基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，包括以下步驟：步驟1：初始化傳感器節(jié)點的濾波器參數(shù)；步驟2：打開傳感器，對監(jiān)測區(qū)域進行檢測；步驟3：對不同的測量信息進行融合；步驟4：計算濾波器增益，更新濾波器的預(yù)測值；步驟5：根據(jù)當前濾波器的預(yù)測值，執(zhí)行相應(yīng)的操作。本發(fā)明是一種分布式協(xié)同估計和控制算法，每個節(jié)點能夠根據(jù)自身的測量信息和接收鄰居節(jié)點的測量信息協(xié)同地估計車輛的狀態(tài)，控制器根據(jù)這些狀態(tài)控制命令。由于實時地監(jiān)測車輛和控制燈光，相比傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)，大大地減少了能耗，根據(jù)卡爾曼預(yù)測估計需要亮燈的扇形區(qū)域，控制燈光的亮度，不僅節(jié)約了能量，而且具有非常人性化的舒適度。
【專利說明】基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的智能燈光控制技術(shù)，特別涉及一種基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型的地下車庫通常沒有自然光，采用人工照明，安裝有大量的燈具，消耗大量的電力資源，尤其是在沒有或僅有少量車輛出入時，點亮大量的燈，造成資源浪費。為了達到節(jié)能減排的目的，有必要開發(fā)一個智能燈光控制系統(tǒng)，根據(jù)實際情況，對燈進行合理的調(diào)度，以減少能量消耗。無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)具有低功耗、低成本、分布式和自組織的特點，能夠有效克服單個傳感器節(jié)點自身因計算能力、探測范圍、通信帶寬等帶來的限制，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，擴大無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的應(yīng)用范圍，結(jié)合無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的優(yōu)點，可以將其應(yīng)用于智能燈光控制領(lǐng)域，實現(xiàn)對燈光的合理控制，達到節(jié)能的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，該方法是分布式的，每個節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的地位是對等的，不需要信息融合中心，對于單個節(jié)點或通信鏈路是魯棒的，且不需要復(fù)雜的通信協(xié)議來傳遞信息。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，包括以下步驟:
[0005]步驟1:初始化傳感器節(jié)點的濾波器參數(shù)；
[0006]步驟2:打開傳感器，對監(jiān)測區(qū)域進行檢測；
[0007]步驟3:對不同的測量信息進行融合；
[0008]步驟4:計算濾波器增益，更新濾波器的預(yù)測值；
[0009]步驟5:根據(jù)當前濾波器的預(yù)測值，執(zhí)行相應(yīng)的操作。
[0010]所述步驟I中，所述的濾波器參數(shù)包括狀態(tài)預(yù)測矩陣、誤差協(xié)方差矩陣、測量值存儲器和測量值計數(shù)器，所述狀態(tài)預(yù)測矩陣服從高斯分布。
[0011]所述步驟2中，對監(jiān)測區(qū)域進行檢測，如果有測量值，將測量值進行存儲；如果沒有，則令當前節(jié)點的測量值為零；所述節(jié)點的測量值包括自身傳感器的測量值和接收到的其他傳感器節(jié)點的測量值。
[0012]所述步驟3包括以下步驟:
[0013]S31、如果當前節(jié)點的傳感器有測量值，則當前節(jié)點競爭信道，將當傳感器的測量值廣播給其他節(jié)點，通信階段的其他非廣播時段，則接收其他節(jié)點的測量值，并進行存儲和計數(shù)；如果當前節(jié)點的傳感器沒有測量值，則監(jiān)聽信道，接收其他節(jié)點的測量值，并進行存儲和計數(shù)；
[0014]S32、具有測量值的節(jié)點對測量值存儲器中的所有測量值進行求和，求取所有測量值的平均值及其誤差協(xié)方差矩陣，完成信息融合；
