā)明針對智能家居的實(shí)際需求，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、提供設(shè)備接入和設(shè)備自主管理 方法，適合家用電器、人體健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備和智能可穿戴設(shè)備等的資源集成管理和信息 資源共享云平臺，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備資源的集成整合控制和信息隨時(shí)隨地地獲取和共享。
[0029] (2)本發(fā)明采用支持可擴(kuò)展插件的獨(dú)立智能主體作為智能節(jié)點(diǎn)，支持異構(gòu)設(shè)備和 相關(guān)人工過程的動態(tài)接入，支持基于管理策略的資源自配置和自主管理。智能節(jié)點(diǎn)都能夠 覆蓋現(xiàn)有智能家居的大部分家用電器、智能移動終端和可以通過無線連接的人體生理數(shù)據(jù) 采集設(shè)備，所構(gòu)成智能家居系統(tǒng)具有系統(tǒng)配置靈活、可擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0030] 附圖1本發(fā)明提供的智能家居中央控制系統(tǒng)圖； 附圖2本發(fā)明中智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖； 附圖3系統(tǒng)操作程序框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明的構(gòu)思、具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作 進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
[0032] 實(shí)施例一： 參見圖1和圖2,本智能家居中央控制系統(tǒng)，包括用戶通信設(shè)備flh云平臺《Zj智能 節(jié)點(diǎn)(三}和家居設(shè)備i:·)，其特征在于：所述用戶通信設(shè)備ζ廠〉通過有線或無線技術(shù)經(jīng)云