CN109459983A - 一种可自动预测用户行为的开关控制***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种可自动预测用户行为的开关控制***及方法，开关控制***包括吸附装置、制动装置、用户行为收集模块、预测模型生成模块和控制模块；所述制动装置包括传动装置、用于驱动所述传动装置转动的电机、滑板和固定于所述滑板上的凸块，所述电机通过所述控制模块控制；所述吸附装置上设有用于固定所述滑板的固定位，所述传动装置与所述滑板相配合使所述滑板在所述传动装置的转动下带动所述凸块上下移动或水平移动以实现按下或松开现有开关的开关键。本发明可自主学习并预测用户行为对现有开关进行控制，并且不需要对现有室内强电电路的线路施工改造或者更换原有墙面开关即可完成，非常方便。

Description

一种可自动预测用户行为的开关控制***及方法

技术领域

本发明涉及开关控制技术领域，具体涉及一种可自动预测用户行为的开关控制***及方法。

背景技术

现有的家庭开关，主要分为按键开关和触摸开关，主要安装在墙壁上，而开关的电路一般嵌入到墙壁内，各个开关的电路通常相互独立，而且一般只能控制单一目标设备，无法联动控制其他开关所控制的设备。因此，如果要实现智能家居控制，需要进行现有室内强电电路的线路施工改造并且更换原有墙面开关，十分不便；而且更换过程中涉及到的电路比较复杂，还有可能会涉及到强电，因此需要专业人员才能完成，造价比较高。因此急需一种不需要改造现有开关并且可以实现智能家居控制的开关装置或开关***。

而且，现有的智能开关不具备自主学习并预测用户行为的功能，无法真正实现智能家居控制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种可自主学习并预测用户行为的开关控制***，而该开关控制***不需要对现有室内强电电路的线路施工改造或者更换原有墙面开关即可完成，非常方便。另外本发明还提供一种可自动预测用户行为的开关控制方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种可自动预测用户行为的开关控制***，包括固定于现有开关外壁上的吸附装置、用于控制现有开关关闭或打开的制动装置、用于收集用户行为数据的用户行为收集模块、用于根据用户行为数据生成用户行为预测模型的预测模型生成模块和用于根据当前用户行为数据及预测模型对制动装置进行控制的控制模块，所述用户行为收集模块、预测模型生成模块和所述控制模块集成于电路板上，所述电路板设于吸附装置内；

所述制动装置包括传动装置、用于驱动所述传动装置转动的电机、滑板和固定于所述滑板正表面的凸块，所述电机通过所述控制模块控制；所述吸附装置上设有用于固定所述滑板的固定位，所述传动装置与所述滑板相配合使所述滑板在所述传动装置的转动下带动所述凸块上下移动或水平移动以实现按下或松开现有开关的开关键。

可选的，还包括用于采集用户行为数据的外部接收模块和设于吸附装置上的通信模块，所述外部接收模块包括用于获取环境信息的传感器组件、用于获取用户位置信息的定位模块和用于获取用户维度特征信息的摄像头，所述传感器组件和所述摄像头设于吸附装置上，所述定位模块则集成于所述电路板上；所述环境信息、位置信息和用户维度特征信息通过集成于电路板的通信模块发送到用户行为收集模块；所述控制模块可根据用户的位置信息生成用户的行为轨迹，并将用户的行为轨迹发送到用户行为收集模块。

可选的，所述传感器组件包括用于检测是否有人经过的红外传感器、用于检测环境亮度的亮度传感器、用于检测环境声音特征的声音传感器和用于空气环境信息的气体传感器，还包括用于感应物体的存在和/或距离和/或运动和/或速度信息的器件微波传感器。

可选的，所述用户行为数据包括用户打开或关闭现有开关时用户的维度特征信息、行为轨迹、设备状态、环境信息及时间维度，预测模型生成模块根据所述行为轨迹、设备状态、环境信息及所述时间维度生成用户行为预测模型。

可选的，还包括区块链数据存储模块和区块链安全权限验证模块，所述区块链数据存储模块用于存储用户行为数据及生成的用户行为预测模型，所述区块链安全权限验证模块用于对用户行为预测模型所存储的区块链进行权限验证。

可选的，还包括用于将吸附装置固定于现有开关外壁上的卡扣装置，其中

所述卡扣装置包括设于现有开关外壁上的固定壳体和设于固定壳体一侧的卡杆，所述卡杆的两端与连接杆相连，所述固定壳体的两端设有导轨，所述连接杆通过弹簧固定在导轨内，所述连接杆可带动所述卡杆侧向移动，通过卡杆和固定壳体的配合使吸附装置固定于现有开关的外壁上；