[0015]S33、所有傳感器所處的環(huán)境相同，其測量誤差協(xié)方差矩陣相同，當前節(jié)點只廣播測量值以提高通信效率。
[0016]所述步驟3包括以下步驟:
[0017]A31、在具有測量值的節(jié)點中隨機選擇一個節(jié)點作為簇頭節(jié)點，其他非簇頭節(jié)點競爭信道，廣播其傳感器的測量值，簇頭節(jié)點接收其他簇頭節(jié)點的測量值并進行存儲和計數(shù)；
[0018]A32、簇頭節(jié)點將其測量值存儲器中的所有測量值進行求和，求取多個測量值的平均值及其誤差協(xié)方差矩陣，完成信息融合；
[0019]A33、所有傳感器所處的環(huán)境相同，其測量誤差協(xié)方差矩陣相同，當前節(jié)點只廣播測量值以提高通信效率。
[0020]所述步驟4包括以下步驟:
[0021]S41、如果當前節(jié)點有融合后的測量信息，當前節(jié)點運用卡爾曼最優(yōu)預(yù)測方程，計算濾波器的增益；
[0022]S42、更新當前時刻的預(yù)測信息，當前時刻的更新值包括狀態(tài)預(yù)測值和協(xié)方差矩陣。
[0023]所述步驟4包括以下步驟:
[0024]A41、簇頭節(jié)點接收上一簇頭節(jié)點的狀態(tài)預(yù)測值和協(xié)方差矩陣；
[0025]S42、簇頭節(jié)點根據(jù)融合后的測量信息和接收到的預(yù)測信息，計算當前時刻的濾波器增益，更新當前時刻的預(yù)測信息，將狀態(tài)預(yù)測值進行廣播，一段時間后停止廣播；準備將預(yù)測信息發(fā)送給下一個簇頭節(jié)點。
[0026]所述的步驟5包括以下步驟:
[0027]S51、如果當前節(jié)點有預(yù)測值，依據(jù)預(yù)測值，判斷當前節(jié)點是否亮燈，發(fā)出控制指令，并轉(zhuǎn)到步驟2繼續(xù)執(zhí)行程序；
[0028]S52、如果當前節(jié)點沒有預(yù)測值，則轉(zhuǎn)到步驟I繼續(xù)執(zhí)行程序。
[0029]所述的步驟5包括以下步驟:
[0030]A51、簇頭節(jié)點根據(jù)預(yù)測值，判斷簇頭節(jié)點是否亮燈，發(fā)出控制指令；
[0031]A52、非簇頭節(jié)點，接收信道中的狀態(tài)預(yù)測值，判斷當前節(jié)點是否亮燈，發(fā)出控制指令;
[0032]A53、如果非簇頭節(jié)點需要亮燈，將簇頭節(jié)點的狀態(tài)預(yù)測值進行路由轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)到步驟2繼續(xù)執(zhí)行程序；如果不需要亮燈，轉(zhuǎn)到步驟2繼續(xù)執(zhí)行程序；
[0033]A54、為避免重復(fù)接收數(shù)據(jù)，非簇頭節(jié)點接收到一次狀態(tài)預(yù)測值后即停止接收數(shù)據(jù)。
[0034]所述步驟5中，需要亮燈的區(qū)域為扇形區(qū)域，所述扇形區(qū)域是以車輛為圓心、r為半徑以及夾角為Θ的區(qū)域，所述扇形區(qū)域的角平分線為車輛的速度方向；燈光的強度與燈和車的距離成反比，距離越遠燈越暗，燈光強度的控制算法不局限與此。
[0035]本發(fā)明至少可以通過以下兩種方式實現(xiàn):
[0036]方式一:
[0037]本方式在系統(tǒng)中每個工作傳感器節(jié)點并行處理信息并且只與自己的鄰居節(jié)點交換信息，達到信息協(xié)同處理的目的，系統(tǒng)是全分布式的，可以進行大規(guī)模擴充。其中，當前節(jié)點的鄰居節(jié)點是指位于當前節(jié)點通信范圍內(nèi)的節(jié)點。
[0038]現(xiàn)以當前節(jié)點Si為例說明所采取的技術(shù)方案:
[0039]第一步:初始化節(jié)點的濾波器參數(shù)；
[0040]第二步:打開傳感器，對監(jiān)測區(qū)域進行檢測；
[0041]第三步:當前節(jié)點與鄰居節(jié)點交換測量信息；
[0042]第四步:計算濾波器增益，根據(jù)第三步中交換的測量信息，更新濾波器的預(yù)測值；
[0043]第五步:如果當前節(jié)點具有預(yù)測值，依據(jù)當前節(jié)點的預(yù)測值，發(fā)出控制指令，轉(zhuǎn)入到第二步繼續(xù)執(zhí)行程序；如果當前節(jié)點沒有預(yù)測值，則轉(zhuǎn)到第一步繼續(xù)執(zhí)行程序。
[0044]其中上述所述第一步中，所述的濾波器參數(shù)包括狀態(tài)預(yù)計值，誤差協(xié)方差矩陣，測量值存儲器，測量值計數(shù)器。其中狀態(tài)預(yù)測值服從高斯分布。
