CN103777603B - 智能设备控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能设备控制系统，包括智能设备控制中心、智能设备和用户控制终端，智能设备通过局域网连接到互联网从而与智能设备控制中心连接，用户控制终端通过互联网与所述智能设备控制中心连接；智能设备控制中心，包括通信单元、数据存储单元、海量数据处理单元、智能处理单元、业务处理单元和指令组装单元。本发明建立了一个智能设备控制中心，通过互联网与智能设备和用户控制终端相连，实现了智能设备、用户控制终端与智能设备控制中心的通信。

Description

智能设备控制系统

技术领域

本发明涉及智能设备控制系统。

背景技术

随着社会经济发展和生活水平的提高，传统的电器设备已无法满足人们对智能化自动化的要求，在生活中人们对家用电器的安全性、舒适性、节能和智能的要求越来越高，在工农业生产中，人们对所使用的电器设备的自动化程度、安全性能的要求也越来越高，理想的状态是电器设备既能够能根据生活和生产作业的环境及要求智能地开启关闭并进行自我调节，又能够保证安全，在存在安全隐患的情况下发出报警或进行自我保护，最好还能够对电器设备进行远程控制和实时掌握电器设备的运行、用电等情况。目前市场上也有类似产品，但一方面他们功能不够强大，只具备部分功能或者是智能程度不高；另一方面价格太高，不适合普通百姓使用，不易于推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能设备控制系统，其功能全面、能够实现主动智能和实时远程控制，且成本低、易普及。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

智能设备控制系统，包括智能设备控制中心、智能设备和用户控制终端，智能设备通过局域网连接到互联网从而与所述智能设备控制中心连接，所述用户控制终端通过互联网与所述智能设备控制中心连接；

智能设备控制中心(Smart Device Control Center，简称SDCC)，包括通信单元、数据存储单元、海量数据处理单元、智能处理单元、业务处理单元和指令组装单元，各处理单元之间的连接均通过千兆以太网，以保证各处理单元之间通信的畅通。

智能设备，包括安装在各家各户家庭中的各类智能化的家用电器，例如智能电热水器、智能冰箱、智能空调等，也包括应用于各类生产作业的智能化的生产设备，例如工业用机床、鼓风机等智能工业设备、农用生产机器、建筑设备等。

所述通信单元与所述智能设备连接并进行数据交换，通信单元接收智能设备发来的数据，包括智能设备的当前状态和周围环境信息，也用于向智能设备发送智能设备控制中心发出的控制指令，所述通信单元与所述数据存储单元连接并向所述数据存储单元发送数据，通信单元将其接收的智能设备发来的数据发送至数据存储单元并进行存储，所述数据存储单元与所述海量数据处理单元连接并进行数据交换，海量数据处理单元读取数据存储单元中存储的数据进行分析处理并将分析处理结果数据发回至数据存储单元进行存储；

所述通信单元与所述智能处理单元连接并向所述智能处理单元发送数据，通信单元也将其接收的智能设备发来的数据发送至智能处理单元，所述智能处理单元与所述数据存储单元连接并从所述数据存储单元读取数据，智能处理单元根据从通信单元处接收的数据以及从数据存储单元所读取的数据进行智能运算处理，生成对智能设备的控制指令，所述智能处理单元与所述指令组装单元连接并向所述指令组装单元发送数据，智能处理单元将所生成的控制指令发送给指令组装单元，所述指令组装单元与所述通信单元连接并向所述通信单元发送控制指令，通信单元将控制指令发送至智能设备，从而实现对智能设备的控制；

所述通信单元与所述业务处理单元连接并向所述业务处理单元发送数据，通信单元还将其接收的智能设备发来的数据发送至业务处理单元，业务处理单元根据通信单元发送的数据获得当前智能设备的运行状态，所述业务处理单元与所述指令组装单元连接并向所述指令组装单元发送数据，所述业务处理单元通过互联网与所述用户控制终端连接并进行数据交换，所述业务处理单元接收用户控制终端发来的控制指令，并向用户控制终端反馈其所接收的智能设备的信息。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

通信单元包括数据接收模块和数据发送模块，数据接收模块接收智能设备发来的数据，对该数据解析后分别转发给数据存储单元、智能处理单元和业务处理单元，对数据进行解析的过程是：摘要码验证，AES解密，之后将二进制数据按照BER编码格式进行解码，得到智能设备的电量、电流、温度、湿度等工作状态和环境状态信息；数据发送模块接收指令组装单元发来的控制指令，对该控制指令进行处理后通过互联网发送给智能设备，数据发送模块对数据进行的处理是：按照BER编码格式进行编码，AES加密，MD5生成摘要码，解析和处理是为了实现智能设备和SDCC之间的通信，使各类智能设备均能够与SDCC实现通信。

