CN103312583A - 智能家居远程监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家居远程监控系统，利用传感器和视频采集装置，能够将家居现场数据传输至远程控制端，从而使人们能够及时获知居住环境中的各种详细数据。本发明提供的智能家居远程监控系统和监控方法能够将家居现场除电器设备以外的各项参数，如温湿度、含氧量等用户更为关心的环境数据定期传输至远程控制终端，使用户能够掌握家居环境数据并进行相应调整。当存在异常时，更能实时向用户发出警报，充分保证家居中设备安全性和环境指数的稳定性。

Description

智能家居远程监控系统及监控方法

 

技术领域

    本发明属于智能家居技术领域，尤其是涉及一种智能家居远程监控系统及相应的监控方法。

 

背景技术

    随着信息社会的发展，网络和信息家电已越来越多地出现在人们的生活之中，而这一切发展的最终目标都是给人类提供一个舒适、便捷、高效、安全的生活环境。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一个热点问题。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、 智能家居-系统设计方案安全防范技术、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。

    通俗地说，智能家居是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过家触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，更可以执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。

    但现有的智能家居只能实现人们对电器设备的单向远程操纵，而家居现场的其他状况也是用户、尤其是家中养育有动植物的家庭的关注目标，而目前人们对家居温湿度、含氧指数、电器设备异常情况等各方面信息缺乏远程信息的有效获取渠道。

 

发明内容

本发明公开了一种智能家居远程监控系统，利用传感器和视频采集装置，能够将家居现场数据传输至远程控制端，从而使人们能够及时获知居住环境中的各种详细数据。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能家居远程监控系统，包括智能家居设备、传感器、视频采集装置、现场总控制平台和远程控制终端，所述智能家居设备与现场总控制平台具有数据连接，智能家居设备的数量至少为两个；传感器和视频采集装置通过信号发射模块与现场总控制平台连接；所述传感器用于获取屋内各项指标参数并将数据传输至现场总控制平台；现场总控制平台和远程控制终端通过网络连接；所述智能家居设备包括电器设备、数据采集模块、控制模块、信号传输模块，其中电器设备分别与数据采集模块和控制模块连接，信号发射模块与控制器相连，数据采集模块用于采集电器设备中的各项运行参数，控制模块用于控制家具设备运行模式和状态，信号传输模块用于与现场总控制平台进行数据交互；视频采集装置用于采集现场的视频信号并传输至现场总控制平台；所述现场总控制平台包括信号收发模块、数据处理模块、存储器和网络接入模块，信号收发模块用于与智能家居设备进行数据交互、并能获取传感器和视频采集模块传输的数据，数据处理模块用于对接收到的智能家居数据进行分析、判断，当数据发生异常时启动网络接入模块将数据通过网络传输至远程控制终端，并能够接收远程终端发送的控制指令，将控制指令传输至相应的智能家居设备，存储器用于存储现场总控制平台接收到的各项数据、分析结果及操作记录，网络接入模块用于接入互联网或移动网络；所述网络接入模块包括互联网接入单元和移动网络接入单元。

作为本发明的一种优选技术方案，所述远程控制终端为电脑或移动智能设备。

作为本发明的一种改进技术方案，所述移动网络接入单元包括3G网络通信模块、4G网络通信模块和通信模式选择单元，所述通信模式选择单元用于根据可用的网络连接状态选择合适的网络通信模块，所述通信模式选择单元发送测试信息至4G移动网络基站，若在一定时间内能得到反馈信息则启动4G网络通信模块通过4G移动通信网络将数据传输给远程控制终端，若不能得到反馈信息则启动3G网络通信模块通过3G移动通信网络将数据传输给远程控制终端。

