基于家庭智能系统的控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及物联网领域，尤其涉及一种基于家庭智能系统的控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

基于BLE+BLE Mesh的智能家电，通过智能音箱与可移动设备，可以通过语音及APP控制空调、窗帘、洗碗机、灯泡等家电，实现了家居的智能化以及一体化，得益于蓝牙技术的发展，可通过蓝牙实现基础的定位功能，或者将蓝牙寻找器绑在钥匙等小物件上，通过发声实现小件物品的找回。

但是现有的智能家居在智能化和无感化方面尚有欠缺，针对空调、窗帘的控制，需要手动在APP上控制或者通过语音控制，当人员离开房间而忘记关闭相应设备时，设备空转，造成浪费，又或者人员入睡之后，需要调节空调风量、温度，窗帘闭合等，这些都需要智能家电自动感应并实现控制，但当前的智能家居并不具备这样的功能亦或是成本过高。另一方面，受限于蓝牙技术的定位精度，往往不能准确找到物品位置，只能间接地通过发声的方法找到物品，但如若设备遗忘在比较隐蔽的角落中，如衣柜、床底、衣服堆等，声音不能有效传播，导致无法定位物品。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了一种基于家庭智能系统的控制方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术智能家居的智能化和无感化不足、物品精准定位难的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于家庭智能系统的控制方法，家庭智能系统包括上位机、UWB寻找器、UWB锚点以及播放设备，所述上位机分别与所述UWB寻找器、所述UWB锚点以及所述播放设备进行数据通信，所述UWB锚点可为多个，按照预设规则布设在预设区域，所述UWB锚点与所述UWB寻找器进行数据交互，所述UWB寻找器用于绑定所述预设区域内需要找寻的目标物，所述基于家庭智能系统的控制方法应用于所述上位机，所述基于家庭智能系统的控制方法包括：

获取所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息，并将所述位置信息转发至所述播放设备，以使所述播放设备播放所述位置信息；

获取所述UWB锚点采集的进入所述预设区域内的人员位置信息；

将所述人员位置信息进行处理，生成控制指令；

基于所述控制指令控制对应的家庭智能设备；

根据家庭三维空间模型，得到人员停留时间，当所述人员停留时间满足预设条件时，控制所述播放设备播放预设语音。

可选地，所述获取所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息之前，还包括：

获取所述UWB寻找器发送超宽带信号至所述UWB锚点的第一时间；

获取所述UWB寻找器接收到所述UWB锚点响应的第二时间；

根据所述第一时间和所述第二时间，得到第一时间差值；

获取所述UWB锚点接收到所述UWB寻找器发送的超宽带信号的第三时间；

获取所述UWB锚点响应所述UWB寻找器的第四时间；

根据所述第三时间和所述第四时间，得到第二时间差值；

根据光速值、所述第一时间差值以及所述第二时间差值，得到所述UWB寻找器与所述UWB锚点的距离值；

获取所述UWB锚点的坐标，根据所述坐标和所述距离值，得到所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息。

可选地，所述获取所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息，并将所述位置信息转发至所述播放设备，以使所述播放设备播放所述位置信息之后，还包括：

