[發明專利]一種智能家居立體衛士

有效

• 申請號: 201610149698.2
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105717798B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 甘常松;范高堂;李承峰;林麗安
• 申請（專利權）人: 陳丹紅
• 主分類號: G05B15/02
• 分類號: G05B15/02;G05B19/418
• 代理公司: 深圳市蘭鋒知識產權代理事務所(普通合伙) 44419
• 代理人: 曹明蘭

1.一種智能家居立體衛士，其特征在于，所述的智能家居立體衛士包括智能家居網關、客戶端、智能家電系統、環境傳感系統、安防系統、家居服務系統；

所述的智能家居網關包括控制層和接口層；

控制層，用于網關的控制管理，并控制連接應用層，該控制層包括：

用于與用戶進行信息交互的交互單元，所述交互單元與主控單元相連；

用于計量家庭用電量的計量單元，所述計量單元與主控單元、220V輸入電路相連；

用于家庭用電負荷控制的限電執行單元，所述的限電執行單元分別與主控單元、家庭電路輸入電路相連；

用于為各個模塊供電的電源單元，所述電源單元分別與主控單元、交互單元、計量單元、無線路由通信單元、PLC通信單元及限電執行單元相連；

接口層，用于與外部設備通信連接；接口層與控制層之間還設有媒體交換層；應用層中設有應用程序兼容接口；接口層中含有通信協議翻譯層和協議適配組件；該接口層包括：

用于寬帶網絡接入、室內無線網絡信號覆蓋及與其它通訊終端的通信的無線路由通信單元，所述無線路由通信單元與主控單元相連；用于室內電力線載波通信的PLC通信單元，所述PLC通信單元分別與主控單元、220V電力線相連；

所述的智能家電系統包括安裝在客戶端中的中央控制單元，以及安裝在所述智能家電中的電器控制端；

所述的客戶端用于顯示控制菜單和家電設備工作狀態以及根據顯示的控制菜單發出控制信號；

所述中央控制單元用于將控制信息通過無線通信網絡發送給所述電器控制端，所述電器控制端用于根據所述控制信息設置運行參數以控制所述智能家電；

所述控制信息包括對所述智能家電的運行參數和功能的設定信息；

所述的環境傳感系統包括若干個傳感器、處理器、通信模塊和輸出控制設備，所述的傳感器包括電流傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧報警傳感器和煤氣報警傳感器；

所述的電流傳感器安裝在住戶的各家用電器上，所述的溫度傳感器和濕度傳感器安裝在住戶的各房間內，各傳感器的信號輸出端與處理器的信號輸入端相連，所述的處理器的控制信號輸出端與輸出控制設備的控制信號輸入端相連，輸出控制設備包括開關、空調和加濕器，所述的開關、空調和加濕器分別對家用電器的開關、溫度和濕度進行控制，處理器的通信信號端通過通信模塊與對應樓層網關的信號輸入端相連，各網關通過網絡與管理中心服務器連接，所述的管理中心服務器輸出各住戶的聯網信息；

所述的煙霧報警傳感器和煤氣報警傳感器均安裝在住戶室內，所述的煙霧報警傳感器和煤氣報警傳感器的信號輸出端與處理器的信號輸入端相連；

所述的安防系統包括服務器、控制系統、報警系統、檢測系統、GSM發射模塊、執行系統；

所述的控制系統包括近程控制端和遠程控制端，所述的報警系統連接進程控制端，報警系統還經過服務器通過GSM發射模塊連接遠程控制端，該遠程控制端與客戶端連接；

所述的檢測系統連接近程控制端，檢測系統還經過服務器連接遠程控制端，執行系統連接近程控制端，還經過服務器連接遠程控制端，所述的檢測系統包括煙火檢測模塊、門禁探頭傳感模塊、窗禁探頭傳感模塊、攝像頭，所述的執行系統包括火災執行系統和門窗自動開閉系統；