一种智能家居远程监控方法，包括如下步骤：

（1）数据采集模块获取电器设备各项参数，传感器获取屋内各项指标，视频采集装置采集现场视频信号，上述设备获取数据后传输至现场总控制平台；

（2）现场总控制平台获取电器设备各项参数、屋内指标和现场视频信号后由数据处理模块进行分析判断，当判断出有异常时立刻执行步骤（3），当无异常时则根据预先设定的时间间隔，定时执行步骤（4）；

（3）启动网络接入模块向远程控制终端发送报警信号，并将异常数据通过网络同步传输至远程控制终端；

（4）启动网络接入模块将当前电器设备各项参数、屋内指标和现场视频片段发送至远程控制终端；

（5）远程控制终端发送控制信号至现场总控制平台，现场总控制平台将控制信号传输至相应的智能家居设备；

（6）智能家居设备中的信号传输模块接收到控制信号后将其传输至控制模块；

（7）所述控制模块根据控制指令改变电器设备运行状态。

作为智能家居远程监控方法的一种改进技术方案，步骤（3）还包括如下步骤：数据处理模块根据预先设定的处理策略从存储器中提取相应的应对控制指令，当发送报警信号后一段时间内远程控制终端没有反馈控制指令时，数据处理模块将提取出的应对控制指令发送至相应的智能家居设备。

作为智能家居远程监控方法的一种改进技术方案，数据处理模块将应对控制指令和报警信号一起传送至远程控制终端。

作为智能家居远程监控方法的一种优选技术方案，所述异常包括：电器设备运行参数超标；屋内参数指标超出预先设定的范围；通过人脸识别软件从现场视频中判断出居住环境中有不属于住户的人物出现。

作为智能家居远程监控方法的一种改进技术方案，所述步骤（3）中当通过移动网络传输数据时，包括驱动通信模式选择单元进行网络模式选择的步骤，具体如下：

（a）通信模式选择单元发送测试信息至4G移动网络基站，若在一定时间内能得到反馈信息则执行步骤（b），若不能得到反馈信息则执行步骤（c）；

（b）启动4G网络通信模块通过4G移动通信网络将数据传输给远程控制终端；

（c）启动3G网络通信模块通过3G移动通信网络将数据传输给远程控制终端。

作为智能家居远程监控方法的一种改进技术方案，步骤（b）中通信模式控制模块发送测试信息至4G移动网络基站时，分别通过TD-LTE模块和LTE-FDD模块进行发送，并选择最快给出反馈信息的模块与移动通信网络连接。

作为智能家居远程监控方法的一种改进技术方案，步骤（c）中启动3G网络通信模块之前还包括如下步骤：通信模式控制模块分别通过TD-SCDMA通信模块和/或WCDMA通信模块和/或CDMA2000通信模块发送测试信息至3G移动网络基站，并选择最快给出反馈信息的模块与移动通信网络连接。

与现有技术相比，本发明提供的智能家居远程监控系统和监控方法具有如下优点和有益效果：

1.本发明能够将家居现场除电器设备以外的各项参数，如温湿度、含氧量等用户更为关心的环境数据定期传输至远程控制终端，使用户能够掌握家居环境数据并进行相应调整。当存在异常时，更能实时向用户发出警报，充分保证家居中设备安全性和环境指数的稳定性。

2.当警报发生时用户无法及时进行指令控制时，本发明还提供了自动应急应对手段，通过预先设定的处理策略，取得预先存储的控制指令，代替用户进行实施的指令调整，以便及时处理家居环境中发生的异常状况。

3.此外，本发明还能根据现场获得的视频数据，通过人脸识别软件对居住环境中出现的陌生人进行鉴别，并向用户发出警报，安全性能高，且极为人性化。

4.本发明考虑到家居远程监控方法在未来的适用性，在网络传输装置中纳入了4G通信模块，以期与成熟的4G网络相适应，达到更为优良的信息传输效果。而由于目前4G网络还未全面试行，而全新架构的网络适应和调配过程较为漫长，因此可以预见到的是，在未来很长一段时间内，由于4G网络可能具有的不稳定因素，必然将存在和4G网络3G网络同时并行的情况，因此我们优选使用4G移动网络进行数据传输，并能够根据移动网络的实时畅通状况，选择不同的网络模式与远程控制中心连接，以确保家居所在的位置现场和远程控制终端之间的网络连接通道稳定通常，从而使采集到的现场数据尤其是警报数据能够稳定地传送回远程控制终端，以便在发生异常时及时返回处理方案，保证家居设备安全稳定地运作。