将所述UWB寻找器位置信息通过超宽带信号发送至终端设备，以使所述终端设备显示所述UWB寻找器位置信息。

可选地，所述将所述人员位置信息进行处理，生成控制指令，包括：

将所述人员位置信息进行解码处理和提取处理，得到目标人员位置信息；

根据所述目标人员位置信息，得到人员进入判断结果或人员离开判断结果；

根据所述人员进入判断结果或所述人员离开判断结果，生成对应的控制指令。

可选地，所述根据所述目标人员位置信息，得到人员进入判断结果或人员离开判断结果之后，还包括：

当得到所述人员离开判断结果时，启动计时器，得到计时时长；

若所述计时时长满足预设延时时长，则判断所述计时时长内是否获取到锚点发送的人员位置信息，得到判断结果；

根据所述判断结果，生成对应的控制指令。

可选地，所述基于所述控制指令控制对应的家庭智能设备，包括：

接收终端设备的运行轨迹；

根据所述运行轨迹，判断所述终端设备与智能门锁的距离；

当所述距离小于预设阈值时，生成智能门锁开门控制指令；

基于所述智能门锁开门控制指令控制所述智能门锁开门。

可选地，所述根据家庭三维空间模型，得到人员停留时间，当所述人员停留时间满足预设条件时，控制所述播放设备播放预设语音之前，还包括：

获取所述UWB锚点的位置数据；

将所述位置数据进行处理，得到处理后的数据；

将所述处理后的数据转换为三维空间坐标，得到空间映射结果；

根据所述空间映射结果建立家庭三维空间模型。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于家庭智能系统的控制装置，所述基于家庭智能系统的控制装置包括：

转发模块，用于获取UWB寻找器绑定的目标物的位置信息，并将所述位置信息转发至播放设备，以使所述播放设备播放所述位置信息；

获取模块，用于获取UWB锚点采集的进入预设区域内的人员位置信息；

处理模块，用于将所述人员位置信息进行处理，生成控制指令；

控制模块，用于基于所述控制指令控制对应的家庭智能设备；

所述控制模块，还用于根据家庭三维空间模型，得到人员停留时间，当所述人员停留时间满足预设条件时，控制所述播放设备播放预设语音。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于家庭智能系统的控制设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于家庭智能系统的控制程序，所述基于家庭智能系统的控制程序配置为实现如上文所述的基于家庭智能系统的控制方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于家庭智能系统的控制程序，所述基于家庭智能系统的控制程序被处理器执行时实现如上文所述的基于家庭智能系统的控制方法的步骤。

本发明提出的一种基于家庭智能系统的控制方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息，并将所述位置信息转发至所述播放设备，以使所述播放设备播放所述位置信息；获取所述UWB锚点采集的进入所述预设区域内的人员位置信息；将所述人员位置信息进行处理，生成控制指令；基于所述控制指令控制对应的家庭智能设备；根据家庭三维空间模型，得到人员停留时间，当所述人员停留时间满足预设条件时，控制所述播放设备播放预设语音。通过设置多个UWB锚点，将UWB寻找器如airtag等绑定在易遗忘物品上，将家庭位置信息输出建模，得到家庭三维空间模型，利用多个UWB锚点的定位功能定位到物品位置，并将相关数据信息传输给智能音箱或者上位机，可获取到物品的准确位置，或者可视化呈现，在UWB锚点上复用雷达功能，实现人体检测，监视人体的运动状态、呼吸状态，当检测到人员进入房间时，自动控制打开灯、空调、窗帘等设备，当人员离开时延时一段时间，如果没有再进入房间，自动控制关闭相关设备，利用建立的家庭三维空间模型，可以判断人员的活动轨迹，记录相应位置的停留时间，当在书桌位置停留太久时，通过智能音箱提醒人员起身活动，放松视力，当人员在沙发、床上停留太久时，提醒人员起身运动，实现了物品的精准定位、人员的无感化出入以及智能家居的智能化控制。

附图说明

图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于家庭智能系统的控制设备结构示意图；

图2为本发明基于家庭智能系统的控制方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明基于家庭智能系统的控制方法第一实施例中的UWB锚点布置示意图；

图4为本发明基于家庭智能系统的控制方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明基于家庭智能系统的控制方法第二实施例中的两个UWB信号异步收发机通信示意图；

图6为本发明基于家庭智能系统的控制方法第二实施例中的基站示意图；

图7为本发明基于家庭智能系统的控制方法第三实施例的流程示意图；

图8为本发明基于家庭智能系统的控制装置的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于家庭智能系统的控制设备结构示意图。

如图1所示，该基于家庭智能系统的控制设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(Wireless-Fidelity，Wi-Fi)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对基于家庭智能系统的控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于家庭智能系统的控制程序。

在图1所示的基于家庭智能系统的控制设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明基于家庭智能系统的控制设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在基于家庭智能系统的控制设备中，所述基于家庭智能系统的控制设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于家庭智能系统的控制程序，并执行本发明实施例提供的基于家庭智能系统的控制方法。

