一种智慧家居用具有监控功能的照明系统

技术领域

本发明涉及照明系统技术领域，尤其涉及一种智慧家居用具有监控功能的照明系统。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境，现有的智慧家居用照明系统，用于对室内进行照明，为了清楚了解照明系统中设备的运行情况，同在会在照明系统中安装监控设备，用于对照明系统中设备的情况进行监控；现有的智能家居用照明系统，其控制照明设备开启的方式通常是采用语音控制，或者人员手动控制操作，其自动化程度仍较低，不能够根据室内情况自动照明；另外在监测到照明设备有故障时，不具有提醒人员的功能；综合上述情况，因此我们提出了一种智慧家居用具有监控功能的照明系统。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种智慧家居用具有监控功能的照明系统。

本发明提出的一种智慧家居用具有监控功能的照明系统，包括显示端、照明模块、监控模块、控制模块、通信模块、数据处理模块、用户界面模块和预警通知模块，所述监控模块包括摄像头、人体传感器和光线传感器；

所述控制模块与照明模块、监控模块、数据处理模块和预警通知模块相连接；

所述监控模块与照明模块、数据处理模块和通信模块相连接；

所述通信模块与显示端和数据处理模块相连接。

优选地，所述照明模块包括光源、灯具和电路组件，其负责提供照明功能，显示端包括智能手机、平板电脑或者电视显示屏。

优选地，所述监控模块用于监测照明模块中组件的运行情况，其中摄像头用于对家中的情况，以及照明模块的照明情况进行监控，人体传感器用于检测家中周围是否有人存在，当人体传感器检测到有人进入感应范围时，将信号传递给控制模块，光线传感器用于感知环境光照强度，当光线传感器检测到环境光照强度低于设定阈值时，通过控制模块自动触发照明模块，将灯光打开；另外监控模块可以通过通信模块与显示端中的智能手机或平板电脑等设备相连，实现远程监控，用户可以通过移动设备远程监视照明状态，并手动控制灯光的开关，通信模块在数据传输时，可以通过有线连接，例如以太网、串口或无线连接，例如Wi-Fi、蓝牙和Zigbee进行。

优选地，所述控制模块用于可以根据人体传感器和光线传感器的信号判断是否需要自动照明，并控制灯光的开关，可以根据具体需求设置照明模块的自动开关时间，例如在特定的时间段内启用自动照明功能，保证在天黑的时候自动照明。

优选地，所述数据处理模块用于处理监测数据和控制指令，其在对数据处理时的运行内容如下：

数据解析：数据处理模块负责解析接收到的原始数据，并进行验证和转换，将其转化为可处理的格式，以便进一步处理和分析；

数据存储：解析后的数据采用数据库进行存储，以便后续查询、分析和记录；

数据分析：对存储的数据通过各种算法和模型进行数据处理和计算，以提取有用的信息和洞察；

控制指令生成：根据数据分析的结果，可以生成相应的控制指令，例如控制灯光的开关、调光、定时开关等，其在生成控制指令时，根据预先设定的阈值对监测数据进行比较和判断，当监测数据超过或低于设定的阈值时，生成相应的控制指令，例如，当光照强度低于某一阈值时，生成开启照明灯的控制指令；同时基于事先定义的规则进行数据分析和判断，当满足规则条件时，生成相应的控制指令，例如根据时间、天气条件和用户行为等因素触发不同的控制指令；

反馈和监控：数据处理模块可以监控执行设备的状态和响应，并接收来自执行设备的反馈信息，以便实时调整和控制。

优选地，所述数据分析时采用的算法和模型包括运动检测算法：基于图像处理和计算机视觉技术，用于检测人体运动；其运动检测算法使用光流法运动检测算法进行计算分析，其运用到的表达式为：

