基于神经网络的智能家居控制方法

基于神经网络的智能家居控制方法硫芥子气
[摘要]伴随智能家居相关设备的普及应用,人们对智能家居整个控制系统层面提出更高要求。神经网络,它能够对用户各项行为习惯实施深度学习,引入智能家居整个控制系统当中,可使得智能家居真正实现总智能化的控制。故本文主要探讨以神经网络为基础的智能家居控制方法,仅供业内相关人士参考。
[关键词]智能家居;神经网络;控制方法;
前言:
神经网络,属于模仿动物大脑神经网络的行为特征,实行分布并行形式的信息处理算法一种数学模型,此网络依靠着系统实际复杂程度,对内部大量的节点连接关系予以调整,使得处理信息得以实现。依托神经网络,对智能家居整个控制系统予以设计,往往可使得智能家居整个控制系统更具智能化,满足用户们的实际需求。因而,以神经网络为基础对智能家居的控制方法开展综合分析,有着一定的现实意义和价值。
1、以神经网络为基础下智能家居的控制实现必要性
开放info共享平台智能家居现有控制系统当中,通常是用户对手机APP实施各项操作,对家居设备予以远程控制,但实际控制当中往往潜在一定缺陷问题,详细分析如下:一是,在便携性层面。因现阶段多数智能家居是通过手机达到相应的控制目的,此控制方式之下,多数用户实操便捷,但针对部分老年人来说,他们往往并不是十分了解手机APP,控制过程较为繁琐,会影响用户体验,无法满足智能家居差异化的控制服务需求;二是,在控制操作智能化层面。智能家居现有控制系统当中,并未真正实现智能化的控制室内设备,设备开关仅是由物理按键转变成手机APP虚拟按键,且设备控制由本地控制转变成远程控制,真正意义层面上并未实现智能化的控制;三是,在安全性层面。智能家居现有控制系统完全交由手机APP予以控制,一旦手机丢失,则所造成影响则无法估量[1]。而神经网络基础算法,则是属于依照着误差逆向的传播算方法训练多层的一种前馈神经网络,是非线性的动力学一种系统,可实现信息分布存储及并行协同化的处理,系统运行期间,对所有输入量相应权重予以动态修改,自适应的环境目的得以达到。依托神经网络,可使得智能家居现有控制系统当中各种弊端问题得以有效解决,智能家居便可为用户们提供更具高效智能化的各项服务,真正实现对智能家居当中室内各项设施设备的智能化控制。
2、控制方法
2.1总体控制思路
因考虑到人们生活习性层面差异,故此次需对用户们行为习惯予以采集分析,并将其当成算法的一个输入源,对所有输入源的相应权重予以调整,确保其能够满足于理解广大用户真实意图的功能得以实现。系统运行期间,设备相互间的关联关系以两种为主,即强相关、弱相关。针对强相关层面,即以物理学为基础角度层面设备相互间逻辑关联性相对较强,如光照传感装置与灯具、温度传感装置与空调设备等。该部分关系属于系统基本依赖规则,不对系统加以干预情况下,这一关系极易遭到破坏,致使逻辑混乱情况出现。那么,针对弱相关层面,即物理角度层面并无突出性逻辑关系,但因用户各项操作的行为习惯,致使其存在着虚拟的一种逻辑关系,如用户操作习惯是先开灯,再把窗帘打开,最后再将电视打开,这一系列操作行为无逻辑关系,但用户自身本就有此行为存在,这就表明了存在着虚拟的一种逻辑关系,即弱相关的一种关系存在。系统总体设计思路,即以强相关的关系维护好为基础上,确立稳定可靠性弱相关的关系。弱相关这一关系依赖广大用户自身行为习惯,故此算法核心便是结合用户自身行为习惯对智能控制予以控制[2]。用户处于相同时间点位置连续触发若干操作,各项操作触发具体时间顺序相一致,则可结合此行为习惯,确立虚拟化的逻辑关系,即结合强相关这一关系,针对各输入源,设定好各输出
