CN112735078A - 物联网的智能家居管理方法和*** - Google Patents

物联网的智能家居管理方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了物联网的智能家居管理方法和***，其通过对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，并根据该烟雾浓度状态信息，确定家居室内环境对应的潜在起火位置区域，继而结合预处理后的环境图像确定潜在起火区域的火情状态信息，以此根据火情状态信息进行相应的物联网报警操作，同时还根据供电线路状态信息，判断电器设备的工作正常与否，最终根据判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作，这样能够对家居环境内部不同区域进行火情状态和供电线路工作状态的有效监控管理，从而及时地发现家居环境存在的各种安全隐患以及有效地提高家居环境的安全性和家居管理的自动化与智能化程度。

Description

物联网的智能家居管理方法和***
技术领域
本发明涉及智能家居的技术领域，特别涉及物联网的智能家居管理方法和***。
背景技术
目前，智能家居管理已经成为家居管理的一个重要发展方向，通过智能家居技术能够随时随地控制家居中电器设备、照明设备和其他配套设备，从而使家居环境能够根据住户的实际需要进行适应性的自动化调整。但是，现有技术的智能家居管理主要是针对家居环境中的电器设备等进行相应的调节控制，其并没有对家居环境内部不同区域进行火情状态和供电线路工作状态的有效监控管理，这不能及时地发现家居环境存在的各种安全隐患，以及无法有效地提高家居环境的安全性和家居管理的自动化与智能化程度。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供物联网的智能家居管理方法和***，其通过对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，以此分别获得关于该家居室内环境的环境图像、烟雾浓度状态信息和供电线路状态信息，并对该环境图像进行预处理，并根据该烟雾浓度状态信息，确定该家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的该环境图像中提取得到关于该潜在起火位置区域对应的区域图像，在对该区域图像进行分析处理，以此确定该潜在起火区域的火情状态信息，从而根据该火情状态信息进行相应的物联网报警操作，再根据该供电线路状态信息，确定该家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断该电器设备的工作正常与否，从而根据该判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作；可见，该物联网的智能家居管理方法和***通过对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，并根据该烟雾浓度状态信息，确定家居室内环境对应的潜在起火位置区域，继而结合预处理后的环境图像确定潜在起火区域的火情状态信息，以此根据火情状态信息进行相应的物联网报警操作，同时还根据供电线路状态信息，判断电器设备的工作正常与否，最终根据判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作，这样能够对家居环境内部不同区域进行火情状态和供电线路工作状态的有效监控管理，从而及时地发现家居环境存在的各种安全隐患以及有效地提高家居环境的安全性和家居管理的自动化与智能化程度。
本发明提供物联网的智能家居管理方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，以此分别获得关于所述家居室内环境的环境图像、烟雾浓度状态信息和供电线路状态信息，并对所述环境图像进行预处理；
步骤S2，根据所述烟雾浓度状态信息，确定所述家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的所述环境图像中提取得到关于所述潜在起火位置区域对应的区域图像，在对所述区域图像进行分析处理，以此确定所述潜在起火区域的火情状态信息，从而根据所述火情状态信息进行相应的物联网报警操作；
步骤S3，根据所述供电线路状态信息，确定所述家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断所述电器设备的工作正常与否，从而根据所述判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作；
进一步，在所述步骤S1中，对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，以此分别获得关于所述家居室内环境的环境图像、烟雾浓度状态信息和供电线路状态信息，并对所述环境图像进行预处理具体包括：
步骤S101，对所述家居室内环境进行扫描拍摄，以此获得关于所述家居室内环境不同区域的环境图像，并对所述环境图像依次进行图像背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此得到灰度化环境图像；
步骤S102，对所述家居室内环境进行分布式烟雾浓度检测，以此确定所述家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值；
步骤S103，对所述家居室内环境的供电线路进行电流检测，以此得到所述家居室内环境包含的电器设备对应连接的供电线路的实际电流值；
进一步，在所述步骤S102中，对所述家居室内环境进行分布式烟雾浓度检测，以此确定所述家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值具体包括：
将烟雾浓度检测装置分布安装在家居室内，以此得到家居室内对应的烟雾浓度值，并利用下面公式(1)，根据所述烟雾浓度检测装置检测到的烟雾浓度值得到所述家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值
