CN108427300B - 一种智能家居控制集成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能家居控制集成系统，每一终端单元分别配置有用于收发信号的终端控制器，终端控制器配置有控制策略以及响应策略；定义发送数据的终端单元为第一级终端单元，定义接收数据的终端单元为最后一级终端单元；当需要发送数据时第一级终端单元对应的终端控制器执行控制策略，其他终端控制器响应控制策略；控制策略包括配置步骤、发送反馈步骤、信息素管理步骤以及解析步骤。首先每一数据的发送都通过上述系统进行处理，这样一来，就可以提高数据处理的可靠性和及时性，同时数据的发送会越来越趋近传输数据较快的连接通道进行发送，提高数据发送的效果。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居设备，更具体地说，涉及一种智能家居控制集成系统。
背景技术
智能家居(英文：smart home,home automation)是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。智能家居作为一个新生产业，处于一个导入期与成长期的临界点，市场消费观念还未形成，但随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。正因为如此，国内优秀的智能家居生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究，一大批国内优秀的智能家居品牌迅速崛起，逐渐成为智能家居产业中的翘楚！智能家居至今在中国已经历了近12年的发展，从人们最初的梦想，到今天真实的走进我们的生活，经历了一个艰难的过程。进入到2014年以来，各大厂商已开始密集布局智能家居，尽管从产业来看，业内还没有特别成功的案例显现，这预示着行业发展仍处于探索阶段，但越来越多的厂商开始介入和参与已使得外界意识到，智能家居未来已不可逆转。
目前来看，智能家居经过一年多产业磨合，已正处爆发前夜。业内人士认为，2015年随着合作企业已普遍进入到出成果时刻，智能家居新品将会层出不穷，业内涌现的新案例也会越来越多。
而现在随着智能家居的普及，通讯数据量日益上升，功能丰富性明显提高，例如图像数据、音频数据、视频数据或者计算数据可能涉及到的数据量日益庞大，在一个智能家居系统中，单位时间内交互的数据量越多，则反映功能趋于丰富，所以需要一种适用于智能家居设备的数据通讯系统。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是提供一种智能家居控制集成系统。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种智能家居控制集成系统，包括若干终端单元，其特征在于：任一终端单元通过无线连接或有线连接的方式与其他至少一个终端单元建立用于收发信号的连接通道，每一终端单元分别配置有用于收发信号的终端控制器，所述终端控制器配置有控制策略以及响应策略；
定义发送数据的终端单元为第一级终端单元，定义接收数据的终端单元为最后一级终端单元；当需要发送数据时第一级终端单元对应的终端控制器执行控制策略，其他终端控制器响应所述控制策略；
所述控制策略包括配置步骤、发送反馈步骤、信息素管理步骤以及解析步骤；
配置步骤包括封包子步骤和路线配置子步骤；
所述封包子步骤包括将待发送的数据拆分成若干数据包，每一数据包的大小相同；
所述路线配置子步骤包括以第一级终端单元为起点、以最后一级终端单元为终点生成若干规划路径，所述规划路径由所述连接通道连接组成；
每一终端单元接收到数据包时，执行发送反馈步骤；
所述发送反馈步骤包括嵌套子步骤、发送子步骤以及反馈子步骤；