所述的門禁探頭傳感模塊包括門磁傳感器、RFID讀卡設備、人臉識別設備和門禁控制器，所述的門磁傳感器、RFID讀卡設備和人臉識別設備均安裝在住戶的門上，所述的門磁傳感器、RFID讀卡設備和人臉識別設備的信號輸出端與智能家居網關相連；

所述的人臉識別設備中設置有特征提取模塊，該特征提取模塊用于構造特征提取算子，提取人臉圖像特征向量，具體步驟為：

步驟一、采集到N個樣本用作訓練集X，采用下式求出樣本平均值m：

其中，xi∈樣本訓練集X＝(x1，x2，…，xN)；

步驟二、求出散布矩陣S：

求出散布矩陣的特征值λi和對應的特征向量ei，其中，ei便是主分量，將特征值從大到小依次排列λ1，λ2，…；

假設取出p個值，λ1，λ2，…，λp可以確定出臉空間E＝(e1，e2，…，eP)，在此臉空間上，訓練樣本X中，每個元素投影到該空間的點可以由下式得到：

x'i＝E^tx_i，t＝1，2，…，N；

由上式得到的是將原向量經過PCA降維后的p維向量；

所述的特征提取模塊基于稀疏表征，采用SRC人臉識別算法進行多人臉識別；

采用SRC人臉識別算法進行多人臉識別的具體方法為：

對當前幀人臉檢測并按坐標排序得出當前幀各個人臉的識別結果；根據當前幀各個人臉的識別結果計算對應的各個人臉各自相鄰n幀識別結果；統計各個人臉的身份，由超過半數n/2的統一身份決定目標的最終身份；

其中，計算待識別圖片與人臉庫各類別間的重建誤差{r1，r2……rn}，r1<r2<……<rn，將得到的相似度值按照的規則確定最終識別結果；其中T₁為比率值，T₁＝0.6；

所述的家居服務系統包括水電煤費充值繳費模塊、電話繳費模塊、社區服務通知模塊、維護報修模塊；

所述的無線路由通信單元接收客戶端向所述智能家居網關通過互聯網傳輸的指令和/或音視頻，其中所述指令根據通過客戶端獲取到的用戶的操作信息確定的，并將所述指令和/或音視頻傳送至控制層；

所述控制層接收所述無線路由通信單元傳送的指令和/或音視頻，經安全認證模塊進行認證后從所述指令中確定所述指令和/或所述音視頻的處理對象，并確定所述處理對象的地址；所述無線路由通信單元根據所述地址將所述指令和/或所述音視頻發送至所述處理對象進行處理和/或呈現；

所述的安全認證模塊包括：安全接入控制交換機、Web接入認證服務器和用戶終端，所述Web接入認證服務器通過網絡與安全接入控制交換機互聯，所述安全接入控制交換機通過接入網絡連接用戶終端；

所述Web接入認證服務器用于用戶終端接入管理、Web認證、對所述安全接入控制交換機進行接入控制和設置、與外部系統進行交互以及記錄用戶終端接入認證相關日志；

所述安全接入控制交換機用于學習和維護用戶終端的多元組信息、攔截和重定向未認證用戶終端HTTP訪問請求到Web接入認證服務器以及接受所述Web接入認證服務器的接入控制和設置，通過報文過濾方式對用戶終端報文進行接入驗證，并檢查和設置IP報文的DSCP值；

所述的中央控制單元包括輸入管理端、交換網關、輸出管理端，所述的輸入管理端設置在中央控制單元內部的前端，所述的交換網關連接在輸入管理端和輸出管理端之間，所述的輸出管理端設置在交換網關的后側；所述的輸出控制設備包括密碼分析器、信息存儲器，所述的密碼分析器設置在輸出控制設備的內部上端，所述的信息存儲器連接在密碼分析器的一側；所述的報警系統包括探測器、光線報警器、語音報警器，所述的探測器設置在報警系統的上端，所述的光線報警器連接在探測器的下側，所述的語音報警器連接在光線報警器的一側。