Figure BDA0002856584470000031
在上述公式(1)，Pa表示家居室内环境第a个区域的烟雾浓度值，Fa表示家居室内环境第a个区域的烟雾扩散覆盖范围值，Ni表示第i个烟雾浓度检测装置检测到烟雾浓度值，i∈a表示第i个烟雾浓度检测装置属于家居室内环境第a个区域内，Di∈a表示第i个烟雾浓度检测装置是否在所述家居室内环境第a个区域的判定值，并且当所述第i个烟雾浓度检测装置在所述家居室内环境第a个区域内时Di∈a＝1、当所述第i个烟雾浓度检测装置不在所述家居室内环境第a个区域内时Di∈a＝0，n表示烟雾浓度检测装置的总个数，Sa表示家居室内环境第a个区域的区域面积，δ[]表示单位冲激函数、当括号内的值等于0时单位冲激函数的函数值为1，当括号内的值不等于0时单位冲激函数的函数值为0；
进一步，在所述步骤S2中，根据所述烟雾浓度状态信息，确定所述家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的所述环境图像中提取得到关于所述潜在起火位置区域对应的区域图像，在对所述区域图像进行分析处理，以此确定所述潜在起火区域的火情状态信息，从而根据所述火情状态信息进行相应的物联网报警操作具体包括：
步骤S201，将所述烟雾浓度值与预设烟雾浓度阈值进行比对以及将所述烟雾扩散覆盖范围值与预设烟雾扩散面积阈值进行比对，若所述烟雾浓度值超过所述预设烟雾浓度阈值且所述烟雾扩散覆盖范围值超过所述预设烟雾扩散面积阈值，则将所述家居室内环境对应的区域确定为潜在起火位置区域；
步骤S202，根据所述潜在起火位置区域在所述家居室内环境的位置信息，从所述灰度化环境图像中提取得到与所述位置信息相关的区域图像，并获取所述区域图像对应的图像纹理特征信息；
步骤S203，根据所述图像纹理特征信息，确定所述区域图像对应的图像纹理线条分布密度值，并将所述图像纹理线条分布密度值与预设纹理线条分布密度阈值进行比对，若所述图像纹理线条分布密度值大于或等于所述预设纹理线条分布密度阈值，则确定所述潜在起火区域确实发生火情，并将所述火情发生的位置信息通过物联网上传至云端以进行相应的报警操作；
进一步，在所述步骤S201中，将所述烟雾浓度值与预设烟雾浓度阈值进行比对以及将所述烟雾扩散覆盖范围值与预设烟雾扩散面积阈值进行比对，若所述烟雾浓度值超过所述预设烟雾浓度阈值且所述烟雾扩散覆盖范围值超过所述预设烟雾扩散面积阈值，则将所述家居室内环境对应的区域确定为潜在起火位置区域具体包括：
利用下面公式(2)，根据所述烟雾浓度值以及所述烟雾扩散覆盖范围值得到所述潜在起火位置区域，
Aa＝δ[u(Pa-P)+u(Fa-F)-2] (2)
在上述公式(2)中，Aa表示家居室内环境第a个区域为所述潜在起火位置区域的判定值，P表示预设烟雾浓度阈值，F表示预设烟雾扩散面积阈值，u()表示阶跃函数，当括号内的值大于等于0时阶跃函数的函数值为1，当括号内的值小于0时阶跃函数的函数值为0；
若Aa＝0，表示所述家居室内环境第a个区域不为所述潜在起火位置区域；
若Aa＝1，表示所述家居室内环境第a个区域为所述潜在起火位置区域；
以及，
在所述步骤S203，根据所述图像纹理特征信息，确定所述区域图像对应的图像纹理线条分布密度值具体包括：
通过下面公式(3)，对灰度化环境图像中提取得到与位置信息相关的区域图像得到区域图像对应的图像纹理特征信息，通过图像纹理特征信息，确定区域图像对应的图像纹理线条分布密度值ρ，
Figure BDA0002856584470000051
在上述公式(3)中，Hxy表示灰度化环境图像中提取得到与所述位置信息相关的区域图像对应的图像矩阵中第x行第y列像素点的灰度值，X表示灰度化环境图像中提取得到与所述位置信息相关的区域图像对应的图像矩阵中每一列像素点的个数，Y表示灰度化环境图像中提取得到与所述位置信息相关的区域图像对应的图像矩阵中每一行像素点的个数，δ[]表示单位冲激函数、当括号内的值等于0时单位冲激函数的函数值为1，当括号内的值不等于0时单位冲激函数的函数值为0；
进一步，在所述步骤S3中，根据所述供电线路状态信息，确定所述家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断所述电器设备的工作正常与否，从而根据所述判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作具体包括：
步骤S301，根据所述实际电流值，确定所述电器设备对应连接的供电线路中的实际供电电流变化值，并所述实际供电电流变化值与预设供电电流变化阈值进行比对，若所述实际供电电流变化值超过所述预设供电电流变化阈值，则确定所述电器设备处于异常工作状态，否则，确定所述电器设备处于正常工作状态；
步骤S302，通过物联网对处于异常工作状态的电器设备的类型信息和位置信息上传至云端并进行相应的断电切换操作。
本发明还提供物联网的智能家居管理***，其特征在于，其包括图像拍摄模块、烟雾浓度检测模块、供电线路状态检测模块、环境图像预处理模块、火情报警操作模块和供电状态切换模块；其中，
所述图像拍摄模块用于对家居室内环境进行拍摄，以此获得关于所述家居室内环境的环境图像；
所述烟雾浓度检测模块用于对家居室内环境进行烟雾浓度检测，以此获得关于所述家居室内环境的烟雾浓度状态信息；
所述供电线路状态检测模块用于对家居室内环境进行供电线路检测，以此获得关于所述家居室内环境的供电线路状态信息；
所述环境图像预处理模块用于对所述环境图像进行预处理；
所述火情报警操作模块用于根据所述烟雾浓度状态信息，确定所述家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的所述环境图像中提取得到关于所述潜在起火位置区域对应的区域图像，在对所述区域图像进行分析处理，以此确定所述潜在起火区域的火情状态信息，从而根据所述火情状态信息进行相应的物联网报警操作；
