基于人工智能的家用电器智能控制的一体化节能优化系统

作者:谢德伟

背景技术

在人工智能技术高速发展的情况下,家用电器的智能节能控制迈向了新的发展方向。为达到家用电器智能节能控制的目标,我提出设计一种基于人工智能的家用电器智能控制的一体化节能优化系统,其通过客户端就能够查看家用电器实际用电状态等,对于家用电器节能以及控制来说,是一种切实可行的方案。

技术方案:

家用电器智能控制的一体化节能优化系统包括客户端(电脑、智能手机)、无线网络、控制中心、网关、采集节点等部分。其中,客户端对于家电运行数据情况反映以后发出控制命令等,采集节点进行采集电视、空调以及照明灯等家用电器的功率、能耗、电压等等数据,掌握住电器运行状态。无线网络是进行建立起星型网络,对于家用电器的运行数据传输,智能家用电器的触摸屏主控器发送控制命令,涵盖了硬件平台、软件平台。网关可以传递触摸屏控制器跟无线网络间产生的信息。系统数据库采取SQL Server2012对家用电器运行的参数进行存储以及采集。

1.硬件系统模块设计方案

第一,ARM嵌入式系统中央控制芯片S3C2440。ARM嵌入式系统的中央控制芯片采取S3C2440对控制信息展开接收、发送,主频处理速度极快,其采取ARM9处理器,具有复位模块、Flash、SDRAM以及供电电源等部分,还包括了USB接口、以太网接口以及SD&MMC存储卡接口等,符合家用电器智能控制系统的应用。

第二,家电控制终端模块。家用电器智能节能控制终端有空调控制、灯光控制、电视控制、温湿度控制等,按实际控制要求采取针对性的传感器,例如灯光传感器、红外监测传感器和温湿度传感器等。传感器通过ZigBee无线网络以及ARM主控模块采集数据,同时展开数据连接,将家电运行的状态数据传输,并且实施警报信息的传递。光照采集应用P9003传感器,人体红外监测功能是实施红外传感器RE200B。

第三,无线ZigBee模块。其应用星型网络,涵盖了两部分,即终端节点、协调器节点,ZigBee模块同主控制中心以及采集传感器的通信,实现的途径就是全口协议。

第四,GPRS模块。此模块应用LT2312,经RS232接口连接ARM控制模块,维护通信过程有效性。

第五,网关模块。此系统具有ZigBee网络接口、Wi-Fi接口、以太网接口以及移动通信接口,用户经手机连接移动通信网等方式,可以访问智能家居网关。

2. 系统软件部分设计方案

首先,系统软件功能结构。系统的主程序进行家用电器的信息查询,实施用电分析以及评分评比,也展开电器监控、发挥一键节能等等功能。

其次,家用电器节能方案及节能算法设计。在节能方案方面,涵盖了自动控制和警告、用电评估等,可以分类家用电器,包括时段敏感型、室温敏感型以及待机敏感型等。系统所有数据于SQL Server2012数据库存储,每月评估电器的用电状态、节能情况,发送给用户相应的结果,做出科学的节能策略。在节能算法设计方面,经BP神经网络算法实现,其中涵盖了输入层、隐含层、输出层,达到控制决策的目标。

最后,终端数据显示页面设计。显示页面包括几个部分,即用户登录界面、能耗管理界面。终端数据显示经Web网页形式实现,而且能耗管理界面可以显示电器运行状态,按照电器能耗分析,做出相应的节能建议。

结论

基于人工智能的家用电器智能控制的一体化节能优化系统,可以智能化的控制家用电器同时落实节能管理。与现有技术相比,本设计方案具备以下有益效果:该系统通过人工智能技术的关键算法对整体家电设备的运行情况进行优化调节,大大提高家用电器的节能性能表现。