本发明实施例提供了一种基于家庭智能系统的控制方法，参照图2，图2为本发明基于家庭智能系统的控制方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，家庭智能控制系统包括上位机、UWB寻找器、UWB锚点以及播放设备，所述上位机分别与所述UWB寻找器、所述UWB锚点以及所述播放设备进行数据通信，所述UWB锚点可为多个，按照预设规则布设在预设区域，所述UWB锚点与所述UWB寻找器进行数据交互，所述UWB寻找器用于绑定所述预设区域内需要找寻的目标物，所述基于家庭智能系统的控制方法应用于所述上位机，所述基于家庭智能系统的控制方法包括以下步骤：

步骤S10：获取所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息，并将所述位置信息转发至所述播放设备，以使所述播放设备播放所述位置信息；

需要说明的是，本实施例方法的执行主体是上位机。

可理解的是，UWB(Ultra Wide Band)超宽带技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术，对信道衰落不敏感，截获能力低，具有定位精度高，穿透能力强等优点，迭代后的UWB雷达利用无线信号的多普勒效应，检测周边电磁环境的变化，移动的物体会反射电磁波，并对电磁波施加频移，通过电磁环境变化的特征，判断是否存在运动或者活体呼吸，基于这些特性，将UWB用于智能家居系统之中，可以有效解决物品精准定位难、智能家居无感化不足的问题。

应理解的是，UWB寻找器、UWB锚点都是超宽带(Ultra-Wideband，UWB)技术在不同应用场景下的具体实现。

UWB寻找器：UWB寻找器通常是一个小型的便携式设备，内置有UWB通信模块。它主要用于物品定位和追踪。当与支持UWB的手机或其他设备配对后，可以实时显示寻找器的位置信息。例如，苹果公司的airtag就是一个例子，它可以附着在钥匙、钱包等易丢失的物品上，并通过与iPhone或iPad等设备配对来找到它们的确切位置。

UWB锚点：UWB锚点是一种固定安装的设备，用于提供室内定位服务。这些锚点通常部署在室内的多个位置，形成一个覆盖整个区域的无线网络。每个锚点发射UWB信号，接收设备(如智能手机或其他标签)接收到这些信号后，可以根据信号强度和飞行时间计算出自身的精确位置。这种技术可以用于导航、寻路以及人员和资产的跟踪。

播放设备：播放设备通常是指用于播放音频或视频内容的电子设备。这些设备可以是独立的硬件设备，也可以是软件应用。常见的播放设备包括：

音响系统：包括扬声器、功放、音源(如CD播放器、数字音乐播放器等)以及各种控制和调节设备。

电视：能够接收并显示视频信号的设备，通常配备有内置音箱或外接音响系统。

投影仪：将图像投射到屏幕上，常用于家庭影院、会议室或教室等场所。

耳机和耳塞：个人使用的音频设备，可以直接佩戴在耳朵上，提供私密的听觉体验。

多媒体播放器软件：如Windows Media Player、VLC、iTunes等，可以在电脑或移动设备上播放各种格式的音频和视频文件。

本实施例及以下实施例将以智能音箱为例对播放设备进行说明。

预设规则：预设规则为每个房间布设三个UWB锚点。

预设区域：为了避免墙体对UWB信号的遮挡导致定位不准，预设区域是指墙体附近。

UWB锚点与UWB寻找器进行数据交互的过程如下：

信号发射：UWB锚点会发射超宽带无线脉冲，这些脉冲包含有特定的信息编码和时间戳。

信号接收：UWB寻找器接收到这些脉冲后，会解码其中的信息，并记录下接收到信号的时间。

飞行时间测量：通过比较发送和接收信号之间的时间差(即飞行时间)，可以计算出UWB寻找器到UWB锚点之间的距离。由于光速是已知的，所以可以通过这个时间差来计算距离。

多点定位：如果环境中部署了多个UWB锚点，那么UWB寻找器可以从不同角度接收到多个信号。通过结合所有锚点的距离信息，可以使用三角定位或其他算法精确确定UWB寻找器的位置。