所述供电状态切换模块用于根据所述供电线路状态信息，确定所述家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断所述电器设备的工作正常与否，从而根据所述判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作；
进一步，所述图像拍摄模块对家居室内环境进行拍摄，以此获得关于所述家居室内环境的环境图像具体包括：
对所述家居室内环境进行扫描拍摄，以此获得关于所述家居室内环境不同区域的环境图像
以及，
所述烟雾浓度检测模块对家居室内环境进行烟雾浓度检测，以此获得关于所述家居室内环境的烟雾浓度状态信息具体包括：
对所述家居室内环境进行分布式烟雾浓度检测，以此确定所述家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值；
以及，
所述供电线路状态检测模块对家居室内环境进行供电线路检测，以此获得关于所述家居室内环境的供电线路状态信息具体包括：
对所述家居室内环境的供电线路进行电流检测，以此得到所述家居室内环境包含的电器设备对应连接的供电线路的实际电流值；
以及，
所述环境图像预处理模块对所述环境图像进行预处理具体包括：
对所述环境图像依次进行图像背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此得到灰度化环境图像；
进一步，所述火情报警操作模块根据所述烟雾浓度状态信息，确定所述家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的所述环境图像中提取得到关于所述潜在起火位置区域对应的区域图像，在对所述区域图像进行分析处理，以此确定所述潜在起火区域的火情状态信息，从而根据所述火情状态信息进行相应的物联网报警操作具体包括：
将所述烟雾浓度值与预设烟雾浓度阈值进行比对以及将所述烟雾扩散覆盖范围值与预设烟雾扩散面积阈值进行比对，若所述烟雾浓度值超过所述预设烟雾浓度阈值且所述烟雾扩散覆盖范围值超过所述预设烟雾扩散面积阈值，则将所述家居室内环境对应的区域确定为潜在起火位置区域；
并根据所述潜在起火位置区域在所述家居室内环境的位置信息，从所述灰度化环境图像中提取得到与所述位置信息相关的区域图像，并获取所述区域图像对应的图像纹理特征信息；
再根据所述图像纹理特征信息，确定所述区域图像对应的图像纹理线条分布密度值，并将所述图像纹理线条分布密度值与预设纹理线条分布密度阈值进行比对，若所述图像纹理线条分布密度值大于或等于所述预设纹理线条分布密度阈值，则确定所述潜在起火区域确实发生火情，并将所述火情发生的位置信息通过物联网上传至云端以进行相应的报警操作；
进一步，所述供电状态切换模块根据所述供电线路状态信息，确定所述家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断所述电器设备的工作正常与否，从而根据所述判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作具体包括：
根据所述实际电流值，确定所述电器设备对应连接的供电线路中的实际供电电流变化值，并所述实际供电电流变化值与预设供电电流变化阈值进行比对，若所述实际供电电流变化值超过所述预设供电电流变化阈值，则确定所述电器设备处于异常工作状态，否则，确定所述电器设备处于正常工作状态；
再通过物联网对处于异常工作状态的电器设备的类型信息和位置信息上传至云端并进行相应的断电切换操作。
相比于现有技术，该物联网的智能家居管理方法和***通过对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，以此分别获得关于该家居室内环境的环境图像、烟雾浓度状态信息和供电线路状态信息，并对该环境图像进行预处理，并根据该烟雾浓度状态信息，确定该家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的该环境图像中提取得到关于该潜在起火位置区域对应的区域图像，在对该区域图像进行分析处理，以此确定该潜在起火区域的火情状态信息，从而根据该火情状态信息进行相应的物联网报警操作，再根据该供电线路状态信息，确定该家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断该电器设备的工作正常与否，从而根据该判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作；可见，该物联网的智能家居管理方法和***通过对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，并根据该烟雾浓度状态信息，确定家居室内环境对应的潜在起火位置区域，继而结合预处理后的环境图像确定潜在起火区域的火情状态信息，以此根据火情状态信息进行相应的物联网报警操作，同时还根据供电线路状态信息，判断电器设备的工作正常与否，最终根据判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作，这样能够对家居环境内部不同区域进行火情状态和供电线路工作状态的有效监控管理，从而及时地发现家居环境存在的各种安全隐患以及有效地提高家居环境的安全性和家居管理的自动化与智能化程度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
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为本发明提供的物联网的智能家居管理方法的流程示意图。
图2为本发明提供的物联网的智能家居管理***的结构示意图。
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。
参阅图1，为本发明实施例提供的物联网的智能家居管理方法的流程示意图。该物联网的智能家居管理方法包括如下步骤：
步骤S1，对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，以此分别获得关于该家居室内环境的环境图像、烟雾浓度状态信息和供电线路状态信息，并对该环境图像进行预处理；
