CN111624966A - 一种应用物联网的智能家居系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用物联网的智能家居系统，包括控制模块、环境感知模块、云服务模块、中央处理模块和用户终端，所述的控制模块、环境感知模块、中央处理模块和用户终端分别与云服务模块通信连接；所述的环境感知模块用于对智能家居进行环境监测，获取环境监测数据后发送至云服务模块；所述的控制模块用于从云服务模块中获取家电设备的运行指标，并根据用户终端所发送的控制命令对家电设备进行控制；所述的中央处理模块用于对云服务模块上的数据进行解析和处理，并将数据处理结果存储至云服务模块。本发明应用物联网技术实现了对家居环境的智能监测，并能够根据监测结果和用户终端的指令实现对家电设备的智能控制，无需额外布线。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居领域，具体涉及一种应用物联网的智能家居系统。
背景技术
相关技术中，智能家居系统一般由智能控制终端连接各个终端设备，用户可通过监控计算机以有线的方式控制终端设备的工作，或者通过智能控制终端进行人机交互操作，对系统进行控制。此种方式软硬件较为固定，系统扩展性、移植性较差、智能控制终端与各个终端设备间的通信方式大多为有线网络或者WIFI，存在需要额外布线问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种应用物联网的智能家居系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种应用物联网的智能家居系统，包括控制模块、环境感知模块、云服务模块、中央处理模块和用户终端，所述的控制模块、环境感知模块、中央处理模块和用户终端分别与云服务模块通信连接；所述的环境感知模块用于对智能家居进行环境监测，获取环境监测数据后发送至云服务模块；所述的控制模块用于从云服务模块中获取家电设备的运行指标，并根据用户终端所发送的控制命令对家电设备进行控制；所述的中央处理模块用于对云服务模块上的数据进行解析和处理，并将数据处理结果存储至云服务模块。
在一种能够实现的方式中，所述用户终端包括智能手机和PC机，其通过访问云服务模块实时获取环境监测数据和设备的运行情况。
在一种能够实现的方式中，所述的云服务模块包括：
存储模块，用于存储环境监测数据；
运行指标设置模块，用于家电设备的运行指标的设置及存储；
通信模块，用于进行与控制模块、环境感知模块、中央处理模块和用户终端之间的通信。
进一步地，所述云服务模块还包括：
数据查询模块，被配置为根据用户终端的数据查询指令调取相应的数据。
在一种能够实现的方式中，所述环境感知模块包括汇聚节点和部署在智能家居监测区域内的多个传感节点；传感器节点采集环境监测数据，汇聚节点汇聚各传感器节点的环境监测数据，并发送至云服务模块。
在一种能够实现的方式中，将所述智能家居监测区域分为多个子区域，在每个子区域内，将与子区域中心位置距离最近的传感器节点作为簇头节点，该簇头节点用于收集所在子区域内各传感器节点的环境监测数据，并将收集的环境监测数据发送至汇聚节点。
本发明的有益效果为：本发明应用物联网技术实现了对家居环境的智能监测，并能够根据监测结果和用户终端的指令实现对家电设备的智能控制，无需额外布线。
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本发明一个示例性实施例的一种应用物联网的智能家居系统的结构框图；
图2是本发明一个示例性实施例的云服务模块的连接框图。
附图标记：
控制模块1、环境感知模块2、云服务模块3、中央处理模块4、用户终端5、存储模块10、运行指标设置模块20、通信模块30、数据查询模块40。
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本实施例提供的一种应用物联网的智能家居系统，包括控制模块1、环境感知模块2、云服务模块3、中央处理模块4和用户终端5，所述的控制模块1、环境感知模块2、中央处理模块4和用户终端5分别与云服务模块3通信连接；所述的环境感知模块2用于对智能家居进行环境监测，获取环境监测数据后发送至云服务模块3；所述的控制模块1用于从云服务模块3中获取家电设备的运行指标，并根据用户终端5所发送的控制命令对家电设备进行控制；所述的中央处理模块4用于对云服务模块3上的数据进行解析和处理，并将数据处理结果存储至云服务模块3。
在一种能够实现的方式中，所述用户终端5包括智能手机和PC机，其通过访问云服务模块3实时获取环境监测数据和设备的运行情况。
在一种能够实现的方式中，如图2所示，所述的云服务模块3包括：
存储模块10，用于存储环境监测数据；
运行指标设置模块20，用于家电设备的运行指标的设置及存储；
通信模块30，用于进行与控制模块、环境感知模块、中央处理模块和用户终端之间的通信。
进一步地，所述云服务模块3还包括：
数据查询模块40，被配置为根据用户终端的数据查询指令调取相应的数据。
