一种基于物联网的智慧家庭照明控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的智慧家庭照明控制系统及方法，属于智能照明技术领域。本发明专利技术系统包括数据采集与分析模块、历史图像数据获取与处理模块、实时图像数据处理与匹配模块、用户调节数据收集与处理模块以及自动化控制模块；所述数据采集与分析模块获取历史数据；所述历史图像数据获取与处理模块负责获取用户的历史图像数据，生成照明方案；所述实时图像数据处理与匹配模块用于获取用户的实时图像数据，并与历史图像数据进行比对和匹配；所述用户调节数据收集与处理模块负责收集用户对照明方案的调节数据，智能地调节和更新照明方案；所述自动化控制模块通过与照明设备进行通信和控制，实现智能化的家庭照明控制。实现智能化的家庭照明控制。实现智能化的家庭照明控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的智慧家庭照明控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能照明
，具体为一种基于物联网的智慧家庭照明控制系统及方法。

技术介绍

[0002]传统的家庭照明系统通常仅包括开关用于控制灯光的开启和关闭。然而，随着物联网技术的快速发展，智慧家庭照明控制系统正在逐渐取代传统的照明方式，为用户带来更智能化、高效节能的照明体验。
[0003]现有技术中虽然存在一些方法用于智慧家庭照明控制系统，但仍旧存在以下问题：在现有的照明系统中，照明设备通常是按照固定时间段或远程控制进行工作，而无法根据实际需要提供个性化的照明方案；在现有的照明系统中，通常只提供基本人工设定的照明方案，无法根据用户的要求进行自动更新照明方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的智慧家庭照明控制系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于物联网的智慧家庭照明控制方法，方法包括以下步骤：S100.利用光线传感器采集每个房间的光照强度值，获取用户家庭的照明数据，通过分析每个房间的光照强度值和照明数据分别得到相对应房间的照明阈值Q；所述照明数据是指用户家庭开启照明设备对应的照明时间点；S200.获取每个房间的用户家庭成员的历史图像数据和照明设备数据，基于历史图像数据和照明设备数据，从中提取用户家庭成员活动模式和照明习惯，生成不同活动模式下的照明方案；照明设备数据包括各个照明设备的编号和状态；S300.获取用户家庭成员的实时图像数据，计算实时图像数据与历史图像数据的相似度，根据计算结果，得到实时图像数据的用户家庭成员活动模式，并对当前活动模式进行自动匹配步骤S200中的照明方案；S400.收集用户家庭成员对照明方案的调节数据，计算调节后的照明方案与调节前的照明方案的偏差值，针对偏差值对照明方案进行相应的处理。
[0006]对于上述内容提及的用户家庭成员图像数据的获取需要由用户进行授权才可以进行采集，在用户使用照明控制系统时，提供相应的安全协议。
[0007]进一步的，步骤S100包括：S101.针对每个房间，获取选定周期内的房间的光照强度和照明数据，以一天为时间间隔，将照明数据的照明时间点与相对应的光照强度进行关联，并根据照明数据的照明时间点记录每个时间间隔每次开启照明设备的照明时段；S102.根据照明时段，获取每个时间间隔的照明时段的时长，再计算所有照明时段
的时长平均值，选取大于等于平均值的照明时段作为常用时段；S103.基于常用时段，获取每个时间间隔常用时段对应的光照强度，计算选定周期内每个时间间隔常用时段对应的光照强度的平均值，将光照强度的平均值进行降序排列，选取最小值作为照明阈值Q。
[0008]通过光线传感器采集每个房间的光照强度值，可以实时了解各个房间的光照情况；利用照明数据和光照强度值进行分析，可以确定适宜的照明阈值Q，从而实现针对不同房间的精确的光照控制；这种自动化控制减少了人工干预的需要，提高了照明系统的智能化程度；用户无需手动调节照明设备，系统可以根据实时情况自动进行调整，提供更便捷、智能的照明体验。