所述发送子步骤包括通过随机权重算法依次发送所述数据包，所述随机权重算法包括，获取规划路径中的下一级终端单元对应配置的权重值，通过公式Cx＝ax+bx计算权重值，其中，Cx为规划路径中的第x个下一级终端单元对应的权重值，ax为经过第x个下一级终端单元的规划路径的数量，bx为第x个下一级终端单元的信息素值，根据权重值为每一下一级终端单元配置接收概率，所述接收概率为该下一级终端单元被选为该数据包发送的终端单元的概率；通过公式tx＝Cx/Cn计算第x个下一级终端单元的接收概率，其中tx为第x个下一级终端单元的接收概率，Cn为规划路径中所有下一级终端单元对应的权重值之和；
所述嵌套子步骤包括对应每一下一级终端单元分别配置有一辨识码，将发送子步骤被选中的下一级终端单元对应的辨识码插入数据包形成新的数据包并将新的数据包发送至该下一级终端单元；
所述反馈子步骤包括下一级终端单元接收到数据包时，向上一级接收单元发送一反馈信号，当所述上一级接收单元接收反馈信号时，该下一级接收单元的信息素值增加一预设的增值；
所述信息素管理步骤包括配置一信息素衰减值以及衰减时间，每隔所述衰减时间使信息素值不为0的下一级接收单元的信息素值减小所述信息衰减值，预设的所述增值大于或等于所述信息素衰减值，且预设的所述增值为所述信息数衰减值的整数倍；
所述解析步骤包括当最后一级终端单元接收到数据包时解析所述数据包以获得数据。
进一步地：所述发送反馈步骤配置有一预设争议时间，当任一数据包开始发送至接收到对应的下一级终端单元的反馈信号的时间超过该预设争议时间时，该终端单元对应的其他下一级接收单元的信息素值增加一增值，并重新通过发送反馈步骤发送该数据包。
进一步地：每一数据包的大小小于100KB。
进一步地：预设的所述增值设置为2，所述信息衰减值设置为0.25，所述衰减时间设置为1秒。
进一步地：所述预设争议时间设置为4秒。
进一步地：还包括预置策略；每一连接通道都对应配置有一传输距离值，通过无线连接的连接通道的传输距离值与两个终端单元的实际距离成正比，通过有线连接的连接通道的传输距离值为一预设的传输基准距离值，所述预置策略包括根据模拟所有终端单元之间的数据传输，根据第一级终端单元和最后一级终端单元的实际距离形成一效应距离值，从所有连接第一级终端单元和最后一级终端单元的路径中筛选出连接通道的传输距离值之和小于效应距离值的以形成所述规划路径，将规划路径对应的信息存入该第一级终端单元的终端控制器中，执行所述路线配置子步骤时，终端控制器根据最后一级终端单元的地址调取对应的规划路径。
进一步地：无线连接的连接通道的传输距离值与两个终端单元的实际距离值相等，通过有线连接的连接通道的传输距离值等于0，效应距离值为第一级终端单元和最后一级终端单元的实际距离值的3倍。
本发明技术效果主要体现在以下方面：首先每一数据的发送都通过上述系统进行处理，这样一来，就可以提高数据处理的可靠性和及时性，同时数据的发送会越来越趋近传输数据较快的连接通道进行发送，提高数据发送的效果。
附图说明
图1：本发明一种智能家居控制集成系统家装结构示意图；
图2：本发明一种智能家居控制集成系统家装连接通道配置示意图；
图3：本发明一种智能家居控制集成系统规划路径原理图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
一种智能家居控制集成系统，包括若干终端单元，首先对终端单元这个概念进行阐述，终端单元可以是智能家居系统中任意具有数据收发功能的设备，可以是电视机、电冰箱、空调等电器设备，也可以是插座、开关等单元设备，同样也可以是移动终端设备等等，在此不做局限，任一终端单元通过无线连接或有线连接的方式与其他至少一个终端单元建立用于收发信号的连接通道，每一终端单元分别配置有用于收发信号的终端控制器，所述终端控制器配置有控制策略以及响应策略；如图1所示，例如客厅有3个终端单元A1\A2\A3，活动室有4个终端单元B1\B2\B3\B4，主卧有3个终端单元C1\C2\C3，客厅卫生间有2个终端单元D1\D2，次卧有3个终端单元E1\E2\E3、餐厅有4个终端单元F1\F2\F3\F4,为了方便理解，对终端单元进行编号，则根据距离预先建立连接通道，连接通道由安装人员或使用者根据每个终端在家庭中的物理位置和连接关系进行配置，例如图1所示的平面，有配置如下的连接通道，形成图2所示，为了更加清楚示意，删去了表示墙体的阴影线段，其中虚线表示无线连接，粗实线表示有线连接，这样就建立了一个智能家居的物联网系统，根据家庭的实际情况出发建立，较为简单可靠。
