CN109240247A - 可自动调节温湿度的智能家居 - Google Patents

Abstract

本发明提供了可自动调节温湿度的智能家居，包括数据采集子系统、调温设备、除湿设备、监控终端，其中数据采集子系统、调温设备、除湿设备皆与监控终端连接；所述数据采集子系统被配置为对室内温湿度进行实时监测，采集室内温湿度数据并发送至监控终端；所述的监控终端被配置为对接收的室内温湿度数据进行分析处理，生成相应的控制指令，并根据控制指令控制调温设备和除湿设备的运行。

Description

可自动调节温湿度的智能家居

技术领域

本发明涉及智能家居领域，具体涉及可自动调节温湿度的智能家居。

背景技术

随着人们对家居舒适健康要求的提高，智能家居的概念逐渐被提出和接纳，智能家居一般是利用先进的计算机网络通讯技术、综合布线技术和人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统有机地结合在一起，通过综合智能控制和管理，实现全新的家居生活体验，目前家庭生活中制冷供暖是一件大事，对人们的生活舒适性有重大影响，然而制冷供暖需要根据人体的感受实时进行调节，普通的集体供暖和空调制冷具有很大的局限性，不能及时进行温度和湿度调节。

发明内容

针对上述问题，本发明提供可自动调节温湿度的智能家居。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了可自动调节温湿度的智能家居，包括数据采集子系统、调温设备、除湿设备、监控终端，其中数据采集子系统、调温设备、除湿设备皆与监控终端连接；所述数据采集子系统被配置为对室内温湿度进行实时监测，采集室内温湿度数据并发送至监控终端；所述的监控终端被配置为对接收的室内温湿度数据进行分析处理，生成相应的控制指令，并根据控制指令控制调温设备和除湿设备的运行。

在一种能够实现的方式中，所述的监控终端包括处理模块、调温控制模块、除湿控制模块，其中调温控制模块、除湿控制模块的输入端皆与处理模块连接，调温控制模块的输出端与调温设备连接，除湿控制模块的输出端与除湿设备连接。

本发明的有益效果为：利用无线传感器网络技术进行室内温湿度数据采集，避免了布线的麻烦，智能快捷；通过对采集到的室内温湿度数据进行分析处理，根据室内温湿度数据控制调温设备和除湿设备的运行，实现家居温度和湿度的调节，让人在回到家时就可以享受舒适的环境，结构简单，实用性强。

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是本发明一个示例性实施例的可自动调节温湿度的智能家居结构示意框图；

图2是本发明一个示例性实施例的监控终端的结构示意框图。

附图标记：

数据采集子系统1、调温设备2、除湿设备3、监控终端4、处理模块10、调温控制模块20、除湿控制模块30。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

图1是本发明一个实施例的可自动调节温湿度的智能家居结构示意框图。参见图1，本实施例提供的可自动调节温湿度的智能家居包括数据采集子系统1、调温设备2、除湿设备3、监控终端4，其中数据采集子系统1、调温设备2、除湿设备3皆与监控终端4连接。

其中，数据采集子系统1被配置为对室内温湿度进行实时监测，采集室内温湿度数据并发送至监控终端4。

所述数据采集子系统1包括部署于监测区域内的单个汇聚节点、多个传感器节点，传感器节点采集室内温湿度数据并将室内温湿度数据发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将室内温湿度数据发送至监控终端4。

本实施例利用无线传感器网络技术进行室内温湿度数据采集，避免了布线，实施简单。

其中，传感器节点包括采集单元、分析处理单元以及通信单元；采集单元由传感器与模数转换器完成，分析处理单元由微处理器与存储器完成，通信单元由无线收发器完成。其中，传感器为温度传感器和/或湿度传感器。

监控终端4被配置为对接收的室内温湿度数据进行分析处理，生成相应的控制指令，并根据控制指令控制调温设备2和除湿设备3的运行。

在一种能够实施的方式中，如图2所示，监控终端4包括处理模块10、调温控制模块20、除湿控制模块30，其中调温控制模块20、除湿控制模块30的输入端皆与处理模块10连接，调温控制模块20的输出端与调温设备2连接，除湿控制模块30的输出端与除湿设备3连接。

处理模块10对接收的室内温湿度数据进行分析处理，将接收的室内温湿度数据与预设的指标进行比较，根据比较的结果生成控制指令，并将控制指令发送至调温控制模块20、除湿控制模块30，进而由调温控制模块20、除湿控制模块30控制调温设备2和除湿设备3的运行。

可选地，根据比较的结果生成控制指令，例如，当数据采集子系统1采集的室内温度超过预设的数据阈值上限时，处理模块10向调温控制模块20发送调低温度的控制指令，进而调温控制模块20根据控制指令控制调温设备2进行冷源提供，从而将室内温度控制在适宜的范围内。而当数据采集子系统1采集的室内温度低于预设的数据阈值下限时，处理模块10向调温控制模块20发送调高温度的控制指令，进而调温控制模块20根据控制指令控制调温设备2进行热源提供。

