可智能调节温湿度的智能家居的制作方法

本发明涉及智能家居领域，具体涉及可智能调节温湿度的智能家居。

背景技术：

随着人们对家居舒适健康要求的提高，智能家居的概念逐渐被提出和接纳，智能家居一般是利用先进的计算机网络通讯技术、综合布线技术和人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统有机地结合在一起，通过综合智能控制和管理，实现全新的家居生活体验，目前家庭生活中制冷供暖是一件大事，对人们的生活舒适性有重大影响，然而制冷供暖需要根据人体的感受实时进行调节，普通的集体供暖和空调制冷具有很大的局限性，不能及时进行温度和湿度调节。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供可智能调节温湿度的智能家居。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了可智能调节温湿度的智能家居，包括温湿度感测装置、调温设备、除湿设备、环境调节中心，其中温湿度感测装置、调温设备、除湿设备皆与环境调节中心连接；所述温湿度感测装置被配置为对室内温湿度进行实时监测，采集室内温湿度数据并发送至环境调节中心；所述的环境调节中心被配置为对接收的室内温湿度数据进行分析处理，生成相应的控制指令，并根据控制指令控制调温设备和除湿设备的运行。

其中，所述温湿度感测装置包括部署于监测区域内的单个汇聚节点、四个中继节点和多个传感器节点，部署时在监测区域的中心位置部署汇聚节点，将多个传感器节点根据实际需要部署于监测区域内，以汇聚节点为原点，将所述监测区域划分为多个方形网格子区域，将四个中继节点部署于不同的方形网格子区域的中心位置，且四个中继节点与汇聚节点之间的距离相同，并能与汇聚节点直接通信；网络初始化时，传感器节点通过分簇选取多个簇头，每个传感器节点选择距离最近的簇头加入簇；在室内温湿度数据传输阶段，各传感器节点采集室内温湿度数据并将该室内温湿度数据发送至对应的簇头，簇头接收的室内温湿度数据最终发送至其中一个中继节点，进而由各中继节点将接收的室内温湿度数据传输至汇聚节点，汇聚节点与环境调节中心通信以将接收的室内温湿度数据传输至该环境调节中心。

在一种能够实现的方式中，所述的环境调节中心包括分析处理模块、第一控制模块、第二控制模块，其中第一控制模块、第二控制模块的输入端皆与分析处理模块连接，第一控制模块的输出端与调温设备连接，第二控制模块的输出端与除湿设备连接。

本发明的有益效果为：利用无线传感器网络技术进行室内温湿度数据采集，避免了布线的麻烦，智能快捷；通过对采集到的室内温湿度数据进行分析处理，根据室内温湿度数据控制调温设备和除湿设备的运行，实现家居温度和湿度的调节，让人在回到家时就可以享受舒适的环境，结构简单，实用性强。

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是本发明一个示例性实施例的可智能调节温湿度的智能家居结构示意框图；

图2是本发明一个示例性实施例的环境调节中心的结构示意框图。

附图标记：

温湿度感测装置1、调温设备2、除湿设备3、环境调节中心4、分析处理模块10、第一控制模块20、第二控制模块30。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

图1是本发明一个实施例的可智能调节温湿度的智能家居结构示意框图。参见图1，本实施例提供的可智能调节温湿度的智能家居包括温湿度感测装置1、调温设备2、除湿设备3、环境调节中心4，其中温湿度感测装置1、调温设备2、除湿设备3皆与环境调节中心4连接。

其中，温湿度感测装置1被配置为对室内温湿度进行实时监测，采集室内温湿度数据并发送至环境调节中心4。

所述温湿度感测装置1包括部署于监测区域内的单个汇聚节点、四个中继节点和多个传感器节点，部署时在监测区域的中心位置部署汇聚节点，将多个传感器节点根据实际需要部署于监测区域内，以汇聚节点为原点，将所述监测区域划分为多个方形网格子区域，将四个中继节点部署于不同的方形网格子区域的中心位置，且四个中继节点与汇聚节点之间的距离相同，并能与汇聚节点直接通信；网络初始化时，传感器节点通过分簇选取多个簇头，每个传感器节点选择距离最近的簇头加入簇；在室内温湿度数据传输阶段，各传感器节点采集室内温湿度数据并将该室内温湿度数据发送至对应的簇头，簇头接收的室内温湿度数据最终发送至其中一个中继节点，进而由各中继节点将接收的室内温湿度数据传输至汇聚节点，汇聚节点与环境调节中心4通信以将接收的室内温湿度数据传输至该环境调节中心4。

本实施例利用无线传感器网络技术进行室内温湿度数据采集，避免了布线，实施简单。

其中，传感器节点包括采集单元、分析处理单元以及通信单元；采集单元由传感器与模数转换器完成，分析处理单元由微处理器与存储器完成，通信单元由无线收发器完成。其中，传感器为温度传感器和/或湿度传感器。

环境调节中心4被配置为对接收的室内温湿度数据进行分析处理，生成相应的控制指令，并根据控制指令控制调温设备2和除湿设备3的运行。

在一种能够实施的方式中，如图2所示，环境调节中心4包括分析处理模块10、第一控制模块20、第二控制模块30，其中第一控制模块20、第二控制模块30的输入端皆与分析处理模块10连接，第一控制模块20的输出端与调温设备2连接，第二控制模块30的输出端与除湿设备3连接。