当有数据需要发送时，定义发送数据的终端单元为第一级终端单元，定义接收数据的终端单元为最后一级终端单元，需要说明的是，只是针对于数据而言，存在第一级终端单元和最后一级终端单元，也就是说，对于数据X的目的地址是C1-F4，则第一级终端单元是C1，最后一级终端单元是F4，而如果此时另一终端单元发送数据Y，从A1到F4，则对应这次的数据发送，第一级终端和最后一级终端分别是A1和F4，而理论上A1的下一级终端单元就是，A2\A3\C2；当需要发送数据时第一级终端单元对应的终端控制器执行控制策略，其他终端控制器响应所述控制策略；
还包括预置策略，预置策略是在规划完成后，进行理论的处理，从而得到所有可以组合成数据通道的规划路径；每一连接通道都对应配置有一传输距离值，通过无线连接的连接通道的传输距离值与两个终端单元的实际距离成正比，通过有线连接的连接通道的传输距离值为一预设的传输基准距离值，所述预置策略包括根据模拟所有终端单元之间的数据传输，根据第一级终端单元和最后一级终端单元的实际距离形成一效应距离值，从所有连接第一级终端单元和最后一级终端单元的路径中筛选出连接通道的传输距离值之和小于效应距离值的以形成所述规划路径，将规划路径对应的信息存入该第一级终端单元的终端控制器中，无线连接的连接通道的传输距离值与两个终端单元的实际距离值相等，通过有线连接的连接通道的传输距离值等于0，效应距离值为第一级终端单元和最后一级终端单元的实际距离值的3倍。该步骤的目的是为了初步筛选出每一组合下的可能的路线，由安装人员进行配置，安装人员的已知信息为两个装置建立连接通道的连接方式以及实际的距离，那么就可以获得每一连接通道的传输距离值，也可以获得效应距离值，例如需要将一个数据从A3发送到B2，那么此时实际距离值为2米，可能的路线有A3-B2、A3-C2-B1-B2、A3-D2-D1-E1-E3-B3-B2等若干种路线可以选择(情况太多只以三种为例)，那么A3-B2产生的传输距离值为0，所以将A3-B2作为规划路径存入终端单元A3的控制器中；A3-C2-B1-B2(3米+2米+0.7米)的传输距离值为5.7米，小于效应距离值(2米*3)的6米，所以将A3-C2-B1-B2为规划路径存入终端单元A3的控制器中；而A3-D2-D1-E1-E3-B3-B2(4米+1.5米+0米+3.5米+0米+1.5米)的传输距离值为10.5米大于效应距离值，所以该路线不会被选为规划路径，这样就可以模拟出所有符合条件的规划路径，当需要选择时，就可以直接调用，较为简单方便。而需要说明的是，规划路径除了通过模拟的方式获得，也可以通过直接配置，例如人工选择A3-B2的规划路径有，A3-C2-B1-B2以及A3-B2两种，这样就可以完成了所有可能下的规划路径。
所述控制策略包括配置步骤、发送反馈步骤、信息素管理步骤以及解析步骤；以下针对每一步骤进行详细说明。
配置步骤包括封包子步骤和路线配置子步骤；
所述封包子步骤包括将待发送的数据拆分成若干数据包，每一数据包的大小相同；优选的，每一数据包的大小小于100KB。针对一个数据而言，首先将这个数据拆分成若干个数据包，这样一来，就可以分别对数据包进行发送，只要最后所有的数据包都能达到最后一级终端单元就可以获得该数据。
所述路线配置子步骤包括以第一级终端单元为起点、以最后一级终端单元为终点生成若干规划路径，所述规划路径由所述连接通道连接组成；执行所述路线配置子步骤时，终端控制器根据最后一级终端单元的地址调取对应的规划路径。这样就可以获得数据的所有规划路径的可能。以下均以A1-F4的规划路径为例进行说明，规划路径有A1-F1-F2-F4、A1-F1-F3-F4、A1-F3-F4、A1-F3-F2-F4四条。首先第一级终端单元是A1，例如数据包被分为20份依次发送。
