一种基于边缘计算的智能家居调控系统的制作方法
1.本发明属于边缘计算技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的智能家居调控系统。
背景技术：
2.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、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。
3.为了达到较好的管理效果，需要使用大量的物联网设备(如摄像头、温度传感器、湿度传感器等)实时监测控制家庭内部状态，接收外部控制命令并最终完成对家居环境的调控，以提升家居安全性、便利性、舒适性。其中物联网设备监测家庭内部状态过程中，会产生大量的数据，需要充足的空间进行存储。目前智能家居数据存储的方法，一般是将数据上传至云端进行存储处理，虽然解决了数据存储的问题，但是一旦云端被恶意攻击，将导致数据泄漏的风险，另外由于家庭数据具有一定隐私性，用户并不总是愿意将数据上传至云端进行处理，尤其是一些家庭内部视频数据，从而影响了用户的使用体验。
技术实现要素：
4.有鉴于此，本发明实施例提供一种基于边缘计算的智能家居调控系统，用于解决现有智能家居数据存储的方法，数据存储于云端易泄漏，数据安全性及私密性差等问题。本发明能够将物联网传感器采集的住所内的环境信息数据存储在家庭内部网关，有效地提高了数据的隐私性和安全性，进一步的提升了用户的使用体验感。
5.本发明实施例提供一种基于边缘计算的智能家居调控系统，包括：
6.分布式安装于目标住所内的若干物联网传感器，用于实时采集目标住所内的第一环境信息数据；
7.边缘计算模块，与所述物联网传感器连接，用于根据预设数据处理策略对所述物联网传感器采集到的第一环境信息数据进行处理，得到第二环境信息数据；
8.家庭内部网关，与所述边缘计算模块连接，用于将所述边缘计算模块发来的第二环境信息数据还原为第一环境信息数据并存储；
9.控制模块，与所述家庭内部网关和目标住所内的智能家居设备连接，用于根据预设的环境参数指标以及所述家庭内部网关存储的最新第一环境信息数据，调节控制目标智能家居设备的工作参数；其中，所述目标智能家居设备为当前第一环境信息数据与预设的同一环境参数指标不符的环境信息数据对应的智能家居设备。
10.在一可选实施例中，所述控制模块，还用于接收用户的环境信息查询请求，获取所述家庭内部网关存储的最新第一环境信息数据并提供给用户；还用于接收用户对目标智能家居设备的控制指令，根据所述控制指令的要求控制目标智能家居设备。
11.在一可选实施例中，所述控制模块，还用于在接收用户的环境信息查询请求或对
目标智能家居设备的控制指令之前，对用户的身份信息进行验证，验证通过后将使用权授权给当前的用户；其中，所述使用权至少包括：目标住所的环境信息查询权限和智能家居设备的控制权限。
12.在一可选实施例中，所述物联网传感器包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、有害气体传感器和易燃易爆气体传感器中的至少一项。
13.在一可选实施例中，所述边缘计算模块，具体用于根据预设策略对所述第一环境信息数据进行加密处理，得到第二环境信息数据；
14.所述家庭内部网关，具体对所述边缘计算模块发来的第二环境信息数据进行解密，以将其还原为第一环境信息数据。
15.在一可选实施例中，所述边缘计算模块，包括：
16.接收单元，用于接收物联网设备发来的目标家庭内的第一环境信息数据；
17.自加密单元，用于对所述第一环境信息数据进行自加密处理，得到自加密处理后的第三环境信息数据；
18.位数打乱单元，用于对所述第三环境信息数据进行位数打乱处理，得到第二环境信息数据。
19.在一可选实施例中，所述自加密单元，具体用于根据第一公式对所述第一环境信息数据进行自加密处理；
20.所述位数打乱单元，具体用于根据第二公式对所述第三环境信息数据进行位数打乱处理；
21.所述家庭内部网关，具体用于根据第三公式对接收到的第二环境信息数据进行重组和解密，还原出第一环境信息数据进行存储；