5.在连接4G网络时，能够优化选择最快的移动通道，实现信息精确快速传输。

6.在连接3G网络时，能够优化选择最快的移动通道，实现信息精确快速传输。

 

附图说明

图1为本发明提供的智能家居远程监控系统结构示意图；

图2为智能家居设备结构示意图；

图3为移动网络接入单元结构示意图。

 

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明公开了一种智能家居远程监控系统，如图1、图2、图3所示，包括智能家居设备、传感器、视频采集装置、现场总控制平台和远程控制终端，所述智能家居设备与现场总控制平台具有数据连接，智能家居设备的数量至少为两个；传感器和视频采集装置通过信号发射模块与现场总控制平台连接；所述传感器用于获取屋内各项指标参数并将数据传输至现场总控制平台；现场总控制平台和远程控制终端通过网络连接；所述智能家居设备包括电器设备、数据采集模块、控制模块、信号传输模块，其中电器设备分别与数据采集模块和控制模块连接，信号发射模块与控制器相连，数据采集模块用于采集电器设备中的各项运行参数，控制模块用于控制家具设备运行模式和状态，信号传输模块用于与现场总控制平台进行数据交互；视频采集装置用于采集现场的视频信号并传输至现场总控制平台；所述现场总控制平台包括信号收发模块、数据处理模块、存储器和网络接入模块，信号收发模块用于与智能家居设备进行数据交互、并能获取传感器和视频采集模块传输的数据，数据处理模块用于对接收到的智能家居数据进行分析、判断，当数据发生异常时启动网络接入模块将数据通过网络传输至远程控制终端，并能够接收远程终端发送的控制指令，将控制指令传输至相应的智能家居设备，存储器用于存储现场总控制平台接收到的各项数据、分析结果及操作记录，网络接入模块用于接入互联网或移动网络；所述网络接入模块包括互联网接入单元和移动网络接入单元。传感器采用温湿度传感器、含氧量传感器等能够测量环境参数的传感器，传感器数量应为多个；视频采集装置可采用摄像头，数量应为多个；智能家居设备通过有线网络或无线网络（Wi-Fi）与现场总控制平台相连，数据处理模块可采用单片机、处理器或微处理器等具有逻辑判断和数据处理能力的元器件。电器设备包括需要家用220V电源的家用电器，如电视、电脑、空调、冰箱、洗衣机、电风扇、扫地机器人、通风设备（排气扇、新风设备、抽油烟机）、音响、电灯等等，也包括电动窗帘、电动遮阳板、加装在门窗上的门窗开闭装置，以及电话、网络等弱电设备。通过现场总控制平台，能够接收远程控制终端发送的控制指令，以对上述各电器设备进行操作。

作为本发明的一种优选技术方案，所述远程控制终端为电脑或移动智能设备，远程控制终端可以为多个，可设置在家庭中成员的各个工作地点。由于携带使用方便，因此移动智能设备使用频率更高，特别是智能手机已经成为现代人随身必带的物品之一。因此现场总控制平台在大多数情况下需要通过移动通信网络连接至智能手机。