源的初始权重及其限定范围;基于当前的时间节点,时间周期T当中采集用户如开窗、开灯各项操作,若有跳转3,未留着2;结合操作更新的所有权重,并对时间Tl当中所产生各输入操作所对应的输出动作实施权重运算;对各项输出动作能否达到相应触发阈值予以遍历,倘若确认未达阈值则予以跳转;结合输出动作实施设备控制;时间周期T2当中对用户各项反馈数据予以采集;用户接受相应操作,则予以及时跳转;强相关这一关系的限度范围当中,对当前的虚拟逻辑予以强化,再对强相关这一关系的限度范围,对当前的虚拟逻辑予以弱化。
2.2平台设计
2.2.1在硬件设计层面
硬件采用I.MX6U做为核心数据处理CPU,通过RS485,UART,USB等总线接入扩展外设,包括WIFI模块,BLE模块以及ZigBee模块,其中WIFI模块负责连接服务器端进行大数据采集和控制策略的下达,BLE负责跟用户手机APP进行交互实现本地控制和网络配置等功能,并且BLE模块还可以直接连接用户的穿戴设备如智能手表等,ZigBee、UART以及RS485/CAN总线负责采集和控制各个外部传感器的数据和各个可控制的设备。硬件连接框
图如下图一所示。
金刚石复合片钻头
铁盒制作图一 硬件连接框图
选定RS485的总线技术框架硬件系统,合理细化智能家居相应控制对象及各区域的划分功能。结合需求,设置窗帘、灯、传感装置、投影仪、新风机、水泵、空调等被控对象。结合室内环境,以神经网络为基础,构建RS485通信16路继电装置控制电路,便于对室内各控制对象相应动作效果实施模拟。
2.2.2在软件设计层面
主控CPU采用linux系统,人机交互界面使用QT来进行开发,WIFI和BLE模块采用FreeRTOS系统进行开发。上位机或者服务器的软件,使用Python进行开发。
以智能家居现有控制系统为基础,结合用户需求、自身硬件属性,将控制系统合理划分成空调及灯控制、传感装置检测、窗帘、情景等各个不同模式。系统当中各区域划分结合被控设施设备的动作状态予以合理划分。如投影仪及窗帘升降状态相一致,投影仪的控制选项处于窗帘控制操作功能区域下拉列表当中。此分配方式能够归类控制各项功能区当中被控设施设备状态,便于系统查询及指令修改,界面整体设计简洁,在布局上选定Qt自有网格及垂直的布局模式,为用户查看及使用提供便利条件。针对情景模式整个功能区域设计层面,主要结合智能家居基本属性予以单独定制,以满足用户差异化的需求。
2.2.3在人机交互层面
为确保用户与控制系统相互间实现更便捷化的交流、控制操作,则布局系统整个界面设计期间,着重考虑到不同用户体常用各种习惯,对终端服务装置及登录各个系统界面予以个性化的设计。系统平台整个界面当中,为形象表达出被控设备实际动作状态,则添加动画方式。结合图2能够发现,可以看出,某位置的灯状态改变情况,所对应图标从灰白变
为亮黄;某位置窗帘倘若处于关闭状态,界面图标上面无指示箭头相应标记;某位置窗帘在下降或上升状态情况下,图标上面会有“向下”或是“向上”相应箭头记号出现;通过拟人化的功能设计,促使用户能够更为便捷、智能化地和系统进行沟通,使得智能家居整个控制系统能够真正实现智能化的控制。
图2被控设施设备状态总体拟人化示意图
3、结语
综上所述,针对智能家居而言,若想真实实现对家居设备智能化的控制,则就应当以神经
网络为基础,设计好总体控制思路,结合用户实际需求积极落实智能家居当中控制系统的硬软件、人机交互等设计工作,以此确保智能家居总体控制更具智能化,带来广大用户更多智能化的使用体验。
参考文献:焊接钢板
[1]叶伟国,刘军.一种智慧型家居自适应交互控制系统,CN112286110
A[P].2021.
[2]朱传瑞,王永平.一种基于DSSD神经网络的智能家居环境控制实时识别系统及其控制方法,CN113887490A[P].2022.

本文发布于:2024-09-22 02:10:35,感谢您对本站的认可!

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