一種智能家居設備調控系統的製作方法

2023-04-24 21:52:51 2

本發明涉及智能家居領域，具體涉及一種智能家居設備調控系統。

背景技術：

智能家居中，設置的家居設備能夠接收用戶在住宅內或者遠程的控制指令。目前在用戶家庭中出現的家居設備的種類和數量越來越多，如智能電視、智能冰箱、智能空調等。如何實現對家居設備的智能調控，是亟待解決的問題。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種智能家居設備調控系統。

本發明的目的採用以下技術方案來實現：

提供了一種智能家居設備調控系統，包括中央數據處理模塊、家居環境監測模塊、智能家居設備調控模塊和用戶智能終端；所述的家居環境監測模塊、智能家居設備調控模塊、用戶智能終端均與中央數據處理模塊通信連接；所述的家居環境監測模塊用於基於無線傳感器網絡對家居環境進行監測，採集家居環境參數並發送至中央數據處理模塊；所述的中央數據處理模塊用於對家居環境參數進行處理，判斷家居環境參數是否滿足預設的家居環境參數閾值條件，當某一家居環境參數不滿足預設的家居環境參數條件時，向智能家居設備調控模塊發送控制指令，控制相應的家居設備運作；所述的用戶智能終端訪問中央數據處理模塊獲得家居環境參數，並發送控制請求至中央數據處理模塊，中央數據處理模塊根據控制請求向智能家居設備調控模塊發送相應的控制指令。

本發明的有益效果為：基於無線傳感器網絡獲取家居環境參數，並對家居環境參數進行分析處理，根據分析處理結果智能化控制或者遠程控制家居設備的運作，實現了家居設備的智能調控。

附圖說明

利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制，對於本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發明的結構框圖；

圖2是本發明中央數據處理模塊的連接框圖。

附圖標記：

中央數據處理模塊1、家居環境監測模塊2、智能家居設備調控模塊3、用戶智能終端4、資料庫10、控制指令生成單元20、數據處理單元30。

具體實施方式

結合以下實施例對本發明作進一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例提供的一種智能家居設備調控系統，包括中央數據處理模塊1、家居環境監測模塊2、智能家居設備調控模塊3和用戶智能終端4；所述的家居環境監測模塊2、智能家居設備調控模塊3、用戶智能終端4均與中央數據處理模塊1通信連接；所述的家居環境監測模塊2用於基於無線傳感器網絡對家居環境進行監測，採集家居環境參數並發送至中央數據處理模塊1；所述的中央數據處理模塊1用於對家居環境參數進行處理，判斷家居環境參數是否滿足預設的家居環境參數閾值條件，當某一家居環境參數不滿足預設的家居環境參數條件時，向智能家居設備調控模塊3發送控制指令，控制相應的家居設備運作；所述的用戶智能終端4訪問中央數據處理模塊1獲得家居環境參數，並發送控制請求至中央數據處理模塊1，中央數據處理模塊1根據控制請求向智能家居設備調控模塊3發送相應的控制指令。

優選地，所述家居環境參數包括家居內溫溼度、光照強度、二氧化碳濃度、一氧化碳濃度、二氧化硫濃度、臭氧濃度、可吸入顆粒濃度；所述家居設備包括空調設備、加溼設備、燈光設備、空氣加溼器、臭氧呼吸機、智能百葉窗、電源控制開關。

控制相應的家居設備運作，例如，當所述溫溼度小於預設的最低溫溼度時，智能家居設備調控模塊3控制所述空調設備和加溼設備開啟，當所述光照強度小於預設的最低光照強度時，控制所述燈光設備開啟。

優選地，所述中央數據處理模塊1包括資料庫10和控制指令生成單元20，所述資料庫10與所述家居環境監測模塊2連接，用於存儲所述家居環境監測模塊2採集的家居環境參數，所述控制指令生成單元20與所述智能家居設備調控模塊3無線通訊連接，用於向所述智能家居設備調控模塊3發送控制指令。

優選地，所述中央數據處理模塊1還包括數據處理單元30，用於對家居環境參數進行處理，判斷家居環境參數是否滿足預設的家居環境參數閾值條件；所述中央數據處理單元30連接資料庫10和控制指令生成單元20。

