CN107463105A - 一种智能家居设备便捷控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能家居设备便捷控制系统，由监控终端、控制模块、智能家居设备与用户控制终端组成；所述监控终端连接控制模块，用于对室内环境进行实时监测，采集室内环境数据并根据室内环境数据对控制模块发送控制指令；所述用户控制终端也连接控制模块，用于对控制模块发送控制指令；所述控制模块包括开关模式、温度模式和监控模式，所述开关模式用于控制智能家居设备的开关，所述温度模式用于控制目标温度的调节，所述监控模式用于对室内环境进行监控；所述智能家居设备连接控制模块，用于接收控制模块的控制指令，并且执行控制操作。本发明实现了智能家居设备的便捷控制。

Description

一种智能家居设备便捷控制系统

技术领域

本发明涉及智能家居领域，具体涉及一种智能家居设备便捷控制系统。

背景技术

智能家居就是将建筑电气、自动控制技术、网络通信技术和音视频技术等融入到建筑本身，为用户提供更为快捷、高效、安全的家居体验。智能家居系统运用网络通信技术将各种家居设备，例如：空调、电视机、微波炉、热水器、家居报警设备、视频监控设备等组成一个统一协调的、可以相互沟通的整体系统，使家居环境“动起来”，具备一定程度的智能，可以和用户进行交互，同时对家居环境中的各个方面实行统一的监管，为用户提供优质服务。

相关技术中的智能家居系统，包括远程终端、家居服务器、家居控制器和智能家居设备，所述远程终端通过Internet或3G网络与家居服务器连接，所述家居控制器通过Internet或3G网络与家居服务器连接。但是当无信号或者网络的时候家居服务器就不能与远程终端和家居控制器进行连接，存在着控制条件受限的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种智能家居设备便捷控制系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种智能家居设备便捷控制系统，由监控终端、控制模块、智能家居设备与用户控制终端组成；所述监控终端连接控制模块，用于对室内环境进行实时监测，采集室内环境数据并根据室内环境数据对控制模块发送控制指令；所述用户控制终端也连接控制模块，用于对控制模块发送控制指令；所述控制模块包括开关模式、温度模式和监控模式，所述开关模式用于控制智能家居设备的开关，所述温度模式用于控制目标温度的调节，所述监控模式用于对室内环境进行监控；所述智能家居设备连接控制模块，用于接收控制模块的控制指令，并且执行控制操作。

优选地，所述用户控制终端为智能手环，所述智能手环包括显示屏、腕带和设置在显示屏一侧的开关。

优选地，所述智能手环与控制模块通过蓝牙进行连接。

本发明的有益效果为：实现了智能家居设备的便捷控制，智能手环与控制模块通过蓝牙进行连接，可以解决控制终端与控制装置连接受限的问题。

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本发明的结构连接框图；

图2是本发明监控终端的连接框图。

附图标记：

监控终端1、控制模块2、智能家居设备3、用户控制终端4、数据采集模块10、数据管理模块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，本实施例提供的智能家居设备便捷控制系统，由监控终端1、控制模块2、智能家居设备3与用户控制终端4组成；所述监控终端1连接控制模块2，用于对室内环境进行实时监测，采集室内环境数据并根据室内环境数据对控制模块2发送控制指令；所述用户控制终端4也连接控制模块2，用于对控制模块2发送控制指令；所述控制模块2包括开关模式、温度模式和监控模式，所述开关模式用于控制智能家居设备3的开关，所述温度模式用于控制目标温度的调节，所述监控模式用于对室内环境进行监控；所述智能家居设备3连接控制模块2，用于接收控制模块2的控制指令，并且执行控制操作。

优选地，所述用户控制终端4为智能手环，所述智能手环包括显示屏、腕带和设置在显示屏一侧的开关。

优选地，所述智能手环与控制模块2通过蓝牙进行连接。

其中，室内环境数据包括光照数据、温湿度数据、气味数据、烟雾浓度数据。

本发明上述实施例设计的智能家居设备便捷控制系统实现了智能家居设备3的便捷控制，智能手环与控制模块2通过蓝牙进行连接，可以解决控制终端与控制装置连接受限的问题。

优选地，所述监控终端1包括数据采集模块10和数据管理模块20，所述数据采集模块10用于采集室内环境数据，数据管理模块20用于对室内环境数据进行管理、分析，根据分析结果对控制模块2发送相应的控制指令；所述的数据采集模块10为设置在室内环境内的无线传感器网络，包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，所述节点包括普通节点和基站节点，所述普通节点获取且处理室内环境数据并将处理后的室内环境数据发送到基站节点，所述的基站节点接收且处理所述室内环境数据并将所述处理后的室内环境数据通过移动网络通信方式上传到数据管理模块20。

