CN107181650B - 一种智能家电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能家电控制系统，包括家电控制中心、环境监测模块、家电控制模块和用户终端；所述的环境监测模块、家电控制模块、用户终端均与家电控制中心通信连接；所述的环境监测模块用于对家居环境进行监测，采集家居环境监测数据至家电控制中心；所述的家电控制中心用于对家居环境家电控制中心进行处理，向家电控制模块发送控制指令，控制对应的智能家电运作；所述的用户终端访问家电控制中心获得家居环境监测数据，并发送控制请求至家电控制中心。本发明能够实时获取家居环境监测数据，智能化控制或者远程控制智能家电的运作，具备高度的信息化和智能化，操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居领域，具体涉及一种智能家电控制系统。
背景技术
智能家电是将微处理器、传感器技术和网络通信技术引入家电设备后形成的家电产品，智能家电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智能家电的种类和数量越来越多，如智能电视、智能冰箱、智能空调等。如何实现对智能家电的控制，是亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种智能家电控制系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种智能家电控制系统，包括家电控制中心、环境监测模块、家电控制模块和用户终端；所述的环境监测模块、家电控制模块、用户终端均与家电控制中心通信连接；所述的环境监测模块用于对家居环境进行监测，采集家居环境监测数据至家电控制中心；所述的家电控制中心用于对家居环境监测数据进行处理，判断家居环境监测数据是否满足预设的家居环境参数条件，当某一家居环境监测数据不满足预设的家居环境参数条件时，向家电控制模块发送控制指令，控制对应的智能家电运作；所述的用户终端访问家电控制中心获得家居环境监测数据，并发送控制请求至家电控制中心，家电控制中心根据控制请求向家电控制模块发送相应的控制指令。
本发明的有益效果为：能够实时获取家居环境监测数据，智能化控制或者远程控制智能家电的运作，具备高度的信息化和智能化，操作简便。
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是本发明家电控制中心的连接框图。
附图标记：
家电控制中心1、环境监测模块2、家电控制模块3、用户终端4、数据显示模块10、指令发送模块20。
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智能家电控制系统，包括家电控制中心1、环境监测模块2、家电控制模块3和用户终端4；所述的环境监测模块2、家电控制模块3、用户终端4均与家电控制中心1通信连接；所述的环境监测模块2用于对家居环境进行监测，采集家居环境监测数据至家电控制中心1；所述的家电控制中心1用于对家居环境监测数据1进行处理，判断家居环境监测数据是否满足预设的家居环境参数条件，当某一家居环境监测数据不满足预设的家居环境参数条件时，向家电控制模块3发送控制指令，控制对应的智能家电运作；所述的用户终端4访问家电控制中心1获得家居环境监测数据，并发送控制请求至家电控制中心1，家电控制中心1根据控制请求向家电控制模块3发送相应的控制指令。
优选地，所述家居环境监测数据包括家居内温湿度、光照强度；所述智能家电包括空调设备、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，家电控制模块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，所述家电控制中心1包括数据显示模块10和指令发送模块20，所述数据显示模块10与所述环境监测模块2连接，用于显示所述环境监测模块2采集的家居环境监测数据，所述指令发送模块20与所述家电控制模块3无线通讯连接，用于向所述家电控制模块3发送控制指令。