数据存储单元包括海量数据存储模块和分析数据存储模块，数据存储单元接收通信单元发来的数据并由海量数据存储模块进行存储，分析数据存储模块接收并存储由海量数据处理单元经过分析处理后的分析结果，分析结果可供智能处理单元调取进行智能算法处理，分析处理是指海量数据处理单元对存储的海量数据进行分析得出智能设备用户在使用智能设备的行为习惯的分析结果，例如对家用电器的用户来说，行为习惯包括用户通常何时出门、何时休息、何时使用该家用电器等，对智能工业设备的用户来说，行为习惯包括用户所在生产场所何时开始作业，何时休息等，根据这些分析结果对智能设备进行控制，能够为用户提供一个方便舒适的生产或者生活环境。

海量数据处理单元包括海量数据分析处理模块和分析结果写回模块，海量数据分析处理模块定时读取海量数据存储模块中的数据，进行分析处理，处理完毕将分析结果由分析结果写回模块发送至分析数据存储模块进行存储，存储的分析结果可供智能处理单元调取并进行智能算法处理。

智能处理单元包括智能处理模块、算法模块和指令生成模块。智能处理模块接收通信单元发来的数据，包括智能设备的当前状态和周围环境信息，并根据该数据的内容自动调用算法模块中相匹配的智能算法，在算法模块中包含大量针对不同品牌不同类别的智能设备的智能算法，智能处理模块根据所接收到的智能设备的信息判断应该如何匹配并调用至算法模块中相应的智能算法，算法模块读取分析数据存储模块中的分析结果，结合智能处理模块的数据进行智能运算得到对当前智能设备进行控制的运算结果，并将运算结果发送至指令生成模块，指令生成模块将运算结果生成控制指令并发送给指令组装单元。

指令组装单元接收指令生成模块的控制指令后，对该控制指令进行组装处理，并将组装处理后的控制指令通过通信单元的数据发送模块发给智能设备，从而对智能设备进行控制。

业务处理单元接收通信单元中数据接收模块发来的数据，根据该数据获得智能设备当前运行状态，通过互联网发送至用户控制终端供用户查看；业务处理单元接收用户控制终端发来的对智能设备进行控制的控制指令并发送至指令组装单元进行组装处理，组装处理是指将抽象的控制指令转换成智能设备能识别并能执行的控制信号（或者指令），例如控制指令为开空调，而空调只能识别红外的波形，这时，就需要通过指令组装单元将开空调的“开”指令变成空调能识别的红外波形，指令组装单元将组装处理后的控制指令通过数据发送模块发送给智能设备，对智能设备进行控制。

本发明的有益效果是：本发明的智能设备控制系统建立了一个智能设备控制中心，通过互联网与智能设备和用户控制终端相连，实现了智能设备、用户控制终端与智能设备控制中心的通信，智能设备控制中心内部各处理单元之间通过千兆以太网连接，保证了各处理单元之间通信的畅通，各个处理单元架设在高性能服务器上，单元之间通过特定的协议进行数据的交互，当智能设备有数据发来时，通信单元接收数据，解析后发给数据存储单元、智能处理单元和业务处理单元进行处理，智能处理单元根据数据中包含的设备状态和周围环境信息进行智能运算并生成控制指令通过通信单元发送给智能设备，实现了对智能设备的主动智能控制，并且，本发明的业务处理单元可将设备状态信息反馈到用户控制终端上，当用户想远程控制智能设备时，可通过用户控制终端发送指令到业务处理单元，业务处理单元处理该指令，实现对电器的实时远程控制，本发明的智能设备控制中心能接收智能设备发来的电器运行状态信息，包括电压、电流、电量等或者是传感器感应到的人的活动、有害气体、烟雾、温度、湿度等信息，并能对这些信息进行存储、分析并控制电器运行，保证安全和营造舒适的生活和生产环境，同时还可向使用者报告设备运行状态，使用者也可以通过手机或其他移动设备对智能设备进行远程控制。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

具体实施方式

参照附图。

本发明的智能设备控制系统包括智能设备控制中心（SDCC）1、智能设备2和用户控制终端3，智能设备2通过设置在家中的无线路由器4连接到互联网，从而与智能设备控制中心1连接，用户控制终端3通过互联网与智能设备控制中心1连接。

