跨平台智能家居联动系统技术方案

本申请提供一种跨平台智能家居联动系统。本申请在家具扶手或倚靠位置固定设置把套，并在把套表面设置若干弹簧针脚，利用弹簧针脚将把套中嵌入设置的皮肤电传感单元以及血氧传感单元所采集的传感信号输入至控制系统。本申请通过控制系统对皮肤电传感信号和血氧浓度传感信号进行信号状态检测，过滤有效范围外的传感信号，再利用SVM情绪分类器识别传感信号所对应的用户疲惫状态以及情绪状态，在用户处于疲惫或负面情绪时，保存检测数据并触发联动系统进行相应。本申请能够通过优化的支持向量机和情绪识别算法，准确、实时地监测用户疲劳状态和情绪状态并触发联动系统执行相应的调节机制。节机制。节机制。

【技术实现步骤摘要】
跨平台智能家居联动系统


[0001]本申请涉及智能家具
，具体而言涉及一种跨平台智能家居联动系统。

技术介绍

[0002]家居环境中通常设有家具以及照明设备、温控设备、音响设备、娱乐系统、交互语音系统等居家设备。现有的照明设备、温控设备、音响设备、娱乐系统、交互语音系统之间互不联通，无法根据用户实时生理状况联动调节。
[0003]为实现智能家居联动，现有技术中通常通过单一的总控模块根据用户触发信号或根据用户预先设置的执行时间而触发各照明设备、温控设备、音响设备、娱乐系统、交互语音系统之间联动切换各自工作状态。但是，这种联动交互方式过于单一，无法实时主动响应客户需求，且操作繁琐。