或者，

所述卡扣装置包括设于所述吸附装置上的第一磁铁贴和用于贴在现有开关外壁上的第二磁铁贴，通过第一磁铁贴和第二磁铁贴之间的磁性相吸使吸附装置固定于现有开关的外壁上；

或者，

所述卡扣装置为双面胶、吸盘或者螺丝，通过双面胶、吸盘或者螺丝将吸附装置固定在于现有开关外壁上。

可选的，所述传动装置为齿轮，所述滑板上设有与所述齿轮相齿合的齿纹以实现带动所述滑板移动；

或者，

所述传动装置为螺杆，所述滑板上设有与所述螺杆相齿合的螺纹以实现带动所述滑板移动。

一种可自动预测用户行为的开关控制方法，包括以下步骤：

步骤1，根据存储于用户行为收集模块中的用户行为数据生成用户预测模型；

步骤2，根据当前用户行为及用户预测模型对用户所要执行的动作进行预测；

步骤3，根据所述预测结果控制制动装置对现有开关进行关闭或打开。

可选的，步骤1中，所述用户行为数据包括用户的维度特征信息、行为轨迹及用户打开或关闭现有开关时的位置信息、设备状态、环境信息、时间维度。

可选的，步骤2中，根据用户行为及用户预测模型对用户所要执行的动作进行预测的步骤包括：

步骤201，采集当前时刻下用户的维度特征信息、位置信息、行为轨迹，并实时记录当前环境下的设备状态、环境信息及时间维度；

步骤202，根据用户的维度特征信息在预测模型生成模块中查询与之相匹配的用户行为预测模型，用户行为预测模型根据当前用户的位置信息、行为轨迹、设备状态、环境信息及时间维度对用户所要执行的动作进行预测。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过不断学习用户行为并根据用户行为生成用户行为预测模型，然后根据当前用户行为及用户行为预测模型对制动装置进行控制，即控制模块对滑块的移动控制从而完成对现有开关的控制。另外，本发明是通过将吸附装置安装在现有开关的外壁上，通过吸附装置上滑板的移动带动凸块移动到或远离开关按键的位置，实现打开或关闭开关，从而实现将现有开关改造成智能开关的过程，简单方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明可自动预测用户行为的开关控制***一实施例的结构框图；

图2为本发明可自动预测用户行为的开关控制***一实施例中吸附装置与现有开关的装配***图；

图3为本发明可自动预测用户行为的开关控制***一个实施例中吸附装置的内部结构示意图；

图4为本发明可自动预测用户行为的开关控制***一实施例中吸附装置的背面示意图；

图5为本发明可自动预测用户行为的开关控制***一实施例中卡扣装置的结构示意图；

图6为本发明可自动预测用户行为的开关控制***中吸附装置与现有开关一实施例的装配图；

图7为本发明可自动预测用户行为的开关控制方法一实施例的流程图。

附图标识：1吸附装置；201传动装置；202电机；203滑板；2031螺纹；2032齿纹；204凸块；3现有开关；4卡扣装置；401固定壳体；402卡杆；403连接杆；404导轨；405卡槽；406第一磁铁贴；407第二磁铁贴；5传感器组件；6固定位；601限位装置；7电源；8摄像头；9电路板；10凸出圆杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

通过将本发明的吸附装置1固定在现有开关3，如86、120、118系列按键开关上，通过控制模块的控制从而改造成智能家居开关，而且这些开关所控制的装置包括灯、空调、电视机、洗衣机等设备。

参阅图1、图2及图6，本发明公开的可自动预测用户行为的开关控制***，包括固定于现有开关3外壁上的吸附装置1、用于控制现有开关3关闭或打开的制动装置、用于收集用户行为数据的用户行为收集模块、用于根据当前用户行为数据生成用户行为预测模型的预测模型生成模块和用于根据当前用户行为数据及已生成预测模型对制动装置进行控制的控制模块，通过制动装置对现有开关3进行控制。其中，所述制动装置、用户行为收集模块、预测模型生成模块和控制模块设于吸附装置1上，并且用户行为收集模块、预测模型生成模块和控制模块均集成于电路板9上。

其中，吸附装置内还设有电源7，用于为电路板9中的控制模块、用户行为收集模块、预测模型生成模块、通信模块、定位模块等供电。

当用户行为预测模型生成后，控制模块根据当前收集到的用户行为数据及已生成的用户行为预测模型推断出用户想要的操作，并根据该推断结果对制动装置进行控制，使制动装置关闭或打开现有开关3。由于用户行为预测模型可以根据不断更新后的用户行为数据生成，从而使本发明开关控制***具有自主学习并预测用户行为的功能。

