CN112506068A - 一种基于精准识别和聚类分析的智能家居管理*** - Google Patents

一种基于精准识别和聚类分析的智能家居管理*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***，包括识别装置和管理服务器，所述识别装置为多个，每个房间设置一个，各识别装置通过网络连接所述管理服务器，所述管理服务器通过网络连接各智能家居设备；所述识别装置包括身份识别模块和行动识别模块，用于识别房间中家庭成员的身份以及行动位置；所述管理服务器根据家庭成员的个人喜好以及日常对家居设备的操作记录进行聚类分析，获取各家庭成员的操作喜好模型，并根据操作喜好模型以及识别装置的识别结果，对智能家居设备进行控制。本发明通过聚类分析将家庭成员的操作喜好分别归类建立操作模型，根据即时信息提供对智能家居设备的个性化、自动化的操作控制。

Description

一种基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***
技术领域
本发明属于智能***领域，特别是涉及到一种基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***。
背景技术
智能家居设备越来越多的应用在人们的日常生活中，然而，每个智能家居设备仍旧是各自有独立的控制方式和控制装置，需要使用者分别对其操作。即使现有技术中出现了对智能家居设备进行控制的综合控制平台，然而这些综合控制平台也只是简单的把各智能家居设备的控制功能汇总到一起，却不能实现依据家庭成员身份的个性化、自动化的操作。
发明内容
本发明提出一种基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***，实现对智能家居设备依据家庭成员身份的个性化、自动化的操作。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***，包括识别装置和管理服务器，所述识别装置为多个，每个房间设置一个，各识别装置通过网络连接所述管理服务器，所述管理服务器通过网络连接各智能家居设备；所述识别装置包括身份识别模块和行动识别模块，用于识别房间中家庭成员的身份以及行动位置；所述管理服务器根据家庭成员的个人喜好以及日常对家居设备的操作记录进行聚类分析，获取各家庭成员的操作喜好模型，并根据操作喜好模型以及识别装置的识别结果，对智能家居设备进行控制。
进一步的，所述身份识别模块包括人脸识别单元、声波识别单元，所述行动识别模块包括热释电传感器单元，所述人脸识别单元、声波识别单元、热释电传感器单元连接处理器单元；所述处理器单元还连接电源模块和网络模块，所述网络模块用于通过网络连接所述管理服务器。
更进一步的，所述声波识别单元包括声波接收器和信号放大滤波电路。
更进一步的，所述人脸识别单元包括用于人脸图像采集的高清摄像头。
进一步的，所述管理服务器包括存储模块、识别判断模块、聚类分析模块、控制模块，所述存储模块用于存储家庭成员的人脸图像以及声波信息，以及家庭成员的个人喜好信息和操作记录信息；所述识别判断模块根据识别装置收集的人脸图像、声波信息，与存储模块的信息比较，判断家庭成员的身份，并根据热释电传感器的信号，判断该家庭成员在房间的位置；所述聚类分析模块依据存储模块中的家庭成员的个人喜好信息和操作记录信息，通过聚类算法得到家庭成员的操作喜好模型；所述控制模块依据家庭成员身份、位置、操作喜好模型对相应的智能家居设备发送控制指令。
更进一步的，所述聚类算法为k-means算法。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明通过识别装置，能够实时收集房间中家庭成员的身份信息和行动位置信息，为智能家居设备的个性化控制提供即时信息；
(2)本发明通过聚类分析将家庭成员的操作喜好分别归类建立操作模型，根据即时信息提供对智能家居设备的个性化、自动化的操作控制。
附图说明
图1是本发明实施例的***结构示意图；
图2是本发明实施例的识别装置的结构框图；
图3是管理服务器的功能结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步说明。
本发明设置在安装有智能家居设备的家庭住房中，所述智能家居设备，可包括客厅的智能电视、智能音响，书房的电脑，厨房的智能厨具，卧室的电动窗帘、加湿器，各房间的灯具、空调等等。因此，本发明的智能家居管理***也是分布于各房间对各智能家居设备进行统一管理的方案。
如图1所示为本发明的***结构示意图，包括作为核心的管理服务器，以及每个房间布置一个的识别装置，识别装置向管理服务器提供房间中家庭成员的身份信息以及行动位置，管理服务器判断各房间的智能家居设备所需要进行的操作，并根据判断对智能家居设备的启闭进行控制。
如图2所示为本发明实施例中识别装置的结构框图，其中处理器使用STM32芯片，处理器连接电源模块和网络模块，所述电源模块为本识别装置供电，所述网络模块可为有线连接或无线连接，用于STM32芯片与管理服务器的通信。识别装置中，设有高清摄像头连接STM32芯片，高清摄像头作为人脸识别单元用于采集房间中人脸信息进行人脸识别；还设有微型麦克风，微型麦克风连接信号放大滤波电路，放大滤波电路连接STM32芯片；微型麦克风与信号放大滤波电路共同构成声波接收单元，用于接收房间中家庭成员的语音信息；与STM32芯片连接的还有热释电传感器，所述热释电传感器匹配有透镜，应用被动红外探测技术对房间中家庭成员的移动位置进行探测。
如图3所示，所述管理服务器包括存储模块、识别判断模块、聚类分析模块、控制模块，所述存储模块用于存储家庭成员的人脸图像以及声波信息，以及家庭成员的个人喜好信息和操作记录信息；所述识别判断模块根据识别装置收集的人脸图像、声波信息，与存储模块的信息比较，判断家庭成员的身份，并根据热释电传感器的信号，判断该家庭成员在房间的位置；所述聚类分析模块依据存储模块中的家庭成员的个人喜好信息和操作记录信息，通过聚类算法得到家庭成员的操作喜好模型；所述控制模块依据家庭成员身份、位置、操作喜好模型对相应的智能家居设备发送控制指令。
其中，家庭成员的个人喜好信息来源于管理服务器通过提问的形式进行信息采集，作为样本数据，通过样本数据将家庭成员划分为多种类别，如居家型，经常会对厨房的灯或者电饭煲等智能厨具进行操作；娱乐型，经常会对客厅中的电视和音响进行操作；工作型，经常会对书房中的电脑、灯光等进行操作。初步划分后，识别装置会采集不同时间段的不同家庭成员在不同房间内对各个智能家居设备的操作，将操作记录信息发送至管理服务器，聚类分析模块将操作记录信息作为数据样本，通过k-means算法，设置某时间段对某智能家居设备的操作数据作为条件，进行聚类处理，建立每个家庭成员的操作喜好模型。
当控制模块依据家庭成员身份、位置、操作喜好模型对相应的智能家居设备发送控制指令，识别装置继续采集家庭成员的下一步操作情况，发送给管理服务器，作为新的样本数据，更新操作喜好模型。
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 (6)