步骤S2，根据该烟雾浓度状态信息，确定该家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的该环境图像中提取得到关于该潜在起火位置区域对应的区域图像，在对该区域图像进行分析处理，以此确定该潜在起火区域的火情状态信息，从而根据该火情状态信息进行相应的物联网报警操作；
步骤S3，根据该供电线路状态信息，确定该家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断该电器设备的工作正常与否，从而根据该判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作。
上述技术方案的有益效果为：该物联网的智能家居管理方法通过对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，并根据该烟雾浓度状态信息，确定家居室内环境对应的潜在起火位置区域，继而结合预处理后的环境图像确定潜在起火区域的火情状态信息，以此根据火情状态信息进行相应的物联网报警操作，同时还根据供电线路状态信息，判断电器设备的工作正常与否，最终根据判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作，这样能够对家居环境内部不同区域进行火情状态和供电线路工作状态的有效监控管理，从而及时地发现家居环境存在的各种安全隐患以及有效地提高家居环境的安全性和家居管理的自动化与智能化程度。
优选地，在该步骤S1中，对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，以此分别获得关于该家居室内环境的环境图像、烟雾浓度状态信息和供电线路状态信息，并对该环境图像进行预处理具体包括：
步骤S101，对该家居室内环境进行扫描拍摄，以此获得关于该家居室内环境不同区域的环境图像，并对该环境图像依次进行图像背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此得到灰度化环境图像；
步骤S102，对该家居室内环境进行分布式烟雾浓度检测，以此确定该家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值；
步骤S103，对该家居室内环境的供电线路进行电流检测，以此得到该家居室内环境包含的电器设备对应连接的供电线路的实际电流值。
上述技术方案的有益效果为：通过对该家居室内环境进行扫描拍摄、分布式烟雾浓度检测和供电线路进行电流检测，能够快速地和准确地获得该家居是被环境不同区域的环境图像、烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值，以及家居室内环境所有电器设备对应连接的供电线路的实际电流值，从而为后续对家居室内环境进行火情状态和用电安全状态评价提供可靠的数据支撑。
优选地，在该步骤S102中，对该家居室内环境进行分布式烟雾浓度检测，以此确定该家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值具体包括：
将烟雾浓度检测装置分布安装在家居室内，以此得到家居室内对应的烟雾浓度值，并利用下面公式(1)，根据该烟雾浓度检测装置检测到的烟雾浓度值得到该家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值
Figure BDA0002856584470000111
在上述公式(1)，Pa表示家居室内环境第a个区域的烟雾浓度值，Fa表示家居室内环境第a个区域的烟雾扩散覆盖范围值，Ni表示第i个烟雾浓度检测装置检测到烟雾浓度值，i∈a表示第i个烟雾浓度检测装置属于家居室内环境第a个区域内，Di∈a表示第i个烟雾浓度检测装置是否在该家居室内环境第a个区域的判定值，并且当该第i个烟雾浓度检测装置在该家居室内环境第a个区域内时Di∈a＝1、当该第i个烟雾浓度检测装置不在该家居室内环境第a个区域内时Di∈a＝0，n表示烟雾浓度检测装置的总个数，Sa表示家居室内环境第a个区域的区域面积，δ[]表示单位冲激函数、当括号内的值等于0时单位冲激函数的函数值为1，当括号内的值不等于0时单位冲激函数的函数值为0。
上述技术方案的有益效果为：利用公式(1)根据烟雾浓度检测装置检测到的烟雾浓度值得到家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值，从而根据烟雾浓度检测装置的检测情况准确的分析计算出家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值。
优选地，在该步骤S2中，根据该烟雾浓度状态信息，确定该家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的该环境图像中提取得到关于该潜在起火位置区域对应的区域图像，在对该区域图像进行分析处理，以此确定该潜在起火区域的火情状态信息，从而根据该火情状态信息进行相应的物联网报警操作具体包括：
步骤S201，将该烟雾浓度值与预设烟雾浓度阈值进行比对以及将该烟雾扩散覆盖范围值与预设烟雾扩散面积阈值进行比对，若该烟雾浓度值超过该预设烟雾浓度阈值且该烟雾扩散覆盖范围值超过该预设烟雾扩散面积阈值，则将该家居室内环境对应的区域确定为潜在起火位置区域；
步骤S202，根据该潜在起火位置区域在该家居室内环境的位置信息，从该灰度化环境图像中提取得到与该位置信息相关的区域图像，并获取该区域图像对应的图像纹理特征信息；
步骤S203，根据该图像纹理特征信息，确定该区域图像对应的图像纹理线条分布密度值，并将该图像纹理线条分布密度值与预设纹理线条分布密度阈值进行比对，若该图像纹理线条分布密度值大于或等于该预设纹理线条分布密度阈值，则确定该潜在起火区域确实发生火情，并将该火情发生的位置信息通过物联网上传至云端以进行相应的报警操作。