[0009]获取每个时间间隔常用时段对应的光照强度，计算选定周期内每个时间间隔常用时段对应的光照强度的平均值，将光照强度的平均值进行降序排列，选取最小值作为照明阈值Q，由于室内的光照强度是随时间变化的，常用时段的光照强度平均值代表了每个时间间隔在常用时段的一般光照强度，那么取最小值作为照明阈值就可以作为后续的判断依据。
[0010]进一步的，步骤S200包括：S201.获取用户家庭成员的历史图像数据，得到每个房间用户家庭成员数量和位置；针对每个房间的历史图像数据，为每个图像标注对应的活动模式标签，并将用户家庭成员数量和位置数据与活动模式标签进行关联，即一个活动模式标签的图像对应用户家庭成员数量和位置数据；S202.获取照明设备数据，得到每个房间的照明设备数据，针对每个历史图像都构建照明设备数据集合A，且A={a1,a2,...,a
n
}，其中n表示房间内照明设备的个数，取正整数，a1代表房间内第一个的照明设备的编号和状态，a2代表房间内第二个的照明设备的编号和状态，a
i
代表房间内第i个的照明设备的编号和状态，且i≤n；S203.根据照明数据所记录的用户家庭开启照明设备对应的照明时间点，将历史图像的活动模式标签与相应的照明设备数据进行关联，从而得到每个活动模式对应的照明方案；S204.当出现历史图像数据中用户家庭成员数量和位置对应的活动模式标签相同，但对应的照明方案不同时，计算照明方案的能耗，根据能耗的大小进行照明方案的等级的排序，能耗最小且光照强度大于等于照明阈值Q的照明方案优先级最高。
[0011]通过分析用户家庭成员的历史图像数据和照明设备数据，可以获得每个房间用户家庭成员的数量和位置信息；根据历史图像数据为每个图像标注活动模式标签，并将该标签与用户家庭成员数量和位置数据进行关联；这样可以了解不同活动模式下的人数和位置分布情况，并为每个活动模式生成相应的照明方案；通过个性化的照明方案，可以满足用户家庭在不同活动模式下的照明需求，提升照明体验。
[0012]通过获取照明设备数据，得到每个房间内照明设备的编号、状态和位置信息。这些数据可以帮助确定每个房间的照明设备集合，并作为生成照明方案的依据。通过优化照明设备的选择和布局，可以提高照明效果，确保光照均匀分布，并减少能耗。
[0013]在步骤S203中，将历史图像数据与相应的照明设备数据进行关联，得到每个活动模式对应的照明方案；但当相同的用户家庭成员数量和位置对应多个活动模式标签时，可
能会存在不同的照明方案；通过计算这些照明方案的能耗，并按能耗大小进行排序，可以选择能耗最小且光照强度大于等于照明阈值Q的照明方案作为优先级最高的方案；这有助于节约能源、降低运行成本，并提供更可持续的照明解决方案。
[0014]进一步的，步骤S300包括：S301.获取每个房间的实时光照强度q，若当前房间的实时光照强度q小于对应的光照强度阈值Q时，则打开房间内预设照明设备，目的是为了保证光照强度满足采集实时图像数据的光照要求；获取用户家庭成员的实时图像数据，得到用户家庭成员数量和位置，计算实时图像数据与历史图像数据的相似度S；相似度计算公式如下：S(a,b)=(a
·
b)/(||a||||b||)其中a表示从实时图像数据中提取的特征向量，b表示从历史图像数据中提取的特征向量；S302.选取相似度最大的历史图像数据作为匹配结果，将实时图像数据根据所匹配的历史图像数据进行标注相对应的活动模式标签，并与相应的照明设备数据进行关联，从而将得到活动模式对应的照明方案进行照明控制，即优先匹配能耗最小且光照强度大于等于照明阈值Q的照明方案。