本发明上述实施例设计的智能家居设备控制系统能够实时获取家居环境监测数据，智能化控制或者远程控制智能家电的运作，具备高度的信息化和智能化，操作简便。
优选地，所述的环境监测模块2通过无线传感器网络进行家居环境监测数据的收发，其包括一个移动汇聚节点和多个环境监测数据采集节点，环境监测数据采集节点固定设置于设定的家居环境监测区域内部，所述的移动汇聚节点在每一轮的数据收集时按照设定的访问路径运动，从起始位置出发，陆续收集环境监测数据采集节点的环境监测数据，再返回起始位置准备下一轮的环境监测数据收集。
优选地，进行移动汇聚节点的访问路径的设定时，具体执行：
(1)对家居环境监测区域进行划分，将设定的家居环境监测区域划分多个大小相等的方形监测区域单元，设家居环境监测区域的面积为X，环境监测数据采集节点的个数为Z，方形监测区域单元的边长Q为：
式中，Lα表示第α个环境监测数据采集节点失效的概率；
(2)确定每个方形监测区域单元内的环境监测数据采集节点的位置优选值，选择其中位置优选值最大的一个环境监测数据采集节点作为该方形监测区域单元的位置停留站点，设
表示第i个方形监测区域单元中的第β个环境监测数据采集节点，
表示
的位置优选值，
的计算公式为：
式中，
表示
具有的在第i个方形监测区域单元内的邻居节点数目，
为
到移动汇聚节点R0初始位置的距离，
为
到第i个方形监测区域单元的中心点Oi的距离，W0为设定的距离参考值，S为设定的权重系数；
(3)将各位置停留站点所处的位置作为移动汇聚节点进行数据收集时停留的站点，则各位置停留站点按照与移动汇聚节点初始位置的距离由小到大的顺序直线连接形成的路径为移动汇聚节点的访问路径。
本优选实施例设定了环境监测模块2中移动汇聚节点的访问路径，使得移动汇聚节点只需停留在位置停留站点所处的位置上进行家居环境监测数据的收集，减少了移动汇聚节点的停留站点，从而减少移动汇聚节点的停留次数，能够节省移动汇聚节点进行家居环境监测数据收集的能耗，降低环境监测模块2的能耗成本。
优选地，设Ui表示移动汇聚节点在第i个方形监测区域单元对应的位置停留站点所在位置处的停留时间，Ui的计算公式为：
式中，
表示第i个方形监测区域单元中的第y个环境监测数据采集节点到位置停留站点si之间的跳数，Vi为第i个方形监测区域单元具有的除位置停留站点之外的环境监测数据采集节点数目，Ly为第i个方形监测区域单元中的第y个环境监测数据采集节点失效的概率，Ky为第i个方形监测区域单元中的第y个环境监测数据采集节点的丢包率，ξ为设定的调整系数，U0为设定的单位数据包发送时间阈值。
本优选实施例的智能家电控制系统，在计算Ui时，考虑了方形监测区域单元中环境监测数据采集节点的失效概率和丢包率，使得Ui的设置能够根据方形监测区域单元的情况相应地调整，且对不同的方形监测区域单元的停留时间进行适当地约束，能够缩短移动汇聚节点的整体停留时间，进一步延长环境监测模块2中无线传感器网络的生命周期，降低智能家电系统的整体能耗。
优选地，移动汇聚节点运动到位置停留站点所在的位置后，在进行家居环境监测数据的收集之前，通过调整发射功耗调整通信距离为设定的通信距离阈值，设φi表示移动汇聚节点在第i个方形监测区域单元时设定的通信距离阈值，按照下述公式设定φi：
式中，xi，yi为第i个方形监测区域单元的位置停留站点的坐标，δb，γb为第i个方形监测区域单元的除位置停留站点外的第b个环境监测数据采集节点的坐标，Vi为第i个方形监测区域单元具有的除位置停留站点之外的环境监测数据采集节点数目，g为设定的调整因子。
本优选实施例中，移动汇聚节点在进行家居环境监测数据的收集之前，根据方形监测区域单元的环境监测数据采集节点的分布特性来调整自身的通信距离，能够确保移动汇聚节点对方形监测区域单元内所有环境监测数据采集节点的家居环境监测数据的完全收集，避免家居环境监测数据的遗漏，保障智能家电控制系统在家居环境监测数据收集方面的可靠性。
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。
Claims (4)