每一终端单元接收到数据包时，执行发送反馈步骤；首先A1执行发送反馈步骤。
所述发送反馈步骤包括嵌套子步骤、发送子步骤以及反馈子步骤；
所述发送子步骤包括通过随机权重算法依次发送所述数据包，所述随机权重算法包括，获取规划路径中的下一级终端单元对应配置的权重值，通过公式Cx＝ax+bx计算权重值，其中，Cx为规划路径中的第x个下一级终端单元对应的权重值，ax为经过第x个下一级终端单元的规划路径的数量，bx为第x个下一级终端单元的信息素值，根据权重值为每一下一级终端单元配置接收概率，所述接收概率为该下一级终端单元被选为该数据包发送的终端单元的概率；通过公式tx＝Cx/Cn计算第x个下一级终端单元的接收概率，其中tx为第x个下一级终端单元的接收概率，Cn为规划路径中所有下一级终端单元对应的权重值之和；对于第一份数据包而言，A1的下一级终端单元有两个F1和F3，那么F1的权重值为2，F3的权重值也为2，由于分别有两条规划路径经过F1和F3，此时信息素值为0，所以F1和F3均有50％的概率被选为该数据包发送的终端单元，例如随机到F1进行发送进行下一步骤；在信息素值没有变化之前，后续的数据包发送均是按照50％的概率进行分配。
所述嵌套子步骤包括对应每一下一级终端单元分别配置有一辨识码，将发送子步骤被选中的下一级终端单元对应的辨识码插入数据包形成新的数据包并将新的数据包发送至该下一级终端单元；将F1对应的辨识码加入数据包的数据头，其他终端单元接收到这个辨识码时，就拒绝接收后续数据。每一数据包的发送均发送若干次，直到接收到反馈信号为止，或超过了争议时间为止。而发送的端口不止有一个，在一个发送端口发送第一个数据包时，第二个发送端口可以发送第二个数据包，不会产生冲突。
所述反馈子步骤包括下一级终端单元接收到数据包时，向上一级接收单元发送一反馈信号，当所述上一级接收单元接收反馈信号时，该下一级接收单元的信息素值增加一预设的增值；例如第一个数据包被F1接收，那么反馈一个反馈信号，则该数据包不会再被发送，而此时例如对应A1已经发送到第四个数据包，那么由于权重值受信息素值的影响变化，F1的概率变为2/3，F3的概率变为1/3，所以更多的数据包会被发送到F1，直至F3更多的反馈信号，那么才能对概率进行调节，这样传输效率达到最高。所以一个连接通道速率越快，则会越多的概率被选为被发送的连接通道。
所述信息素管理步骤包括配置一信息素衰减值以及衰减时间，每隔所述衰减时间使信息素值不为0的下一级接收单元的信息素值减小所述信息衰减值，预设的所述增值大于或等于所述信息素衰减值，且预设的所述增值为所述信息数衰减值的整数倍；预设的所述增值设置为2，所述信息衰减值设置为0.25，所述衰减时间设置为1秒。由于连接通道的带宽是仅仅与距离、是否在处理其他数据有关，所以信息素值时需要定时进行擦除的，擦除的效率是以时间为依据，独立进行擦除，这样一来，当没有数据在长时间发送时，每个终端单元对应上一级终端单元的概率与信息素值无关，需要说明的是，对应A1-F1-F2-F4而言，F1为A1的下一级终端单元，当F1接收A1的数据包时，A1是F1的上一级终端单元。
而F1接收到数据包，也是按照发送反馈步骤进行处理，选择F2或F3作为发送到F4的下一级终端单元，在此不做赘述，直到数据发送完成。
所述解析步骤包括当最后一级终端单元接收到数据包时解析所述数据包以获得数据。
优选的，所述发送反馈步骤配置有一预设争议时间，当任一数据包开始发送至接收到对应的下一级终端单元的反馈信号的时间超过该预设争议时间时，该终端单元对应的其他下一级接收单元的信息素值增加一增值，并重新通过发送反馈步骤发送该数据包。所述预设争议时间设置为4秒。预设争议时间的配置，目的是为了提高数据处理时产生的单一终端单元连接通道损坏或者终端单元长时间繁忙的情况，这样设置可以重新发送数据，且减小了数据被发送到该终端单元的可能，
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (6)
