一种移动终端控制的智能家居系统的制作方法

本发明涉及智能家居技术领域，具体涉及一种移动终端控制的智能家居系统。

背景技术：

相关技术中的智能家居控制系统，包括移动终端、与移动终端无线通信连接的无线路由器，还包括数据收发模块、与数据收发模块无线电连接的用于控制被控终端的无线终端控制模块，与数据收发模块无线电连接的用于采集数据的无线数据采集模块。所述无线路由器与数据收发模块通过有线连接。虽然该控制系统能进行远程控制，实现数据双向传输，但是，由于智能家居设备通常由若干个智能设备组成，这些设备分布在不同的区域，在进行无线连接时，往往会因为墙壁、无线干扰等造成连接中断或无法连接的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种移动终端控制的智能家居系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种移动终端控制的智能家居系统，包括环境监测模块、移动终端、网关、信号转换模块和智能家居设备控制模块；所述的环境监测模块用于采集智能家居内的环境监测数据，并传送至移动终端；所述的移动终端用于根据环境监测数据控制智能家居设备的运行，其与网关通讯连接；所述的信号转换模块与网关连接，将网关传输的信号转换为rf射频信号，及将接收到的rf射频信号转换为网关传输的信号；所述的智能家居设备控制模块用于接收信号转换模块的rf射频信号，根据rf射频信号对智能家居设备进行相应控制。

本发明的有益效果为：使用者能够通过移动终端连入网关，从而根据环境监测模块获取的环境监测数据对家居终端进行控制，大大提高了家居设备的易用性。

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是本发明信号转换模块的连接框图。

附图标记：

环境监测模块1、移动终端2、网关3、信号转换模块4、智能家居设备控制模块5、数据收发单元10、转换单元20、射频信号收发单元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移动终端控制的智能家居系统，包括环境监测模块1、移动终端2、网关3、信号转换模块4、智能家居设备控制模块5；所述的环境监测模块1用于采集智能家居内的环境监测数据，并传送至移动终端2；所述的移动终端2用于根据环境监测数据控制智能家居设备的运行，其与网关3通讯连接；所述的信号转换模块4与网关3连接，将网关3传输的信号转换为rf射频信号，及将接收到的rf射频信号转换为网关3传输的信号；所述的智能家居设备控制模块用于接收信号转换模块4的rf射频信号，根据rf射频信号对智能家居设备进行相应控制。

优选地，所述的信号转换模块4包括数据收发单元10、转换单元20、射频信号收发单元30，所述转换单元20将接收到的网关数据转换发送至射频信号收发单元30，以及所述转换单元20将接收到的rf射频信号转换发送至数据收发单元10。

优选地，所述移动终端2为智能手机、pda或平板电脑。

本发明上述实施例中，使用者能够通过移动终端2连入网关3，从而根据环境监测模块1获取的环境监测数据对家居终端进行控制，大大提高了家居设备的易用性。

优选地，所述的环境监测模块1基于无线传感器网络采集智能家居内的环境监测数据，包括多个用于进行环境监测数据采集的环境监测数据采集节点和用于对簇内环境监测数据采集节点采集的数据进行收集和压缩处理的簇头节点，簇头节点发送的数据经基站传送到移动终端2。其中，所述的环境监测数据包括智能家居内的温度、湿度、二氧化碳浓度、光亮度。

优选地，所述的簇头节点按照设定的分簇机制在环境监测数据采集节点中选出，具体为：

(1)各环境监测数据采集节点接收到基站发送的分簇命令后，根据下列判定条件确定自己的节点状态：

式中，q(i)表示环境监测数据采集节点i的节点状态值，u(i)、s(i)、l(i)分别为环境监测数据采集节点i的剩余能量、可用内存、链路分组丢失率，u(i)max为环境监测数据采集节点i的能量的最大值，s(i)max为环境监测数据采集节点i的内存的最大值，a、b、c为设定的权重系数，且a+b+c＝1，ts为设定的节点状态判定阈值；

若q(i)＞0，则环境监测数据采集节点i处于活跃状态，若q(i)≤0，则环境监测数据采集节点i处于消极状态；

(2)处于消极状态的环境监测数据采集节点放弃簇头竞争，处于活跃状态的环境监测数据采集节点参与到簇头竞争中，并向参与簇头竞争的环境监测数据采集节点交换自身的信号接收强度值和到基站的最短跳数距离，参与簇头竞争的环境监测数据采集节点按照是否满足下列条件确定能否竞选为簇头：

式中，e(i)为环境监测数据采集节点i的接收信号强度值，e(j)为除环境监测数据采集节点i外其余参与簇头竞争的环境监测数据采集节点j的接收信号强度值，r(i)为环境监测数据采集节点i到基站的最短跳数距离，e(j)为除环境监测数据采集节点i外其余参与簇头竞争的环境监测数据采集节点j到基站的最短跳数距离，te为设定比值阈值，δ为参与簇头竞争的环境监测数据采集节点的数量；