数据传输：除了位置信息之外，UWB锚点和寻找器还可以交换其他类型的数据，例如设备状态、控制命令等。这需要双方都支持相应的通信协议和数据格式。

安全性：为了确保数据的安全性和隐私保护，UWB锚点和寻找器之间的通信通常会采用加密技术，防止未经授权的访问和窃听。

低功耗设计：为了延长电池寿命，UWB寻找器在不使用时通常会进入低功耗模式。只有当它需要向锚点发送或接收数据时才会唤醒并进行通信。

通过UWB锚点与UWB寻找器进行数据交互，UWB锚点和UWB寻找器能够实现高精度的室内定位和数据交换，从而为各种应用场景提供服务，如物品追踪、人员定位、智能家居控制等。

在具体实现中，上位机通过无线或有线网络与UWB锚点通信，接收UWB寻找器的位置信息，上位机对接收到的位置信息进行解码和解析，将其转换为易于理解的格式，例如，可以将位置信息显示为房间名称、经纬度坐标或相对于某个参考点的距离和方向。而后，上位机向智能音响发送控制命令，指示它播放接收到的位置信息。智能音响根据上位机的命令，将位置信息转化为语音信号并通过扬声器播放出来。

步骤S20：获取所述UWB锚点采集的进入所述预设区域内的人员位置信息；

在具体实现中，上位机通过无线或有线网络与UWB锚点通信，接收锚点发送的人员位置信息。

步骤S30：将所述人员位置信息进行处理，生成控制指令；

可理解的是，控制指令是一种用于指导设备或系统执行特定操作的命令。它们通常是由一个控制器或上位机发出，目的是改变或调整设备的行为、状态或参数。控制指令可以有多种形式和内容，具体取决于所控制的设备类型、应用领域以及通信协议。例如，对于家用电器来说，控制指令可能包括打开/关闭电源、调节温度、设置定时器等；而对于工业设备而言，控制指令可能涉及更复杂的操作，如启动/停止生产线、调整机器速度、监控运行状态等。在技术层面上，控制指令通常由一系列二进制代码组成，这些代码代表了特定的操作或参数值。为了能够被设备识别和执行，控制指令需要遵循一定的格式和规则，这通常由相关的通信协议来定义。例如，Modbus、CAN、TCP/IP等都是常见的通信协议，它们都有一套自己的指令集和编码方式。

在具体实现中，上位机对接收到的人员位置信息数据进行解码和解析，将原始的二进制数据转换为易于理解的格式，如坐标、距离或方向等。根据接收到的位置信息，上位机可以确定人员当前所在的区域、房间或其他空间。上位机可以根据预先设置的规则来决定如何处理这些位置信息。例如，可以为不同的区域或时间设置不同的操作指令。当人员的位置满足特定条件时，上位机可以生成相应的控制指令。这些指令可以是开启或关闭家居设备、发送通知、启动应用程序等。为了能够被其他系统或设备识别和执行，控制指令通常需要按照一定的通信协议进行编码。这可能涉及到将指令转换为特定的数据格式或二进制流。最后，上位机会通过网络将控制指令发送给目标家居设备或系统，如智能家居控制器、安防系统等。这些设备接收到指令后会执行相应的操作。

步骤S40：基于所述控制指令控制对应的家庭智能设备；

在具体实现中，家庭智能设备通过无线或有线网络接收上位机发送的控制指令。家庭智能设备对接收到的指令进行解码和解析，将其转换为能够被内部系统识别和执行的操作命令，根据指令的内容，设备会执行相应的操作。例如，如果指令是开启照明，设备就会控制照明系统的开关；如果是调整温度，设备就会调节空调或暖气的工作状态。

步骤S50：根据家庭三维空间模型，得到人员停留时间，当所述人员停留时间满足预设条件时，控制所述播放设备播放预设语音。

需要说明的是，家庭三维空间模型构建过程：在家庭环境中安装和配置多个UWB锚点。这些锚点应分布在不同的房间或区域，以便覆盖整个家庭环境。UWB锚点持续发送超宽带无线信号，并接收来自UWB寻找器(如AirTag)的响应。这些响应包含了寻找器的位置信息。使用多基站定位算法(如TDOA、TOA或RSSI)从接收到的数据中解算出每个UWB寻找器的精确位置。这通常涉及到复杂的数学运算和优化过程。将解算出来的位置信息与实际的家庭环境对应起来，构建一个家庭三维空间模型。这可能需要手动校准或者使用SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)技术来自动构建地图。