智能设备控制中心1包括通信单元11、数据存储单元12、海量数据处理单元13、智能处理单元14、业务处理单元15和指令组装单元16。

通信单元11与智能设备2连接并进行数据交换，通信单元11与数据存储单元12连接并向数据存储单元12发送数据，数据存储单元12与海量数据处理单元13连接并进行数据交换。

通信单元11与智能处理单元14连接并向智能处理单元14发送数据，智能处理单元14与数据存储单元12连接并从数据存储单元12中读取数据，智能处理单元14与指令组装单元16连接并向指令组装单元16发送数据，指令组装单元16与通信单元11连接并向通信单元11发送控制指令。

通信单元11与业务处理单元15连接并向业务处理单元15发送数据，业务处理单元15与指令组装单元16连接并向指令组装单元16发送数据，业务处理单元15通过互联网与用户控制终端3连接并进行数据交换。

通信单元11包括数据接收模块101和数据发送模块102，数据接收模块101接收智能设备2发来的数据，包括智能设备2的当前状态例如电压、电流和电量等，以及周围环境信息例如附近人的活动、有害气体、烟雾、温度和湿度等，并对所接收的数据进行解析后分别发送至数据存储单元12、智能处理单元14和业务处理单元15，数据发送模块102接收指令组装单元16发来的控制指令，并对该控制指令进行处理，通过互联网发送至智能设备2，从而对智能设备2进行控制。

数据存储单元12包括海量数据存储模块201和分析数据存储模块202，数据存储单元12接收通信单元11发来的数据并存储在海量数据存储模块201中，分析数据存储模块202接收并存储由海量数据处理单元13经过分析处理后的分析结果。

海量数据处理单元13包括海量数据分析处理模块301和分析结果写回模块302，海量数据分析处理模块301定时读取海量数据存储模块201中的数据并进行分析处理，处理完毕将分析结果由分析结果写回模块302发送至分析数据存储模块202进行存储。

智能处理单元14包括智能处理模块401、算法模块402和指令生成模块403，智能处理模块401接收数据接收模块101发来的数据，并根据该数据的内容自动调用算法模块402中相匹配的智能算法404，算法模块402读取分析数据存储模块202中的分析数据，结合智能处理模块401所接收的数据进行智能运算得到对当前智能设备2进行控制的运算结果，并将运算结果发送至指令生成模块403，指令生成模块403将运算结果生成控制指令并发送给指令组装单元16。

指令组装单元16接收指令生成模块403发送的控制指令后，对该控制指令进行组装处理，并将组装处理后的控制指令通过通信单元11的数据发送模块102发给智能设备2，从而对智能设备2进行控制。

业务处理单元15接收通信单元11中数据接收模块101发来的数据，根据该数据获得电器当前运行状态，通过互联网发送至用户控制终端3供用户查看；业务处理单元15接收用户控制终端3发来的对电器进行控制的控制指令并发送至指令组装单元16进行组装处理，指令组装单元16将组装处理后的控制指令通过数据发送模块102发送给智能设备2，对智能设备2进行控制。

以照明电器为例，智能照明电器2每隔一定时间发送其工作状态和周围环境信息数据（包括电量、电流、光线强度、人体感应等）给智能设备控制中心1，智能设备控制中心1的通信单元11接收到该数据，转发至数据存储单元12和智能处理单元14，智能处理单元14调用与照明电器相匹配的智能算法404，此时智能算法404会判断照明电器周围是否有人并且光线是否过暗，如果是，则开启照明电器，否则不开启，如果照明电器已开启，并且在一定时间内没有收到人体感应数据，则关闭该照明电器，以节约电能。用户也可以通过用户控制终端3查看智能照明电器的运行状态，或者对智能照明电器进行远程开关控制。

以智能热水器为例，智能热水器2每隔一定时间发送其工作状态和周围环境信息数据（包括电量、电流、光线强度、人体感应等）至智能设备控制中心1，智能设备控制中心1的通信单元11接收到该数据，转发给数据存储单元12和智能处理单元14，数据存储单元12存储这些数据，同时海量数据处理单元13会对这些数据进行分析，得到用户起床时间和睡眠时间，智能处理单元14调用与智能热水器相匹配的智能算法404，此时智能算法404会判断用户起床时间，在起床之前开启热水器，在睡眠时间之后关闭热水器，同时智能处理单元14还会对智能热水器2发送过来的数据进行实时处理，如果数据中包含人体感应信息，说明家中有人，会需要热水，则开启热水器，反之，如果在一段时间内没有人体感应信息，家中无人，则关闭热水器，既方便又节能。用户也可以通过用户控制终端3查看智能热水器的运行状态，或者对智能热水器进行远程控制。