[0045]上述所述第二步中，傳感器對監(jiān)測區(qū)域進行檢測，如果有測量值，將測量值進行存儲；如果沒有，則令傳感器的測量值為零。
[0046]上述所述第三步中，所述的交換測量信息包括當前節(jié)點廣播其測量信息給鄰居節(jié)點和當前節(jié)點接收來自鄰居節(jié)點的測量信息。其中
[0047]3.1、當前節(jié)點的鄰居節(jié)點是指位于當前節(jié)點通信范圍內(nèi)的其他節(jié)點。
[0048]3.2、如果當前節(jié)點沒有測量信息，當前節(jié)點只接收其他節(jié)點的測量信息并進行存儲，不進行廣播，以提高通信效率。
[0049]上述所述第四步中包括以下步驟:
[0050]4.1、當前節(jié)點將自己的測量信息與收到的測量信息進行融合，求取其均值，并計算測量誤差的協(xié)方差矩陣。如果當前節(jié)點沒有自己的測量信息，則僅將收到的測量信息進行融合。
[0051]4.2、當前節(jié)點運用卡爾曼最優(yōu)預(yù)測方程，更新當前時刻的預(yù)測值。當前時刻的更新值包括狀態(tài)預(yù)測值和協(xié)方差矩陣。
[0052]上述所述第五步中包括以下步驟:
[0053]5.1、如果當前節(jié)點有預(yù)測值，依據(jù)預(yù)測值，判斷當前節(jié)點是否亮燈，發(fā)出控制指令，轉(zhuǎn)到第二步繼續(xù)執(zhí)行程序。其中，需要亮燈的區(qū)域為以車輛為圓心，r為半徑，夾角為Θ的扇形區(qū)域，扇形區(qū)域的角平分線為車輛的速度方向。燈光的強度與燈和車的距離成反比，距離越遠燈越暗，燈光強度的控制方法不局限與此。
[0054]5.2、如果當前節(jié)點沒有預(yù)測值，則轉(zhuǎn)到第一步繼續(xù)執(zhí)行程序。
[0055]附圖1給出了實施例一實現(xiàn)的流程圖。
[0056]方式二:
[0057]與實施例一的完全分布式結(jié)構(gòu)不同，實施例二采用局部集中控制，整體分布式的控制算法，利用其他節(jié)點的歷史數(shù)據(jù)，提高預(yù)測精度。
[0058]方式二包括以下步驟:
[0059]第一步:初始化節(jié)點的濾波器參數(shù)，設(shè)置初始簇頭節(jié)點；
[0060]第二步:打開傳感器，對監(jiān)測區(qū)域進行檢測；
[0061]第三步:選取簇頭節(jié)點，接收上個簇頭節(jié)點的預(yù)測值信息，接收其他節(jié)點的測量信
肩、O[0062]第四步:簇頭節(jié)點更新濾波器的預(yù)測值，將狀態(tài)預(yù)測值廣播給其他節(jié)點，發(fā)出控制指令，準備將預(yù)測信息發(fā)送給下一個簇頭節(jié)點。然后轉(zhuǎn)到第二步繼續(xù)執(zhí)行程序。
[0063]第五步:其他非簇頭節(jié)點接收信道中的狀態(tài)預(yù)測值，依據(jù)狀態(tài)預(yù)測值，發(fā)出控制指令，并對簇頭節(jié)點的預(yù)測信息進行路由轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)到第二步繼續(xù)執(zhí)行程序。
[0064]其中，上述所述第一步中，濾波器參數(shù)包括狀態(tài)預(yù)測值和誤差協(xié)方差矩陣，且濾波器的狀態(tài)預(yù)測值服從高斯分布。初始簇頭節(jié)點為i = I。
[0065]其中上述所述第二步中，傳感器節(jié)點對監(jiān)測區(qū)域進行檢測，如果有測量值，將測量值進行存儲；如果沒有，則令當前節(jié)點的測量值為零。
[0066]其中上述所述第三步中，中包括以下步驟:
[0067]3.1、簇頭節(jié)點的選擇遵循以下原則:在具有測量信息的傳感器節(jié)點中，隨機選取一個節(jié)點作為當前時刻的簇頭節(jié)點。
[0068]3.2、上個簇頭節(jié)點的預(yù)測信息包括狀態(tài)預(yù)測值和誤差協(xié)方差矩陣。
[0069]3.3、具有測量信息的傳感器節(jié)點將其測量信息發(fā)送給簇頭節(jié)點，發(fā)送完畢后，準備接收簇頭節(jié)點的狀態(tài)預(yù)測信息。
[0070]3.4、簇頭節(jié)點接收其他節(jié)點的測量信息，并進行存儲和計數(shù)統(tǒng)計。
[0071]其中上述所述第四步中，包括以下步驟:
[0072]4.1、簇頭節(jié)點接收其他節(jié)點的測量信息后，求取所有測量信息的平均值，并計算測量平均值的誤差協(xié)方差矩陣。