预设条件：预设条件为停留时间，本实施例及以下实施例对停留时间不做限制，以60分钟为例，当人员在该区域内的停留时间超过60分钟时，就认为满足预设条件。

预设语音：预设语音可以是提醒人员起身活动，本实施例及以下实施例对预设语音不做限制。

在具体实现中，通过UWB锚点收集家庭中人员的位置信息。根据人员的位置变化，上位机可以计算出他们在每个区域或房间的停留时间，并记录他们在特定区域内的停留时间长度，当人员在某一区域内的停留时间超过60分钟时，上位机生成一条控制指令，指示智能音响播放预设的语音消息。这个指令可能包括要播放的语音文件的路径、音量等参数。上位机会将控制指令通过网络发送给播放设备。播放设备接收到指令后，会按照指定的参数播放相应的语音消息。

进一步地，所述获取所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息，并将所述位置信息转发至所述播放设备，以使所述播放设备播放所述位置信息之后，还包括：将所述UWB寻找器位置信息通过超宽带信号发送至终端设备，以使所述终端设备显示所述UWB寻找器位置信息。

需要说明的是，随着越来越多的手机以及智能可穿戴设备内置了UWB芯片，选取相应的UWB芯片即可实现与手机的互联，实现手机的定位与寻找。

在具体实现中，上位机与手机通过UWB信号进行通信，上位机利用UWB信号将寻找器的位置信息传输给手机，以使手机接收并显示寻找器的位置信息。

进一步地，所述基于所述控制指令控制对应的家庭智能设备，包括：接收终端设备的运行轨迹；根据所述运行轨迹，判断所述终端设备与智能门锁的距离；当所述距离小于预设阈值时，生成智能门锁开门控制指令；基于所述智能门锁开门控制指令控制所述智能门锁开门。

需要说明的是，本实施例对预设阈值不做限制，以预设阈值为1米为例进行说明。

在具体实现中，利用可定位的手机设备，上位机可进一步控制智能门锁，检测到人员由外向家运动，当人员距离智能门锁小于1米时，控制自动打开门锁，实现无感出入家门。

进一步地，所述根据家庭三维空间模型，得到人员停留时间，当所述人员停留时间满足预设条件时，控制所述播放设备播放预设语音之前，还包括：获取所述UWB锚点的位置数据；将所述位置数据进行处理，得到处理后的数据；将所述处理后的数据转换为三维空间坐标，得到空间映射结果；根据所述空间映射结果建立家庭三维空间模型。

需要说明的是，获取UWB锚点的位置数据，将其处理后转换为三维空间坐标，并建立家庭三维空间模型的过程如下：

在家庭环境中安装和配置UWB锚点。这些锚点应分布在不同的房间或区域，以便覆盖整个家庭环境。

手动测量并记录每个锚点的精确位置(通常是X、Y、Z坐标)。这通常涉及到使用测量工具(如卷尺、激光测距仪等)来确定锚点与一个已知参考点之间的距离。

从每个锚点接收其位置信息。这些位置信息可以包括时间戳、距离值、角度等参数。

对收集到的数据进行预处理，例如滤波、校正、插值等，以提高数据的质量和准确性。

根据TOF算法或其他定位算法，结合锚点的位置信息和接收到的距离值，计算出锚点在三维空间中的精确位置(X、Y、Z坐标)。

将所有锚点的位置信息组合在一起，构建一个完整的三维空间映射结果。这个映射结果可以表示家庭环境的形状、尺寸和结构。

根据空间映射结果，建立家庭的三维空间模型。这个模型可以是一个数字地图，用于展示家庭环境的布局和特征。

如图3所示，图3为本发明基于家庭智能系统的控制方法第一实施例中的UWB锚点布置示意图，其中，小正方形表示UWB锚点，UWB锚点按照每个房间三个UWB锚点的规则，在墙体附近布设。

