一种基于5G物联网智能家居控制系统的制作方法

一种基于5g物联网智能家居控制系统
技术领域
1.本发明涉及智能家居技术领域，特别涉及一种基于5g物联网智能家居控制系统。


背景技术：

2.智能家居是计算机技术、网络通讯技术、智能控制技术以及多媒体技术等多种技术在住宅或办公场合的实现安全防范和自动化控制的综合应用技术，用于提升家居安全性、便利性和舒适性，同时还能起到节能环保的作用。物联网是智能家居系统的实现基础，在过去的几年里，物联网技术以及相关传感技术的发展，使得家居物品包括各类电子产品和非电子产品迅速实现数字化、信息化和网络化，从而使得智能家居系统的功能越来越丰富，可扩展性也越来越强，为智能家居系统的实现方式提供了更广阔的想象空间。
3.然而，现有的物联网技术在智能家居领域应用上的缺点及局限性也非常明显，即智能家居系统功能的丰富程度依赖于传感器的复杂程度，例如现有在物品上集成rfid的技术方案，只能实现物品信息化和简单的远程控制，如需使每一个物品都具备丰富的可控性，则控制系统就需要能够获得其更多的可用信息，那么就要在每一个物品上都集成如距离传感器、接触传感器、光线传感器、温度传感器、速度/加速度传感器以及位置传感器等等大量传感器。


技术实现要素：

4.本发明正是基于上述问题，提出了一种基于5g物联网智能家居控制系统，不需要在每一个物品上都集成大量传感器即可实现丰富的智能家居功能。
5.有鉴于此，本发明提出了一种基于5g物联网智能家居控制系统，该智能家居控制系统包括：智能设备、摄像装置、语音助手和云服务器，所述语音助手包括语音播放装置和语音采集装置，所述摄像装置的拍摄范围、所述语音播放装置的语音播放范围和所述语音采集装置的语音采集覆盖安装有所述智能设备的室内和/或室外环境，所述摄像装置通过5g网络与所述云服务器通讯连接，用于在拍摄范围内检测到人体时，以预设的频率向所述云服务器持续提供高清图片，所述语音播放装置用于播放所述云服务器控制所述智能设备执行操作的语音提示，所述语音采集装置用于采集用户的语音控制指令或确认所述智能设备执行操作的语音指令，所述云服务器根据所述高清图片识别用户的动作意图，根据用户的动作意图控制关联的所述智能设备执行关联操作。
6.进一步的，所述云服务器包括应用程序服务器和数据库服务器，所述数据库服务器存储有所述智能设备的特征属性和操作属性，所述应用程序服务器通过所述特征属性识别所述智能设备的类型，所述操作属性为所述智能设备可以执行的操作。
7.进一步的，所述操作属性包括预约操作和情景操作。
8.进一步的，所述数据库服务器还预先存储有用户动作意图、智能设备的类型以及智能设备的操作属性的对应关系，所述云服务器根据所述高清图片识别用户的动作意图，根据用户的动作意图控制关联的所述智能设备执行关联操作具体包括：
9.所述应用程序服务器通过所述高清图片识别到用户与一智能设备的距离在持续减小时，将所述智能设备确定为关联的智能设备；
10.所述应用程序服务器通过所述高清图片获取所述关联的智能设备的特征与所述数据库服务器中存储的特征属性进行对比，从而识别出所述关联的智能设备的类型；
11.所述应用程序服务器根据用户的动作意图以及识别出的所述智能设备的类型，从所述数据库服务器中查到对应的智能设备的操作属性；
12.所述应用程序服务器向所述智能设备发出控制指令，控制所述智能设备执行所述操作属性对应的操作。
13.进一步的，所述根据用户的动作意图控制关联的所述智能设备执行关联操作具体包括：
14.当所述关联操作为情景操作时，所述云服务器向所述语音助手发送控制指令使所述语音助手向用户发出是否执行所述关联操作的语音提示，在接收到用户确认执行的语音指令后，所述云服务器控制所述智能设备执行所述关联操作；
15.当所述关联操作为预约操作时，所述云服务器控制关联的所述智能设备直接执行所述关联操作。
16.进一步的，所述云服务器通过所述摄像装置和所述语音采集装置同时采集用户的语音指令，并通过所述摄像装置拍照的高清图片中的用户口型结合所述语音采集装置采集到的声调信息识别用户的语音指令。
17.进一步的，所述云服务器将当前时间、所述高清图片、所述智能设备的类型以及所述智能设备的执行结果作为输入条件进行训练，建立用户的动作意图模型。
18.进一步的，所述智能设备的执行结果包括当所述关联操作为情景操作时，在接收到用户确认执行的语音指令后，所述智能设备执行所述关联操作以及在接收到用户不执行的语音指令后，由用户手动控制或者通过语音控制所述智能设备执行的操作。
19.进一步的，所述云服务器根据所述高清图片识别用户的动作意图，根据用户的动作意图控制关联的所述智能设备执行关联操作具体包括：
20.所述云服务器根据当前时间以及通过所述高清图片识别到的用户的动作，通过所述动作意图模型获取用户的动作意图，确定关联的智能设备并确定所述智能设备的关联操作。
21.进一步的，智能家居控制系统还包括家庭控制中心，所述语音助手以及所述智能设备通过所述家庭控制中心与所述云服务器连接，所述云服务器通过所述家庭控制中心控制所述语音助手以及所述智能设备。