22.其中，所述第一公式为：
[0023][0024]
在第一公式中，所述d
16
′
自加密处理后的十六进制的第三环境信息数据，d
16
(a)表示对第一环境信息数据进行初始加密处理后第a位上的16进制数值；d
16
表示由d
16
(a)对应的每一位上的16进制数值所组成的新16进制数；d
16
(a)表示所述第一环境信息数据中第a位上的16进制数值；表示异或；表示向上取整；m表示所述第一环境信息数据的总位数；[]
10
表示将括号内的数值转换为10进制数；{}
16
表示将括号内的数值转换为16进制数；
[0025]
所述第二公式为：
[0026][0027]
在第二公式中，d
16
″
表示16进制的第二环境信息数据；＞＞表示右移符号；＜＜表示左移符号；表示向下取整；n表示第三环境信息数据的长度；
[0028]
所述第三公式为：
[0029][0030]
第三公式中，d
16
′
表示对第二环境信息数据进行重组后得到的16进制的第四环境信息数据；d
16
″′
(i)表示对第四环境数据进行解密后还原出的16进制的第一环境信息数据；len()表示求取括号内的数据总位数；n表示运算中间量，其数值为len(d
16
″
)。
[0031]
在一可选实施例中，所述控制模块，具体用于通过所述边缘计算模块向目标智能家居设备发送控制指令，或者，通过在目标住所内广播的方式向目标智能家居设备发送控制指令。
[0032]
本发明提供的一种基于边缘计算的智能家居调控系统，首先通过物联网传感器，实时采集住所内的环境信息数据，接着通过边缘计算模块，将环境信息数据发送给家庭内部网关进行存储，最后控制模块依据家庭内部网关存储的环境信息数据对智能家居设备进行控制。本发明能够将物联网传感器采集的环境信息数据存储在家庭内部网关，有效地提高了数据的隐私性和安全性，进一步的提升了用户的使用体验感。
附图说明
[0033]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0034]
图1为本发明实施例提供的一种基于边缘计算的智能家居调控系统结构示意图。
具体实施方式
[0035]
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
[0036]
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]
图1为本发明实施例提供的一种基于边缘计算的智能家居调控系统结构示意图。参见图1，该系统，包括：
[0038]
分布式安装于目标住所内的若干物联网传感器1，用于实时采集目标住所内的第一环境信息数据。
[0039]
本实施例中，物联网传感器1包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、有害气体传感器和易燃易爆气体传感器中的至少一项。通过物联网传感器1采集的数据可以全方位的了解住所内的环境情况，便于后续根据此采集数据对智能家居设备5进行控制，为用户提供良好的居家生活环境。
[0040]
边缘计算模块2，与物联网传感器1连接，用于根据预设数据处理策略对物联网传感器1采集到的第一环境信息数据进行处理，得到第二环境信息数据；
[0041]
家庭内部网关3，与边缘计算模块2连接，用于将边缘计算模块2发来的第二环境信息数据还原为第一环境信息数据并存储；
[0042]
控制模块4，与家庭内部网关3和目标住所内的智能家居设备5连接，用于根据预设的环境参数指标以及家庭内部网关3存储的最新第一环境信息数据，调节控制目标智能家居设备5的工作参数；其中，所述目标智能家居设备5为当前第一环境信息数据与预设的同一环境参数指标不符的环境信息数据对应的智能家居设备5。
[0043]
