本發(fā)明涉及智能家居領(lǐng)域，具體涉及一種具有節(jié)能效果的智能家居系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

智能家居中，設(shè)置的家居設(shè)備能夠接收用戶在住宅內(nèi)或者遠(yuǎn)程的控制指令。目前在用戶家庭中出現(xiàn)的家居設(shè)備的種類和數(shù)量越來越多，如智能電視、智能冰箱、智能空調(diào)等。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)家居設(shè)備的節(jié)能控制，是亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種具有節(jié)能效果的智能家居系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

提供了一種具有節(jié)能效果的智能家居系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)分析處理器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊、家居設(shè)備管控模塊和用戶終端；所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊、家居設(shè)備管控模塊、用戶終端均與數(shù)據(jù)分析處理器通信連接；所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊用于基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，采集家居環(huán)境參數(shù)并發(fā)送至數(shù)據(jù)分析處理器；所述的數(shù)據(jù)分析處理器用于對(duì)家居環(huán)境參數(shù)進(jìn)行處理，判斷家居環(huán)境參數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)的家居環(huán)境參數(shù)閾值條件，當(dāng)某一家居環(huán)境參數(shù)不滿足預(yù)設(shè)的家居環(huán)境參數(shù)條件時(shí)，向家居設(shè)備管控模塊發(fā)送控制指令，控制相應(yīng)的家居設(shè)備運(yùn)作；所述的用戶終端訪問數(shù)據(jù)分析處理器獲得家居環(huán)境參數(shù)，并發(fā)送控制請求至數(shù)據(jù)分析處理器，數(shù)據(jù)分析處理器根據(jù)控制請求向家居設(shè)備管控模塊發(fā)送相應(yīng)的控制指令。

本發(fā)明的有益效果為：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取家居環(huán)境參數(shù)，并對(duì)家居環(huán)境參數(shù)進(jìn)行分析處理，根據(jù)分析處理結(jié)果智能化控制或者遠(yuǎn)程控制家居設(shè)備的運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了家居設(shè)備的節(jié)能管理和控制。

附圖說明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)分析處理器的連接框圖。

附圖標(biāo)記：

數(shù)據(jù)分析處理器1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊2、家居設(shè)備管控模塊3、用戶終端4、數(shù)據(jù)庫10、控制指令生成模塊20、數(shù)據(jù)處理模塊30。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見圖1、圖2，本實(shí)施例提供的一種具有節(jié)能效果的智能家居系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)分析處理器1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊2、家居設(shè)備管控模塊3和用戶終端4；所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊2、家居設(shè)備管控模塊3、用戶終端4均與數(shù)據(jù)分析處理器1通信連接；所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊2用于基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，采集家居環(huán)境參數(shù)并發(fā)送至數(shù)據(jù)分析處理器1；所述的數(shù)據(jù)分析處理器1用于對(duì)家居環(huán)境參數(shù)進(jìn)行處理，判斷家居環(huán)境參數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)的家居環(huán)境參數(shù)閾值條件，當(dāng)某一家居環(huán)境參數(shù)不滿足預(yù)設(shè)的家居環(huán)境參數(shù)條件時(shí)，向家居設(shè)備管控模塊3發(fā)送控制指令，控制相應(yīng)的家居設(shè)備運(yùn)作；所述的用戶終端4訪問數(shù)據(jù)分析處理器1獲得家居環(huán)境參數(shù)，并發(fā)送控制請求至數(shù)據(jù)分析處理器1，數(shù)據(jù)分析處理器1根據(jù)控制請求向家居設(shè)備管控模塊3發(fā)送相應(yīng)的控制指令。

優(yōu)選地，所述家居環(huán)境參數(shù)包括家居內(nèi)溫濕度、光照強(qiáng)度；所述家居設(shè)備包括空調(diào)設(shè)備、加濕設(shè)備、燈光設(shè)備，當(dāng)所述溫濕度小于預(yù)設(shè)的最低溫濕度時(shí)，家居設(shè)備管控模塊3控制所述空調(diào)設(shè)備和加濕設(shè)備開啟，當(dāng)所述光照強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)的最低光照強(qiáng)度時(shí)，控制所述燈光設(shè)備開啟。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)分析處理器1包括數(shù)據(jù)庫10和控制指令生成模塊20，所述數(shù)據(jù)庫10與所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊2連接，用于存儲(chǔ)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊2采集的家居環(huán)境參數(shù)，所述控制指令生成模塊20與所述家居設(shè)備管控模塊3無線通訊連接，用于向所述家居設(shè)備管控模塊3發(fā)送控制指令。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)分析處理器1還包括數(shù)據(jù)處理模塊30，用于對(duì)家居環(huán)境參數(shù)進(jìn)行處理，判斷家居環(huán)境參數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)的家居環(huán)境參數(shù)閾值條件；所述數(shù)據(jù)處理模塊30連接數(shù)據(jù)庫10和控制指令生成模塊20。

優(yōu)選地，所述的用戶終端4為手機(jī)、平板或電腦。

優(yōu)選地，所述的數(shù)據(jù)分析處理器1為計(jì)算機(jī)或云服務(wù)器。

本發(fā)明上述實(shí)施例設(shè)計(jì)的家居設(shè)備節(jié)能控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)獲取家居環(huán)境參數(shù)，并對(duì)家居環(huán)境參數(shù)進(jìn)行分析處理，根據(jù)分析處理結(jié)果智能化控制或者遠(yuǎn)程控制家居設(shè)備的運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了家居設(shè)備的節(jié)能管理和控制。

