一种具有节能效果的智能家居系统的制作方法

本发明涉及智能家居领域，具体涉及一种具有节能效果的智能家居系统。

背景技术：

智能家居中，设置的家居设备能够接收用户在住宅内或者远程的控制指令。目前在用户家庭中出现的家居设备的种类和数量越来越多，如智能电视、智能冰箱、智能空调等。如何实现对家居设备的节能控制，是亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种具有节能效果的智能家居系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种具有节能效果的智能家居系统，包括数据分析处理器、无线传感器网络监测模块、家居设备管控模块和用户终端；所述的无线传感器网络监测模块、家居设备管控模块、用户终端均与数据分析处理器通信连接；所述的无线传感器网络监测模块用于基于无线传感器网络对家居环境进行监测，采集家居环境参数并发送至数据分析处理器；所述的数据分析处理器用于对家居环境参数进行处理，判断家居环境参数是否满足预设的家居环境参数阈值条件，当某一家居环境参数不满足预设的家居环境参数条件时，向家居设备管控模块发送控制指令，控制相应的家居设备运作；所述的用户终端访问数据分析处理器获得家居环境参数，并发送控制请求至数据分析处理器，数据分析处理器根据控制请求向家居设备管控模块发送相应的控制指令。

本发明的有益效果为：基于无线传感器网络获取家居环境参数，并对家居环境参数进行分析处理，根据分析处理结果智能化控制或者远程控制家居设备的运作，实现了家居设备的节能管理和控制。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1本发明的结构框图；

图2是本发明数据分析处理器的连接框图。

附图标记：

数据分析处理器1、无线传感器网络监测模块2、家居设备管控模块3、用户终端4、数据库10、控制指令生成模块20、数据处理模块30。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2，本实施例提供的一种具有节能效果的智能家居系统，包括数据分析处理器1、无线传感器网络监测模块2、家居设备管控模块3和用户终端4；所述的无线传感器网络监测模块2、家居设备管控模块3、用户终端4均与数据分析处理器1通信连接；所述的无线传感器网络监测模块2用于基于无线传感器网络对家居环境进行监测，采集家居环境参数并发送至数据分析处理器1；所述的数据分析处理器1用于对家居环境参数进行处理，判断家居环境参数是否满足预设的家居环境参数阈值条件，当某一家居环境参数不满足预设的家居环境参数条件时，向家居设备管控模块3发送控制指令，控制相应的家居设备运作；所述的用户终端4访问数据分析处理器1获得家居环境参数，并发送控制请求至数据分析处理器1，数据分析处理器1根据控制请求向家居设备管控模块3发送相应的控制指令。

优选地，所述家居环境参数包括家居内温湿度、光照强度；所述家居设备包括空调设备、加湿设备、灯光设备，当所述温湿度小于预设的最低温湿度时，家居设备管控模块3控制所述空调设备和加湿设备开启，当所述光照强度小于预设的最低光照强度时，控制所述灯光设备开启。

优选地，所述数据分析处理器1包括数据库10和控制指令生成模块20，所述数据库10与所述无线传感器网络监测模块2连接，用于存储所述无线传感器网络监测模块2采集的家居环境参数，所述控制指令生成模块20与所述家居设备管控模块3无线通讯连接，用于向所述家居设备管控模块3发送控制指令。

优选地，所述数据分析处理器1还包括数据处理模块30，用于对家居环境参数进行处理，判断家居环境参数是否满足预设的家居环境参数阈值条件；所述数据处理模块30连接数据库10和控制指令生成模块20。

优选地，所述的用户终端4为手机、平板或电脑。

优选地，所述的数据分析处理器1为计算机或云服务器。

本发明上述实施例设计的家居设备节能控制系统能够实时获取家居环境参数，并对家居环境参数进行分析处理，根据分析处理结果智能化控制或者远程控制家居设备的运作，实现了家居设备的节能管理和控制。