技术实现思路

[0004]本申请针对现有技术的不足，提供一种跨平台智能家居联动系统，本申请在家具扶手或倚靠位置设置内嵌入把套中的设置皮肤电信号和血样饱和度传感器，通过优化的支持向量机和情绪识别算法实时监测用户疲劳状态和情绪状态并相应触发调节家居设备的运行状态。本申请具体采用如下技术方案。
[0005]首先，为实现上述目的，提出一种跨平台智能家居联动系统跨平台智能家居联动系统，其包括：家具本体，其在扶手或倚靠位置的周向固定设置有把套，所述家具本体还在把套所覆盖的表面设置有若干弹簧针脚；所述把套中嵌入设置有皮肤电传感单元以及血氧传感单元，所述血氧传感单元安装于把套的外周表面，所述皮肤电传感单元安装于把套的内周表面，所述皮肤电传感单元以及血氧传感单元的信号连接线以及供电连接线分别通过所述弹簧针脚连接控制系统，向控制系统输出皮肤电传感单元所采集的皮肤电传感信号以及血氧传感单元所采集的血氧浓度传感信号；按钮，其设置在家具本体的联动模块上，与控制系统通信连接，用于响应于用户的触发而向控制系统反馈确认信号；所述控制系统中设置有：信号状态检测模块，其分别通过所述皮肤电传感单元、所述血氧传感单元的信号连接线，接收皮肤电传感信号以及血氧浓度传感信号，判断各传感信号是否处于有效范围，过滤有效范围外的传感信号；生理状态分析模块，其连接信号状态检测模块，接收有效范围内的传感信号，通过SVM情绪分类器识别传感信号所对应的用户疲惫状态以及情绪状态，在用户处于疲惫或负面情绪时，保存检测数据并触发联动模块的多平台接口切换家居设备运行状态；所述控制系统还响应于按钮的确认信号撤销对多平台接口切换家居设备运行状态的触发信号。
[0006]可选的，如上任一所述的跨平台智能家居联动系统，其中，所述多平台接口连接家居环境中的照明设备、温控设备、音响设备、娱乐系统、交互语音系统。
[0007]可选的，如上任一所述的跨平台智能家居联动系统，其中，所述把套包括：后部套体，其固定设置在家具本体的后侧，所述后部套体的后侧壁设置有血氧传感单元安装槽，血
氧传感单元安装槽内嵌入设置有血氧传感单元；前部套体，其固定设置在家具本体的前侧，并与后部套体固定连接，前部套体与后部套体合围并固定于家具本体的外周；所述前部套体与后部套体之间，还设置有对开安装槽，皮肤电传感器内嵌入设置在所述开安装槽中；所述皮肤电传感器及血氧传感单元至少部分地裸露于把套表面。
[0008]同时，为实现上述目的，本申请还提供一种基于皮肤电和血氧信号的生理状态监测方法，用于如上任一所述的跨平台智能家居联动系统，其步骤包括：在上电启动后分别接收皮肤电传感单元所采集的皮肤电传感信号以及血氧传感单元所采集的血氧浓度传感信号，判断各传感信号是否处于有效范围内，过滤有效范围外的传感信号；对有效范围内的皮肤电传感信号以及有效范围内的血氧浓度传感信号进行特征提取，将提取所得特征输入SVM情绪分类器进行生理状态分析，识别用户疲惫状态以及情绪状态，在用户处于疲惫或负面情绪时，保存检测数据并触发联动模块的多平台接口切换家居设备运行状态。
[0009]可选的，如上任一所述的基于皮肤电和血氧信号的生理状态监测方法，其中，对有效范围内的皮肤电传感信号以及有效范围内的血氧浓度传感信号进行特征提取时，具体所提取的用于输入SVM情绪分类器进行生理状态分析的各个特征由如下步骤确定：步骤s1，采集疲惫或负面情绪下的皮肤电样本信号和血氧浓度样本信号，对有效范围内的皮肤电样本信号以及有效范围内的血氧浓度传感信号进行低通滤波，并去除基线漂移，获得预处理信号；步骤s2，由预处理信号中提取多种类型的特征，构建特征集M；步骤s3，对特征集M中每一个特征分别进行标准化处理，消除各特征的个体差异，获得正态分布的数据样本，根据数据样本构建训练集其中，x∈R
D
,y∈{
‑
1,+1}，x
i
为第i个数据样本，N为数据样本总量，D为数据样本特征数，R
D
为特征空间，y∈{
‑
1,+1}为样本标记，表示数据样本是否对应用户处于疲惫或负面情绪；步骤s4，构建SVM情绪分类器，训练数据样本：将有效特征集合F
IN
初始化为包含训练集中全部特征，将排序集合P初始化为空，对有效特征集合F
IN
和排序集合P按照如下步骤迭代，直至有效特征集合F
IN
为空：计算有效特征集合F
IN
中各特征的成本函数，将成本函数最小的特征移出至排序集合P中，将有效特征集合F
IN
更新为剩余特征，继续以更新后的有效特征集合F
IN
和排序集合P进行迭代计算；步骤s5，对排序集合P中各特征采用步进法，筛选出每一步中使总体威尔克Lambda最小化的特征作为输入至SVM情绪分类器的特征。
[0010]可选的，如上任一所述的基于皮肤电和血氧信号的生理状态监测方法，其中，步骤s4中还分别在每一次根据成本函数对有效特征集合F
IN
和排序集合P进行迭代更新后，进一步采用SVM
‑
RFE
‑
CBR方法从更新后的排序集合P中筛除与标记特征Q高度相关的特征，并将筛除的特征调整至有效特征集合F
IN
中，以继续以筛除调整后的有效特征集合F
IN
和排序集合P进行迭代计算；其中，标记特征Q为根据成本函数更新所得的排序集合P中得分最高的特征。