優(yōu)選地，所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊2包括家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和基站，所述的家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)固定部署于設(shè)定的智能家居監(jiān)測區(qū)域中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)每一輪從基站位置處出發(fā)，按照設(shè)定的訪問路徑移動(dòng)并收集家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)的家居環(huán)境參數(shù)，最后回到基站位置處，將家居環(huán)境參數(shù)進(jìn)行融合處理后發(fā)送至基站，進(jìn)而由基站將家居環(huán)境參數(shù)發(fā)送至數(shù)據(jù)分析處理器1。

優(yōu)選地，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)每一輪進(jìn)行收集家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)的家居環(huán)境參數(shù)之前，對(duì)家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分簇，從中選舉簇頭節(jié)點(diǎn)作為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)收集家居環(huán)境參數(shù)時(shí)的停留站點(diǎn)，具體包括：

(1)進(jìn)行簇頭節(jié)點(diǎn)的選舉，各家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)數(shù)的范圍為[0,1]，若家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)si的隨機(jī)數(shù)小于閾值t(si)，則si成為簇頭節(jié)點(diǎn)，閾值t(si)的計(jì)算公式為：

式中，表示家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)si的當(dāng)前能量值，表示家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)si的初始能量值，sj表示家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)si的第j個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)，ni表示家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)si的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目，表示sj的當(dāng)前能量值，f(·)為取值函數(shù)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，表示家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)si沒有成為簇頭節(jié)點(diǎn)的連續(xù)循環(huán)次數(shù)，r為當(dāng)前周期循環(huán)的次數(shù)，λ為設(shè)定的比例閾值，w(·)為設(shè)定的比較函數(shù)，若則若則

(2)其他家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)選擇合適的簇頭節(jié)點(diǎn)加入簇，成為簇成員節(jié)點(diǎn)，完成對(duì)家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)的分簇，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將選舉出的簇頭節(jié)點(diǎn)作為停留站點(diǎn)，按照設(shè)定的訪問路徑移動(dòng)到停留站點(diǎn)后，停留收集簇頭節(jié)點(diǎn)匯聚的簇內(nèi)家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)的家居環(huán)境參數(shù)。

本優(yōu)選實(shí)施例定義了簇頭節(jié)點(diǎn)的選舉機(jī)制，周期循環(huán)地選舉符合能量要求的簇頭節(jié)點(diǎn)，能夠均衡家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)的能量消耗，且增大了成為簇頭節(jié)點(diǎn)概率低的家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)成為簇頭節(jié)點(diǎn)的成功率，期間利用移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行收集簇頭節(jié)點(diǎn)匯聚的家居環(huán)境參數(shù)，使得簇頭節(jié)點(diǎn)不直接與基站進(jìn)行通信，從而能夠改善簇頭節(jié)點(diǎn)的能量消耗，避免簇頭節(jié)點(diǎn)能耗過大的狀況，相應(yīng)地提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊2的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)生命周期。

優(yōu)選地，所述訪問路徑的設(shè)定，具體為：

(1)選取距離基站位置最近的簇頭節(jié)點(diǎn)作為初始停留站點(diǎn)；

(2)按照下列公式計(jì)算其余簇頭節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，按照權(quán)值由大到小的順序?qū)Υ仡^節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排列，形成停留站點(diǎn)的排列順序表：

式中，sμ表示除初始停留站點(diǎn)s0外的第μ個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)，q(sμ)表示sμ的權(quán)值，d(sμ,s0)表示sμ到初始停留站點(diǎn)s0的距離，sv表示sμ的第v個(gè)相鄰簇頭節(jié)點(diǎn)，d(s0,sv)表示sv到初始停留站點(diǎn)s0的距離，nμ表示與sv相鄰的簇頭節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，-1、-2為設(shè)定的權(quán)值系數(shù)；

(3)從初始停留站點(diǎn)開始，按照排列順序表連接各停留站點(diǎn)，從而形成移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訪問路徑。

本優(yōu)選實(shí)施例按照權(quán)值的計(jì)算結(jié)果對(duì)各停留站點(diǎn)進(jìn)行排序，根據(jù)排列順序結(jié)果設(shè)定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訪問路徑，能夠獲得較優(yōu)的合理的訪問路徑，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能量有效性的調(diào)度，從而降低無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊2的家居環(huán)境參數(shù)采集能耗，節(jié)省智能家居系統(tǒng)的能耗成本。

優(yōu)選地，所述的其他家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)選擇合適的簇頭節(jié)點(diǎn)加入簇，具體包括：

(1)計(jì)算各簇頭節(jié)點(diǎn)相對(duì)于家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)的優(yōu)選值：

式中，表示第個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)，表示簇頭節(jié)點(diǎn)相對(duì)于架空送電線路監(jiān)測節(jié)點(diǎn)si的優(yōu)選值，表示家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)si到的距離，dt為設(shè)定的距離閾值，表示家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)si與之間的跳數(shù)，ht為設(shè)定的跳數(shù)閾值，為的一跳鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目，為的當(dāng)前能量值，σt為設(shè)定的比例閾值，f(·)為取值函數(shù)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，

(2)家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)si選擇優(yōu)選值最大的簇頭節(jié)點(diǎn)加入簇。

本優(yōu)選實(shí)施例中，家居環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)進(jìn)行簇頭節(jié)點(diǎn)選取時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，不僅考慮了距離的因素，還考慮了簇頭節(jié)點(diǎn)的能量問題，從而能夠進(jìn)一步提高分簇的均勻性，進(jìn)一步均衡無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊2的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，節(jié)省智能家居系統(tǒng)的能耗成本。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。