1.一种智能家居控制集成系统，包括若干终端单元，其特征在于：任一终端单元通过无线连接或有线连接的方式与其他至少一个终端单元建立用于收发信号的连接通道，每一终端单元分别配置有用于收发信号的终端控制器，所述终端控制器配置有控制策略以及响应策略；
定义发送数据的终端单元为第一级终端单元，定义接收数据的终端单元为最后一级终端单元；当需要发送数据时第一级终端单元对应的终端控制器执行控制策略，其他终端控制器响应所述控制策略；
所述控制策略包括配置步骤、发送反馈步骤、信息素管理步骤以及解析步骤；
配置步骤包括封包子步骤和路线配置子步骤；
所述封包子步骤包括将待发送的数据拆分成若干数据包，每一数据包的大小相同；
所述路线配置子步骤包括以第一级终端单元为起点、以最后一级终端单元为终点生成若干规划路径，所述规划路径由所述连接通道连接组成；
每一终端单元接收到数据包时，执行发送反馈步骤；
所述发送反馈步骤包括嵌套子步骤、发送子步骤以及反馈子步骤；
所述发送子步骤包括通过随机权重算法依次发送所述数据包，所述随机权重算法包括，获取规划路径中的下一级终端单元对应配置的权重值，通过公式Cx＝ax+bx计算权重值，其中，Cx为规划路径中的第x个下一级终端单元对应的权重值，ax为经过第x个下一级终端单元的规划路径的数量，bx为第x个下一级终端单元的信息素值，根据权重值为每一下一级终端单元配置接收概率，所述接收概率为该下一级终端单元被选为该数据包发送的终端单元的概率；通过公式tx＝Cx/Cn计算第x个下一级终端单元的接收概率，其中tx为第x个下一级终端单元的接收概率，Cn为规划路径中所有下一级终端单元对应的权重值之和；
所述嵌套子步骤包括对应每一下一级终端单元分别配置有一辨识码，将发送子步骤被选中的下一级终端单元对应的辨识码插入数据包形成新的数据包并将新的数据包发送至该下一级终端单元；
所述反馈子步骤包括下一级终端单元接收到数据包时，向上一级接收单元发送一反馈信号，当所述上一级接收单元接收反馈信号时，该下一级接收单元的信息素值增加一预设的增值；
所述信息素管理步骤包括配置一信息素衰减值以及衰减时间，每隔所述衰减时间使信息素值不为0的下一级接收单元的信息素值减小所述信息衰减值，预设的所述增值大于或等于所述信息素衰减值，且预设的所述增值为所述信息数衰减值的整数倍；
所述解析步骤包括当最后一级终端单元接收到数据包时解析所述数据包以获得数据；
还包括预置策略；每一连接通道都对应配置有一传输距离值，通过无线连接的连接通道的传输距离值与两个终端单元的实际距离成正比，通过有线连接的连接通道的传输距离值为一预设的传输基准距离值，所述预置策略包括根据模拟所有终端单元之间的数据传输，根据第一级终端单元和最后一级终端单元的实际距离形成一效应距离值，从所有连接第一级终端单元和最后一级终端单元的路径中筛选出连接通道的传输距离值之和小于效应距离值的以形成所述规划路径，将规划路径对应的信息存入该第一级终端单元的终端控制器中，执行所述路线配置子步骤时，终端控制器根据最后一级终端单元的地址调取对应的规划路径。
2.如权利要求1所述的一种智能家居控制集成系统，其特征在于：所述发送反馈步骤配置有一预设争议时间，当任一数据包开始发送至接收到对应的下一级终端单元的反馈信号的时间超过该预设争议时间时，该终端单元对应的其他下一级接收单元的信息素值增加一增值，并重新通过发送反馈步骤发送该数据包。
3.如权利要求2所述的一种智能家居控制集成系统，其特征在于：每一数据包的大小小于100KB。
4.如权利要求3所述的一种智能家居控制集成系统，其特征在于：预设的所述增值设置为2，所述信息衰减值设置为0.25，所述衰减时间设置为1秒。
5.如权利要求2所述的一种智能家居控制集成系统，其特征在于：所述预设争议时间设置为4秒。
6.如权利要求1所述的一种智能家居控制集成系统，其特征在于：无线连接的连接通道的传输距离值与两个终端单元的实际距离值相等，通过有线连接的连接通道的传输距离值等于0，效应距离值为第一级终端单元和最后一级终端单元的实际距离值的3倍。
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