CN107589709A - 一种智能家居安防系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能家居安防系统，由环境监控模块、执行模块、智能家居安防设备与智能终端组成；所述环境监控模块连接执行模块，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执行模块发送控制指令；所述智能终端也连接执行模块，用于对执行模块发送控制指令；所述智能家居安防设备连接执行模块，用于接收执行模块的控制指令，并且执行控制指令。本发明实现了对智能家居室内环境的实时监控，并进行相应的安防操作，具有安装方便、成本低、人性化、安全性高、有效安防等特点。

Description

一种智能家居安防系统

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安防系统。

背景技术

随着社会的发展，人们的工作压力不断增加，生活节奏的加快使人们对家庭的照顾时间越来越少，家中老人、小孩的人身安全问题和家中财物失窃等财产安全问题的发生屡见不鲜，也引起了社会越来越多的关注。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种智能家居安防系统。

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安防系统，由环境监控模块、执行模块、智能家居安防设备与智能终端组成；所述环境监控模块连接执行模块，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执行模块发送控制指令；所述智能终端也连接执行模块，用于对执行模块发送控制指令；所述智能家居安防设备连接执行模块，用于接收执行模块的控制指令，并且执行控制指令。

本发明的有益效果为：实现了对智能家居室内环境的实时监控，并进行相应的安防操作，具有安装方便、成本低、人性化、安全性高、有效安防等特点。

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是本发明环境监控模块的连接框图。

附图标记：

环境监控模块1、执行模块2、智能家居安防设备3、智能终端4、数据采集单元10、数据管理分析单元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安防设备便捷控制系统，由环境监控模块1、执行模块2、智能家居安防设备3与智能终端4组成；所述环境监控模块1连接执行模块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执行模块2发送控制指令；所述智能终端4也连接执行模块2，用于对执行模块2发送控制指令；所述智能家居安防设备3连接执行模块2，用于接收执行模块2的控制指令，并且执行控制指令。

优选地，所述智能终端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，所述智能手环与执行模块2通过蓝牙进行连接。

其中，室内环境数据包括温度、烟雾浓度、CO浓度、门窗开关状态；

所述智能家居安防设备包括燃气阀、排气装置、油烟机、水阀、电闸、悬挂式干粉灭火器、家电设备、门禁锁和报警器。

本发明上述实施例实现了对智能家居室内环境的实时监控，并进行相应的安防操作，具有安装方便、成本低、人性化、安全性高、有效安防等特点。

所述环境监控模块1包括用于采集室内环境的数据采集单元10和用于根据室内环境数据对执行模块2发送控制指令的数据管理分析单元20，其中数据采集单元10为无线传感器网络，由用于采集室内环境数据的室内环境监测节点和用于收集并融合室内环境监测节点发送的室内环境数据的基站构成。

在一个实施例中，每个室内环境监测节点根据到基站的距离获取自身及邻居节点的层次号，设基站的通信距离为d_O，室内环境监测节点γ到基站的距离为d_γ-O，若d_γ-O≤d_O，则室内环境监测节点γ的层次号为1，若d_O<d_γ-O≤1.5d_O，则室内环境监测节点γ的层次号为2，若1.5d_O<d_γ-O≤2d_O，则室内环境监测节点γ的层次号为3，若d_γ-O<2d_O，则室内环境监测节点γ的层次号为4。

在一个实施例中，室内环境监测节点与基站为多跳距离时，选择下一跳转发节点辅助转发室内环境数据，具体包括：

(1)设室内环境监测节点的父亲节点集是层次号小于室内环境监测节点的层次号的所有邻居节点，兄弟节点集为层次号与室内环境监测节点的层次号相同的邻居节点，其中邻居节点为在室内环境监测节点的通信范围内的室内环境监测节点，按照下列公式计算父亲节点集以及兄弟节点集中各邻居节点的转发能力评价值：