[0073]4.2、簇頭節(jié)點運用卡爾曼最優(yōu)預(yù)測方程，更新當前時刻的預(yù)測值，其中包括狀態(tài)預(yù)測值和誤差協(xié)方差矩陣。
[0074]4.3、簇頭節(jié)點根據(jù)當前時刻的狀態(tài)預(yù)測值，對簇頭節(jié)點所控制的燈發(fā)出控制指令。
[0075]4.4、簇頭節(jié)點將狀態(tài)預(yù)測值廣播出去，發(fā)送給其他節(jié)點。
[0076]4.5、簇頭節(jié)點準備好將預(yù)測信息發(fā)送給下一時刻的簇頭節(jié)點。
[0077]其中上述所述第五步中，包括以下步驟:
[0078]5.1、其他非簇頭節(jié)點，接收簇頭節(jié)點或其他節(jié)點廣播的狀態(tài)預(yù)測值，依據(jù)狀態(tài)預(yù)測值，對當前節(jié)點所控制的燈發(fā)出控制指令。其中，為了避免重復(fù)接收數(shù)據(jù)，當前節(jié)點收到一次狀態(tài)預(yù)測信息后即刻停止數(shù)據(jù)接收。
[0079]5.2、如果當前節(jié)點在需要亮燈的區(qū)域內(nèi)，則將簇頭節(jié)點的狀態(tài)預(yù)測信息進行轉(zhuǎn)發(fā)，然后轉(zhuǎn)到步驟2繼續(xù)執(zhí)行程序。如果當前節(jié)點不在需要亮燈的區(qū)域內(nèi)，則直接轉(zhuǎn)到第二步繼續(xù)執(zhí)行程序。其中，需要亮燈的區(qū)域為以車輛為圓心，r為半徑，夾角為Θ的扇形區(qū)域，扇形區(qū)域的角平分線為車輛的速度方向。燈光的強度與燈和車的距離成反比，距離越遠燈越暗，燈光強度的控制算法不局限與此。
[0080]5.3、如果當前節(jié)點在當前工作周期內(nèi)沒有接收到任何預(yù)測數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)到第二步繼續(xù)執(zhí)行程序。
[0081]附圖2給出了實施例二實現(xiàn)的流程圖。
[0082]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[0083]1、本發(fā)明中，提出的亮燈區(qū)域為扇形區(qū)域，相比于傳統(tǒng)的全部燈都亮的方式減少大量的能耗。而且，有車輛進入監(jiān)測區(qū)域時對應(yīng)的燈才亮，車輛離開檢測區(qū)域，燈自動熄滅。進一步，即使檢測區(qū)域的燈亮，亮度也不一樣，離車近的地方亮度高，遠處逐漸變暗。這樣，進一步節(jié)約能量。
[0084]2、本發(fā)明采用無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)協(xié)同監(jiān)測車輛的動態(tài)信息，成本較低，系統(tǒng)的魯棒性好，各錯能力強。
[0085]3、本發(fā)明中采用的卡爾曼最優(yōu)預(yù)測方法，是一種估計誤差最小的最優(yōu)估計，便于在線實時更新預(yù)測值和誤差協(xié)方差矩陣。
[0086]4、本發(fā)明利用多個傳感器節(jié)點協(xié)同工作，具有較高的估計精度。
[0087]5、本發(fā)明根據(jù)卡爾曼濾波方法預(yù)測和估計車輛或人員的動態(tài)信息，動態(tài)實時的控制燈光亮和滅及亮度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0088]圖1是本發(fā)明實施例1的控制算法流程圖。
[0089]圖2是本發(fā)明實施例2的控制算法流程圖。
[0090]圖3是本發(fā)明實施例2的仿真運行結(jié)果圖；其中，黑色實線線表示車輛的實際運動軌跡，黑色虛線扇形區(qū)域表示需要亮燈的區(qū)域，空心圓圈表示沒有亮的燈，實心圓圈表示亮的燈。
[0091]圖4是本發(fā)明的預(yù)測誤差隨時間的變化曲線。
【具體實施方式】
[0092]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0093]實施例1
[0094]對于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)中的分布式狀態(tài)估計，考慮如下離散線性時不變系統(tǒng)的狀態(tài)方程:
[0095]X(k+1) = AX(k) +Bw(k), (I)
[0096]其中X(k)為k時刻系統(tǒng)的狀態(tài)變量，分別為車的位置的橫坐標、縱坐標、速度的橫坐標、縱坐標，A和B為適當維數(shù)的矩陣，w (k)是具有均值為零，方差為Q的狀態(tài)噪聲。