22.本发明提供的一种基于5g物联网智能家居控制系统，通过设置智能设备、摄像装置、语音助手和云服务器，所述语音助手包括语音播放装置和语音采集装置，所述摄像装置的拍摄范围、所述语音播放装置的语音播放范围和所述语音采集装置的语音采集覆盖安装有所述智能设备的室内和/或室外环境，所述摄像装置通过5g网络与所述云服务器通讯连接，用于在拍摄范围内检测到人体时，以预设的频率向所述云服务器持续提供高清图片，所述语音播放装置用于播放所述云服务器控制所述智能设备执行操作的语音提示，所述语音采集装置用于采集用户的语音控制指令或确认所述智能设备执行操作的语音指令，所述云服务器根据所述高清图片识别用户的动作意图，根据用户的动作意图控制关联的所述智能
设备执行关联操作，不需要在每一个物品上都集成大量传感器即可实现丰富的智能家居功能。
附图说明
23.图1是本发明一个实施例提供的一种基于5g物联网智能家居控制系统的示意图；
24.图2是本发明一个实施例提供的一种基于5g物联网智能家居控制系统的语音助手的示意框图；
25.图3是本发明一个实施例提供的一种基于5g物联网智能家居控制系统的摄像装置的示意框图；
26.图4是本发明一个实施例提供的一种基于5g物联网智能家居控制系统的云服务器的示意框图；
27.图5是本发明一个实施例提供的一种基于5g物联网智能家居控制系统的控制流程图；
28.图6是本发明一个实施例提供的一种基于5g物联网智能家居控制系统的控制流程图。
具体实施方式
29.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
31.在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施方式”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
33.下面参照图1至图6来描述根据本发明一些实施方式提供的一种基于5g物联网智
能家居控制系统。
34.如图1和图2所示，一种基于5g物联网智能家居控制系统，所述智能家居控制系统包括：智能设备100、摄像装置200、语音助手300和云服务器400，所述语音助手300包括语音播放装置310和语音采集装置320，所述摄像装置200的拍摄范围、所述语音播放装置310的语音播放范围和所述语音采集装置320的语音采集覆盖安装有所述智能设备100的室内和/或室外环境，所述摄像装置200通过5g网络与所述云服务器400通讯连接，用于在拍摄范围内检测到人体时，以预设的频率向所述云服务器400持续提供高清图片，所述语音播放装置310用于播放所述云服务器400控制所述智能设备100执行操作的语音提示，所述语音采集装置320用于采集用户的语音控制指令或确认所述智能设备100执行操作的语音指令，所述云服务器400根据所述高清图片识别用户的动作意图，根据用户的动作意图控制关联的所述智能设备100执行关联操作。
35.本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统，利用5g网络高速度、高带宽、低延迟的优势，可以实现实时的大数据量传输，使高清图片的实时传输和计算成为可能。本发明通过采用摄像装置200拍摄高清图片并通过5g网络实时提供给云服务器400进行识别得到用户的动作意图以控制关联的智能设备100执行关联操作，可以不需要在每一个物品上都集成大量传感器即可实现丰富的智能家居功能。
36.在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，所述摄像装置200为安装于室内或室外的一个或一组高清摄像头。示例性的，如图3所示，每一个所述高清摄像头均设置图像传感器210、控制电路220和5g通讯模块230，所述高清摄像头通过所述5g通讯模块230与通信基站500无线连接，从而通过所述通信基站500与互联网通讯连接。通过布置多个高清摄像头覆盖安装有所述智能设备100的室内和/或室外环境，从而使得所述云服务器400可以根据所拍摄的高清图片迅速识别到用户以及用户的动作意图，从而控制控制关联的智能设备100执行关联操作。为了使所述云服务器400可以准确获得用户及所述智能设备100的信息，所述摄像装置200的分辨率应当不低于1920像素＊1080像素，所述摄像装置200向所述云服务器发送高清图片的所述预设的频率应当不低于每秒5张。优选的，所述摄像装置200为4k高清监控摄像头，分辨率为4000像素＊1000像素。
