CN113009950B - 基于无线物联网络的智慧社区系统 - Google Patents

Abstract

本公开关于基于无线物联网络的智慧社区系统，所述智慧社区系统包括多个智能楼宇系统和社区服务器，每个所述智能楼宇系统包括智能感光调节子系统，智能温度调节子系统和智能湿度调节子系统：所述智能感光调节子系统包括多个智能光采集器和智能感光控制器，所述智能温度调节子系统包括多个智能测温仪和智能温度控制器，所述智能湿度调节子系统包括多个智能测湿器和智能湿度控制器，所述智能感光控制器、智能温度控制器和智能湿度控制器均与楼宇控制器通信连接，每个所述楼宇控制器均与所述社区服务器通信连接。利用本公开实施例可以降低误报警概率。

Description

基于无线物联网络的智慧社区系统

技术领域

本公开涉及智能物联领域，尤其涉及基于无线物联网络的智慧社区系统。

背景技术

物联网产生大数据，大数据助力物联网。物联网运行过程中可以通过采集各种物理量产生海量的数据，通过对这些数据进行自动

分析，能够从这些数据中得到众多的有效信息，根据这些有效信息可以便于管理人员实现环境的调节。但是相关技术中物联网的稳定性不够，并且调节的力度也不够，对于管理员过分依赖，尚难以实现完全的无人化全自动环境控制，并且大数据通信过程的安全性也相对无法满足人们的要求，从而导致误触率较高。

发明内容

本公开提供基于无线物联网络的智慧社区系统。本公开的技术方案如下：

基于无线物联网络的智慧社区系统，所述智慧社区系统包括多个智能楼宇系统和社区服务器，每个所述智能楼宇系统包括智能感光调节子系统，智能温度调节子系统和智能湿度调节子系统：

所述智能感光调节子系统包括多个智能光采集器和智能感光控制器，所述智能温度调节子系统包括多个智能测温仪和智能温度控制器，所述智能湿度调节子系统包括多个智能测湿器和智能湿度控制器，所述智能感光控制器、智能温度控制器和智能湿度控制器均与楼宇控制器通信连接，每个所述楼宇控制器均与所述社区服务器通信连接。

优选的，对于每个所述智能楼宇系统，所述智能楼宇系统的所述楼宇控制器用于对应控制智能感光控制器、智能温度控制器和智能湿度控制器的开闭，并且对应调节所述智能感光控制器的感光控制策略、智能温度控制器的调温控制策略和智能湿度控制器中的调湿控制策略。每个所述智能楼宇系统包括多个LED灯，所述多个LED灯受控于所述智能感光控制器，所述智能楼宇系统还包括多个分体式空调，所述多个分体式空调受控于所述智能温度控制器和所述智能湿度控制器。

优选的，所述智能楼宇系统自动调节楼宇内的温度、湿度和光照，并且所述智能楼宇系统针对某些特殊情况产生社区示警消息，所述社区示警消息用于提示所述社区服务器进行相应的反应；若存在多余预设数量个的智能楼宇系统产生所述社区示警消息，则触发所述社区服务器报警，所述社区服务器报警提示社区管理员进行人工干预。

优选的，所述社区服务器用于执行下述动作：

社区服务器获取通信参考参数ξ和通信令牌，根据所述通信参考参数确定通信参数集；

在所述通信参数集中随机选择Β-1个参数a_t构建表达式，其中Β为触发社区服务器报警的所述预设数量；

随机选择Α个不同的数据x_i，生成Α个数据对(x_i，y_i)，其中Α为楼宇控制器的总数量；

向每个楼宇控制器唯一传输一个数据对(x_i，y_i)，并且每个楼宇控制器获取的数据对不同。

优选的，对于每个楼宇控制器，用于执行下述动作：

根据获取到的数据对(x_i，y_i)生成通信口令；

若满足社区示警消息生成条件，则对应生成社区示警消息，所述社区示警消息包括示警类型标识和楼宇标识；

将所述社区示警消息和所述通信口令一并发送至所述社区服务器。

优选的，所述所述社区服务器还用于执行：

根据社区示警消息的示警类型标识，对获取到的社区示警消息进行分类；

若存在社区示警消息数量大于或等于所述预设数量Β的类，则对所述类进行社区服务器安全报警。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本发明实施例中设计了社区服务器与楼宇控制器之间的通信方式，确保社区服务器在获取足够多的社区示警消息并且所述社区示警消息的来源均为合法的楼宇服务器的条件下才触发报警，降低误报警概率。并且每个智能楼宇系统可以全自动对于楼宇进行感光控制、温度控制和湿度控制，并且控制过程可以实现全自动无人化，并且控制精度高，不仅可以进行趋势控制，也可以进行单点控制，控制粒度细。在控制过程中，可以对于相关的拓扑进行及时的重构，从而可以使得整个智能楼宇长期处于较为健康的状态，保证了整个智能楼宇系统的稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理，并不构成对本公开的不当限定。