上述技术方案的有益效果为：由于当家居室内环境的某一区域发生火情时，该区域的室内温度会相应上升，这会导致该区域对应图像的图像纹理线条分布密度值会变大，这样通过将该区域对应图像的图像纹理线条分布密度值与预设纹理线条分布密度阈值进行比对，即可准确地确定该潜在起火区域是否发生火情，以便于将该火情发生的位置信息通过物联网上传至云端以进行相应的报警操作，从而提高家居室内环境的防火安全性。
优选地，在该步骤S201中，将该烟雾浓度值与预设烟雾浓度阈值进行比对以及将该烟雾扩散覆盖范围值与预设烟雾扩散面积阈值进行比对，若该烟雾浓度值超过该预设烟雾浓度阈值且该烟雾扩散覆盖范围值超过该预设烟雾扩散面积阈值，则将该家居室内环境对应的区域确定为潜在起火位置区域具体包括：
利用下面公式(2)，根据该烟雾浓度值以及该烟雾扩散覆盖范围值得到该潜在起火位置区域，
Aa＝δ[u(Pa-P)+u(Fa-F)-2] (2)
在上述公式(2)中，Aa表示家居室内环境第a个区域为该潜在起火位置区域的判定值，P表示预设烟雾浓度阈值，F表示预设烟雾扩散面积阈值，u()表示阶跃函数，当括号内的值大于等于0时阶跃函数的函数值为1，当括号内的值小于0时阶跃函数的函数值为0；
若Aa＝0，表示该家居室内环境第a个区域不为该潜在起火位置区域；
若Aa＝1，表示该家居室内环境第a个区域为该潜在起火位置区域；
以及，
在该步骤S203，根据该图像纹理特征信息，确定该区域图像对应的图像纹理线条分布密度值具体包括：
通过下面公式(3)，对灰度化环境图像中提取得到与位置信息相关的区域图像得到区域图像对应的图像纹理特征信息，通过图像纹理特征信息，确定区域图像对应的图像纹理线条分布密度值ρ，
Figure BDA0002856584470000141
在上述公式(3)中，Hxy表示灰度化环境图像中提取得到与该位置信息相关的区域图像对应的图像矩阵中第x行第y列像素点的灰度值，X表示灰度化环境图像中提取得到与该位置信息相关的区域图像对应的图像矩阵中每一列像素点的个数，Y表示灰度化环境图像中提取得到与该位置信息相关的区域图像对应的图像矩阵中每一行像素点的个数，δ[]表示单位冲激函数、当括号内的值等于0时单位冲激函数的函数值为1，当括号内的值不等于0时单位冲激函数的函数值为0。
上述技术方案的有益效果为：利用公式(2)根据烟雾浓度值以及烟雾扩散覆盖范围值得到潜在起火位置区域，从而将潜在起火位置区域准确定位，保证***的准确性以及可靠性；最后利用公式(3)利用灰度化环境图像中提取得到与位置信息相关的区域图像得到区域图像对应的图像纹理特征信息，通过图像纹理特征信息，确定区域图像对应的图像纹理线条分布密度值，从而进一步的根据区域图像对应的图像纹理线条分布密度值与预设纹理线条分布密度阈值进行比对，保证***的准确性以及稳定性。
优选地，在该步骤S3中，根据该供电线路状态信息，确定该家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断该电器设备的工作正常与否，从而根据该判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作具体包括：
步骤S301，根据该实际电流值，确定该电器设备对应连接的供电线路中的实际供电电流变化值，并该实际供电电流变化值与预设供电电流变化阈值进行比对，若该实际供电电流变化值超过该预设供电电流变化阈值，则确定该电器设备处于异常工作状态，否则，确定该电器设备处于正常工作状态；
步骤S302，通过物联网对处于异常工作状态的电器设备的类型信息和位置信息上传至云端并进行相应的断电切换操作。
上述技术方案的有益效果为：当家居室内环境的供电线路存在异常，其对电器设备的供电电流会发生较大的幅值变化，这样将该电器设备对应连接的供电线路中的实际供电电流变化值与预设供电电流变化阈值进行比对，能够准确地确定该电器设备的工作状态是否正常并进行相应的断电切换操作，从而提高家居室内环境的用电安全性。
参阅图2，为本发明实施例提供的物联网的智能家居管理***的结构示意图。该物联网的智能家居管理***包括图像拍摄模块、烟雾浓度检测模块、供电线路状态检测模块、环境图像预处理模块、火情报警操作模块和供电状态切换模块；其中，
该图像拍摄模块用于对家居室内环境进行拍摄，以此获得关于该家居室内环境的环境图像；
该烟雾浓度检测模块用于对家居室内环境进行烟雾浓度检测，以此获得关于该家居室内环境的烟雾浓度状态信息；
该供电线路状态检测模块用于对家居室内环境进行供电线路检测，以此获得关于该家居室内环境的供电线路状态信息；
该环境图像预处理模块用于对该环境图像进行预处理；
该火情报警操作模块用于根据该烟雾浓度状态信息，确定该家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的该环境图像中提取得到关于该潜在起火位置区域对应的区域图像，在对该区域图像进行分析处理，以此确定该潜在起火区域的火情状态信息，从而根据该火情状态信息进行相应的物联网报警操作；
该供电状态切换模块用于根据该供电线路状态信息，确定该家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断该电器设备的工作正常与否，从而根据该判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作。
上述技术方案的有益效果为：该物联网的智能家居管理***通过对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，并根据该烟雾浓度状态信息，确定家居室内环境对应的潜在起火位置区域，继而结合预处理后的环境图像确定潜在起火区域的火情状态信息，以此根据火情状态信息进行相应的物联网报警操作，同时还根据供电线路状态信息，判断电器设备的工作正常与否，最终根据判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作，这样能够对家居环境内部不同区域进行火情状态和供电线路工作状态的有效监控管理，从而及时地发现家居环境存在的各种安全隐患以及有效地提高家居环境的安全性和家居管理的自动化与智能化程度。
优选地，该图像拍摄模块对家居室内环境进行拍摄，以此获得关于该家居室内环境的环境图像具体包括：