具体的，参阅图2～图5中吸附装置1的结构示意图，制动装置包括传动装置201、用于驱动传动装置201转动的电机202、滑板203和固定于滑板203正表面的凸块204，电机202通过控制模块控制；吸附装置1上设有用于固定滑板203的固定位6，固定位6上设有用于限位滑板203的限位装置601；传动装置201与滑板203相配合使滑板203在传动装置201的转动下带动凸块204上下移动或水平移动以实现按下或松开现有开关3的开关键。可见，当控制模块主要是通过控制电机202使传动装置201带动滑板203移动，从而使固定于滑板203上的凸块204移动进而实现按下或松开现有开关3的开关键。

在本发明一实施例中，如图2所示，传动装置201为螺杆，滑板203上设有与螺杆相齿合的螺纹2031以实现带动滑板203移动。该实施例中，在电机202的作用下，通过螺杆上的螺纹2031与滑板203上的螺纹2031相齿合从而带动滑板203的移动。

在本发明另一实施例中，如图3所示，传动装置201为齿轮，滑板203上设有与齿轮相齿合的齿纹2032以实现带动滑板203移动。该实施例中，在电机202的作用下，通过齿轮的转动带动滑板203的移动。

上述实施例中，可自动预测用户行为的开关控制***还包括卡扣装置4，吸附装置1通过卡扣装置4固定于现有开关3的外壁上，具体的

参阅图5，在本发明一实施例中，卡扣装置4包括设于现有开关3外壁上的固定壳体401和设于固定壳体401一侧的卡杆402，卡杆402的两端与连接杆403相连，固定壳体401的两端设有导轨404，连接杆403通过弹簧固定在导轨404内，连接杆403可带动卡杆402侧向移动。当将卡杆402拉开时可将卡合装置套在现有开关3的外壁上，松开卡杆402时，在弹簧的作用下连接杆403自动收回导轨404内，使卡扣装置4固定在现有开关3的外壁上。

其中，卡扣装置4与吸附装置1之间可通过螺丝、双面胶或吸盘固定；又或者

参阅图5，在固定壳体401的两侧分别设2个以上卡槽405，吸附装置1上设有与卡槽405相卡合的凸出圆杆10，卡槽405与凸出圆杆10的相互配合完成卡扣装置4与吸附装置1之间的固定。

该实施例中，卡扣装置4方便移动，而且不会对现有开关3或者现有建筑造成破坏。

在本发明另一实施例中，卡扣装置4包括设于吸附装置1内的第一磁铁贴406和用于贴在现有开关3外壁上的第二磁铁贴407，通过第一磁铁贴406和第二磁铁贴407之间的磁性相吸使吸附装置1固定于现有开关3的外壁上。

又或者，卡扣装置4为双面胶、吸盘或者螺丝，通过双面胶、吸盘或者螺丝固定在于现有开关3外壁上。

进一步的，还包括用于采集用户行为数据的外部接收模块和设于吸附装置上的通信模块，所述外部接收模块包括用于获取环境信息的传感器组件、用于获取用户位置信息的定位模块和用于获取用户维度特征信息的摄像头8，传感器组件5和摄像头8设于吸附装置1上，而定位模块则集成于电路板9上；环境信息、位置信息和用户维度特征信息通过集成于电路板9的通信模块发送到用户行为收集模块；控制模块可根据用户的位置信息生成用户的行为轨迹，并将用户的行为轨迹发送到用户行为收集模块。

具体的，传感器组件5包括用于检测是否有人经过的红外传感器、用于检测环境亮度的亮度传感器、用于检测环境声音特征的声音传感器和用于空气环境信息的气体传感器，还包括用于感应物体的存在和/或距离和/或运动和/或速度信息的器件微波传感器。这些传感器所收集的数据即为用户关闭或者打开现有开关时当时环境下的环境信息。由于控制的设备不同，所要求检查的环境参数不同，所以传感器会有所差异，比如有的设备不需要检测气体传感器，而有些特殊设备可能会需要。