分析处理模块10对接收的室内温湿度数据进行分析处理，将接收的室内温湿度数据与预设的指标进行比较，根据比较的结果生成控制指令，并将控制指令发送至第一控制模块20、第二控制模块30，进而由第一控制模块20、第二控制模块30控制调温设备2和除湿设备3的运行。

可选地，根据比较的结果生成控制指令，例如，当温湿度感测装置1采集的室内温度超过预设的数据阈值上限时，分析处理模块10向第一控制模块20发送调低温度的控制指令，进而第一控制模块20根据控制指令控制调温设备2进行冷源提供，从而将室内温度控制在适宜的范围内。而当温湿度感测装置1采集的室内温度低于预设的数据阈值下限时，分析处理模块10向第一控制模块20发送调高温度的控制指令，进而第一控制模块20根据控制指令控制调温设备2进行热源提供。

可选地，调温设备2连接地源热泵，地源热泵提供热源及冷源，第一控制模块20可根据控制指令控制调温设备2调节地源热泵提供热源或者冷源，从而将室内温度控制在适宜的范围内。在另一个可选的方式中，调温设备2为空调，第一控制模块20可根据控制指令控制调温设备2输送冷源或热源。

同样地，第二控制模块30通过控制除湿设备3的启闭来实现除湿或者不除湿。

本发明上述实施例利用无线传感器网络技术进行室内温湿度数据采集，避免了布线的麻烦，智能快捷；通过对采集到的室内温湿度数据进行分析处理，根据室内温湿度数据控制调温设备和除湿设备的运行，实现家居温度和湿度的调节，让人在回到家时就可以享受舒适的环境，结构简单，实用性强。

在一种能够实施的方式中，传感器节点基于leach路由协议进行分簇。传感器节点还可以通过其他合适的分簇路由协议进行分簇。

在一个实施例中，簇头的通信距离按照设定的周期在范围内调节，为簇头可调节的最小通信距离，为簇头可调节的最大通信距离；簇头在第t个周期内的通信距离为：

式中，li(t)为簇头i在第t个周期内的通信距离，ki为簇头i的当前剩余能量，ki0为簇头i的初始能量，kmin为预设的最小能量值。

本实施例创新性地设置了簇头的通信距离调节公式，该公式根据簇头的当前剩余能量来调节它自身的通信距离，从而限制了簇头的通信范围，有利于降低簇头传输室内温湿度数据的能耗，避免簇头因能量不足而快速失效，进一步提高无线传感器网络运行的稳定性。

在一个实施例中，簇头接收的室内温湿度数据最终发送至其中一个中继节点，具体为：若簇头与距离最近的中继节点的距离未超过其当前的通信距离，其直接将室内温湿度数据发送至该距离最近的中继节点，否则，直接在邻居簇头中选择一个权值最大的作为下一跳，将室内温湿度数据发送至该下一跳，其中邻居簇头为位于簇头通信范围内的其余簇头，所述权值的计算公式为：

式中，dij表示簇头i的第j个邻居簇头的权值，lj为所述第j个邻居簇头的当前通信距离，lq为簇头i的第q个邻居簇头的当前通信距离，sij为簇头i与所述第j个邻居簇头的距离，siq为簇头i与所述第q个邻居簇头的距离，ni为簇头i的邻居簇头个数；f(lj)为判断取值函数，当所述第j个邻居簇头的通信范围内包含有中继节点时，f(lj)＝1，否则f(lj)＝0。

本实施例中，簇头根据到距离最近的中继节点的距离来选择合适的路由形式，以将室内温湿度数据发送至该距离最近的中继节点，有利于较优化地节省簇头向中继节点传输室内温湿度数据的能量成本；在簇头与距离最近的中继节点的距离超过其当前的通信距离时，簇头在邻居簇头中选择一个权值最大的作为下一跳。本实施例创新性地设置了权值的计算公式，根据该计算公式可知，具有较高概率与中继节点直接通信的邻居簇头有更大的概率作为下一跳。本实施例能够尽量降低多跳传输室内温湿度数据至中继节点的能耗，整体上节省系统在室内温湿度数据采集方面的通信成本。

在一个实施例中，所述中继节点可移动，设与中继节点直接通信的簇头集合为v，中继节点定期对集合v中的簇头进行能量监测，按照下列公式计算集合v中的簇头的能量势力：

式中，/p为集合v中的簇头p的能量势力，kp为簇头p的当前剩余能量，kpu为簇头p对应簇内第u个传感器节点的当前剩余能量，mp为簇头p对应簇内的传感器节点数量，lp为簇头p的通信距离，kl为集合v中的第l个簇头的当前剩余能量，lo为中继节点的通信距离；

若集合v中存在能量势力大于0的簇头，汇聚节点在能量势力大于0的簇头中，向最大能量势力的簇头方向移动设定的距离，其中中继节点移动的总距离不能超过预设的距离上限。

靠近中继节点的簇头不仅需要接收和转发其簇内的室内温湿度数据，还需要中继转发其他簇头的室内温湿度数据，因此相对于其他簇头，需要消耗更多的能量，所以无线传感器网络在中继节点附近容易产生能量空洞。基于此问题，本实施例设置中继节点可移动，并创新性地定义了能量势力的计算公式，本实施例在中继节点的附近簇头的能量势力大于0时，使中继节点向能量势力最大的簇头方向移动设定的距离，从而促使能量较低的簇头由于与移动后的中继节点过远而不再承担中继转发的任务。本实施例有益于平衡各簇头的能量，减少能量空洞现象，进而有效延长网络生存时间，提高室内温湿度数据收集的稳定性。

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。