【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為技術(shù)人員關(guān)注的熱點,作為物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應(yīng)用——智能家居正在高速發(fā)展,對智能家居的研究和開發(fā)應(yīng)當(dāng)是下一階段的重中之重。目前市面上的智能家居系統(tǒng)能夠提供一些環(huán)境的監(jiān)測和家用電器的遠程控制,但是尚未達到更高的“智能性”需求,即家電控制系統(tǒng)本身具備積累經(jīng)驗和自主學(xué)習(xí)能力,用于自主學(xué)習(xí)用戶的行為并推理出系統(tǒng)的最優(yōu)控制解決方案。此次學(xué)位論文工作,旨在將基于樹莓派的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)和智能控制算法相結(jié)合,使得智能家居系統(tǒng)真正擁有自己的“大腦”,具有很好的現(xiàn)實意義。本課題開發(fā)的是基于行為預(yù)測算法的智能家電控制系統(tǒng),實現(xiàn)的是一個可以通過網(wǎng)絡(luò)對家用電器進行遠程控制的智能控制方案。其可以接入大部分室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境,并能根據(jù)用戶先前的行為預(yù)測下一步行為。該系統(tǒng)包括下位機智能終端和上位機控制平臺兩部分,其中下位機由多個室內(nèi)環(huán)境傳感器和Arduino單片機組成,負責(zé)采集智能家居中如溫度、濕度、光照等各類參數(shù),配合ESP8266無線模塊利用WiFi無線通信的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,通信過程使用TCP協(xié)議Socket完成;上位機部分為Java應(yīng)用程序,在搭建完運行環(huán)境后運行程序等待接收來自Arduino的連接,將采集到的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中,通過預(yù)測算法完成對下位機的遠程監(jiān)控和智能管理。同時,本課題將自然語言處理當(dāng)中的詞嵌入算法引入到該系統(tǒng)當(dāng)中,運用類似的思想,先將智能家居中每個用戶的行為映射到向量空間中,與其相關(guān)聯(lián)的行為也轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的向量。然后構(gòu)建一個多對一的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM),通過訓(xùn)練LSTM網(wǎng)絡(luò)后輸出的向量和與其相近的向量得到預(yù)測結(jié)果。實驗結(jié)果顯示,引入詞嵌入算法后的行為預(yù)測準(zhǔn)確度達到82.3%,并適用于多用戶智能空間的場景,相比于傳統(tǒng)預(yù)測算法有顯著改善。本系統(tǒng)最大程度的利用上家庭中的各種數(shù)據(jù),針對各個用戶自己的習(xí)慣,自動的替用戶做出未來的決策,為用戶提供便捷的智能居家環(huán)境體驗。
【圖文】：

[11]。2014年，Samsung公司在韓國發(fā)布了一款搭載Android系統(tǒng)的Zipel烤箱，如圖1.1所示，，其最大特色是可以通過同樣配備Android系統(tǒng)的智能手機進行遙控，只要手機上已經(jīng)下載了相應(yīng)的APP，便可以通過無線網(wǎng)絡(luò)遙控烤箱工作[12]。Zipel烤箱程序還內(nèi)置了預(yù)設(shè)食物烹調(diào)程序。Zipel除了正面的微觸開關(guān)操控，還可以利用語音進行控制�？鞠鋬�(nèi)另有卡路里探測傳感器，可以自動檢測出食材的重量和熱量。圖1.1 智能家居環(huán)境下的智能烤箱控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2015年，國外一個創(chuàng)業(yè)團隊研發(fā)了一款名為Arist的智能咖啡機，不但可以遠程一鍵煮咖啡，還提供多種咖啡混合配比。Arist支持Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)

[13][14]。圖1.2 智能咖啡機控制系統(tǒng)如今，國內(nèi)也開發(fā)出了可自動調(diào)速、降低噪音的智能吸油煙機。2013年，孫圣等3人發(fā)表于《電氣自動化》中的文章闡述了一種新型吸油煙機，采用TMS320F28035為控制核心，MSP430G2553為觸控芯片，NRF24L01無線通信模塊，架構(gòu)設(shè)計合理，功能電路實現(xiàn)較好，成功實現(xiàn)了一個性能優(yōu)良、穩(wěn)定的吸油煙機燃氣灶高效智能聯(lián)動控制裝置系統(tǒng)。能夠在低成本的家?
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU855;TP391.44;TN929.5

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 蘇祥林;陳文藝;閆灑灑;;基于樹莓派的物聯(lián)網(wǎng)開放平臺[J];電子科技;2015年09期

2 孫圣;盧慧芬;王群;;吸油煙機燃氣灶高效智能聯(lián)動控制裝置的設(shè)計[J];電氣自動化;2013年06期

3 陳海明;崔莉;謝開斌;;物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)方法的比較研究[J];計算機學(xué)報;2013年01期

4 錢志鴻;王義君;;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用研究[J];電子學(xué)報;2012年05期

5 劉麗娜;;物聯(lián)網(wǎng)引領(lǐng)智能家居新生活[J];智能建筑與城市信息;2011年02期

6 胡向東;;物聯(lián)網(wǎng)研究與發(fā)展綜述[J];數(shù)字通信;2010年02期

7 劉嵐,程莉;嵌入式系統(tǒng)硬件平臺的選型研究[J];電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化;2005年02期

8 吳永忠,韓江洪;信息家電發(fā)展概況及前景展望[J];家用電器科技;2001年06期

9 任晶鈺;國外智能家居住宅布線系統(tǒng)綜述[J];西北建筑工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2000年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 李純洋;基于嵌入式Linux的家電控制系統(tǒng)設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 胡彬彬;基于UPnP的家庭無線網(wǎng)絡(luò)媒體服務(wù)器設(shè)計與實現(xiàn)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

3 李濤;基于Android的智能家居APP的設(shè)計與實現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2014年

4 張春龍;基于智能手機的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 祁文娟;基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家電管理模型設(shè)計與驗證[D];中國海洋大學(xué);2013年

本文編號：2656626