在一种能够实现的方式中，所述环境感知模块2包括汇聚节点和部署在智能家居监测区域内的多个传感节点；传感器节点采集环境监测数据，汇聚节点汇聚各传感器节点的环境监测数据，并发送至云服务模块3。
在一种能够实现的方式中，将所述智能家居监测区域分为多个子区域，在每个子区域内，将与子区域中心位置距离最近的传感器节点作为簇头节点，该簇头节点用于收集所在子区域内各传感器节点的环境监测数据，并将收集的环境监测数据发送至汇聚节点。
本发明上述实施例应用物联网技术实现了对家居环境的智能监测，并能够根据监测结果和用户终端的指令实现对家电设备的智能控制，无需额外布线。
在一种能够实现的方式中，初始时，簇头节点向所在子区域内的传感器节点进行信息交互，获取和所在子区域内的传感器节点之间的距离信息，并根据所述距离信息计算当前发送距离，进而向所在子区域内的传感器节点发送广播信息，所述广播信息包括所述当前发送距离，所述当前发送距离的计算公式为：
式中，Dk(0)表示初始时簇头节点k广播的当前发送距离，D(i,k)为簇头节点k所在子区域内的第i个传感器节点到簇头节点k的距离，h为簇头节点k所在子区域内的传感器节点的数量；
传感器节点根据所述当前发送距离确定与所在子区域内的簇头节点的通信方式，具体为：若传感器节点到所在子区域内的簇头节点的距离未超过当前发送距离，传感器节点直接将采集的环境监测数据发送至所在子区域内的簇头节点，否则，传感器节点将采集的环境监测数据发送至下一跳节点，以通过多跳转发的形式将环境监测数据发送至所在子区域内的簇头节点。
本实施例根据传感器节点到所在子区域内的簇头节点的距离信息计算初始的当前发送距离，从而传感器节点根据当前发送距离确定与所在子区域内的簇头节点的通信方式，使得初始的当前发送距离的确定更能适应当前的无线传感器网络的节点部署情况，且能够提高传感器节点与所在子区域内的簇头节点之间路由的灵活性。
在一种能够实现的方式中，簇头节点定期向所在子区域内的传感器节点进行信息交互，获取所在子区域内的传感器节点的能量信息，并根据所述能量信息更新当前发送距离：
式中，Dk(t)为簇头节点k在第t个周期更新的当前发送距离，Dk(t-1)为簇头节点k在第t-1个周期更新的当前发送距离，Ei为簇头节点k所在子区域内的第i个传感器节点的当前剩余能量，Ei0为簇头节点k所在子区域内的第i个传感器节点的初始能量，
为取整函数，表示对
的计算结果取整，Y为预设的基于能量的衰减系数，Y的取值范围为[0.5,0.7]。
本实施例中，簇头节点根据所在子区域内的传感器节点的能量信息定期更新当前发送距离，并创造性地提出了当前发送距离的更新公式。随着所在子区域内的传感器节点所消耗的能量的增多，簇头节点逐步通过该更新公式缩短当前发送距离，有利于降低所在子区域内的传感器节点的能量消耗速率，从而提高对应传感器节点到所在子区域内的簇头节点之间的路由稳定性，提高环境感知模块2运行的可靠性。
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 (6)
1.一种应用物联网的智能家居系统，其特征是，包括控制模块、环境感知模块、云服务模块、中央处理模块和用户终端，所述的控制模块、环境感知模块、中央处理模块和用户终端分别与云服务模块通信连接；所述的环境感知模块用于对智能家居进行环境监测，获取环境监测数据后发送至云服务模块；所述的控制模块用于从云服务模块中获取家电设备的运行指标，并根据用户终端所发送的控制命令对家电设备进行控制；所述的中央处理模块用于对云服务模块上的数据进行解析和处理，并将数据处理结果存储至云服务模块。
2.根据权利要求1所述的一种应用物联网的智能家居系统，其特征是，所述用户终端包括智能手机和PC机，其通过访问云服务模块实时获取环境监测数据和设备的运行情况。
3.根据权利要求2所述的一种应用物联网的智能家居系统，其特征是，所述的云服务模块包括：
存储模块，用于存储环境监测数据；
运行指标设置模块，用于家电设备的运行指标的设置及存储；
通信模块，用于进行与控制模块、环境感知模块、中央处理模块和用户终端之间的通信。
4.根据权利要求3所述的一种应用物联网的智能家居系统，其特征是，所述的云服务模块还包括：
数据查询模块，被配置为根据用户终端的数据查询指令调取相应的数据。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种应用物联网的智能家居系统，其特征是，所述环境感知模块包括汇聚节点和部署在智能家居监测区域内的多个传感节点；传感器节点采集环境监测数据，汇聚节点汇聚各传感器节点的环境监测数据，并发送至云服务模块。
6.根据权利要求5所述的一种应用物联网的智能家居系统，其特征是，将所述智能家居监测区域分为多个子区域，在每个子区域内，将与子区域中心位置距离最近的传感器节点作为簇头节点，该簇头节点用于收集所在子区域内各传感器节点的环境监测数据，并将收集的环境监测数据发送至汇聚节点。
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