37.如图4所示，示例性的，在本发明的一些实施例中，本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统，所述云服务器400包括应用程序服务器410和数据库服务器420，所述数据库服务器420存储有所述智能设备100的特征属性和操作属性，所述应用程序服务器410通过所述特征属性识别所述智能设备100的类型。所述智能设备100的特征属性是指能反映所述智能设备100所属的设备类型的特征，例如其形状、构造及其颜色等，所述应用程序服务器410通过所述数据库服务器420所存储的所述智能设备100的特征属性，即可识别出所述智能设备100所属的设备类型。所述操作属性为所述智能设备100可以执行的操作，例如所述智能设备100为空调时，其操作属性包括但不限于打开电源、关闭电源、检测室内温度、调节室内温度至目标温度、检测室内湿度、调节室内湿度至目标湿度、切换为通风模式、切换为抽风模式等等，此处不再一一列举。在本发明的另一些实施例中，所述云服务器400通过与其通讯连接的第三方物品识别服务器连接，从所述高清图片中提取待识别的目标物品的一个或多个图像提供给所述第三方物品识别服务器，并接收所述第三方物品识别服务器识别的物品类型结果。
38.示例性的，如图4所示，在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，所述云服务器400还包括web服务器430，所述web服务器430用于提供给控制终端通过浏览器访问，从而查看或控制所述智能家居控制系统的状态或进行参数设置等。应当知道的是，所述应用程序服务器410、所述数据库服务器420和所述web服务器430、分别可以采用软件或者硬件的方式实现，例如其为采用实体硬件方式实现的服务器主机，或者运行在一台或多台服务器主机上的虚拟机或者运行在一台或多台服务器主机上的服务程序等，或者其中两种或两种以上方式的混合实现方式，本发明对此并不做限定。
39.进一步的，在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，所述云服务器400与至少一个云计算服务器节点或至少一个云计算服务器集群600通讯连接，通过所述至少一个云计算服务器节点或至少一个云计算服务器集群600根据所述高清图片识别到用户以及用户的动作意图。由于在大量图片中进行人脸识别以及动作意图识别对计算设备的性能和配置要求较高，示例性的，如图1所示，本发明采用拥有强大计算能力的云计算服务器集群600对用户和用户的动作意图进行识别，可以快速获得识别结果以供云服务器400作为控制智能设备100的进行关联操作的依据。优选的，所述云计算服务器集群600通过专用网络与所述云服务器400直接连接，避免由于互联网环境下共享带宽导致的网速波动影响所述计算数据和计算结果的传输速度。
40.本发明的提供的基于5g物联网智能家居控制系统还包括控制终端，例如移动终端或者pc(persona lcomputer，个人计算机)。示例性的，用户通过移动终端如智能手机等通过浏览器访问所述web服务器，从而通过所述web服务器查看智能家居控制系统的状态或者对智能设备进行控制。
41.在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，所述操作属性包括预约操作和情景操作。根据用户动作意图的不同，所述智能设备100的同一操作属性可以为预约操作或者情景操作。示例性的，当云服务器400从摄像装置200拍摄的高清图片中识别出用户有从开着空调且室内温度为25摄氏度的卧室去往未开空调且室内温度为30摄氏度的书房的动作意图时，对书房的空调的打开电源和将温度调至25摄氏度为实时需求，对书房空调的打开电源和调节温度的操作即为情景操作。而同时云服务器500将会在用户离开卧室五分钟后未检测到用户进入卧室则关闭卧室空调的电源以节约能源，该关闭卧室空调电源的操作即为预约操作。同理，当云服务器400从摄像装置200拍摄的高清图片中识别出用户有伸出手去取某本书籍的动作意图时，控制书架指定位置的移动机构将对应书籍移出一段距离以便于用户取书的操作即为情景操作。而云服务器400通过对用户行为习惯的分析，判断用户在每天某个时间有阅读习惯，且根据用户的上一次阅读记录判断用户即将需要阅读的书籍，在该时间点到来之前，提前一段时间将对应书籍移出的操作为预约操作。
42.如图5所示，在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，所述数据库服务器420还预先存储有用户动作意图、智能设备100的类型以及智能设备100的操作属性的对应关系，所述云服务器400根据所述高清图片识别用户的动作意图，根据用户的动作意图控制关联的所述智能设备100执行关联操作具体包括：
43.所述应用程序服务器410通过所述高清图片识别到用户与一智能设备100的距离在持续减小时，将所述智能设备100确定为关联的智能设备；
44.所述应用程序服务器410通过所述高清图片获取所述关联的智能设备100的特征
与所述数据库服务器420中存储的特征属性进行对比，从而识别出所述关联的智能设备100的类型；
45.所述应用程序服务器410根据用户的动作意图以及识别出的所述智能设备100的类型，从所述数据库服务器420中查到对应的智能设备100的操作属性；
46.所述应用程序服务器410向所述智能设备100发出控制指令，控制所述智能设备100执行所述操作属性对应的操作。
47.如图6所示，在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，所述根据用户的动作意图控制关联的所述智能设备执行关联操作具体包括：