其中，通信模块可为WIFI模块、蓝牙模块、ZIGBEE模块、433M模块、315M模块、2.4G模块等，用于提供通信功能。

定位模块可通过声纹定位、无线信号定位、无线定位、图像识别定位或者激光定位，定位模块通过接收发送装置的信号而定位或者由发送装置发送用户的位置。

因此，存储在用户行为收集模块中的用户行为数据包括用户打开或关闭现有开关时外部接收器所接收到的数据集，具体包括用户打开或关闭现有开关时用户的维度特征信息、行为轨迹、设备状态、环境信息及时间维度，预测模型生成模块根据行为轨迹、设备状态、环境信息及时间维度生成用户行为预测模型。本实施例中，外部接收模块可以获取或采集到本实施例中所提到的用户行为数据，如维度特征信息、行为轨迹、设备状态、环境信息及时间维度等。

在本发明另一实施例中，用户行为数据，如维度特征信息、行为轨迹、设备状态、环境信息及时间维度等，除了可以通过外部接收模块获取外，还可通过在移动端输入，如手机、手表或带有无线通信装置的硬件设备中输入，在移动端输入的用户行为数据通过通信模块发送到用户行为收集模块，以便于用户行为预测模块根据用户行为收集模块中的用户行为数据生成预测模型。这表明，移动端也可作为外部接收模块。

进一步的，可自动预测用户行为的开关控制***还包括区块链数据存储模块和区块链安全权限验证模块，区块链数据存储模块用于存储用户行为数据及生成的用户行为预测模型，区块链安全权限验证模块用于对用户行为预测模型所存储的区块链进行权限验证。

由于区块链具有不可逆性和不可窜改性，因此可将家庭里每一个智能设备，如灯、空调、洗衣机等，作为区块链内的一个节点，以这种方式将收集到的用户行为数据存储到区块链中，从而使用户行为数据本地私有化，确保数据不外泄。

另外，可自动预测用户行为的开关控制***还包括数据预处理模块，用于将用户行为收集模块中所收集的用户行为数据转化为计算机能识别、能计算的数据，然后存储到区块链数据存储模块中；用户行为预测模块利用人工智能，根据存储于区块链数据存储模块中的历史行为数据训练出用户行为预测模型，也存储在相应的区块链数据存储模块中。

用户行为预测模块生成后，可对当前收集的用户行为数据进行预测，推断出用户想要的操作，当控制模块根据预测结果对现有开关3进行控制时，需要先经过区块链安全权限验证模块的权限验证，验证通过后，才能对现有开关3执行相关操作。

本发明中的各采集装置，如摄像头8、传感器组件5、定位模块等，不断学习用户行为，然后可根据预测模型生成模块不断更新用户行为预测模块，从而使本发明开关控制***具有自主学习并预测用户行为的功能；另外利用了区块链技术既保证了数据的安全性及不可窜改，保证了预测模型的准确性，而且对现有开关3执行相关操作时都需要经过区块链安全权限验证模块，保证了预测的准确性及操作的安全性。

本发明在不需要改造现有家居电路的情况下，将现有开关3改造成智能家居开关，简单方便，且造价低。

相应的，参阅图7，本发明还公开了一种自动预测用户行为的开关控制方法，具体包括以下步骤：

一种开关控制***自动预测用户行为的开关控制方法，包括以下步骤：

步骤1，根据存储于用户行为收集模块中的用户行为数据生成用户预测模型；

本发明实施例中，包括用户打开或关闭现有开关时外部接收器所接收到的数据集，具体包括用户的维度特征信息、行为轨迹及用户打开或关闭现有开关3时的位置信息、设备状态、环境信息、时间维度。预测模型生成模块根据每个用户的维度特征信息不同，根据相应的行为轨迹、设备状态、环境信息及时间维度生成的用户行为预测模型不同。

步骤2，根据当前用户行为数据及用户预测模型对用户所要执行的动作进行预测；

具体的，包括以下子步骤：

步骤201，采集当前时刻下用户的维度特征信息、位置信息、行为轨迹，并实时记录当前环境下的设备状态、环境信息及时间维度；

步骤202，根据用户的维度特征信息在预测模型生成模块中查询与之相匹配的用户行为预测模型，用户行为预测模型根据当前用户的位置信息、行为轨迹、设备状态、环境信息及时间维度对用户所要执行的动作进行预测。

步骤3，根据预测结果控制制动装置对现有开关3进行关闭或打开。

本发明实施例中，控制模块根据预测结果对电机202进行控制，使与电机202相连的传动装置201带动滑板203上移或下移，从而使固定于滑板203上的凸块204按下或松开现有开关3的开关键，实现对现有开关3的智能控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可自动预测用户行为的开关控制***，其特征在于，包括固定于现有开关外壁上的吸附装置、用于控制现有开关关闭或打开的制动装置、用于收集用户行为数据的用户行为收集模块、用于根据用户行为数据生成用户行为预测模型的预测模型生成模块和用于根据当前用户行为数据及预测模型对制动装置进行控制的控制模块，所述用户行为收集模块、预测模型生成模块和所述控制模块集成于电路板上，所述电路板设于吸附装置内；