1.一种基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***，其特征在于，包括识别装置和管理服务器，所述识别装置为多个，每个房间设置一个，各识别装置通过网络连接所述管理服务器，所述管理服务器通过网络连接各智能家居设备；所述识别装置包括身份识别模块和行动识别模块，用于识别房间中家庭成员的身份以及行动位置；所述管理服务器根据家庭成员的个人喜好以及日常对家居设备的操作记录进行聚类分析，获取各家庭成员的操作喜好模型，并根据操作喜好模型以及识别装置的识别结果，对智能家居设备进行控制。
2.根据权利要求1所述的基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***，其特征在于，所述身份识别模块包括人脸识别单元、声波识别单元，所述行动识别模块包括热释电传感器单元，所述人脸识别单元、声波识别单元、热释电传感器单元连接处理器单元；所述处理器单元还连接电源模块和网络模块，所述网络模块用于通过网络连接所述管理服务器。
3.根据权利要求2所述的基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***，其特征在于，所述声波识别单元包括声波接收器和信号放大滤波电路。
4.根据权利要求2所述的基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***，其特征在于，所述人脸识别单元包括用于人脸图像采集的高清摄像头。
5.根据权利要求1所述的基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***，其特征在于，所述管理服务器包括存储模块、识别判断模块、聚类分析模块、控制模块，所述存储模块用于存储家庭成员的人脸图像以及声波信息，以及家庭成员的个人喜好信息和操作记录信息；所述识别判断模块根据识别装置收集的人脸图像、声波信息，与存储模块的信息比较，判断家庭成员的身份，并根据热释电传感器的信号，判断该家庭成员在房间的位置；所述聚类分析模块依据存储模块中的家庭成员的个人喜好信息和操作记录信息，通过聚类算法得到家庭成员的操作喜好模型；所述控制模块依据家庭成员身份、位置、操作喜好模型对相应的智能家居设备发送控制指令。
6.根据权利要求5所述的基于精准识别和聚类分析的智能家居管理***，其特征在于，所述聚类算法为k-means算法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113946127A (zh) * 2021-10-15 2022-01-18 南京工业大学 一种基于边缘计算技术的智能家居***
CN114740745A (zh) * 2022-04-25 2022-07-12 深圳市联合同创科技股份有限公司 一种智能家居控制方法及终端

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