所述普通节点分为簇头节点和室内环境监测节点，每个室内环境监测节点将采集的室内环境数据打包成数据包后传送给所在簇内的簇头节点，与该簇头节点采集的室内环境数据进行融合，形成新的数据包，并传送给基站节点。

在一个实施例中，室内环境监测节点将室内环境数据打包成数据包后传送给所在簇内的簇头节点，具体包括：簇头节点为室内环境监测节点的一跳邻居室内环境监测节点时，室内环境监测节点将室内环境数据打包成数据包后直接传送给簇头节点；簇头节点不为室内环境监测节点的一跳邻居室内环境监测节点时，室内环境监测节点在其邻居室内环境监测节点中选择一个作为最优的下一跳室内环境监测节点，建立自身与最优的下一跳室内环境监测节点之间的路由，将采集的室内环境数据打包成数据包后发送给所述最优的下一跳室内环境监测节点；

其中，室内环境监测节点在其邻居室内环境监测节点中选择一个作为最优的下一跳室内环境监测节点，具体包括：

(1)室内环境监测节点确认所在簇内的每个邻居室内环境监测节点的状态：

式中，表示室内环境监测节点的邻居室内环境监测节点的状态值，表示已将作为最优的下一跳室内环境监测节点的室内环境监测节点数目，分别为的当前剩余能量、初始能量，φ为设定的调整系数，F(·)为取值函数，当时，当时， 为具有的邻居室内环境监测节点个数，表示与室内环境监测节点所在簇内的簇头节点之间的跳数；

(2)室内环境监测节点在其邻居室内环境监测节点中选择状态值最大的作为最优的下一跳室内环境监测节点。

优选地，φ的取值设定范围为[0.1,0.3]。

本实施例通过节点状态值的大小进行下一跳室内环境监测节点的选择，该状态值在考虑邻居室内环境监测节点的能量、与簇头节点之间的跳数以及节点度的基础上，增加了了对邻居室内环境监测节点已承担室内环境数据转发的任务量的考量，对已承担较多的室内环境数据转发的任务量的邻居室内环境监测节点不予以选择，能够均衡邻居室内环境监测节点转发室内环境数据的能耗，并保障选出的下一跳室内环境监测节点能够有效承担室内环境数据转发的任务，且避免花费较多的室内环境数据传输成本。

在一个实施例中，簇头节点按照设定的周期评估室内环境监测节点与最优的下一跳室内环境监测节点之间的信任度，当该信任度小于设定的信任度阈值时，向对应的室内环境监测节点发送消息，室内环境监测节点收到消息后在其邻居室内环境监测节点中重新选择一个作为最优的下一跳室内环境监测节点，信任度的评估公式为：

式中，S_α,β(ΔT)表示室内环境监测节点α与最优的下一跳室内环境监测节点β之间在ΔT时间内的信任度，ΔT为设定的信任度计算时间窗口，E_β0、E_β分别为最优的下一跳室内环境监测节点β的初始能量值、当前剩余能量值，M_α,β(ΔT)、N_α,β(ΔT)分别表示在ΔT时间α,β采集的室内环境数据的相似次数和不相似次数，其中M_α,β(ΔT)＝count[u_t(α,β)>u_ξ,t＝1,2,…,ΔT＝，N_α,β(ΔT)＝count[u_t(α,β)≤u_ξ,t＝1,2,…,ΔT＝，count[·]为计数函数，u_t(α,β)表示在t时刻α,β采集的室内环境数据之间的相似度，u_ξ为设定的相似度阈值，设在t时刻α采集的室内环境数据为在t时刻β采集的室内环境数据为则

本实施例利用簇头节点对室内环境监测节点的最优的下一跳室内环境监测节点进行信任度检测，当信任度低于设定的信任度阈值时进行下一跳室内环境监测节点的更新，能够保障室内环境数据的转发，提高室内环境数据收集的可靠度，其中根据两节点之间的室内环境数据关系和能量两个因素定义了信任度的计算公式，对节点间的信任度进行了量化，有利于节省信任度评估的能耗，相对提高下一跳室内环境监测节点的更新效率。

在一个实施例中，室内环境监测节点向下一跳室内环境监测节点发送室内环境数据包，若发送成功，下一跳室内环境监测节点将返回一个确认通信成功的消息，若室内环境监测节点在设定的时间间隔内没有收到该确认通信成功的消息，则室内环境监测节点将室内环境数据包重传给下一跳室内环境监测节点；