[0015]通过获取用户家庭成员的实时图像数据，可以计算实时图像数据与历史图像数据的相似度；利用相似度计算公式，将实时图像数据的特征向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智慧家庭照明控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：S100.利用光线传感器采集每个房间的光照强度值，获取用户家庭的照明数据，通过分析每个房间的光照强度值和照明数据分别得到相对应房间的照明阈值Q；所述照明数据是指用户家庭开启照明设备对应的照明时间点；S200.获取每个房间的用户家庭成员的历史图像数据和照明设备数据，基于历史图像数据和照明设备数据，从中提取用户家庭成员活动模式和照明习惯，生成不同活动模式下的照明方案；照明设备数据包括各个照明设备的编号和状态；S300.获取用户家庭成员的实时图像数据，计算实时图像数据与历史图像数据的相似度，根据计算结果，得到实时图像数据的用户家庭成员活动模式，并对当前活动模式进行自动匹配步骤S200中的照明方案；S400.收集用户家庭成员对照明方案的调节数据，计算调节后的照明方案与调节前的照明方案的偏差值，针对偏差值对照明方案进行相应的处理。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧家庭照明控制方法，其特征在于：所述步骤S100包括：S101.针对每个房间，获取选定周期内的房间的光照强度和照明数据，以一天为时间间隔，将照明数据的照明时间点与相对应的光照强度进行关联，并根据照明数据的照明时间点记录每个时间间隔每次开启照明设备的照明时段；S102.根据照明时段，获取每个时间间隔的照明时段的时长，再计算所有照明时段的时长平均值，选取大于等于平均值的照明时段作为常用时段；S103.基于常用时段，获取每个时间间隔常用时段对应的光照强度，计算选定周期内每个时间间隔常用时段对应的光照强度的平均值，将光照强度的平均值进行降序排列，选取最小值作为照明阈值Q。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智慧家庭照明控制方法，其特征在于：所述步骤S200包括：S201.获取用户家庭成员的历史图像数据，得到每个房间用户家庭成员数量和位置；针对每个房间的历史图像数据，为每个图像标注对应的活动模式标签，并将用户家庭成员数量和位置数据与活动模式标签进行关联，即一个活动模式标签的图像对应用户家庭成员数量和位置数据；S202.获取照明设备数据，得到每个房间的照明设备数据，针对每个历史图像都构建照明设备数据集合A，且A={a1,a2,...,a
n
}，其中n表示房间内照明设备的个数，取正整数，a1代表房间内第一个的照明设备的编号和状态，a2代表房间内第二个的照明设备的编号和状态，a
i
代表房间内第i个的照明设备的编号和状态，且i≤n；S203.根据照明数据所记录的用户家庭开启照明设备对应的照明时间点，将历史图像的活动模式标签与相应的照明设备数据进行关联，从而得到每个活动模式对应的照明方案；S204.当出现历史图像数据中用户家庭成员数量和位置对应的活动模式标签相同，但对应的照明方案不同时，计算照明方案的能耗，根据能耗的大小进行照明方案的等级的排序，能耗最小且光照强度大于等于照明阈值Q的照明方案优先级最高。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智慧家庭照明控制方法，其特征在于：所述
步骤S300包括：S301.获取每个房间的实时光照强度q，若当前房间的实时光照强度q小于对应的光照强度阈值Q时，则打开房间内预设照明设备；获取用户家庭成员的实时图像数据，得到用户家庭成员数量和位置，计算实时图像数据与历史图像数据的相似度S；相似度计算公式如下：S(a,b)=(a
·
b)/(||a||||b||)其中a表示从实时图像数据中提取的特征向量，b表示从历史图像数据中提取的特征向量；S302.选取相似度最大的历史图像数据作为匹配结果，将实时图像数据根据所匹配的历史图像数据进行标注相对应的活动模式标签，并与相应的照明设备数据进行关联，从而将得到活动模式对应的照明方案进行照明控制，即优先匹配能耗最小且光照强度大于等于照明阈值Q的照明方案。5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的智慧...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁治雄，陈智刚，吴观华，杨克军，陈圣江，
申请(专利权)人：中建照明有限公司，
类型：发明
国别省市：