式中，Q_i(j)表示室内环境监测节点i的父亲节点集以及兄弟节点集中邻居节点j的转发能力评价值，E_j、E_j0分别为邻居节点j的当前剩余能量、初始能量，m_i*j表示到目前为止邻居节点j协作转发室内环境监测节点i的室内环境数据包的个数，m_i→j表示到目前为止室内环境监测节点i发送给邻居节点j的室内环境数据包的个数，m_j，δ_j为邻居节点j具有的邻居节点数目，δ_j为室内环境监测节点i具有的邻居节点数目；

(2)确定兄弟节点集以及父亲节点集各自的最大转发能力评价值，设兄弟节点集中的最大转发能力评价值为Q_i(x)，父亲节点集中的最大转发能力评价值为Q_i(y)，若Q_i(x)<Q_i(y)，则选取Q_i(y)对应的邻居节点作为下一跳转发节点，否则计算父亲节点集中邻居节点的平均转发能力评价值；

(3)设父亲节点集中邻居节点的平均转发能力评价值为若则选取Q_i(x)对应的邻居节点作为下一跳转发节点，否则选取Q_i(y)对应的邻居节点作为下一跳转发节点。

本实施例设计了下一跳转发节点的路由选择策略，其中基于能量、信任值和节点度设计了转发能力评价值的计算公式，在兄弟节点集以及父亲节点集中选出最优的邻居节点作为下一跳转发节点，能够提高室内环境数据转发传输的可靠度，相对于随机选择下一跳转发节点的方式，能够降低智能家居安防系统的通信开销，且选择过程简单，路由路径建立延时较短。

在一个实施例中，室内环境监测节点选择下一跳转发节点后，对剩余的父亲节点集以及兄弟节点集中的邻居节点，按照转发能力评价值由大到小的顺序进行排序，从中选择转发能力评价值为最大的邻居节点作为补救转发节点，并按照下列公式计算协助转发概率，将协助转发概率发送至该补救转发节点，当补救转发节点监听到转发节点没有转发室内环境数据包时，补救转发节点依据协助转发概率参与未转发室内环境数据包的转发：

(1)当补救转发节点在转发节点的通信范围内时，

P_λ＝ε×[L_μv-(1-L_μv ²)]+1-ε

(2)当补救转发节点不在转发节点的通信范围内时，

P_λ＝ε×[L_μv-(1-L_μv ²)]+(1-ε)(1-L_μv ²)

式中，P_λ表示补救转发节点λ的协助转发概率，L_μv表示室内环境监测节点μ与其下一跳转发节点v之间的链路质量，ε为设定的室内环境监测节点的室内环境数据重要程度，ε的取值范围为(0,1)。

本实施例设置补救转发节点来协助转发可能被转发节点丢弃的室内环境数据包，有益于提高室内环境数据传输的可靠度，相对于直接更换下一跳转发节点或者重新选择转发路径的方式，延时较短，极大地降低了维护室内环境数据传输稳定性的开销，其中依据节点间链路质量和室内环境数据重要程度来计算协助转发概率，以该协助转发概率参与可能丢弃的室内环境数据包的转发，相对于全部协助转发的方式，能够减少一定的能耗开销，提高室内环境数据路由的可靠性。

在一个实施例中，当补救转发节点监听到转发节点没有转发室内环境数据包时，预先计算可协助转发信任度，当可协助转发信任度大于设定的可协助转发信任度时，补救转发节点依据协助转发概率参与未转发室内环境数据包的转发；当可协助转发信任度小于设定的可协助转发信任度时，补救转发节点不参与未转发室内环境数据包的转发；

式中，Φ表示可协助转发信任度，E_β表示补救转发节点β的当前剩余能量，E_T为设定的最小能量阈值，f(E_β-E_T)为设定的取值函数，当E_β＞E_T时，f(E_β-E_T)＝1，当E_β≤E_T时，f(E_β-E_T)＝0，m_β→α为到目前为止补救转发节点β发送给转发节点α的室内环境数据包的个数，m_β*α表示到目前为止补救转发节点β监听到转发节点α协作转发自己发送的室内环境数据包的个数。

本实施例设定了补救转发节点参与未转发室内环境数据包的转发应该遵循的原则，该原则中，补救转发节点依据对转发节点的信任记录、协助转发概率以及自身的当前剩余能量来确定是否对可能丢弃的室内环境数据包进行补救转发，有益于保留能量协助信任记录较优的转发节点，提高补救转发室内环境数据的可靠度。