图1是根据一示例性实施例示出的基于无线物联网络的智慧社区系统的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的楼宇控制器与社区服务器之间的通信方法的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的感光控制策略的流程图；

图4是根据一示例性实施例示出的根据确定好的第一智能光采集器，确定每个智能光采集器的类型的流程示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的根据各个智能光采集器的类型构建智能光网拓扑的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的基于无线物联网络的智慧社区系统，如图1所示，所述智慧社区系统包括多个智能楼宇系统和社区服务器，每个所述智能楼宇系统包括智能感光调节子系统，智能温度调节子系统和智能湿度调节子系统。

所述智能感光调节子系统包括多个智能光采集器和智能感光控制器，所述智能温度调节子系统包括多个智能测温仪和智能温度控制器，所述智能湿度调节子系统包括多个智能测湿器和智能湿度控制器，所述智能感光控制器、智能温度控制器和智能湿度控制器均与楼宇控制器通信连接，每个所述楼宇控制器均与所述社区服务器通信连接。

对于每个所述智能楼宇系统，所述智能楼宇系统的所述楼宇控制器用于对应控制智能感光控制器、智能温度控制器和智能湿度控制器的开闭，并且对应调节所述智能感光控制器的感光控制策略、智能温度控制器的调温控制策略和智能湿度控制器中的调湿控制策略。每个所述智能楼宇系统包括多个LED灯，所述多个LED灯受控于所述智能感光控制器，所述智能楼宇系统还包括多个分体式空调，所述多个分体式空调受控于所述智能温度控制器和所述智能湿度控制器。

本发明实施例中智能楼宇系统可以自动调节楼宇内的温度、湿度和光照，并且所述智能楼宇系统还可以针对某些特殊情况产生社区示警消息，所述社区示警消息通常用于提示所述社区服务器进行相应的反应。比如，若所述智能楼宇系统中较长时间光照不足，可以向所述社区服务器发出光照欠缺消息；若所述智能楼宇系统中较长时间湿度较大，可以向所述社区服务器发出湿度过高消息。所述社区服务器可能不会对于单个智能楼宇系统产生的社区示警消息进行处理，但是若存在多余预设数量个的智能楼宇系统产生所述社区示警消息，则可能触发所述社区服务器报警，所述社区服务器报警可以提示社区管理员进行人工干预。

本发明实施例中对于楼宇控制器与社区服务器之间的通信方法进行详述，如图2所示，对于社区服务器，执行下述动作：

S201.社区服务器获取通信参考参数ξ和通信令牌，根据所述通信参考参数确定通信参数集。

在本发明实施例中通信参数集为以所述通信参考参数为模的ξ个剩余类的集合。

S202.在所述通信参数集中随机选择Β-1个参数a_t构建表达式

其中Β为触发社区服务器报警的所述预设数量。

S203.随机选择Α个不同的数据x_i，对于每个x_i，将其在所述表达式

的取值作为y_i，生成Α个数据对(x_i，y_i)，其中Α为楼宇控制器的总数量。

S204.向每个楼宇控制器唯一传输一个数据对(x_i，y_i)，并且每个楼宇控制器获取的数据对不同。

对于每个楼宇控制器，执行下述动作：

S301.根据获取到的数据对(x_i，y_i)生成通信口令，所述通信口令低K位根据x_i得到，高K位根据y_i得到。

具体地，x_i，y_i如若不足K位，可以进行低位补零。

S302.若满足社区示警消息生成条件，则对应生成社区示警消息，所述社区示警消息包括示警类型标识和楼宇标识。

S303.将所述社区示警消息和所述通信口令一并发送至所述社区服务器。

对于所述社区服务器，还执行下述动作：

S401.根据社区示警消息的示警类型标识，对获取到的社区示警消息进行分类。

S402.若存在社区示警消息数量大于或等于所述预设数量Β的类，则对所述类进行社区服务器安全报警。

具体地，所述对所述类进行社区服务器安全报警，包括：

S4021.在所述类中任意选取Β个社区示警消息，并对应得到Β个通信口令。

S4022.根据所述Β个通信口令，得到Β个数据对(x_i，y_i)。

S4023.获取以Β个数据对(x_i，y_i)为零点的第一基础表达式

S4024.根据所述第一基础表达式获取以x为自变量的第二基础表达式，以使得对于任意x值，所述第二基础表达式的值与所述第一基础表达式的值均为所述通信参考参数的倍数，获取所述第二基础表达式的常数项。