作为本发明的一种改进技术方案，为了使本发明具有更广泛的适用范围和可扩展性，所述移动网络接入单元包括3G网络通信模块、4G网络通信模块和通信模式选择单元，所述通信模式选择单元用于根据可用的网络连接状态选择合适的网络通信模块，所述通信模式选择单元发送测试信息至4G移动网络基站，若在一定时间内能得到反馈信息则启动4G网络通信模块通过4G移动通信网络将数据传输给远程控制终端，若不能得到反馈信息则启动3G网络通信模块通过3G移动通信网络将数据传输给远程控制终端。这样现场总控制平台能够根据移动网络的实时畅通状况，选择不同的网络模式与远程控制中心连接，以确保家居所在的位置现场和远程控制终端之间的网络连接通道稳定通常。所述4G网络通信模块为TD-LTE模块和/或LTE-FDD模块。由于我国将要全面并行两种4G通信系统，可以根据当地网络条件，选择配备不同网络制式下的通信模块，也可以同时配备两种模块。所述3G网络通信模块为TD-SCDMA通信模块和/或WCDMA通信模块和/或CDMA2000通信模块。由于我国已经全面并行三种3G通信系统，可以根据当地网络条件，选择配备不同网络制式下的通信模块，也可以同时配备其中两种模块甚至全部三种模块。

基于上述的智能家居远程监控系统，本发明还提供了一种智能家居远程监控方法，包括如下步骤：

（1）数据采集模块获取电器设备各项参数，传感器获取屋内各项指标，视频采集装置采集现场视频信号，上述设备获取数据后传输至现场总控制平台；

（2）现场总控制平台获取电器设备各项参数、屋内指标和现场视频信号后由数据处理模块进行分析判断，当判断出有异常时立刻执行步骤（3），当无异常时则根据预先设定的时间间隔，定时执行步骤（4）；

（3）启动网络接入模块向远程控制终端发送报警信号，并将异常数据通过网络同步传输至远程控制终端；

（4）启动网络接入模块将当前电器设备各项参数、屋内指标和现场视频片段发送至远程控制终端；

（5）远程控制终端发送控制信号至现场总控制平台，现场总控制平台将控制信号传输至相应的智能家居设备；

（6）智能家居设备中的信号传输模块接收到控制信号后将其传输至控制模块；

（7）所述控制模块根据控制指令改变电器设备运行状态。

    通过上述步骤，本发明能够将家居现场除电器设备以外的各项参数，如温湿度、含氧量等用户更为关心的环境数据定期传输至远程控制终端，使用户能够掌握家居环境数据并进行相应调整。当存在异常时，更能实时向用户发出警报，充分保证家居中设备安全性和环境指数的稳定性。

作为智能家居远程监控方法的一种改进技术方案，步骤（3）还包括如下步骤：数据处理模块根据预先设定的处理策略从存储器中提取相应的应对控制指令，当发送报警信号后一段时间内远程控制终端没有反馈控制指令时，数据处理模块将提取出的应对控制指令发送至相应的智能家居设备。这样当警报发生时用户无法及时进行指令控制时，本发明还能够提供自动应急应对手段，通过预先设定的处理策略，取得预先存储的控制指令，代替用户进行实施的指令调整，以便及时处理家居环境中发生的异常状况。其中处理策略应以关系表的形式储存在存储器中，表示各种现场状况与相应控制指令之间的对应关系，例如，温度高于预先设定的舒适范围时，对应的控制指令为：打开空调，调节成制冷模式，当温度下降至预先设定的范围内时，关闭空调；湿度低于预先设定的舒适范围时，对应的控制指令为：打开加湿器，当湿度上升至预先设定的范围内时，关闭加湿器；当空气中含氧量低于预先设定的舒适范围时，打开通风设备，当含氧量上升至预先设定的范围内时，关闭通风设备……。

作为智能家居远程监控方法的一种改进技术方案，数据处理模块将应对控制指令和报警信号一起传送至远程控制终端。

作为智能家居远程监控方法的一种优选技术方案，所述异常包括：电器设备运行参数超标；屋内参数指标超出预先设定的范围；根据现场获得的视频数据，通过人脸识别软件对居住环境中出现的陌生人进行鉴别，判断出居住环境中有不属于住户的人物出现,并向用户发出警报，安全性能高，且极为人性化。当有不属于住户的人物出现，但用户未在一段时间内给出反馈控制指令时，数据处理模块自动通过网络通知物业或进行报警处理。