[0011]可选的，如上任一所述的基于皮肤电和血氧信号的生理状态监测方法，其中，所述SVM情绪分类器按照以下步骤训练获得：步骤t1，判断数据样本的特征集合是否线性可分，在线性不可分的情况下先通过核函数将数据样本的特征空间映射至高维线性可分空间，然后跳转至步骤t2；在线性可分的情况下直接跳转至步骤t2；步骤t2，在数据样本特征集合所
对应的线性可分的特征空间R
D
中构建超平面f(x)＝w
T
·
x
i
+b，以为目标函数，以y
i
(w
T
x
i
+b)≥1,i＝1,2,
…
,n为约束条件求解获得能够使样本点到超平面的最小距离最大化的超平面f(x)＝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨平台智能家居联动系统，其特征在于，包括：家具本体(1)，其在扶手或倚靠位置的周向固定设置有把套(3)，所述家具本体(1)还在把套(3)所覆盖的表面设置有若干弹簧针脚；所述把套(3)中嵌入设置有皮肤电传感单元(4)以及血氧传感单元(5)，所述血氧传感单元(5)安装于把套(3)的外周表面，所述皮肤电传感单元(4)安装于把套(3)的内周表面，所述皮肤电传感单元(4)以及血氧传感单元(5)的信号连接线以及供电连接线分别通过所述弹簧针脚连接控制系统，向控制系统输出皮肤电传感单元(4)所采集的皮肤电传感信号以及血氧传感单元(5)所采集的血氧浓度传感信号；按钮(2)，其设置在家具本体(1)的联动模块上，与控制系统通信连接，用于响应于用户的触发而向控制系统反馈确认信号；所述控制系统中设置有：信号状态检测模块，其分别通过所述皮肤电传感单元(4)、所述血氧传感单元(5)的信号连接线，接收皮肤电传感信号以及血氧浓度传感信号，判断各传感信号是否处于有效范围，过滤有效范围外的传感信号；生理状态分析模块，其连接信号状态检测模块，接收有效范围内的传感信号，通过SVM情绪分类器识别传感信号所对应的用户疲惫状态以及情绪状态，在用户处于疲惫或负面情绪时，保存检测数据并触发联动模块的多平台接口切换家居设备运行状态；所述控制系统还响应于按钮的确认信号撤销对多平台接口切换家居设备运行状态的触发信号。2.如权利要求1所述的跨平台智能家居联动系统，其特征在于，所述多平台接口连接家居环境中的照明设备、温控设备、音响设备、娱乐系统、交互语音系统。3.如权利要求1所述的跨平台智能家居联动系统，其特征在于，所述把套(3)包括：后部套体，其固定设置在家具本体(1)的后侧，所述后部套体的后侧壁设置有血氧传感单元安装槽(305)，血氧传感单元安装槽(305)内嵌入设置有血氧传感单元(5)；前部套体，其固定设置在家具本体(1)的前侧，并与后部套体固定连接，前部套体与后部套体合围并固定于家具本体(1)的外周；所述前部套体与后部套体之间，还设置有对开安装槽(304)，皮肤电传感器(4)内嵌入设置在所述开安装槽(304)中；所述皮肤电传感器(4)及血氧传感单元(5)至少部分地裸露于把套(3)表面。4.一种基于皮肤电和血氧信号的生理状态监测方法，用于如权利要求1～4任一所述的跨平台智能家居联动系统，其特征在于，步骤包括：在上电启动后分别接收皮肤电传感单元(4)所采集的皮肤电传感信号以及血氧传感单元(5)所采集的血氧浓度传感信号，判断各传感信号是否处于有效范围内，过滤有效范围外的传感信号；对有效范围内的皮肤电传感信号以及有效范围内的血氧浓度传感信号进行特征提取，将提取所得特征输入SVM情绪分类器进行生理状态分析，识别用户疲惫状态以及情绪状态，在用户处于疲惫或负面情绪时，保存检测数据并触发联动模块的多平台接口切换家居设备运行状态。5.如权利要求4所述的基于皮肤电和血氧信号的生理状态监测方法，其特征在于，对有
效范围内的皮肤电传感信号以及有效范围内的血氧浓度传感信号进行特征提取时，具体所提取的用于输入SVM情绪分类器进行生理状态分析的各个特征由如下步骤确定：步骤s1，采集疲惫或负面情绪下的皮肤电样本信号和血氧浓度样本信号，对有效范围内的皮肤电样本信号以及有效范围内的血氧浓度传感信号进行低通滤波，并去除基线漂移，获得预处理信号；步骤s2，由预处理信号中提取多种类型的特征，构建特征集M；步骤s3，对特征集M中每一个特征分别进行标准化处理，消除各特征的个体差异，获得正态分布的数据样本，根据数据样本构建训练集其中，x∈R
D
,y∈{
‑
1,+1}，x
i
为第i个数据样本，N为数据样本总量，D为数据样本特征数，R
D
为特征空间，y∈{
‑
1,+1}为样本标记，表示数据样本是否对应用户处于疲惫或负面情绪；步骤s4，构建SVM情绪分类器，训练数据样本：将有效特征集合F
IN
初始化为包含训练集中全部特征，将排序集合P初始化为空，对有效特征集合F
IN
和排序集合P按照如下步骤迭代，直至有效特征集合F
IN
为空：计算有效特征集合F
IN
中各特征的成本函数，将成本函数最小的特征移出至排序集合P...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晔，
申请(专利权)人：上海万木生源家居有限公司，
类型：发明
国别省市：