本实施例中，目标住所的用户可以预先设置目标住所的环境参数指标，例如预先设置环境参数指标为：目标温度为26℃、空气湿度为40％～80％，则通过温度传感器和空气湿度传感器实时采集当前住所内的温度和湿度，通过边缘计算模块2处理为第二环境信息数据后发送给家庭内部网关3，家庭内部网关3将收到的数据还原为温度传感器和空气湿度传感器采集的原始温度和湿度数据存储，控制模块4获取当前家庭内部网关3存储的温度值和湿度值，例如若温度值为30℃、空气湿度为70％，则控制模块4可判断出温度值不达标，控制模块4调节控制目标住所内的空调打开或者调节当前正在制冷的空调的制冷功率。
[0044]
上述技术方案的有益效果为：本发明实施例提供的一种基于边缘计算的智能家居调控系统，首先通过物联网传感器1，实时采集住所内的环境信息数据，接着通过边缘计算模块2，将环境信息数据发送给家庭内部网关3进行存储，最后控制模块4依据家庭内部网关3存储的环境信息数据对智能家居设备5进行控制。本发明能够将物联网传感器1采集的环境信息数据存储在家庭内部网关3，减少住所内环境信息数据的外流，从而降低数据外泄的可能性，有效地提高了数据的隐私性和安全性，进一步的提升了用户的使用体验感。
[0045]
作为一可选实施例，控制模块4，还用于接收用户的环境信息查询请求，获取家庭内部网关3存储的最新第一环境信息数据并提供给用户；还用于接收用户对目标智能家居设备5的控制指令，根据所述控制指令的要求控制目标智能家居设备5。
[0046]
上述技术方案的有益效果为：可以根据用户预设的环境参数指标以及家庭内部网关3存储的环境信息数据，调节控制目标智能家居设备5的工作参数，实现了自动对智能家居设备5的控制；进一步地，用户可以根据自己的喜好，根据家庭内部网关3存储的环境信息数据，手动的对智能家居设备5进行控制，从而使得住所内的环境更舒适，有效地提高了用户的使用体验感。
[0047]
作为一可选实施例，控制模块4，还用于在接收用户的环境信息查询请求或对目标智能家居设备5的控制指令之前，对用户的身份信息进行验证，验证通过后将使用权授权给当前的用户；其中，所述使用权至少包括：目标住所的环境信息查询权限和智能家居设备5的控制权限。
[0048]
上述技术方案的有益效果为：控制模块4首先对用户的身份信息(如账户名和密码)进行验证，验证通过后才会把使用权授权给当前的用户，避免了非法用户读取环境信息数据和控制智能家居设备5，有效地提高了数据和智能家居设备5的安全性。
[0049]
作为一可选实施例，边缘计算模块2，具体用于根据预设策略对所述第一环境信息数据进行加密处理，得到第二环境信息数据；
[0050]
家庭内部网关3，具体对边缘计算模块2发来的第二环境信息数据进行解密，以将其还原为第一环境信息数据。
[0051]
上述技术方案的有益效果为：边缘计算模块2在向家庭内部网关3发送环境信息数
据之前，对数据进行加密处理，恶意人员截获到加密处理后的环境信息数据，也无法得到正确的环境信息数据，从而保证了环境信息数据的安全性。
[0052]
作为一可选实施例，边缘计算模块2，包括：
[0053]
接收单元，用于接收物联网设备发来的目标家庭内的第一环境信息数据；
[0054]
自加密单元，用于对所述第一环境信息数据进行自加密处理，得到自加密处理后的第三环境信息数据；
[0055]
位数打乱单元，用于对所述第三环境信息数据进行位数打乱处理，得到第二环境信息数据。
[0056]
上述技术方案的有益效果为：边缘计算模块2在向家庭内部网关3发送环境信息数据之前，首先对环境信息数据进行自加密处理，接着对自加密处理后的环境信息数据进行位数打乱处理，实现了二次加密的效果，有效地提升了环境信息数据的安全性。
[0057]
作为一可选实施例，所述自加密单元，具体用于根据第一公式对所述第一环境信息数据进行自加密处理；
[0058]
所述位数打乱单元，具体用于根据第二公式对所述第三环境信息数据进行位数打乱处理；
[0059]
所述家庭内部网关3，具体用于根据第三公式对接收到的第二环境信息数据进行重组和解密，还原出第一环境信息数据进行存储；
[0060]
其中，所述第一公式为：
[0061][0062]
在第一公式中，所述d
16
′
自加密处理后的十六进制的第三环境信息数据，d
16
(a)表示对第一环境信息数据进行初始加密处理后第a位上的16进制数值；d
16
表示由d
16
(a)对应的每一位上的16进制数值所组成的新16进制数；d