本发明考虑到家居远程监控方法在未来的适用性，在网络传输装置中纳入了4G通信模块，以期与成熟的4G网络相适应，达到更为优良的信息传输效果。而由于目前4G网络还未全面试行，而全新架构的网络适应和调配过程较为漫长，因此可以预见到的是，在未来很长一段时间内，由于4G网络可能具有的不稳定因素，必然将存在和4G网络3G网络同时并行的情况，因此我们优选使用4G移动网络进行数据传输，并能够根据移动网络的实时畅通状况，选择不同的网络模式与远程控制中心连接，以确保家居所在的位置现场和远程控制终端之间的网络连接通道稳定通畅，从而使采集到的现场数据尤其是警报数据能够稳定地传送回远程控制终端，以便在发生异常时及时返回处理方案，保证家居设备安全稳定地运作。因此，作为智能家居远程监控方法的一种改进技术方案，所述步骤（3）中当通过移动网络传输数据时，包括驱动通信模式选择单元进行网络模式选择的步骤，具体如下：

（a）通信模式选择单元发送测试信息至4G移动网络基站，若在一定时间内能得到反馈信息则执行步骤（b），若不能得到反馈信息则执行步骤（c）；

（b）启动4G网络通信模块通过4G移动通信网络将数据传输给远程控制终端；

（c）启动3G网络通信模块通过3G移动通信网络将数据传输给远程控制终端。

    作为智能家居远程监控方法的一种改进技术方案，步骤（b）中通信模式控制模块发送测试信息至4G移动网络基站时，分别通过TD-LTE模块和LTE-FDD模块进行发送，并选择最快给出反馈信息的模块与移动通信网络连接。这样，在连接4G网络时，能够优化选择最快的移动通道，实现信息精确快速传输。

作为智能家居远程监控方法的改进技术方案，步骤（c）中启动3G网络通信模块之前还包括如下步骤：通信模式控制模块分别通过TD-SCDMA通信模块和/或WCDMA通信模块和/或CDMA2000通信模块发送测试信息至3G移动网络基站，并选择最快给出反馈信息的模块与移动通信网络连接。这样在连接3G网络时，能够优化选择最快的移动通道，实现信息精确快速传输。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (10)

1.一种智能家居远程监控系统，其特征在于：包括智能家居设备、传感器、视频采集装置、现场总控制平台和远程控制终端，

   所述智能家居设备与现场总控制平台具有数据连接，智能家居设备的数量至少为两个；传感器和视频采集装置通过信号发射模块与现场总控制平台连接；现场总控制平台和远程控制终端通过网络连接；

所述智能家居设备包括电器设备、数据采集模块、控制模块、信号传输模块，

其中电器设备分别与数据采集模块和控制模块连接，信号发射模块与控制器相连，数据采集模块用于采集电器设备中的各项运行参数，控制模块用于控制家具设备运行模式和状态，信号传输模块用于与现场总控制平台进行数据交互；

所述传感器用于获取屋内各项指标参数并将数据传输至现场总控制平台；

所述视频采集装置用于采集现场的视频信号并传输至现场总控制平台；

所述现场总控制平台包括信号收发模块、数据处理模块、存储器和网络接入模块，

信号收发模块用于与智能家居设备进行数据交互、并能获取传感器和视频采集模块传输的数据，数据处理模块用于对接收到的智能家居数据进行分析、判断，当数据发生异常时启动网络接入模块将数据通过网络传输至远程控制终端，并能够接收远程终端发送的控制指令，将控制指令传输至相应的智能家居设备，存储器用于存储现场总控制平台接收到的各项数据、分析结果及操作记录，网络接入模块用于接入互联网或移动网络；