对该家居室内环境进行扫描拍摄，以此获得关于该家居室内环境不同区域的环境图像
以及，
该烟雾浓度检测模块对家居室内环境进行烟雾浓度检测，以此获得关于该家居室内环境的烟雾浓度状态信息具体包括：
对该家居室内环境进行分布式烟雾浓度检测，以此确定该家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值；
以及，
该供电线路状态检测模块对家居室内环境进行供电线路检测，以此获得关于该家居室内环境的供电线路状态信息具体包括：
对该家居室内环境的供电线路进行电流检测，以此得到该家居室内环境包含的电器设备对应连接的供电线路的实际电流值；
以及，
该环境图像预处理模块对该环境图像进行预处理具体包括：
对该环境图像依次进行图像背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此得到灰度化环境图像。
上述技术方案的有益效果为：通过对该家居室内环境进行扫描拍摄、分布式烟雾浓度检测和供电线路进行电流检测，能够快速地和准确地获得该家居是被环境不同区域的环境图像、烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值，以及家居室内环境所有电器设备对应连接的供电线路的实际电流值，从而为后续对家居室内环境进行火情状态和用电安全状态评价提供可靠的数据支撑。
优选地，该火情报警操作模块根据该烟雾浓度状态信息，确定该家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的该环境图像中提取得到关于该潜在起火位置区域对应的区域图像，在对该区域图像进行分析处理，以此确定该潜在起火区域的火情状态信息，从而根据该火情状态信息进行相应的物联网报警操作具体包括：
将该烟雾浓度值与预设烟雾浓度阈值进行比对以及将该烟雾扩散覆盖范围值与预设烟雾扩散面积阈值进行比对，若该烟雾浓度值超过该预设烟雾浓度阈值且该烟雾扩散覆盖范围值超过该预设烟雾扩散面积阈值，则将该家居室内环境对应的区域确定为潜在起火位置区域；
并根据该潜在起火位置区域在该家居室内环境的位置信息，从该灰度化环境图像中提取得到与该位置信息相关的区域图像，并获取该区域图像对应的图像纹理特征信息；
再根据该图像纹理特征信息，确定该区域图像对应的图像纹理线条分布密度值，并将该图像纹理线条分布密度值与预设纹理线条分布密度阈值进行比对，若该图像纹理线条分布密度值大于或等于该预设纹理线条分布密度阈值，则确定该潜在起火区域确实发生火情，并将该火情发生的位置信息通过物联网上传至云端以进行相应的报警操作。
上述技术方案的有益效果为：由于当家居室内环境的某一区域发生火情时，该区域的室内温度会相应上升，这会导致该区域对应图像的图像纹理线条分布密度值会变大，这样通过将该区域对应图像的图像纹理线条分布密度值与预设纹理线条分布密度阈值进行比对，即可准确地确定该潜在起火区域是否发生火情，以便于将该火情发生的位置信息通过物联网上传至云端以进行相应的报警操作，从而提高家居室内环境的防火安全性。
优选地，该供电状态切换模块根据该供电线路状态信息，确定该家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断该电器设备的工作正常与否，从而根据该判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作具体包括：
根据该实际电流值，确定该电器设备对应连接的供电线路中的实际供电电流变化值，并该实际供电电流变化值与预设供电电流变化阈值进行比对，若该实际供电电流变化值超过该预设供电电流变化阈值，则确定该电器设备处于异常工作状态，否则，确定该电器设备处于正常工作状态；
再通过物联网对处于异常工作状态的电器设备的类型信息和位置信息上传至云端并进行相应的断电切换操作。
上述技术方案的有益效果为：当家居室内环境的供电线路存在异常，其对电器设备的供电电流会发生较大的幅值变化，这样将该电器设备对应连接的供电线路中的实际供电电流变化值与预设供电电流变化阈值进行比对，能够准确地确定该电器设备的工作状态是否正常并进行相应的断电切换操作，从而提高家居室内环境的用电安全性。
从上述实施例的内容可知，该物联网的智能家居管理方法和***通过对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，以此分别获得关于该家居室内环境的环境图像、烟雾浓度状态信息和供电线路状态信息，并对该环境图像进行预处理，并根据该烟雾浓度状态信息，确定该家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的该环境图像中提取得到关于该潜在起火位置区域对应的区域图像，在对该区域图像进行分析处理，以此确定该潜在起火区域的火情状态信息，从而根据该火情状态信息进行相应的物联网报警操作，再根据该供电线路状态信息，确定该家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断该电器设备的工作正常与否，从而根据该判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作；可见，该物联网的智能家居管理方法和***通过对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，并根据该烟雾浓度状态信息，确定家居室内环境对应的潜在起火位置区域，继而结合预处理后的环境图像确定潜在起火区域的火情状态信息，以此根据火情状态信息进行相应的物联网报警操作，同时还根据供电线路状态信息，判断电器设备的工作正常与否，最终根据判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作，这样能够对家居环境内部不同区域进行火情状态和供电线路工作状态的有效监控管理，从而及时地发现家居环境存在的各种安全隐患以及有效地提高家居环境的安全性和家居管理的自动化与智能化程度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.物联网的智能家居管理方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，以此分别获得关于所述家居室内环境的环境图像、烟雾浓度状态信息和供电线路状态信息，并对所述环境图像进行预处理；