可选地，调温设备2连接地源热泵，地源热泵提供热源及冷源，调温控制模块20可根据控制指令控制调温设备2调节地源热泵提供热源或者冷源，从而将室内温度控制在适宜的范围内。在另一个可选的方式中，调温设备2为空调，调温控制模块20可根据控制指令控制调温设备2输送冷源或热源。

同样地，除湿控制模块30通过控制除湿设备3的启闭来实现除湿或者不除湿。

本发明上述实施例利用无线传感器网络技术进行室内温湿度数据采集，避免了布线的麻烦，智能快捷；通过对采集到的室内温湿度数据进行分析处理，根据室内温湿度数据控制调温设备和除湿设备的运行，实现家居温度和湿度的调节，让人在回到家时就可以享受舒适的环境，结构简单，实用性强。

在一个实施例中，传感器节点通过多跳转发的形式向汇聚节点发送所采集的室内温湿度数据，具体包括：

(1)网络初始化时，汇聚节点向所有传感器节点广播邻居节点列表构建消息，收到该邻居节点列表构建消息后，传感器节点通过信息交互获取邻居节点信息，并构建邻居节点列表，其中邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点；

(2)传感器节点将相对于自身距离汇聚节点更近的邻居节点作为备选中继节点，并按照与其距离由近到远的顺序对各备选中继节点进行排序，建立备选中继节点列表，且初始设置其对各备选中继节点的信任度为1；

(3)初始时，传感器节点选择排序最前的备选中继节点作为下一跳，将自身缓存的室内温湿度数据发送至所述排序最前的备选中继节点，在一个时间段Δt后，传感器节点获取所述排序最前的备选中继节点在该时间段Δt内转发室内温湿度数据包的总数目以及帮其转发室内温湿度数据包的数目的反馈信息，并根据所述反馈信息更新其对该排序最前的备选中继节点的信任度；

(4)设置第一信任临界值k₁(v)、第二信任临界值k₂(v)，对于传感器节点i的任意备选中继节点j，当Q_ij(v)∈(0,k₁(v))时，将备选中继节点j剔除出备选中继节点列表，当Q_ij(v)∈[k₁(v),k₂(v))时，将备选中继节点j排在备选中继节点列表的最末位，当传感器节点的当前下一跳的信任度在(0,k₂(v))时，传感器节点重新在更新的备选中继节点列表中选择当前排序最前的备选中继节点作为下一跳。

本实施例设定了传感器节点向汇聚节点发送所采集的室内温湿度数据的路由转发机制，该路由机制中，创新性地建立备选中继节点列表，进而传感器节点根据每个备选中继节点的排序情况和信任度情况选择最佳的下一跳，并将不满足信任度条件的备选中继节点j剔除出备选中继节点列表，有利于在尽可能节省室内温湿度数据传输的能耗的情况下提高室内温湿度数据转发的可靠度；当传感器节点的当前下一跳的信任度在(0,k₂(v))时，传感器节点重新在更新的备选中继节点列表中选择当前排序最前的备选中继节点作为下一跳，实现了下一跳的更换，有利于均衡各备选中继节点的能耗。

其中，每到下一个时间段Δt，传感器节点重新获取反馈信息，并根据反馈信息计算其对各备选中继节点的信任度，从而传感器节点对备选中继节点的信任是动态的，保障计算的信任度能够更准确地衡量备选中继节点的状态和转发能力。

其中，Δt的优选值为1小时。Δt还可以设定为2小时或30分钟等。

第二信任临界值如果设置过低，将影响判断中继节点转发能力的灵敏度，不利于各备选中继节点能耗的均衡，而第一信任临界值如果设置过高，将会把一些仍可以有效转发室内温湿度数据包的备选中继节点排除在数据传输路径之外，进而降低路由的效率。

在一种能够实现的方式中，按照下列公式设定第一信任临界值k₁(v)、第二信任临界值k₂(v)：

式中，Q_ib(v)为传感器节点i在第v个时间段Δt后更新的对其当前备选中继节点列表中第b个备选中继节点的信任度，N_i(v)为所述当前备选中继节点列表中备选中继节点的数目。

本实施例提出了第一信任临界值k₁(v)、第二信任临界值k₂(v)的设定公式，使得信任临界值的设定能够根据信任度的变化而动态变化，从而可以更好地根据备选中继节点的信任度选择剔除、更新排序位置或者保留操作，提高判断中继节点转发能力的灵敏度，进一步提高路由的效率，保障室内温湿度数据传输的实时性。