本实施例通过在家中设置多个UWB锚点，将UWB寻找器如airtag等绑定在易遗忘物品上，将家庭位置信息输出建模，得到家庭三维空间模型，利用多个UWB锚点的定位功能定位到物品位置，并将相关数据信息传输给智能音箱或者上位机，可获取到物品的准确位置，将物品的位置信息发送给手机，可视化呈现物品的准确位置。在UWB锚点上复用雷达功能，实现人体检测，监视人体的运动状态、呼吸状态，当检测到人员进入房间时，自动控制打开灯、空调、窗帘等设备，当人员离开时延时一段时间，如果没有再进入房间，自动控制关闭相关设备，利用建立的家庭三维空间模型，可以判断人员的活动轨迹，记录相应位置的停留时间，当停留太久时，通过智能音箱提醒人员起身活动，实现了物品的精准定位、人员的无感化出入以及智能家居的智能化控制。

参考图4，图4为本发明基于家庭智能系统的控制方法第二实施例的流程示意图。

基于上述第一实施例，在本实施例中，所述获取所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息之前，还包括：

步骤S01：获取所述UWB寻找器发送超宽带信号至所述UWB锚点的第一时间；

需要说明的是，对于UWB定位，TOF(Time Of Flight)和TDOA(Time difference ofArriaval)是最常用的定位算法。

如图5所示，图5为本发明基于家庭智能系统的控制方法第二实施例中的两个UWB信号异步收发机通信示意图，TOF飞行时间算法主要利用信号在两个UWB信号异步收发机Tx，Rx之间飞行时间来测量节点间的距离。在UWB Tx发射出UWB信号时带有独立的时间戳标记t1，在UWB Rx接收到UWB信号时得到自身时间戳t2，处理后在t3时刻向UWB Tx端发送UWB信号，并携带自身时间差值T2。UWB Tx端再次接收时得到时间戳t4，自身时间差值为T1。电磁波的传播速度为光速C，可计算出两点之间的距离。

在ToF测距算法基础上，利用多个基站计算出定位标签所有的距离，这就是TDOA算法的由来。

如图6所示，图6为本发明基于家庭智能系统的控制方法第二实施例中的基站示意图，其中，UWB定位基站三个一组，一个主基站挂载两个分基站，分基站向主基站同步时间，这样可做到三个基站的时钟同步，在房间内，三个主基站的坐标分别是BS1(X

通过TOF算法，可轻松计算出E点离每个基站的距离R

(X

把基站的坐标代入上述公式即可计算出定位标签(X

在具体实现中，在寻找器发射出UWB信号至锚点时带有独立的时间戳标记t1，t1为第一时间，上位机获取第一时间。

步骤S02：获取所述UWB寻找器接收到所述UWB锚点响应的第二时间；

在具体实现中，寻找器发射出UWB信号至锚点后，锚点会响应此UWB信号，发送UWB信号至寻找器，寻找器接收到锚点的UWB信号的时间记为第二时间，上位机获取该第二时间。

步骤S03：根据所述第一时间和所述第二时间，得到第一时间差值；

在具体实现中，寻找器发射UWB信号至锚点到寻找器接收锚点的响应之间有时间差，将该时间差记为第一时间差值。

步骤S04：获取所述UWB锚点接收到所述UWB寻找器发送的超宽带信号的第三时间；

在具体实现中，寻找器发射出UWB信号至锚点后，锚点接收到UWB信号时获取自身时间戳t2，t2记为第三时间，上位机获取该第三时间。

步骤S05：获取所述UWB锚点响应所述UWB寻找器的第四时间；

在具体实现中，锚点接收到UWB信号时获取自身时间戳t2，进行处理后在t3时刻向寻找器发送UWB信号，并携带自身时间差值T2，t3记为第四时间，上位机获取第四时间。

步骤S06：根据所述第三时间和所述第四时间，得到第二时间差值；

可理解的是，上述T2为第二时间差值。

步骤S07：根据光速值、所述第一时间差值以及所述第二时间差值，得到所述UWB寻找器与所述UWB锚点的距离值；

需要说明的是，电磁波的传播速度为光速(C)，光速(C)是指光在真空中的传播速度，这是一个物理学常数。根据国际单位制(SI)，光速的值为299，792，458米/秒，或约为3.0×10^8m/s。