(3)确定簇头后，进行分簇操作，对于其他环境监测数据采集节点，计算该环境监测数据采集节点与各簇头节点之间的距离，选出距离最小值对应的簇头节点，将该环境监测数据采集节点加入到该选出的簇头节点所在的簇中。

本优选实施例设定了性能优良的分簇机制，该分簇机制首先让各环境监测数据采集节点根据自身的状态确定是否参与簇头竞争，并对参与簇头竞争的环境监测数据采集节点设置了簇头竞选的条件，使得簇头竞选能够根据节点的状态进行适应性调整，并且达到减少分簇时间和开销的有益效果，从而提高了基于无线传感器网络的环境监测模块1的工作效率。

优选地，所述的簇头节点采用改进的haar小波数据压缩算法对簇内环境监测数据采集节点采集的数据进行压缩处理，具体包括：

(1)预先设定采样数据数目阈值t1，环境监测数据采集节点每轮采样t1个数据，且环境监测数据采集节点在每一轮采样完成后计算该轮所采样数据的样本均值，开始第一轮数据采集，环境监测数据采集节点将该轮的样本均值和采样数据发送至簇头节点，簇头节点根据环境监测数据采集节点的样本均值由大到小的顺序生成环境监测数据采集节点顺序列表，并按照生成的环境监测数据采集节点顺序列表对簇内的环境监测数据采集节点的采样数据进行排序；

(2)簇头节点对排序后的采样数据进行haar小波分解处理，将获得的近似系数连同所用的环境监测数据采集节点顺序列表发送至基站，进而由基站利用近似系数进行数据重构，获取相应的近似数据；

(3)开始下一轮数据采集，簇头节点根据环境监测数据采集节点发送的数据进行对应样本均值的更新，并根据更新后的环境监测数据采集节点的样本均值由大到小的顺序更新环境监测数据采集节点顺序列表，若满足下列公式，则按照新的环境监测数据采集节点顺序列表对簇内的环境监测数据采集节点的该轮采样数据进行排序：

式中，表示第p轮的环境监测数据采集节点顺序列表中第θ个位置的环境监测数据采集节点，表示第p-1轮的环境监测数据采集节点顺序列表中第θ个位置的环境监测数据采集节点，m为簇内环境监测数据采集节点的数量，为定义的比较函数，若与相同，则若与不相同，则t2为设定的位置变化程度阈值；

(4)重复(2)和(3)的操作，直至完成采样数据的采集和发送。

相关技术中，在无线传感器网络中对环境监测数据进行压缩处理时，常利用haar小波数据压缩算法，该算法是减少数据传输量、获得高精度重构数据的一种有效方法，但是haar小波数据压缩算法的数据处理性能受到待处理数据的平滑性影响。优选地，本优选实施例对haar小波数据压缩算法进行改进，并将改进的haar小波数据压缩算法运用到对簇内环境监测数据采集节点采集的数据的压缩处理中，该改进的haar小波数据压缩算法在簇头节点进行基于小波变换的采样数据压缩处理之前，先对采样数据按照设定方式进行排序处理，并定期更新排序顺序，从而能够改善环境监测数据的平滑性，优化小波处理性能，使得重构环境监测数据的精度有所提高，并提高环境监测数据的压缩程度，减少了簇内环境监测数据的传输量，达到延长无线传感器网络的正常工作时间的效果。本优选实施例从整体上减少了智能家居系统的能耗成本，提高智能家居系统在环境监测数据采集方面的工作效率。

优选地，所述簇头节点根据环境监测数据采集节点发送的数据进行对应样本均值的更新，具体包括：

环境监测数据采集节点进行下一轮采样，若该轮所采样数据的样本均值和样本标准差满足下列公式，则将该轮的样本均值和采样数据发送至簇头节点，告知簇头节点更新对应的样本均值，否则只发送采样数据，簇头节点保存原有的样本均值：

式中，表示环境监测数据采集节点i在第p轮(即所述的下一轮)所采样数据的样本标准差，表示环境监测数据采集节点i在第p轮所采样数据的样本均值，表示环境监测数据采集节点i在第p-1轮所采样数据的样本标准差，表示环境监测数据采集节点i在第p-1轮所采样数据的样本均值，p≥2，t2为设定的数据变化程度阈值。

本优选实施例通过对样本均值的更新进行控制，能够相对减少环境监测数据采集节点顺序列表的更新次数，从而在整体上缩短了对簇内环境监测数据采集节点采集的数据进行压缩处理的时间，提高了数据压缩和发送的速度，降低智能家居系统在环境监测数据采集和处理方面的整体开销。

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。