步骤S2，根据所述烟雾浓度状态信息，确定所述家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的所述环境图像中提取得到关于所述潜在起火位置区域对应的区域图像，在对所述区域图像进行分析处理，以此确定所述潜在起火区域的火情状态信息，从而根据所述火情状态信息进行相应的物联网报警操作；
步骤S3，根据所述供电线路状态信息，确定所述家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断所述电器设备的工作正常与否，从而根据所述判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作。
2.如权利要求1所述的物联网的智能家居管理方法，其特征在于：
在所述步骤S1中，对家居室内环境进行拍摄、烟雾浓度检测和供电线路检测，以此分别获得关于所述家居室内环境的环境图像、烟雾浓度状态信息和供电线路状态信息，并对所述环境图像进行预处理具体包括：
步骤S101，对所述家居室内环境进行扫描拍摄，以此获得关于所述家居室内环境不同区域的环境图像，并对所述环境图像依次进行图像背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此得到灰度化环境图像；
步骤S102，对所述家居室内环境进行分布式烟雾浓度检测，以此确定所述家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值；
步骤S103，对所述家居室内环境的供电线路进行电流检测，以此得到所述家居室内环境包含的电器设备对应连接的供电线路的实际电流值。
3.如权利要求2所述的物联网的智能家居管理方法，其特征在于：
在所述步骤S102中，对所述家居室内环境进行分布式烟雾浓度检测，以此确定所述家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值具体包括：
将烟雾浓度检测装置分布安装在家居室内，以此得到家居室内对应的烟雾浓度值，并利用下面公式(1)，根据所述烟雾浓度检测装置检测到的烟雾浓度值得到所述家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值
Figure FDA0002856584460000021
在上述公式(1)，Pa表示家居室内环境第a个区域的烟雾浓度值，Fa表示家居室内环境第a个区域的烟雾扩散覆盖范围值，Ni表示第i个烟雾浓度检测装置检测到烟雾浓度值，i∈a表示第i个烟雾浓度检测装置属于家居室内环境第a个区域内，Di∈a表示第i个烟雾浓度检测装置是否在所述家居室内环境第a个区域的判定值，并且当所述第i个烟雾浓度检测装置在所述家居室内环境第a个区域内时Di∈a＝1、当所述第i个烟雾浓度检测装置不在所述家居室内环境第a个区域内时Di∈a＝0，n表示烟雾浓度检测装置的总个数，Sa表示家居室内环境第a个区域的区域面积，δ[]表示单位冲激函数、当括号内的值等于0时单位冲激函数的函数值为1，当括号内的值不等于0时单位冲激函数的函数值为0。
4.如权利要求3所述的物联网的智能家居管理方法，其特征在于：
在所述步骤S2中，根据所述烟雾浓度状态信息，确定所述家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的所述环境图像中提取得到关于所述潜在起火位置区域对应的区域图像，在对所述区域图像进行分析处理，以此确定所述潜在起火区域的火情状态信息，从而根据所述火情状态信息进行相应的物联网报警操作具体包括：
步骤S201，将所述烟雾浓度值与预设烟雾浓度阈值进行比对以及将所述烟雾扩散覆盖范围值与预设烟雾扩散面积阈值进行比对，若所述烟雾浓度值超过所述预设烟雾浓度阈值且所述烟雾扩散覆盖范围值超过所述预设烟雾扩散面积阈值，则将所述家居室内环境对应的区域确定为潜在起火位置区域；
步骤S202，根据所述潜在起火位置区域在所述家居室内环境的位置信息，从所述灰度化环境图像中提取得到与所述位置信息相关的区域图像，并获取所述区域图像对应的图像纹理特征信息；
步骤S203，根据所述图像纹理特征信息，确定所述区域图像对应的图像纹理线条分布密度值，并将所述图像纹理线条分布密度值与预设纹理线条分布密度阈值进行比对，若所述图像纹理线条分布密度值大于或等于所述预设纹理线条分布密度阈值，则确定所述潜在起火区域确实发生火情，并将所述火情发生的位置信息通过物联网上传至云端以进行相应的报警操作。
5.如权利要求4所述的物联网的智能家居管理方法，其特征在于：
在所述步骤S201中，将所述烟雾浓度值与预设烟雾浓度阈值进行比对以及将所述烟雾扩散覆盖范围值与预设烟雾扩散面积阈值进行比对，若所述烟雾浓度值超过所述预设烟雾浓度阈值且所述烟雾扩散覆盖范围值超过所述预设烟雾扩散面积阈值，则将所述家居室内环境对应的区域确定为潜在起火位置区域具体包括：
利用下面公式(2)，根据所述烟雾浓度值以及所述烟雾扩散覆盖范围值得到所述潜在起火位置区域，
Aa＝δ[u(Pa-P)+u(Fa-F)-2] (2)
在上述公式(2)中，Aa表示家居室内环境第a个区域为所述潜在起火位置区域的判定值，P表示预设烟雾浓度阈值，F表示预设烟雾扩散面积阈值，u()表示阶跃函数，当括号内的值大于等于0时阶跃函数的函数值为1，当括号内的值小于0时阶跃函数的函数值为0；
若Aa＝0，表示所述家居室内环境第a个区域不为所述潜在起火位置区域；
若Aa＝1，表示所述家居室内环境第a个区域为所述潜在起火位置区域；以及，
在所述步骤S203，根据所述图像纹理特征信息，确定所述区域图像对应的图像纹理线条分布密度值具体包括：
通过下面公式(3)，对灰度化环境图像中提取得到与位置信息相关的区域图像得到区域图像对应的图像纹理特征信息，通过图像纹理特征信息，确定区域图像对应的图像纹理线条分布密度值ρ，