根据光速(C)、上述第一时间差值T1以及上述第二时间差值T2，通过如下公式计算得到寻找器与锚点的距离值d。

d＝C*(T1-T2)/2；

步骤S08：获取所述UWB锚点的坐标，根据所述坐标和所述距离值，得到所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息。

需要说明的是，获取寻找器所在房间的三个锚点的坐标，分别记为BS1(X

(X

式中，(X

本实施例根据寻找器与锚点之间的发送UWB信号时间、响应UWB信号时间以及接收UWB信号时间，利用TOF(Time Of Flight)和TDOA(Time difference of Arriaval)实现UWB定位，得到寻找器的精准位置信息，实现了物品的精准定位。

参考图7，图7为本发明基于家庭智能系统的控制方法第三实施例的流程示意图。

基于上述第一实施例，在本实施例中，所述步骤S30，包括：

步骤S301：将所述人员位置信息进行解码处理和提取处理，得到目标人员位置信息；

需要说明的是，UWB锚点复用了雷达功能，UWB雷达利用无线信号的多普勒效应，检测周边电磁环境的变化，移动的物体会反射电磁波，并对电磁波施加频移，通过电磁环境变化的特征，判断是否存在运动或者活体呼吸。

在具体实现中，上位机从UWB锚点接收包含人员位置信息的数据包，使用相应的通信协议(如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等)对收到的数据包进行解码，将其转换为可以被计算机识别和处理的格式。分析解码后的数据，从中提取出与人员位置相关的信息。这可能包括时间戳、距离值、角度等参数。根据TOF算法或其他定位算法，结合锚点的位置信息和接收到的距离值，计算出人员在三维空间中的精确位置(X、Y、Z坐标)。如果有多个人员的位置信息，需要通过标识符或特征来识别目标人员。这可能涉及到比较数据库中的人员信息，或者使用机器学习技术来自动识别目标人员。

步骤S302：根据所述目标人员位置信息，得到人员进入判断结果或人员离开判断结果；

在具体实现中，上位机根据处理后的目标人员位置信息和家庭三维空间模型，得到人员进入房间或人员离开房间的判断结果。

步骤S303：根据所述人员进入判断结果或所述人员离开判断结果，生成对应的控制指令。

可理解的是，当得到人员进入房间的判断结果时，自动打开灯、空调、窗帘等设备，当得到人员离开房间的判断结果时，自动关闭相关设备。

在具体实现中，根据人员进入判断结果或人员离开判断结果，生成对应的控制指令的过程如下：

使用UWB锚点，持续收集和分析家庭环境中的人员位置信息。

将家庭环境划分为不同的区域(如客厅、卧室、厨房等)，并为每个区域设定一个阈值距离。

当人员的位置距离某个区域的距离小于设定的阈值时，认为该人员进入了该区域。

当人员的位置距离某个区域的距离大于设定的阈值时，认为该人员离开了该区域。

根据人员的进入或离开判断结果，触发相应的事件。例如，当人员进入卧室时，可以自动关闭客厅的灯光；当人员离开家时，可以启动安防系统。

根据触发的事件，生成对应的控制指令。这些指令可以包括设备的操作参数(如开关状态、亮度级别等)、执行时间等。

通过网络将控制指令发送给相应的智能设备，以便它们执行指定的操作。

接收并处理智能设备返回的执行结果，以确保指令被正确执行。如果出现任何问题，可以采取相应的措施进行调整或修复。

进一步地，所述根据所述目标人员位置信息，得到人员进入判断结果或人员离开判断结果之后，还包括：当得到所述人员离开判断结果时，启动计时器，得到计时时长；若所述计时时长满足预设延时时长，则判断所述计时时长内是否获取到锚点发送的人员位置信息，得到判断结果；根据所述判断结果，生成对应的控制指令。