[0097]我們使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來測量系統(tǒng)的狀態(tài)變量，并運用卡爾曼濾波算法對系統(tǒng)的狀態(tài)進行一步最優(yōu)預(yù)測，在時刻k，當車輛在Si的監(jiān)測范圍內(nèi)時，相應(yīng)的測量方程為:
[0098]Zi(Ii) = HX(k) +V(k), (2)
[0099]其中Zi (k)為傳感器節(jié)點Si在時刻k的測量值，V (k)是具有均值為零，方差為Rtl的高斯隨機噪聲。其中i e {1，2，...，N}。N為節(jié)點個數(shù)。
[0100]本發(fā)明的目標是設(shè)計一種分布式狀態(tài)估計算法，運用卡爾曼預(yù)測方程對系統(tǒng)的狀態(tài)進行一步最優(yōu)估計，根據(jù)估計結(jié)果對燈光進行控制，在滿足實際需要的同時，實現(xiàn)節(jié)能的目的。
[0101]下面對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步的闡述，以前節(jié)點為Si為例:
[0102]一種基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，主要包括以下步驟:
[0103]第一步:初始化每個節(jié)點的參數(shù)。其中包括濾波器的初始預(yù)測值1'_(()| - 1) = X，預(yù)測協(xié)方差矩陣的初始值Pi(Ol-1) =Ptl，將測量值存儲器、計數(shù)器清零。其中i e {1，2，...，Ν}。N 為節(jié)點個數(shù)。
[0104]第二步:打開傳感器節(jié)點，對監(jiān)測區(qū)域進行檢測。如果車輛在當前節(jié)點的監(jiān)測范圍內(nèi)，對車輛的運動狀態(tài)進行測量，獲得k時刻的測量信息
[0105]Zi (k) = HX (k) +v (k),
[0106]否則令ZiQO= O。
[0107]第三步:當前節(jié)點與鄰居節(jié)點進行信息交換。其中，Si的鄰居節(jié)點是指位于Si通信范圍內(nèi)的節(jié)點如果當前節(jié)點具有測量信息ZiGO，則將當前節(jié)點的測量值ZiGO發(fā)送給鄰居節(jié)點\_，同時接收鄰居節(jié)點的測量值并進行存儲和計數(shù)統(tǒng)計，η,為當前節(jié)點所具有的測量值的個數(shù)，是當前節(jié)點的測量值和收到的鄰居節(jié)點的測量值的個數(shù)之和。
[0108]注意:因為在同一相鄰區(qū)域內(nèi)，各傳感器節(jié)點的測量噪聲近似相同，易得Ri = Rj =Rtl,其中&為鄰居節(jié)點的測量噪聲協(xié)方差矩陣，因此在通信時，鄰居節(jié)點間只需交換測量信息，可以節(jié)約通信帶寬，提高通信效率。
[0109]第四步:運用卡爾曼最優(yōu)預(yù)測方程計算車輛運動狀態(tài)的預(yù)測值和誤差協(xié)方差矩陣。
[0110]I)根據(jù)第三步中信息交換的結(jié)果，求取測量值的平均值
【權(quán)利要求】
1.基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:初始化傳感器節(jié)點的濾波器參數(shù)； 步驟2:打開傳感器，對監(jiān)測區(qū)域進行檢測； 步驟3:對不同的測量信息進行融合； 步驟4:計算濾波器增益，更新濾波器的預(yù)測值； 步驟5:根據(jù)當前濾波器的預(yù)測值，執(zhí)行相應(yīng)的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，其特征在于，所述步驟I中，所述的濾波器參數(shù)包括狀態(tài)預(yù)測矩陣、誤差協(xié)方差矩陣、測量值存儲器和測量值計數(shù)器，所述狀態(tài)預(yù)測矩陣服從高斯分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，其特征在于，所述步驟2中，對監(jiān)測區(qū)域進行檢測，如果有測量值，將測量值進行存儲；如果沒有，則令當前節(jié)點的測量值為零；所述節(jié)點的測量值包括自身傳感器的測量值和接收到的其他傳感器節(jié)點的測量值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，其特征在于，所述步驟3包括以下步驟: 