CN111722538A - 一种多功能环境维护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多功能环境维护系统，包括环境维护模块、数据采集模块、控制模块和智能终端；所述的数据采集模块用于采集环境参数并发送至环境维护模块；所述的环境维护模块用于对环境参数进行处理，判断环境参数是否满足预设的环境参数阈值条件，当某一环境参数不满足预设的环境参数条件时，向控制模块发送控制指令，控制相应的环境维护设备运作；所述的智能终端发送控制请求至环境维护模块，环境维护模块根据阈值条件更改请求对应更改所述环境参数阈值条件。本发明构建了多功能的环境维护系统，具有环境参数无线采集功能，并基于云计算技术实现了对环境的实时控制和维护，且具有用户查询及调节相应的维护参数的功能。
Description
技术领域
本发明涉及环境控制领域，具体涉及一种多功能环境维护系统。
背景技术
相关技术中，需要对某个设定的区域的环境进行控制和维护，然而，现有的维护系统通常由人为控制环境调节设备等进行环境控制，不便捷且浪费人力。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种多功能环境维护系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种多功能环境维护系统，包括环境维护模块、数据采集模块、控制模块和智能终端；所述的数据采集模块、控制模块、智能终端均与环境维护模块通信连接；所述的数据采集模块用于通过无线传感器网络对设定区域的环境进行监测，采集环境参数并发送至环境维护模块；所述的环境维护模块用于对环境参数进行处理，判断环境参数是否满足预设的环境参数阈值条件，当某一环境参数不满足预设的环境参数条件时，向控制模块发送控制指令，控制相应的环境维护设备运作；所述的智能终端访问环境维护模块查看环境参数，并发送阈值条件更改请求至环境维护模块，环境维护模块根据阈值条件更改请求对应更改所述环境参数阈值条件。
在一种能够实现的方式中，所述环境维护模块包括存储单元和数据处理单元，所述存储单元与所述数据采集模块连接，用于存储所述数据采集模块采集的环境参数，所述数据处理单元与所述控制模块无线通讯连接，用于对环境参数进行处理，判断环境参数是否满足预设的环境参数阈值条件，当某一环境参数不满足预设的环境参数条件时，向控制模块发送控制指令。
在一种能够实现的方式中，所述的智能终端访问环境维护模块时，所述环境维护模块对所述智能终端输入的身份识别信息进行验证。
在一种能够实现的方式中，所述身份识别信息包括虹膜图像及对应的密码，所述环境维护模块存储有标准虹膜图像及对应的标准密码，当所述虹膜图像与所述标准虹膜图像匹配且所述对应的密码与所述对应的标准密码匹配时，所述环境维护模块判定所述身份识别信息验证成功。
在一种能够实现的方式中，所述环境参数包括家居内温湿度、光照强度；所述环境维护设备包括空调设备、加湿设备、灯光设备，当所述温湿度小于预设的最低温湿度时，控制模块控制所述空调设备和加湿设备开启，当所述光照强度小于预设的最低光照强度时，控制所述灯光设备开启。
本发明的有益效果为：构建了多功能的环境维护系统，具有环境参数无线采集功能，并基于云计算技术实现了对环境的实时控制和维护，且具有用户查询及调节相应的维护参数的功能。
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一种多功能环境维护系统的结构连接框图；
图2是本发明一个示例性实施例的环境维护模块的结构连接框图。
附图标记：