16
(a)表示所述第一环境信息数据中第a位上的16进制数值；表示异或；表示向上取整；m表示所述第一环境信息数据的总位数；[]
10
表示将括号内的数值转换为10进制数；{}
16
表示将括号内的数值转换为16进制数；
[0063]
所述第二公式为：
[0064][0065]
在第二公式中，d
16
″
表示16进制的第二环境信息数据；＞＞表示右移符号；＜＜表示左移符号；表示向下取整；n表示第三环境信息数据的长度；
[0066]
所述第三公式为：
[0067][0068]
第三公式中，d
16
′
表示对第二环境信息数据进行重组后得到的16进制的第四环境
信息数据；d
16
″′
(i)表示对第四环境数据进行解密后还原出的16进制的第一环境信息数据；len()表示求取括号内的数据总位数；n表示运算中间量，其数值为len(d
16
″
)。
[0069]
上述技术方案的有益效果为：利用第一公式(1)根据收集的家庭数据(即住所内的环境信息数据)对收集的家庭数据进行自加密处理，从而利用自身的数据资源进行自加密处理，一方面可以保证后续解密的便捷性，另一方面提升加密速度提高系统效率；然后利用第二公式(2)根据加密后的家庭数据的数据长度对加密后的家庭数据进行位数打乱处理，目的是在数据传输的过程中进行二次保护，多方面降低数据外泄的可能性，提升系统的隐私性；最后利用第三公式(3)对所述打散数据进行数据重组和解密，从而确保在家庭内部网关3可以对数据进行准确自动还原，确保系统数据的可靠性以及准确性。
[0070]
作为一可选实施例，控制模块4，具体用于通过边缘计算模块2向目标智能家居设备5发送控制指令，或者，通过在目标住所内广播的方式向目标智能家居设备5发送控制指令。
[0071]
上述技术方案的有益效果为：控制模块4可以通过边缘计算模块2向目标智能家居设备发送控制指令，可以减少网络带宽的需求；另外，也可以在住所内以广播的方式向目标智能家居设备5发送控制指令，使得目标智能家居设备5能快速的得到控制指令，特别是在目标智能家居设备5为多个时。系统可以根据实际的应用场景选择不同的控制指令传输的方式，从而有效地提升系统的适用性和执行的效率。
[0072]
从上述实施例的内容可知，边缘计算模块2收集家庭数据(即住所内的环境信息数据)并处理，将处理后的家庭数据推送至家庭内部网关3，减少家庭数据的外流；为了进一步的防止数据外泄，在收集家庭数据并处理的过程中将所述数据根据家庭内部网关3的参数进行加密处理，并且在将处理后的数据推送至家庭内部网关3时将数据进行位数打乱处理，并在家庭内部网关3进行数据重组和解密，从而多方面降低数据外泄的可能性，提升系统的隐私性。
[0073]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的方法的装置。
[0074]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的方法。
[0075]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的方法的步骤。
[0076]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
技术特征：
1.一种基于边缘计算的智能家居调控系统，其特征在于，包括：分布式安装于目标住所内的若干物联网传感器，用于实时采集目标住所内的第一环境信息数据；边缘计算模块，与所述物联网传感器连接，用于根据预设数据处理策略对所述物联网传感器采集到的第一环境信息数据进行处理，得到第二环境信息数据；家庭内部网关，与所述边缘计算模块连接，用于将所述边缘计算模块发来的第二环境信息数据还原为第一环境信息数据并存储；控制模块，与所述家庭内部网关和目标住所内的智能家居设备连接，用于根据预设的环境参数指标以及所述家庭内部网关存储的最新第一环境信息数据，调节控制目标智能家居设备的工作参数；其中，所述目标智能家居设备为当前第一环境信息数据与预设的同一环境参数指标不符的环境信息数据对应的智能家居设备。2.