其中

光线感应算法：根据光照传感器数据进行阈值判断和控制策略，用于根据环境光照强度进行自动调光；时间序列分析算法：使用自回归移动平均模型分析和预测一段时间内的照明需求和消耗情况，其用到的数学表达式为：Y(t)＝C+Σ(φ(i)*Y(t-i))+Σ(θ(i)*ε(t-i))+ε(t)，其中Y(t)表示时间序列的观测值，t表示时间点，Y(t)表示在时间点t的观测值；C表示常数项，该项用于表示数据中的常量或偏置；φ(i)表示自回归模型中第i个滞后期的系数，φ(1)表示一期滞后的系数，φ(2)表示两期滞后的系数，依此类推；Y(t-i)表示观测值在时间点t-i的值；θ(i)表示移动平均模型中第i个滞后期的系数，θ(1)表示一期滞后的系数，θ(2)表示两期滞后的系数，依此类推；-ε(t-i)表示时间序列的残差项，即观测值与预测值之间的差异或误差；ε(t)表示时间序列的当前残差项，即观测值与预测值之间的差异或误差；机器学习算法：用于根据历史数据训练模型，并根据监测数据进行判断设备的运行状态，是否存在故障。

优选地，所述用户界面模块提供用户与照明系统进行交互的界面，包括显示器、按钮、远程控制等设备。

优选地，所述预警通知模块能够在监测到照明模块中的组件出现故障时，可以通过短信、邮件、推送等方式提醒相关人员。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过监控模块、数据处理模块和预警通知模块相配合，能够通过机器学习算法对照明设备的运行情况进行监控，并在发生故障时，通过短信、邮件、推送等方式提醒相关人员，方便人员及时得知做出处理；

2、通过数据处理模块和监控模块相配合，可采用运动检测算法和光线感应算法对数据进行分析，并在超出阈值时，自动控制照明设备开启，同时配合设置的特定时间开启，可以实现自动控制照明，不需要人员单独操控，提高使用自动化程度和使用体验感；

本发明能够对照明设备的运行情况进行监控，并在发生故障时及时提醒人员做出处理，且能够根据光线情况以及人体运行情况自动控制照明设备开启，同时配合设置的特定时间开启，可以实现自动控制照明，不需要人员单独操控，提高使用自动化程度和使用体验感。

附图说明

图1为本发明提出的一种智慧家居用具有监控功能的照明系统的系统框图；

图2为本发明提出的一种智慧家居用具有监控功能的照明系统的监控模块的框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例

参照图1-2，本实施例提出了一种智慧家居用具有监控功能的照明系统，包括显示端、照明模块、监控模块、控制模块、通信模块、数据处理模块、用户界面模块和预警通知模块，所述监控模块包括摄像头、人体传感器和光线传感器，其中所述用户界面模块提供用户与照明系统进行交互的界面，包括显示器、按钮、远程控制等设备；

所述预警通知模块能够在监测到照明模块中的组件出现故障时，可以通过短信、邮件、推送等方式提醒相关人员；

所述控制模块与照明模块、监控模块、数据处理模块和预警通知模块相连接，其中所述照明模块包括光源、灯具和电路组件，其负责提供照明功能，显示端包括智能手机、平板电脑或者电视显示屏；

所述监控模块与照明模块、数据处理模块和通信模块相连接，其中所述监控模块用于监测照明模块中组件的运行情况，其中摄像头用于对家中的情况，以及照明模块的照明情况进行监控，人体传感器用于检测家中周围是否有人存在，当人体传感器检测到有人进入感应范围时，将信号传递给控制模块，光线传感器用于感知环境光照强度，当光线传感器检测到环境光照强度低于设定阈值时，通过控制模块自动触发照明模块，将灯光打开；另外监控模块可以通过通信模块与显示端中的智能手机或平板电脑等设备相连，实现远程监控，用户可以通过移动设备远程监视照明状态，并手动控制灯光的开关，通信模块在数据传输时，可以通过有线连接，例如以太网、串口或无线连接，例如Wi-Fi、蓝牙和Zigbee进行；

所述控制模块用于可以根据人体传感器和光线传感器的信号判断是否需要自动照明，并控制灯光的开关，可以根据具体需求设置照明模块的自动开关时间，例如在特定的时间段内启用自动照明功能，保证在天黑的时候自动照明；