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)

1.一种智能家居安防系统，其特征是，由环境监控模块、执行模块、智能家居安防设备与智能终端组成；所述环境监控模块连接执行模块，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执行模块发送控制指令；所述智能终端也连接执行模块，用于对执行模块发送控制指令；所述智能家居安防设备连接执行模块，用于接收执行模块的控制指令，并且执行控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种智能家居安防系统，其特征是，所述智能终端为智能手环，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1所述的一种智能家居安防系统，其特征是，所述智能家居安防设备包括燃气阀、排气装置、油烟机、水阀、电闸、悬挂式干粉灭火器、家电设备、门禁锁和报警器。

4.根据权利要求1所述的一种智能家居安防系统，其特征是，所述环境监控模块包括数据采集单元和数据管理分析单元，所述数据采集单元用于采集室内环境数据，数据管理分析单元用于对室内环境数据进行管理、分析，根据分析结果对执行模块发送相应的控制指令。

5.根据权利要求4所述的一种智能家居安防系统，其特征是，所述环境监控模块包括用于采集室内环境的数据采集单元和用于根据室内环境数据对执行模块发送控制指令的数据管理分析单元，其中数据采集单元为无线传感器网络，由用于采集室内环境数据的室内环境监测节点和用于收集并融合室内环境监测节点发送的室内环境数据的基站构成。

6.根据权利要求5所述的一种智能家居安防系统，其特征是，每个室内环境监测节点根据到基站的距离获取自身及邻居节点的层次号，设基站的通信距离为d_O，室内环境监测节点γ到基站的距离为d_γ-o，若d_γ-o≤d_o，则室内环境监测节点γ的层次号为1，若d_O<d_γ-O≤1.5d_o，则室内环境监测节点γ的层次号为2，若1.5d_o<d_γ-O≤2d_O，则室内环境监测节点γ的层次号为3，若d_γ-O<2d_O，则室内环境监测节点γ的层次号为4；

室内环境监测节点与基站为多跳距离时，选择下一跳转发节点辅助转发室内环境数据，具体包括：

(1)设室内环境监测节点的父亲节点集是层次号小于室内环境监测节点的层次号的所有邻居节点，兄弟节点集为层次号与室内环境监测节点的层次号相同的邻居节点，其中邻居节点为在室内环境监测节点的通信范围内的室内环境监测节点，按照下列公式计算父亲节点集以及兄弟节点集中各邻居节点的转发能力评价值：

<mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mn>0.5</mn> <mfrac> <msub> <mi>E</mi> <mi>j</mi> </msub> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mn>0</mn> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>a</mi> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>m</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>*</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <msub> <mi>m</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mn>2</mn> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>b</mi> <mfrac> <msub> <mi>&amp;delta;</mi> <mi>j</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;delta;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mfrac> </mrow>

式中，Q_i(j)表示室内环境监测节点i的父亲节点集以及兄弟节点集中邻居节点j的转发能力评价值，E_j、E_j0分别为邻居节点j的当前剩余能量、初始能量，m_i*j表示到目前为止邻居节点j协作转发室内环境监测节点i的室内环境数据包的个数，m_i→j表示到目前为止室内环境监测节点i发送给邻居节点j的室内环境数据包的个数，m_j，δ_j为邻居节点j具有的邻居节点数目，δ_j为室内环境监测节点i具有的邻居节点数目；

(2)确定兄弟节点集以及父亲节点集各自的最大转发能力评价值，设兄弟节点集中的最大转发能力评价值为Q_i(x)，父亲节点集中的最大转发能力评价值为Q_i(y)，若Q_i(x)<Q_i(y)，则选取Q_i(y)对应的邻居节点作为下一跳转发节点，否则计算父亲节点集中邻居节点的平均转发能力评价值；

(3)设父亲节点集中邻居节点的平均转发能力评价值为若则选取Q_i(x)对应的邻居节点作为下一跳转发节点，否则选取Q_i(y)对应的邻居节点作为下一跳转发节点。