所述制动装置包括传动装置、用于驱动所述传动装置转动的电机、滑板和固定于所述滑板正表面的凸块，所述电机通过所述控制模块控制；所述吸附装置上设有用于固定所述滑板的固定位，所述传动装置与所述滑板相配合使所述滑板在所述传动装置的转动下带动所述凸块上下移动或水平移动以实现按下或松开现有开关的开关键。

2.如权利要求1所述开关控制***，其特征在于，还包括用于采集用户行为数据的外部接收模块和设于吸附装置上的通信模块，所述外部接收模块包括用于获取环境信息的传感器组件、用于获取用户位置信息的定位模块和用于获取用户维度特征信息的摄像头，所述传感器组件和所述摄像头设于吸附装置上，所述定位模块则集成于所述电路板上；所述环境信息、位置信息和用户维度特征信息通过集成于电路板的通信模块发送到用户行为收集模块；所述控制模块可根据用户的位置信息生成用户的行为轨迹，并将用户的行为轨迹发送到用户行为收集模块。

3.如权利要求2所述开关控制***，其特征在于，所述传感器组件包括用于检测是否有人经过的红外传感器、用于检测环境亮度的亮度传感器、用于检测环境声音特征的声音传感器和用于空气环境信息的气体传感器，还包括用于感应物体的存在和/或距离和/或运动和/或速度信息的器件微波传感器。

4.如权利要求1所述开关控制***，其特征在于，所述用户行为数据包括用户打开或关闭现有开关时用户的维度特征信息、行为轨迹、设备状态、环境信息及时间维度，预测模型生成模块根据所述行为轨迹、设备状态、环境信息及所述时间维度生成用户行为预测模型。

5.如权利要求1所述开关控制***，其特征在于，还包括区块链数据存储模块和区块链安全权限验证模块，所述区块链数据存储模块用于存储用户行为数据及生成的用户行为预测模型，所述区块链安全权限验证模块用于对用户行为预测模型所存储的区块链进行权限验证。

6.如权利要求1所述开关控制***，其特征在于，还包括用于将吸附装置固定于现有开关外壁上的卡扣装置，其中

所述卡扣装置包括设于现有开关外壁上的固定壳体和设于固定壳体一侧的卡杆，所述卡杆的两端与连接杆相连，所述固定壳体的两端设有导轨，所述连接杆通过弹簧固定在导轨内，所述连接杆可带动所述卡杆侧向移动，通过卡杆和固定壳体的配合使吸附装置固定于现有开关的外壁上；

或者，

所述卡扣装置包括设于所述吸附装置上的第一磁铁贴和用于贴在现有开关外壁上的第二磁铁贴，通过第一磁铁贴和第二磁铁贴之间的磁性相吸使吸附装置固定于现有开关的外壁上；

或者，

所述卡扣装置为双面胶、吸盘或者螺丝，通过双面胶、吸盘或者螺丝将吸附装置固定在于现有开关外壁上。

7.如权利要求1所述开关控制***，其特征在于，所述传动装置为齿轮，所述滑板上设有与所述齿轮相齿合的齿纹以实现带动所述滑板移动；

或者，

所述传动装置为螺杆，所述滑板上设有与所述螺杆相齿合的螺纹以实现带动所述滑板移动。

8.一种利用权利要求1～9任一所述开关控制***自动预测用户行为的开关控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据存储于用户行为收集模块中的用户行为数据生成用户预测模型；

步骤2，根据当前用户行为及用户预测模型对用户所要执行的动作进行预测；

步骤3，根据所述预测结果控制制动装置对现有开关进行关闭或打开。

9.如权利要求8所述开关控制方法，其特征在于，步骤1中，所述用户行为数据包括用户的维度特征信息、行为轨迹及用户打开或关闭现有开关时的位置信息、设备状态、环境信息、时间维度。

10.如权利要求8所述开关控制方法，其特征在于，步骤2中，根据用户行为及用户预测模型对用户所要执行的动作进行预测的步骤包括：

步骤201，采集当前时刻下用户的维度特征信息、位置信息、行为轨迹，并实时记录当前环境下的设备状态、环境信息及时间维度；

步骤202，根据用户的维度特征信息在预测模型生成模块中查询与之相匹配的用户行为预测模型，用户行为预测模型根据当前用户的位置信息、行为轨迹、设备状态、环境信息及时间维度对用户所要执行的动作进行预测。