所述通信模块与显示端和数据处理模块相连接；所述数据处理模块用于处理监测数据和控制指令，其在对数据处理时的运行内容如下：

数据解析：数据处理模块负责解析接收到的原始数据，并进行验证和转换，将其转化为可处理的格式，以便进一步处理和分析；

数据存储：解析后的数据采用数据库进行存储，以便后续查询、分析和记录；

数据分析：对存储的数据通过各种算法和模型进行数据处理和计算，以提取有用的信息和洞察，其中所述数据分析时采用的算法和模型包括运动检测算法：基于图像处理和计算机视觉技术，用于检测人体运动；其运动检测算法使用光流法运动检测算法进行计算分析，其运用到的表达式为：

光线感应算法：根据光照传感器数据进行阈值判断和控制策略，用于根据环境光照强度进行自动调光；时间序列分析算法：使用自回归移动平均模型分析和预测一段时间内的照明需求和消耗情况，其用到的数学表达式为：Y(t)＝C+Σ(φ(i)*Y(t-i))+Σ(θ(i)*ε(t-i))+ε(t)，其中Y(t)表示时间序列的观测值，t表示时间点，Y(t)表示在时间点t的观测值；C表示常数项，该项用于表示数据中的常量或偏置；φ(i)表示自回归模型中第i个滞后期的系数，φ(1)表示一期滞后的系数，φ(2)表示两期滞后的系数，依此类推；Y(t-i)表示观测值在时间点t-i的值；θ(i)表示移动平均模型中第i个滞后期的系数，θ(1)表示一期滞后的系数，θ(2)表示两期滞后的系数，依此类推；-ε(t-i)表示时间序列的残差项，即观测值与预测值之间的差异或误差；ε(t)表示时间序列的当前残差项，即观测值与预测值之间的差异或误差；机器学习算法：用于根据历史数据训练模型，并根据监测数据进行判断设备的运行状态，是否存在故障；

控制指令生成：根据数据分析的结果，可以生成相应的控制指令，例如控制灯光的开关、调光、定时开关等，其在生成控制指令时，根据预先设定的阈值对监测数据进行比较和判断，当监测数据超过或低于设定的阈值时，生成相应的控制指令，例如，当光照强度低于某一阈值时，生成开启照明灯的控制指令；同时基于事先定义的规则进行数据分析和判断，当满足规则条件时，生成相应的控制指令，例如根据时间、天气条件和用户行为等因素触发不同的控制指令；

反馈和监控：数据处理模块可以监控执行设备的状态和响应，并接收来自执行设备的反馈信息，以便实时调整和控制；

该实施例能够对照明设备的运行情况进行监控，并在发生故障时及时提醒人员做出处理，且能够根据光线情况以及人体运行情况自动控制照明设备开启，同时配合设置的特定时间开启，可以实现自动控制照明，不需要人员单独操控，提高使用自动化程度和使用体验感。

本实施例中，预先通过控制模块对照明模块的开启时间进行设定，同时输入人体传感器和光线传感器的参数阈值，输入的参数信息通过数据处理模块进行处理，并生成控制指令，通过监控模块对照明模块中设备的运行情况进行监控，并将监控的信息传递给数据处理模块，同时将监控的信息通过通信模块传输给显示端，可通过手机或者电脑进行查看照明设备的情况，数据处理模块对监控的数据信息采样机器学习算法进行分析，在分析出设备有故障时，则预警通知模块可以通过短信、邮件、推送等方式提醒相关人员，方便人员及时得知进行处理；

同时监控模块中的人体传感器和光线传感器对监控区域内人体运动情况以及光线情况进行监控，数据处理模块通过运动检测算法对人体的运动情况进行分析，并采用光感应算法对环境光照强度进行分析，在分析出其超出阈值时，则控制照明设备开启，同时配合设置的特定时间开启，可以实现自动控制照明，不需要人员单独操控，提高使用自动化程度和使用体验感。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。