其中，若成功发送一次室内环境数据包，则表示通信成功一次，若发送一次室内环境数据包失败，则表示通信不成功一次。

在一个实施例中，簇头节点按照设定的周期评估簇内室内环境监测节点相对于下一跳室内环境监测节点的通信成功率，若通信成功率连续两次低于设定的通信成功率阈值，则簇头节点向该室内环境监测节点发出休眠指令，使其进入休眠状态，通信成功率的评估公式为：

式中，ψ_a,b(Δt)表示室内环境监测节点a相对于下一跳室内环境监测节点b的通信成功率，Δt为设定的通信成功率计算时间窗口，m_a,b(Δt)、n_a,b(Δt)分别表示在Δt时间内室内环境监测节点a相对于下一跳室内环境监测节点b的通信成功次数、通信不成功次数，Z(Δt)表示室内环境监测节点a在Δt时间内向其下一跳室内环境监测节点b传送的室内环境数据包总数，L(Δt)表示室内环境监测节点a在Δt时间内重传给其下一跳室内环境监测节点b的室内环境数据包的个数。

本实施例对通信成功率低的室内环境监测节点进行休眠，能够避免通信成功率低的室内环境监测节点影响室内环境数据的传输，提高室内环境数据收集的可靠度，延长数据采集模块10的工作寿命，其中设定通信成功率的计算公式，对通信成功率进行了量化，能够提高室内环境监测节点的通信成功率的评估效率，有利于节省通信成功率的评估能量消耗。

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 (6)

1.一种智能家居设备便捷控制系统，其特征是，由监控终端、控制模块、智能家居设备与用户控制终端组成；所述监控终端连接控制模块，用于对室内环境进行实时监测，采集室内环境数据并根据室内环境数据对控制模块发送控制指令；所述用户控制终端也连接控制模块，用于对控制模块发送控制指令；所述控制模块包括开关模式、温度模式和监控模式，所述开关模式用于控制智能家居设备的开关，所述温度模式用于控制目标温度的调节，所述监控模式用于对室内环境进行监控；所述智能家居设备连接控制模块，用于接收控制模块的控制指令，并且执行控制操作。

2.根据权利要求1所述的一种智能家居设备便捷控制系统，其特征是，所述用户控制终端为智能手环，所述智能手环包括显示屏、腕带和设置在显示屏一侧的开关。

3.根据权利要求2所述的一种智能家居设备便捷控制系统，其特征是，所述智能手环与控制模块通过蓝牙进行连接。

4.根据权利要求3所述的一种智能家居设备便捷控制系统，其特征是，所述监控终端包括数据采集模块和数据管理模块，所述数据采集模块用于采集室内环境数据，数据管理模块用于对室内环境数据进行管理、分析，根据分析结果对控制模块发送相应的控制指令；所述的数据采集模块为设置在室内环境内的无线传感器网络，包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，所述节点包括普通节点和基站节点，所述普通节点获取且处理室内环境数据并将处理后的室内环境数据发送到基站节点，所述的基站节点接收且处理所述室内环境数据并将所述处理后的室内环境数据通过移动网络通信方式上传到数据管理模块。

5.根据权利要求4所述的一种智能家居设备便捷控制系统，其特征是，所述普通节点分为簇头节点和室内环境监测节点，每个室内环境监测节点将采集的室内环境数据打包成数据包后传送给所在簇内的簇头节点，与该簇头节点采集的室内环境数据进行融合，形成新的数据包，并传送给基站节点。

6.根据权利要求4所述的一种智能家居设备便捷控制系统，其特征是，室内环境监测节点将室内环境数据打包成数据包后传送给所在簇内的簇头节点，具体包括：簇头节点为室内环境监测节点的一跳邻居室内环境监测节点时，室内环境监测节点将室内环境数据打包成数据包后直接传送给簇头节点；簇头节点不为室内环境监测节点的一跳邻居室内环境监测节点时，室内环境监测节点在其邻居室内环境监测节点中选择一个作为最优的下一跳室内环境监测节点，建立自身与最优的下一跳室内环境监测节点之间的路由，将采集的室内环境数据打包成数据包后发送给所述最优的下一跳室内环境监测节点；

其中，室内环境监测节点在其邻居室内环境监测节点中选择一个作为最优的下一跳室内环境监测节点，具体包括：

(1)室内环境监测节点确认所在簇内的每个邻居室内环境监测节点的状态：

式中，表示室内环境监测节点的邻居室内环境监测节点的状态值，表示已将作为最优的下一跳室内环境监测节点的室内环境监测节点数目，分别为的当前剩余能量、初始能量，φ为设定的调整系数，F(·)为取值函数，当时，当时， 为具有的邻居室内环境监测节点个数，表示与室内环境监测节点所在簇内的簇头节点之间的跳数；

(2)室内环境监测节点在其邻居室内环境监测节点中选择状态值最大的作为最优的下一跳室内环境监测节点。