以智能鼓风机为例，智能鼓风机2每隔一定时间发送其工作状态和周围环境信息数据（包括电量、电流、环境温度、空气状况等）给智能设备控制中心1，智能设备控制中心1的通信单元11接收到该数据，转发至数据存储单元12和智能处理单元14，智能处理单元14调用与智能鼓风机2相匹配的智能算法404，此时智能算法404会判断鼓风机所在区域的温度以及空气质量是否达到需要鼓风排尘或者降温的程度，如果是，则开启鼓风机，否则不开启，如果鼓风机已开启，并且在一定时间内没有达到需要排尘或者降温的程度，则关闭鼓风机，以节约电能。用户也可以通过用户控制终端3查看智能鼓风机2的运行状态，或者对智能鼓风机2进行远程开关控制。

上述实施例用于对本发明作进一步说明，但不应将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

Claims (7)

1.智能设备控制系统，其特征在于：所述控制系统包括智能设备控制中心、智能设备和用户控制终端，所述智能设备控制中心分别与所述用户控制终端和所述智能设备通过互联网建立连接，

所述智能设备控制中心包括通信单元、数据存储单元、海量数据处理单元、智能处理单元、业务处理单元和指令组装单元；

所述通信单元与所述智能设备连接并进行数据交换，所述通信单元与所述数据存储单元连接并向所述数据存储单元发送数据，所述数据存储单元与所述海量数据处理单元连接并进行数据交换，数据存储单元接收并存储海量数据处理单元经过分析处理后的分析结果，分析处理是指海量数据处理单元对存储的海量数据进行分析得出智能设备用户在使用智能设备的行为习惯的分析结果；

所述通信单元与所述智能处理单元连接并向所述智能处理单元发送数据，所述智能处理单元与所述数据存储单元连接并从所述数据存储单元读取数据，所述智能处理单元与所述指令组装单元连接并向所述指令组装单元发送数据，所述指令组装单元与所述通信单元连接并向所述通信单元发送控制指令；

所述通信单元与所述业务处理单元连接并向所述业务处理单元发送数据，所述业务处理单元与所述指令组装单元连接并向所述指令组装单元发送数据，所述业务处理单元通过互联网与所述用户控制终端连接并进行数据交换。

2.如权利要求1所述的智能设备控制系统，其特征在于：通信单元包括数据接收模块和数据发送模块，数据接收模块接收智能设备发来的数据，对该数据解析后分别转发给数据存储单元、智能处理单元和业务处理单元；数据发送模块接收指令组装单元发来的控制指令，对该控制指令进行处理后通过互联网发送给智能设备。

3.如权利要求2所述的智能设备控制系统，其特征在于：数据存储单元包括海量数据存储模块和分析数据存储模块，数据存储单元接收通信单元发来的数据并由海量数据存储模块进行存储，分析数据存储模块接收并存储由海量数据处理单元进行分析处理后的分析结果。

4.如权利要求3所述的智能设备控制系统，其特征在于：海量数据处理单元包括海量数据分析处理模块和分析结果写回模块，海量数据分析处理模块定时读取海量数据存储模块中的数据并进行分析处理，处理完毕将分析结果由分析结果写回模块发送至分析数据存储模块进行存储。

5.如权利要求4所述的智能设备控制系统，其特征在于：智能处理单元包括智能处理模块、算法模块和指令生成模块，智能处理模块接收数据接收模块发来的数据，并根据该数据的内容自动调用算法模块中相匹配的智能算法，算法模块读取分析数据存储模块中的分析结果，结合智能处理模块的数据进行智能运算得到对当前智能设备进行控制的运算结果，并将运算结果发送至指令生成模块，指令生成模块根据运算结果生成控制指令并发送给指令组装单元。

6.如权利要求5所述的智能设备控制系统，其特征在于：指令组装单元接收指令生成模块的控制指令后，对该控制指令进行组装处理，并将组装处理后的控制指令通过通信单元的数据发送模块发给智能设备，从而对智能设备进行控制。

7.如权利要求6所述的智能设备控制系统，其特征在于：业务处理单元接收通信单元中数据接收模块发来的数据，根据该数据获得电器当前运行状态，通过互联网发送至用户控制终端；业务处理单元接收用户控制终端发来的控制指令并发送至指令组装单元进行组装处理，指令组装单元将组装处理后的控制指令通过数据发送模块发送给智能设备，对智能设备进行控制。