所述网络接入模块包括互联网接入单元和移动网络接入单元。

2.根据权利要求1所述的智能家居远程监控系统，其特征在于：所述远程控制终端为电脑或移动智能设备。

3.根据权利要求1或2所述的智能家居远程监控系统，其特征在于：所述移动网络接入单元包括3G网络通信模块、4G网络通信模块和通信模式选择单元，所述通信模式选择单元用于根据可用的网络连接状态选择合适的网络通信模块，所述通信模式选择单元发送测试信息至4G移动网络基站，若在一定时间内能得到反馈信息则启动4G网络通信模块通过4G移动通信网络将数据传输给远程控制终端，若不能得到反馈信息则启动3G网络通信模块通过3G移动通信网络将数据传输给远程控制终端。

4.一种智能家居远程监控方法，基于权利要求1～3中任意一项权利要求所述的智能家居远程监控系统实现，其特征在于，包括如下步骤：

数据采集模块获取电器设备各项参数，传感器获取屋内各项指标，视频采集装置采集现场视频信号，上述设备获取数据后传输至现场总控制平台；

现场总控制平台获取电器设备各项参数、屋内指标和现场视频信号后由数据处理模块进行分析判断，当判断出有异常时立刻执行步骤（3），当无异常时则根据预先设定的时间间隔，定时执行步骤（4）；

启动网络接入模块向远程控制终端发送报警信号，并将异常数据通过网络同步传输至远程控制终端；

启动网络接入模块将当前电器设备各项参数、屋内指标和现场视频片段发送至远程控制终端；

远程控制终端发送控制信号至现场总控制平台，现场总控制平台将控制信号传输至相应的智能家居设备；

智能家居设备中的信号传输模块接收到控制信号后将其传输至控制模块；

所述控制模块根据控制指令改变电器设备运行状态。

5.根据权利要求4所述的智能家居远程监控方法，其特征在于，步骤（3）还包括如下步骤：数据处理模块根据预先设定的处理策略从存储器中提取相应的应对控制指令，当发送报警信号后一段时间内远程控制终端没有反馈控制指令时，数据处理模块将提取出的应对控制指令发送至相应的智能家居设备。

6.根据权利要求5所述的智能家居远程监控方法，其特征在于：数据处理模块将应对控制指令和报警信号一起传送至远程控制终端。

7.根据权利要求4所述的智能家居远程监控方法，其特征在于，所述异常包括：电器设备运行参数超标；屋内参数指标超出预先设定的范围；通过人脸识别软件从现场视频中判断出居住环境中有不属于住户的人物出现。

8.根据权利要求4所述的智能家居远程监控方法，其特征在于：所述步骤（3）中当通过移动网络传输数据时，包括驱动通信模式选择单元进行网络模式选择的步骤，具体如下：

（a）通信模式选择单元发送测试信息至4G移动网络基站，若在一定时间内能得到反馈信息则执行步骤（b），若不能得到反馈信息则执行步骤（c）；

（b）启动4G网络通信模块通过4G移动通信网络将数据传输给远程控制终端；

（c）启动3G网络通信模块通过3G移动通信网络将数据传输给远程控制终端。

9.根据权利要求7所述的智能家居远程监控方法，其特征在于：步骤（b）中通信模式控制模块发送测试信息至4G移动网络基站时，分别通过TD-LTE模块和LTE-FDD模块进行发送，并选择最快给出反馈信息的模块与移动通信网络连接。

10.根据权利要求7或8所述的智能家居远程监控方法，其特征在于：步骤（c）中启动3G网络通信模块之前还包括如下步骤：通信模式控制模块分别通过TD-SCDMA通信模块和/或WCDMA通信模块和/或CDMA2000通信模块发送测试信息至3G移动网络基站，并选择最快给出反馈信息的模块与移动通信网络连接。

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