环境维护模块1、数据采集模块2、控制模块3、智能终端4、存储单元10、数据处理单元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，本实施例提供的一种多功能环境维护系统，包括环境维护模块1、数据采集模块2、控制模块3和智能终端4；所述的数据采集模块2、控制模块3、智能终端4均与环境维护模块1通信连接；所述的数据采集模块2用于通过无线传感器网络对设定区域的环境进行监测，采集环境参数并发送至环境维护模块1；所述的环境维护模块1用于对环境参数进行处理，判断环境参数是否满足预设的环境参数阈值条件，当某一环境参数不满足预设的环境参数条件时，向控制模块3发送控制指令，控制相应的环境维护设备运作；所述的智能终端4访问环境维护模块1查看环境参数，并发送阈值条件更改请求至环境维护模块1，环境维护模块1根据阈值条件更改请求对应更改所述环境参数阈值条件。
如图2所示，所述环境维护模块1包括存储单元10和数据处理单元20，所述存储单元10与所述数据采集模块2连接，用于存储所述数据采集模块2采集的环境参数，所述数据处理单元20与所述控制模块3无线通讯连接，用于对环境参数进行处理，判断环境参数是否满足预设的环境参数阈值条件，当某一环境参数不满足预设的环境参数条件时，向控制模块3发送控制指令。
在一种能够实现的方式中，所述的智能终端4访问环境维护模块1时，所述环境维护模块1对所述智能终端4输入的身份识别信息进行验证。
在一种能够实现的方式中，所述身份识别信息包括虹膜图像及对应的密码，所述环境维护模块1存储有标准虹膜图像及对应的标准密码，当所述虹膜图像与所述标准虹膜图像匹配且所述对应的密码与所述对应的标准密码匹配时，所述环境维护模块1判定所述身份识别信息验证成功。
优选地，所述环境参数包括家居内温湿度、光照强度；所述环境维护设备包括空调设备、加湿设备、灯光设备，当所述温湿度小于预设的最低温湿度时，控制模块3控制所述空调设备和加湿设备开启，当所述光照强度小于预设的最低光照强度时，控制所述灯光设备开启。
本发明上述实施例构建了多功能的环境维护系统，具有环境参数无线采集功能，并基于云计算技术实现了对环境的实时控制和维护，且具有用户查询及调节相应的维护参数的功能。
在一种能够实现的方式中，所述的数据采集模块2包括汇聚节点以及多个用于采集设定区域的环境参数的传感器节点，所述汇聚节点将传感器节点采集的环境参数发送至环境维护模块1，所述传感器节点直接或者间接将采集的环境参数发送至汇聚节点，包括：传感器节点与汇聚节点的距离未超过当前的距离阈值时，直接将采集的环境参数发送至对应的汇聚节点；传感器节点与汇聚节点的距离超过当前的距离阈值时，在相对于其的距离未超过当前的距离阈值且距离汇聚节点更近的传感器节点中，选择距离最近的传感器节点作为下一跳节点，将采集的环境参数发送至所述下一跳节点，以由下一跳节点转发所述采集的环境参数，直至所述采集的环境参数发送至对应的汇聚节点；所述距离阈值由汇聚节点按照预设的周期定期广播至各传感器节点，设置汇聚节点初始广播的距离阈值为：
式中，yT0(SINK)为汇聚节点SINK初始广播的距离阈值，ymin0(SINK)为汇聚节点SINK与距离其最近的传感器节点的距离，ymin1(SINK)为汇聚节点SINK与距离其次近的传感器节点的距离，ymax为传感器节点可调节的最大通信距离，b(ymax)为与汇聚节点SINK的距离未超过ymax的传感器节点数量。
本实施例中，传感器节点可以根据汇聚节点广播的距离阈值在直接或者间接与汇聚节点通信的模式中切换，相对于传统的所有传感器节点直接与汇聚节点通信的方式，提高了传感器节点与汇聚节点之间路由的灵活性。本实施例以距离阈值作为传感器节点选择直接或者间接的形式将采集的环境参数发送至对应的汇聚节点的标准，并进一步给出了距离阈值的初始值，确保初始时有合适数量的传感器节点与汇聚节点直接通信，保障了环境参数的可靠收集。
在一种能够实现的方式中，汇聚节点每隔一个预设的周期ΔT0和与其直接通信的传感器节点进行信息交互，获取它们的能量信息和位置信息，并根据所述能量信息和位置信息判断是否满足下列条件，若满足，所述汇聚节点上调当前距离阈值，并将上调的距离阈值广播至所有传感器节点：
式中，Pavg0(ΔT0)为在过去的一个预设的周期ΔT0内，与汇聚节点的距离未超过
的传感器节点所消耗能量的平均值，yT(SINK)表示当前距离阈值，Pavg1(ΔT0)为在过去的一个预设的周期ΔT0内与汇聚节点距离超过