在一种能够实现的方式中，设定信任度的更新公式为：

式中，Q_ij(v)表示传感器节点i在第v个时间段Δt后更新的对其备选中继节点j的信任度，Q_ij(v-1)表示传感器节点i在第v-1个时间段Δt后更新的对其备选中继节点j的信任度，v≥1，3_ij(v)为所述备选中继节点j在第v个时间段Δt内帮传感器节点i转发室内温湿度数据包的数目，P_j(v)为所述备选中继节点j在第v个时间段Δt内转发室内温湿度数据包的总数目，P_ij(v)为传感器节点i在第v个时间段Δt内向所述备选中继节点j发送室内温湿度数据包的总数目，ρ₁、ρ₂为预设的权重系数，h为信任度衰减因子，h∈(0.1,0.2]。

本实施例创新性地提出了信任度的更新公式，该更新公式在评判备选中继节点的信任度时，不仅考虑了未帮忙传感器节点转发室内温湿度数据包的数目与该传感器节点发送室内温湿度数据包总数目的比值情况，还创新性地考虑了备选中继节点帮传感器节点转发室内温湿度数据包的数目与已转发室内温湿度数据包的总数目的比值情况。本实施例相对于通过单一方面的数据转发情况来评判备选中继节点的信任度，能够更准确地衡量备选中继节点的状态和转发能力，该更新公式考虑了传感器节点由于时间推移而对备选中继节点信任衰减的情况，具有一定的鲁棒性。

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 (6)

1.可自动调节温湿度的智能家居，其特征是，包括数据采集子系统、调温设备、除湿设备、监控终端，其中数据采集子系统、调温设备、除湿设备皆与监控终端连接；所述数据采集子系统被配置为对室内温湿度进行实时监测，采集室内温湿度数据并发送至监控终端；所述的监控终端被配置为对接收的室内温湿度数据进行分析处理，生成相应的控制指令，并根据控制指令控制调温设备和除湿设备的运行。

2.根据权利要求1所述的可自动调节温湿度的智能家居，其特征是，所述的监控终端包括处理模块、调温控制模块、除湿控制模块，其中调温控制模块、除湿控制模块的输入端皆与处理模块连接，调温控制模块的输出端与调温设备连接，除湿控制模块的输出端与除湿设备连接。

3.根据权利要求1或2所述的可自动调节温湿度的智能家居，其特征是，传感器节点包括采集单元、分析处理单元以及通信单元；采集单元由传感器与模数转换器完成，分析处理单元由微处理器与存储器完成，通信单元由无线收发器完成。

4.根据权利要求1所述的可自动调节温湿度的智能家居，其特征是，所述数据采集子系统包括部署于监测区域内的单个汇聚节点、多个传感器节点，传感器节点采集室内温湿度数据并将室内温湿度数据发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将室内温湿度数据发送至监控终端。

5.根据权利要求4所述的可自动调节温湿度的智能家居，其特征是，传感器节点通过多跳转发的形式向汇聚节点发送所采集的室内温湿度数据，具体包括：

(1)网络初始化时，汇聚节点向所有传感器节点广播邻居节点列表构建消息，收到该邻居节点列表构建消息后，传感器节点通过信息交互获取邻居节点信息，并构建邻居节点列表，其中邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点；

(2)传感器节点将相对于自身距离汇聚节点更近的邻居节点作为备选中继节点，并按照与其距离由近到远的顺序对各备选中继节点进行排序，建立备选中继节点列表，且初始设置其对各备选中继节点的信任度为1；

(3)初始时，传感器节点选择排序最前的备选中继节点作为下一跳，将自身缓存的室内温湿度数据发送至所述排序最前的备选中继节点，在一个时间段Δt后，传感器节点获取所述排序最前的备选中继节点在该时间段Δt内转发室内温湿度数据包的总数目以及帮其转发室内温湿度数据包的数目的反馈信息，并根据所述反馈信息更新其对该排序最前的备选中继节点的信任度；

(4)设置第一信任临界值k₁(v)、第二信任临界值k₂(v)，对于传感器节点i的任意备选中继节点j，当Q_ij(v)∈(0,k₁(v))时，将备选中继节点j剔除出备选中继节点列表，当Q_ij(v)∈[k₁(v),k₂(v))时，将备选中继节点j排在备选中继节点列表的最末位，当传感器节点的当前下一跳的信任度在(0,k₂(v))时，传感器节点重新在更新的备选中继节点列表中选择当前排序最前的备选中继节点作为下一跳。

6.根据权利要求5所述的可自动调节温湿度的智能家居，其特征是，按照下列公式设定第一信任临界值k₁(v)、第二信任临界值k₂(v)：

式中，Q_ib(v)为传感器节点i在第v个时间段Δt后更新的对其当前备选中继节点列表中第b个备选中继节点的信任度，N_i(v)为所述当前备选中继节点列表中备选中继节点的数目。