531、如果當前節(jié)點的傳感器有測量值，則當前節(jié)點競爭信道，將當傳感器的測量值廣播給其他節(jié)點，通信階段的其他非廣播時段，則接收其他節(jié)點的測量值，并進行存儲和計數(shù)；如果當前節(jié)點的傳感器沒有測量值，則監(jiān)聽信道，接收其他節(jié)點的測量值，并進行存儲和計數(shù)； 532、具有測量值的節(jié)點對測量值存儲器中的所有測量值進行求和，求取所有測量值的平均值及其誤差協(xié)方差矩陣，完成信息融合； 533、所有傳感器所處的環(huán)境相同，其測量誤差協(xié)方差矩陣相同，當前節(jié)點只廣播測量值以提高通信效率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，其特征在于，所述步驟3包括以下步驟: A31、在具有測量值的節(jié)點中隨機選擇一個節(jié)點作為簇頭節(jié)點，其他非簇頭節(jié)點競爭信道，廣播其傳感器的測量值，簇頭節(jié)點接收其他簇頭節(jié)點的測量值并進行存儲和計數(shù)； A32、簇頭節(jié)點將其測量值存儲器中的所有測量值進行求和，求取多個測量值的平均值及其誤差協(xié)方差矩陣，完成?目息融合； Α33、所有傳感器所處的環(huán)境相同，其測量誤差協(xié)方差矩陣相同，當前節(jié)點只廣播測量值以提高通信效率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，其特征在于，所述步驟4包括以下步驟: 541、如果當前節(jié)點有融合后的測量信息，當前節(jié)點運用卡爾曼最優(yōu)預(yù)測方程，計算濾波器的增益； 542、更新當前時刻的預(yù)測信息，當前時刻的更新值包括狀態(tài)預(yù)測值和協(xié)方差矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，其特征在于，所述步驟4包括以下步驟:A41、簇頭節(jié)點接收上一簇頭節(jié)點的狀態(tài)預(yù)測值和協(xié)方差矩陣； S42、簇頭節(jié)點根據(jù)融合后的測量信息和接收到的預(yù)測信息，計算當前時刻的濾波器增益，更新當前時刻的預(yù)測信息，將狀態(tài)預(yù)測值進行廣播，一段時間后停止廣播；準備將預(yù)測信息發(fā)送給下一個簇頭節(jié)點。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，其特征在于，所述的步驟5包括以下步驟: 551、如果當前節(jié)點有預(yù)測值，依據(jù)預(yù)測值，判斷當前節(jié)點是否亮燈，發(fā)出控制指令，并轉(zhuǎn)到步驟2繼續(xù)執(zhí)行程序； 552、如果當前節(jié)點沒有預(yù)測值，則轉(zhuǎn)到步驟I繼續(xù)執(zhí)行程序。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，其特征在于，所述的步驟5包括以下步驟: A51、簇頭節(jié)點根據(jù)預(yù)測值，判斷簇頭節(jié)點是否亮燈，發(fā)出控制指令； A52、非簇頭節(jié)點， 接收信道中的狀態(tài)預(yù)測值，判斷當前節(jié)點是否亮燈，發(fā)出控制指令； A53、如果非簇頭節(jié)點需要亮燈，將簇頭節(jié)點的狀態(tài)預(yù)測值進行路由轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)到步驟2繼續(xù)執(zhí)行程序；如果不需要亮燈，轉(zhuǎn)到步驟2繼續(xù)執(zhí)行程序； A54、為避免重復(fù)接收數(shù)據(jù)，非簇頭節(jié)點接收到一次狀態(tài)預(yù)測值后即停止接收數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)的大型智能燈光節(jié)能控制方法，其特征在于，所述步驟5中，需要亮燈的區(qū)域為扇形區(qū)域，所述扇形區(qū)域是以車輛為圓心、r為半徑以及夾角為Θ的區(qū)域，所述扇形區(qū)域的角平分線為車輛的速度方向；燈光的強度與燈和車的距離成反比，距離越遠燈越暗，燈光強度的控制算法不局限與此。
【文檔編號】H05B37/02GK103547033SQ201310514091
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】劉永桂, 潘創(chuàng), 胥布工, 高煥麗, 李伯忍 申請人:華南理工大學(xué)