1.一种智能家电控制系统，其特征是，包括家电控制中心、环境监测模块、家电控制模块和用户终端；所述的环境监测模块、家电控制模块、用户终端均与家电控制中心通信连接；所述的环境监测模块用于对家居环境进行监测，采集家居环境监测数据至家电控制中心；所述的家电控制中心用于对家居环境监测数据进行处理，判断家居环境监测数据是否满足预设的家居环境参数条件，当某一家居环境监测数据不满足预设的家居环境参数条件时，向家电控制模块发送控制指令，控制对应的智能家电运作；所述的用户终端访问家电控制中心获得家居环境监测数据，并发送控制请求至家电控制中心，家电控制中心根据控制请求向家电控制模块发送相应的控制指令；所述的环境监测模块通过无线传感器网络进行家居环境监测数据的收发，其包括一个移动汇聚节点和多个环境监测数据采集节点，环境监测数据采集节点固定设置于设定的家居环境监测区域内部；所述的移动汇聚节点在每一轮的数据收集时按照设定的访问路径运动，从起始位置出发，陆续收集环境监测数据采集节点的环境监测数据，再返回起始位置准备下一轮的环境监测数据收集，其中进行移动汇聚节点的访问路径的设定时，具体执行：
(1)对家居环境监测区域进行划分，将设定的家居环境监测区域划分多个大小相等的方形监测区域单元，设家居环境监测区域的面积为X，环境监测数据采集节点的个数为Z，方形监测区域单元的边长Q为：
式中，Lα表示第α个环境监测数据采集节点失效的概率；
(2)确定每个方形监测区域单元内的环境监测数据采集节点的位置优选值，选择其中位置优选值最大的一个环境监测数据采集节点作为该方形监测区域单元的位置停留站点，设
表示第i个方形监测区域单元中的第β个环境监测数据采集节点，
表示
的位置优选值，
的计算公式为：
式中，
表示
具有的在第i个方形监测区域单元内的邻居节点数目，
为
到移动汇聚节点R0初始位置的距离，
为
到第i个方形监测区域单元的中心点Oi的距离，W0为设定的距离参考值，S为设定的权重系数；
(3)将各位置停留站点所处的位置作为移动汇聚节点进行数据收集时停留的站点，则各位置停留站点按照与移动汇聚节点初始位置的距离由小到大的顺序直线连接形成的路径为移动汇聚节点的访问路径；
移动汇聚节点运动到位置停留站点所在的位置后，在进行家居环境监测数据的收集之前，通过调整发射功耗调整通信距离为设定的通信距离阈值，设φi表示移动汇聚节点在第i个方形监测区域单元时设定的通信距离阈值，按照下述公式设定φi：
式中，xi，yi为第i个方形监测区域单元的位置停留站点的坐标，δb，γb为第i个方形监测区域单元的除位置停留站点外的第b个环境监测数据采集节点的坐标，Vi为第i个方形监测区域单元具有的除位置停留站点之外的环境监测数据采集节点数目，g为设定的调整因子。
2.根据权利要求1所述的一种智能家电控制系统，其特征是，所述家居环境监测数据包括家居内温湿度、光照强度；所述智能家电包括空调设备、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，家电控制模块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。
3.根据权利要求2所述的一种智能家电控制系统，其特征是，所述家电控制中心包括数据显示模块和指令发送模块，所述数据显示模块与所述环境监测模块连接，用于显示所述环境监测模块采集的家居环境监测数据，所述指令发送模块与所述家电控制模块无线通讯连接，用于向所述家电控制模块发送控制指令。
4.根据权利要求1所述的一种智能家电控制系统，其特征是，设Ui表示移动汇聚节点在第i个方形监测区域单元对应的位置停留站点所在位置处的停留时间，Ui的计算公式为：
式中，
表示第i个方形监测区域单元中的第y个环境监测数据采集节点到位置停留站点si之间的跳数，Vi为第i个方形监测区域单元具有的除位置停留站点之外的环境监测数据采集节点数目，Ly为第i个方形监测区域单元中的第y个环境监测数据采集节点失效的概率，Ky为第i个方形监测区域单元中的第y个环境监测数据采集节点的丢包率，ξ为设定的调整系数，U0为设定的单位数据包发送时间阈值。
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