需要说明的是，本实施例及以下实施例对预设延时时长不做限制，以预设延时时长为5分钟为例进行说明。

在具体实现中，当上位机判断人员离开某一房间时，启动计时器，并设置5分钟开始计时，在计时器运行期间，持续检查是否已经到达了5分钟。如果达到了5分钟，就停止计时器。同时，在计时器运行期间，不断从UWB锚点接收人员位置信息。检查在计时器运行期间是否获取到了人员的位置信息。如果没有获取到任何位置信息，说明人员确实离开了这一房间，上位机生成关闭这一房间的某些电器设备的控制指令；如果获取到了位置信息，说明人员只是暂时离开，并没有真正离开这一房间，此时不对这一房间的某些电器设备做任何控制，保持这些设备的原有状态。

本实施例通过复用雷达功能的UWB锚点，实现人体检测，监视人体的运动状态、呼吸状态，当检测到人员进入房间时，上位机自动控制打开灯、空调、窗帘等设备，当人员离开时延时一段时间，如果没有再进入房间，上位机自动控制关闭相关设备，实现了人员的无感化出入以及智能控制家居设备。

参照图8，图8为本发明基于家庭智能系统的控制装置的结构框图。

如图8所示，本发明实施例提出的基于家庭智能系统的控制装置包括：

转发模块801，用于获取UWB寻找器绑定的目标物的位置信息，并将所述位置信息转发至播放设备，以使所述播放设备播放所述位置信息；

获取模块802，用于获取UWB锚点采集的进入预设区域内的人员位置信息；

处理模块803，用于将所述人员位置信息进行处理，生成控制指令；

控制模块804，用于基于所述控制指令控制对应的家庭智能设备；

所述控制模块804，还用于根据家庭三维空间模型，得到人员停留时间，当所述人员停留时间满足预设条件时，控制所述播放设备播放预设语音。

本实施例通过获取所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息，并将所述位置信息转发至所述播放设备，以使所述播放设备播放所述位置信息；获取所述UWB锚点采集的进入所述预设区域内的人员位置信息；将所述人员位置信息进行处理，生成控制指令；基于所述控制指令控制对应的家庭智能设备；根据家庭三维空间模型，得到人员停留时间，当所述人员停留时间满足预设条件时，控制所述播放设备播放预设语音。解决了智能家居智能化和无感化不足、物品精准定位困难的问题。

在一实施例中，所述获取模块802，还用于获取所述UWB寻找器发送超宽带信号至所述UWB锚点的第一时间；

获取所述UWB寻找器接收到所述UWB锚点响应的第二时间；

根据所述第一时间和所述第二时间，得到第一时间差值；

获取所述UWB锚点接收到所述UWB寻找器发送的超宽带信号的第三时间；

获取所述UWB锚点响应所述UWB寻找器的第四时间；

根据所述第三时间和所述第四时间，得到第二时间差值；

根据光速值、所述第一时间差值以及所述第二时间差值，得到所述UWB寻找器与所述UWB锚点的距离值；

获取所述UWB锚点的坐标，根据所述坐标和所述距离值，得到所述UWB寻找器绑定的所述目标物的位置信息。

在一实施例中，所述转发模块801，还用于将所述UWB寻找器位置信息通过超宽带信号发送至终端设备，以使所述终端设备显示所述UWB寻找器位置信息。

在一实施例中，所述处理模块803，还用于将所述人员位置信息进行解码处理和提取处理，得到目标人员位置信息；

根据所述目标人员位置信息，得到人员进入判断结果或人员离开判断结果；

根据所述人员进入判断结果或所述人员离开判断结果，生成对应的控制指令。

在一实施例中，所述处理模块803，还用于当得到所述人员离开判断结果时，启动计时器，得到计时时长；

若所述计时时长满足预设延时时长，则判断所述计时时长内是否获取到锚点发送的人员位置信息，得到判断结果；

根据所述判断结果，生成对应的控制指令。

在一实施例中，所述控制模块804，还用于接收终端设备的运行轨迹；

根据所述运行轨迹，判断所述终端设备与智能门锁的距离；

当所述距离小于预设阈值时，生成智能门锁开门控制指令；

基于所述智能门锁开门控制指令控制所述智能门锁开门。

在一实施例中，所述处理模块803，还用于获取所述UWB锚点的位置数据；

将所述位置数据进行处理，得到处理后的数据；

将所述处理后的数据转换为三维空间坐标，得到空间映射结果；

根据所述空间映射结果建立家庭三维空间模型。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。