48.当所述关联操作为情景操作时，所述云服务器向所述语音助手发送控制指令使所述语音助手向用户发出是否执行所述关联操作的语音提示，在接收到用户确认执行的语音指令后，所述云服务器控制所述智能设备执行所述关联操作。当所述关联操作为情景操作时，由于对应的操作会对用户产生实时的影响，在云服务器对用户的动作意图判断有误，从而该关联操作并不能迎合用户的实际需求时，会给用户带来体验极差的影响。例如，在用户在某个时刻从客厅进入卧室时，云服务器根据用户的历史习惯判断用户此时可能想要听音乐，此时如果用户本身并没有听音乐的意图，云服务器直接控制播放器播放音乐的动作导致的突然响起音乐声可能会给用户带来不适感。而通过语音助手提前向用户进行确定后再执行关联操作，会使用户体验感有较大的提升。
49.当所述关联操作为预约操作时，所述云服务器400控制关联的所述智能设备100直接执行所述关联操作。由于预约操作往往在用户不在场时即开始执行，在用户到达对应智能设备100所在位置后，该操作已经执行完毕，不会对用户产生即时的影响，因此对于云服务器400在识别到用户的动作意图后，其关联的操作为预约操作时，可以直接执行。进一步的，所述数据库服务器420存储有每个操作属性为预约操作时对应的复位时间值，在执行预约操作后等待的时间大于或大于等于该复位时间值未检测到用户到达指定位置时，对该预约操作进行复位操作。所述复位操作指的是消除该预约操作的执行带来的影响，使对应的环境或设备回到执行前的状态。例如，云服务器400识别到用户在一定时间后有进入房间的动作意图，提前将房间的照明灯具打开，而用户在10分钟内仍然没有进入房间时，则执行对应的复位操作，即将照明灯具关闭。
50.在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，所述云服务器400通过所述摄像装置200和所述语音采集装置320同时采集用户的语音指令，并通过所述摄像装置200拍照的高清图片中的用户口型结合所述语音采集装置320采集到的声调信息识别用户的语音指令。对于复杂的室内环境，无法在每个位置都近距离安装上所述语音采集装置320，因此用户的语音指令难免受到环境噪声的影响导致影响所述语音采集装置320的采集效果，在恶劣情况下甚至无法通过语音采集装置320采集的语音识别出语音指令的内容。通过所述摄像装置200拍照的高清图片中的用户口型结合所述语音采集装置320采集到的声调信息识别用户的语音指令，可以使用户的语音指令得到准确的识别不受环境噪声的影响。
51.在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，所述云服务器400将当前时间、所述高清图片、所述智能设备100的类型以及所述智能设备100的执行结果作为输入条件进行训练，建立用户的动作意图模型。所述智能设备的执行结果包括当所述关联操作为情景操作时，在接收到用户确认执行的语音指令后，所述智能设备执行所述关联操作以及
在接收到用户不执行的语音指令后，由用户手动控制或者通过语音控制所述智能设备执行的操作。以用户大量的日常行为数据为基础，采用人工智能学习算法进行训练以建立用户的动作意图模型，使得智能家居控制系统对用户的动作意图识别更加准确。
52.在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，所述云服务器400根据所述高清图片识别用户的动作意图，根据用户的动作意图控制关联的所述智能设备100执行关联操作具体包括：
53.所述云服务器400根据当前时间以及通过所述高清图片识别到的用户的动作，通过所述动作意图模型获取用户的动作意图，确定关联的智能设备100并确定所述智能设备100的关联操作。
54.在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，智能家居控制系统还包括家庭控制中心700，所述语音助手300以及所述智能设备100通过所述家庭控制中心700与所述云服务器400连接，所述云服务器400通过所述家庭控制中心700控制所述语音助手300以及所述智能设备100。由于语音助手300以及智能设备100与所述云服务器400的交互数据量较少，无需在语音助手300以及每个智能设备100上均设置5g通讯模块，从而降低系统布置成本。所述控制中心700可以通过5g网络或者直接通过互联网与所述云服务器400通讯连接。在本发明提供的基于5g物联网智能家居控制系统中，也可以在语音助手300或每个所述智能设备100上设置5g通讯模块，通过5g网络连接互联网后与所述云服务器400通讯连接。借助5g网络高带宽、高并发以及高速度的优势，使得每个所述智能设备100均可以与所述云服务器400实时通讯。
55.应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
56.依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。