但未超过yT(SINK)的传感器节点所消耗能量的平均值，f(Emin1-Emin)为判断取值函数，Emin1为预设的传感器节点维持数据采集所需的最小能量值，Emin2为预设的传感器节点维持一个单位距离的数据通信所需的最小能量值，Eavg为当前与汇聚节点直接通信的传感器节点的平均剩余能量，当Eavg-Emin-Emin1×yT(SINK)≥0时，f[Eavg-Emin-Emin1×yT(SINK)]＝1，当Eavg-Emin-Emin1×yT(SINK)<0时，f[Eavg-Emin-Emin1×yT(SINK)]＝0；C为预设的比值调整系数，C的取值范围为[0.80,085]。
其中，设定上调单位距离yT，上调后的距离阈值等于未上调的距离阈值加上该上调单位距离yT。
本实施例中，汇聚节点每隔一个预设的周期ΔT0进行距离阈值是否更新的判断，并根据判断结果来执行距离阈值的更新操作，避免了无谓的阈值距离更新带来的能量消耗。
本实施例以与汇聚节点直接通信的传感器节点的能量信息和位置信息作为衡量标准，相应地提出了判断机制，该机制使得与汇聚节点直接通信的传感器节点中，存在传感器节点因当前剩余能量过低而不能维持正常运作，或者，与汇聚节点距离较远的传感器节点和与汇聚节点较近的传感器节点相比，在过去的一个周期内消耗的能量的均值比值不满足要求时，驱动汇聚节点及时更新当前距离阈值，从而驱使更多的传感器节点与汇聚节点直接通信，实现以网络节点能量为基础的传感器节点通信模式的切换，有利于均衡各传感器节点的能量，进一步提高环境参数采集的稳定性。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，各模块可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
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 (5)
1.一种多功能环境维护系统，其特征是，包括环境维护模块、数据采集模块、控制模块和智能终端；所述的数据采集模块、控制模块、智能终端均与环境维护模块通信连接；所述的数据采集模块用于通过无线传感器网络对设定区域的环境进行监测，采集环境参数并发送至环境维护模块；所述的环境维护模块用于对环境参数进行处理，判断环境参数是否满足预设的环境参数阈值条件，当某一环境参数不满足预设的环境参数条件时，向控制模块发送控制指令，控制相应的环境维护设备运作；所述的智能终端访问环境维护模块查看环境参数，并发送阈值条件更改请求至环境维护模块，环境维护模块根据阈值条件更改请求对应更改所述环境参数阈值条件。
2.根据权利要求1所述的一种多功能环境维护系统，其特征是，所述环境维护模块包括存储单元和数据处理单元，所述存储单元与所述数据采集模块连接，用于存储所述数据采集模块采集的环境参数；所述数据处理单元与所述控制模块无线通讯连接，用于对环境参数进行处理，判断环境参数是否满足预设的环境参数阈值条件，当某一环境参数不满足预设的环境参数条件时，向控制模块发送控制指令。
3.根据权利要求1所述的一种多功能环境维护系统，其特征是，所述的智能终端访问环境维护模块时，所述环境维护模块对所述智能终端输入的身份识别信息进行验证。
4.根据权利要求3所述的一种多功能环境维护系统，其特征是，所述身份识别信息包括虹膜图像及对应的密码，所述环境维护模块存储有标准虹膜图像及对应的标准密码，当所述虹膜图像与所述标准虹膜图像匹配且所述对应的密码与所述对应的标准密码匹配时，所述环境维护模块判定所述身份识别信息验证成功。
5.根据权利要求1所述的一种多功能环境维护系统，其特征是，所述环境参数包括家居内温湿度、光照强度；所述环境维护设备包括空调设备、加湿设备、灯光设备，当所述温湿度小于预设的最低温湿度时，控制模块控制所述空调设备和加湿设备开启，当所述光照强度小于预设的最低光照强度时，控制所述灯光设备开启。
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