优选地，所述的无线传感器网络监测模块2包括家居环境参数采集节点、移动节点和基站，所述的家居环境参数采集节点固定部署于设定的智能家居监测区域中，移动节点每一轮从基站位置处出发，按照设定的访问路径移动并收集家居环境参数采集节点的家居环境参数，最后回到基站位置处，将家居环境参数进行融合处理后发送至基站，进而由基站将家居环境参数发送至数据分析处理器1。

优选地，移动节点每一轮进行收集家居环境参数采集节点的家居环境参数之前，对家居环境参数采集节点进行分簇，从中选举簇头节点作为移动节点收集家居环境参数时的停留站点，具体包括：

(1)进行簇头节点的选举，各家居环境参数采集节点生成一个随机数，随机数的范围为[0,1]，若家居环境参数采集节点si的随机数小于阈值t(si)，则si成为簇头节点，阈值t(si)的计算公式为：

式中，表示家居环境参数采集节点si的当前能量值，表示家居环境参数采集节点si的初始能量值，sj表示家居环境参数采集节点si的第j个邻居节点，ni表示家居环境参数采集节点si的邻居节点数目，表示sj的当前能量值，f(·)为取值函数，当时，当时，表示家居环境参数采集节点si没有成为簇头节点的连续循环次数，r为当前周期循环的次数，λ为设定的比例阈值，w(·)为设定的比较函数，若则若则

(2)其他家居环境参数采集节点选择合适的簇头节点加入簇，成为簇成员节点，完成对家居环境参数采集节点的分簇，移动节点将选举出的簇头节点作为停留站点，按照设定的访问路径移动到停留站点后，停留收集簇头节点汇聚的簇内家居环境参数采集节点的家居环境参数。

本优选实施例定义了簇头节点的选举机制，周期循环地选举符合能量要求的簇头节点，能够均衡家居环境参数采集节点的能量消耗，且增大了成为簇头节点概率低的家居环境参数采集节点成为簇头节点的成功率，期间利用移动节点进行收集簇头节点汇聚的家居环境参数，使得簇头节点不直接与基站进行通信，从而能够改善簇头节点的能量消耗，避免簇头节点能耗过大的状况，相应地提高无线传感器网络监测模块2的网络系统生命周期。

优选地，所述访问路径的设定，具体为：

(1)选取距离基站位置最近的簇头节点作为初始停留站点；

(2)按照下列公式计算其余簇头节点的权值，按照权值由大到小的顺序对簇头节点进行排列，形成停留站点的排列顺序表：

式中，sμ表示除初始停留站点s0外的第μ个簇头节点，q(sμ)表示sμ的权值，d(sμ,s0)表示sμ到初始停留站点s0的距离，sv表示sμ的第v个相邻簇头节点，d(s0,sv)表示sv到初始停留站点s0的距离，nμ表示与sv相邻的簇头节点的数目，-1、-2为设定的权值系数；

(3)从初始停留站点开始，按照排列顺序表连接各停留站点，从而形成移动节点的访问路径。

本优选实施例按照权值的计算结果对各停留站点进行排序，根据排列顺序结果设定移动节点的访问路径，能够获得较优的合理的访问路径，实现移动节点能量有效性的调度，从而降低无线传感器网络监测模块2的家居环境参数采集能耗，节省智能家居系统的能耗成本。

优选地，所述的其他家居环境参数采集节点选择合适的簇头节点加入簇，具体包括：

(1)计算各簇头节点相对于家居环境参数采集节点的优选值：

式中，表示第个簇头节点，表示簇头节点相对于架空送电线路监测节点si的优选值，表示家居环境参数采集节点si到的距离，dt为设定的距离阈值，表示家居环境参数采集节点si与之间的跳数，ht为设定的跳数阈值，为的一跳邻居节点数目，为的当前能量值，σt为设定的比例阈值，f(·)为取值函数，当时，当时，

(2)家居环境参数采集节点si选择优选值最大的簇头节点加入簇。

本优选实施例中，家居环境参数采集节点进行簇头节点选取时，相对于现有技术，不仅考虑了距离的因素，还考虑了簇头节点的能量问题，从而能够进一步提高分簇的均匀性，进一步均衡无线传感器网络监测模块2的网络负载，节省智能家居系统的能耗成本。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。