Figure FDA0002856584460000041
在上述公式(3)中，Hxy表示灰度化环境图像中提取得到与所述位置信息相关的区域图像对应的图像矩阵中第x行第y列像素点的灰度值，X表示灰度化环境图像中提取得到与所述位置信息相关的区域图像对应的图像矩阵中每一列像素点的个数，Y表示灰度化环境图像中提取得到与所述位置信息相关的区域图像对应的图像矩阵中每一行像素点的个数，δ[]表示单位冲激函数、当括号内的值等于0时单位冲激函数的函数值为1，当括号内的值不等于0时单位冲激函数的函数值为0。
6.如权利要求5所述的物联网的智能家居管理方法，其特征在于：
在所述步骤S3中，根据所述供电线路状态信息，确定所述家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断所述电器设备的工作正常与否，从而根据所述判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作具体包括：
步骤S301，根据所述实际电流值，确定所述电器设备对应连接的供电线路中的实际供电电流变化值，并所述实际供电电流变化值与预设供电电流变化阈值进行比对，若所述实际供电电流变化值超过所述预设供电电流变化阈值，则确定所述电器设备处于异常工作状态，否则，确定所述电器设备处于正常工作状态；
步骤S302，通过物联网对处于异常工作状态的电器设备的类型信息和位置信息上传至云端并进行相应的断电切换操作。
7.物联网的智能家居管理***，其特征在于，其包括图像拍摄模块、烟雾浓度检测模块、供电线路状态检测模块、环境图像预处理模块、火情报警操作模块和供电状态切换模块；其中，
所述图像拍摄模块用于对家居室内环境进行拍摄，以此获得关于所述家居室内环境的环境图像；
所述烟雾浓度检测模块用于对家居室内环境进行烟雾浓度检测，以此获得关于所述家居室内环境的烟雾浓度状态信息；
所述供电线路状态检测模块用于对家居室内环境进行供电线路检测，以此获得关于所述家居室内环境的供电线路状态信息；
所述环境图像预处理模块用于对所述环境图像进行预处理；
所述火情报警操作模块用于根据所述烟雾浓度状态信息，确定所述家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的所述环境图像中提取得到关于所述潜在起火位置区域对应的区域图像，在对所述区域图像进行分析处理，以此确定所述潜在起火区域的火情状态信息，从而根据所述火情状态信息进行相应的物联网报警操作；
所述供电状态切换模块用于根据所述供电线路状态信息，确定所述家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断所述电器设备的工作正常与否，从而根据所述判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作。
8.如权利要求7所述的物联网的智能家居管理***，其特征在于：
所述图像拍摄模块对家居室内环境进行拍摄，以此获得关于所述家居室内环境的环境图像具体包括：
对所述家居室内环境进行扫描拍摄，以此获得关于所述家居室内环境不同区域的环境图像
以及，
所述烟雾浓度检测模块对家居室内环境进行烟雾浓度检测，以此获得关于所述家居室内环境的烟雾浓度状态信息具体包括：
对所述家居室内环境进行分布式烟雾浓度检测，以此确定所述家居室内环境不同区域的烟雾浓度值和烟雾扩散覆盖范围值；
以及，
所述供电线路状态检测模块对家居室内环境进行供电线路检测，以此获得关于所述家居室内环境的供电线路状态信息具体包括：
对所述家居室内环境的供电线路进行电流检测，以此得到所述家居室内环境包含的电器设备对应连接的供电线路的实际电流值；
以及，
所述环境图像预处理模块对所述环境图像进行预处理具体包括：
对所述环境图像依次进行图像背景噪声降噪滤波处理和像素灰度化转换处理，以此得到灰度化环境图像。
9.如权利要求8所述的物联网的智能家居管理***，其特征在于：
所述火情报警操作模块根据所述烟雾浓度状态信息，确定所述家居室内环境对应的潜在起火位置区域，并从预处理后的所述环境图像中提取得到关于所述潜在起火位置区域对应的区域图像，在对所述区域图像进行分析处理，以此确定所述潜在起火区域的火情状态信息，从而根据所述火情状态信息进行相应的物联网报警操作具体包括：
将所述烟雾浓度值与预设烟雾浓度阈值进行比对以及将所述烟雾扩散覆盖范围值与预设烟雾扩散面积阈值进行比对，若所述烟雾浓度值超过所述预设烟雾浓度阈值且所述烟雾扩散覆盖范围值超过所述预设烟雾扩散面积阈值，则将所述家居室内环境对应的区域确定为潜在起火位置区域；
并根据所述潜在起火位置区域在所述家居室内环境的位置信息，从所述灰度化环境图像中提取得到与所述位置信息相关的区域图像，并获取所述区域图像对应的图像纹理特征信息；
再根据所述图像纹理特征信息，确定所述区域图像对应的图像纹理线条分布密度值，并将所述图像纹理线条分布密度值与预设纹理线条分布密度阈值进行比对，若所述图像纹理线条分布密度值大于或等于所述预设纹理线条分布密度阈值，则确定所述潜在起火区域确实发生火情，并将所述火情发生的位置信息通过物联网上传至云端以进行相应的报警操作。
10.如权利要求9所述的物联网的智能家居管理***，其特征在于：
所述供电状态切换模块根据所述供电线路状态信息，确定所述家居室内环境中不同电器设备的实际用电状态信息，以此判断所述电器设备的工作正常与否，从而根据所述判断结果进行相应的物联网供电状态切换操作具体包括：
根据所述实际电流值，确定所述电器设备对应连接的供电线路中的实际供电电流变化值，并所述实际供电电流变化值与预设供电电流变化阈值进行比对，若所述实际供电电流变化值超过所述预设供电电流变化阈值，则确定所述电器设备处于异常工作状态，否则，确定所述电器设备处于正常工作状态；
再通过物联网对处于异常工作状态的电器设备的类型信息和位置信息上传至云端并进行相应的断电切换操作。
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