優選地，所述的用戶智能終端4為手機、平板或電腦。

優選地，所述的中央數據處理模塊1為計算機或雲伺服器。

本發明上述實施例設計的智能家居設備調控系統能夠實時獲取家居環境參數，並對家居環境參數進行分析處理，根據分析處理結果智能化控制或者遠程控制家居設備的運作，實現了家居設備的智能調控。

優選地，所述的家居環境監測模塊2包括環境監測節點、匯聚節點、基站和無線路由器，環境監測節點感知周圍區域並將收集的家居環境參數發送給匯聚節點，無線路由器將匯聚節點融合的家居環境參數傳輸至基站，進而通過基站將家居環境參數傳輸至中央數據處理模塊1，其中環境監測節點每隔t時向匯聚節點發送n個長度為l的家居環境參數包；

優選地，環境監測節點和匯聚節點部署於設定的智能家居環境監測區域內，其中匯聚節點的部署數目按照下列公式確定：

式中，m表示匯聚節點的部署數目，φα表示匯聚節點的感知距離，ω為設定的智能家居環境監測區域的面積，為環境監測節點中的最小初始能量，tmin為最小初始能量對應的環境監測節點的生命周期，emin(l,n)為最小初始能量對應的環境監測節點單次發送n個長度為l的家居環境參數包所消耗的能量。

本優選實施例設定了匯聚節點的數目的計算公式，該計算公式考慮了能量、感知範圍和監測面積等因素，能夠獲得較優的匯聚節點數目，從而為匯聚節點的部署提供參考，使得匯聚節點的部署更為合理，相對於現有技術隨意部署匯聚節點的方式，更能夠節省智能家居設備調控系統在家居環境參數採集方面的網絡成本。

優選地，在進行環境監測節點的部署時，環境監測節點的部署數目需要滿足下列公式：

式中，φβ為環境監測節點的感知距離，k為環境監測節點的部署數目，ct為設定的網絡覆蓋度閾值，其中網絡覆蓋度表示監測區域內任一點被網絡環境監測節點覆蓋的概率，ct的取值範圍設定為[0.7,0.85]。

本優選實施例從網絡覆蓋度出發，設定了環境監測節點的部署數目約束公式，為環境監測節點的合理部署提供必要的參考，從而能夠保障一定的網絡覆蓋度，延長家居環境監測模塊2中無線傳感器網絡的生命周期，提高環境監測節點部署的效率。

優選地，環境監測節點以分簇路由形式將家居環境參數發送至匯聚節點，分簇時，環境監測節點作為簇成員節點，匯聚節點作為簇頭節點，環境監測節點選擇簇頭節點加入簇時，具體執行：

(1)計算環境監測節點到匯聚節點的允許最大距離：

式中，dmax(si)表示環境監測節點si到匯聚節點的允許最大距離，表示環境監測節點si的初始能量值，為環境監測節點si的生命周期，表示環境監測節點si單次發送n個長度為l的家居環境參數包所消耗的能量，λ為設定的調整係數；

(2)計算符合允許最大距離條件內的匯聚節點相對於環境監測節點的優選值：

式中，sj表示第j個符合允許最大距離條件內的匯聚節點，y(sj→si)表示sj相對於環境監測節點si的優選值，sjv表示sj的第v個鄰居節點，為sj的鄰居節點數目，為sjv的當前能量值，為sj的當前能量值，et為設定的能量閾值，n(sjv∩sjμ)表示環境監測節點si的鄰居節點為sj的鄰居節點的數目；

(3)環境監測節點從符合允許最大距離條件內的匯聚節點中選擇優選值最大的匯聚節點加入簇。

現有技術中環境監測節點都是通過最短路徑來選擇簇頭節點，而在實際情況中最短路徑有時候並不是最有效的當選者，本優選實施例通過在符合允許最大距離條件內的匯聚節點中選擇優選值為最大的作為對應環境監測節點的簇頭節點，能夠確保選擇的簇頭節點及其鄰居節點的剩餘能量能夠傳輸該環境監測節點的家居環境參數，避免部分家居環境參數的丟失，保障了家居環境參數的合理傳輸。

最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和範圍。