如权利要求1所述的基于边缘计算的智能家居调控系统，其特征在于，所述控制模块，还用于接收用户的环境信息查询请求，获取所述家庭内部网关存储的最新第一环境信息数据并提供给用户；还用于接收用户对目标智能家居设备的控制指令，根据所述控制指令的要求控制目标智能家居设备。3.如权利要求2所述的基于边缘计算的智能家居调控系统，其特征在于，所述控制模块，还用于在接收用户的环境信息查询请求或对目标智能家居设备的控制指令之前，对用户的身份信息进行验证，验证通过后将使用权授权给当前的用户；其中，所述使用权至少包括：目标住所的环境信息查询权限和智能家居设备的控制权限。4.如权利要求1所述的基于边缘计算的智能家居调控系统，其特征在于，所述物联网传感器包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、有害气体传感器和易燃易爆气体传感器中的至少一项。5.如权利要求1所述的基于边缘计算的智能家居调控系统，其特征在于，所述边缘计算模块，具体用于根据预设策略对所述第一环境信息数据进行加密处理，得到第二环境信息数据；所述家庭内部网关，具体对所述边缘计算模块发来的第二环境信息数据进行解密，以将其还原为第一环境信息数据。6.如权利要求5所述的基于边缘计算的智能家居调控系统，其特征在于，所述边缘计算模块，包括：接收单元，用于接收物联网设备发来的目标家庭内的第一环境信息数据；自加密单元，用于对所述第一环境信息数据进行自加密处理，得到自加密处理后的第三环境信息数据；位数打乱单元，用于对所述第三环境信息数据进行位数打乱处理，得到第二环境信息数据。7.如权利要求6所述的基于边缘计算的智能家居调控系统，其特征在于，所述自加密单元，具体用于根据第一公式对所述第一环境信息数据进行自加密处理；所述位数打乱单元，具体用于根据第二公式对所述第三环境信息数据进行位数打乱处理；所述家庭内部网关，具体用于根据第三公式对接收到的第二环境信息数据进行重组和
解密，还原出第一环境信息数据进行存储；其中，所述第一公式为：在第一公式中，所述d
16
′
自加密处理后的十六进制的第三环境信息数据，d
16
(a)表示对第一环境信息数据进行初始加密处理后第a位上的16进制数值；d
16
表示由d
16
(a)对应的每一位上的16进制数值所组成的新16进制数；d
16
(a)表示所述第一环境信息数据中第a位上的16进制数值；表示异或；表示向上取整；m表示所述第一环境信息数据的总位数；[]
10
表示将括号内的数值转换为10进制数；{}
16
表示将括号内的数值转换为16进制数；所述第二公式为：在第二公式中，d
16
″
表示16进制的第二环境信息数据；>>表示右移符号；<<表示左移符号；表示向下取整；n表示第三环境信息数据的长度；所述第三公式为：第三公式中，d
16
′
表示对第二环境信息数据进行重组后得到的16进制的第四环境信息数据；d
16
″′
(i)表示对第四环境数据进行解密后还原出的16进制的第一环境信息数据；len()表示求取括号内的数据总位数；n表示运算中间量，其数值为len(d
16
″
)。8.如权利要求1或2所述的基于边缘计算的智能家居调控系统，其特征在于，所述控制模块，具体用于通过所述边缘计算模块向目标智能家居设备发送控制指令，或者，通过在目标住所内广播的方式向目标智能家居设备发送控制指令。
技术总结
本发明的实施例公开一种基于边缘计算的智能家居调控系统，涉及边缘计算技术领域。所述系统，包括：若干物联网传感器，用于实时采集目标住所内的第一环境信息数据；边缘计算模块，与所述物联网传感器连接，用于根据预设数据处理策略对物联网传感器采集到的第一环境信息数据进行处理，得到第二环境信息数据；家庭内部网关，与所述边缘计算模块连接，用于将边缘计算模块发来的第二环境信息数据还原为第一环境信息数据并存储；控制模块，与所述家庭内部网关和目标住所内的智能家居设备连接，用于根据预设的环境参数指标以及家庭内部网关存储的最新第一环境信息数据，调节控制目标智能家居设备的工作参数。本发明有效地提高了数据的隐私性和安全性。数据的隐私性和安全性。数据的隐私性和安全性。