S4025.若所述常数项与所述通信令牌内容相同，则触发所述社区服务器报警。

本发明实施例中设计了社区服务器与楼宇控制器之间的通信方式，确保社区服务器在获取足够多的社区示警消息并且所述社区示警消息的来源均为合法的楼宇服务器的条件下才触发报警，降低误报警概率。

本发明实施例的各个智能楼宇系统中，所述智能感光控制器的感光控制策略、智能温度控制器的调温控制策略和智能湿度控制器中的调湿控制策略可以基于相同的发明构思，本发明实施例中以智能感光调节子系统举例说明。

如图3所示，所述感光控制策略可以通过下述方法实施：

S101.响应于系统拓扑重构指令，获取预设的重构参量，将所述重构参量发送至各个智能光采集器。

所述系统拓扑重构指令可以每间隔预设时间段被自动触发，所述重构参量可以根据实际需求进行设定，为一常数，在此不做限定。

S102.对于每个智能光采集器，随机获取重构参与码，若所述重构参与码大于所述重构参量，则将所述智能光采集器确定为第一智能光采集器，所述第一智能光采集器获取其对应的第一有效重构区域内的其他智能光采集器的自身剩余电量，得到其对应的电量参考记录；所述第一有效重构区域为以所述第一智能光采集器为中心，预设第一通信半径所确定的圆形区域。

所述第一通信半径可以根据是需求进行设定。

具体地，为了确保重构的有效性，以及重构得到的拓扑的合理度，在一个实施例中，所述重构参与码的获取方式被设定为：

若所述智能光采集器的自身剩余电量大于预设电量阈值，则在[S1,S2]之间随机获取重构参与码；若所述智能光采集器的自身剩余电量不大于预设电量阈值，则在[S0,S2]之间随机获取重构参与码，其中S0<S1<ST<S2，S0,S1,S2为预设常量，ST为重构参量。这种重构参与码的获取方式可以使得具备较高自身剩余电量的智能光采集器有较大概率被确定为第一智能光采集器，提升拓扑重构成功率。

S103.根据确定好的第一智能光采集器，确定每个智能光采集器的类型。

具体地，所述根据确定好的第一智能光采集器，确定每个智能光采集器的类型，如图4所示，包括：

S1031.对于任意第一智能光采集器，将其对应的电量参考记录中自身剩余电量小于所述第一智能光采集器的自身剩余电量的其他智能光采集器删除，得到所述第一智能光采集器对应的有效电量参考记录，所述有效电量参考记录中的每个其他智能光采集器的自身剩余电量均大于或等于所述将第一智能光采集器的自身剩余电量。

S1032.对于任意第一智能光采集器，若其对应的有效电量参考记录为空，则将所述第一智能光采集器的类型确定为融合类，被确定为所述融合类的智能光采集器用于执行光数据采集任务和光数据融合任务。

S1033.对于任意第一智能光采集器，若其对应的有效电量参考记录不为空并且所述有效电量表中存在已经被设置为融合类的其他智能光采集器，则将所述第一智能光采集器确定为单一类，被确定为所述单一类的智能光采集器用于执行光数据采集任务。

S1034.对于任意第一智能光采集器，若其对应的有效电量参考记录不为空并且所述有效电量表中不存在已经被设置为融合类的其他智能光采集器，则将所述有效电量参考记录中自身剩余电量最高的其他智能光采集器确定为融合类，并且将所述第一智能光采集器确定为单一类。

S1035.将任意一个未被设置为融合类的智能光采集器确定为单一类。

S104.根据各个智能光采集器的类型构建智能光网拓扑。

本公开实施例中可以将被确定为融合类的智能光采集器称为第一数据节点，将被确定为单一类的智能光采集器成为第二数据节点。

如图5所示，所述根据各个智能光采集器的类型构建智能光网拓扑，包括：

S1041.对于每个第一数据节点，获取其对应的第二有效重构区域内的其他第一数据节点的标识、自身剩余电量、到智能感光控制器的距离，以及到所述第一数据节点的距离；所述第二有效重构区域为以所述第一数据节点为圆心，预设第二通信半径所确定的圆形区域。

所述第二通信半径可以根据需求设定，但是大于所述第一通信半径。

S1042.根据所述每个第一数据节点的获取结果，得到各个第一数据节点的通信路径。

具体地，对于任意第一数据节点，基于公式得到其

下一个第一数据节点，从而生成通信路径。

其中，Nⁱ标识对于第一数据节点i的下一个第一数据节点，controller表示智能感光控制器，j表示某个第一数据节点，D表示第二通信半径，d(i,contrroller)表示第一数据节点i与智能感光控制器的通信距离，A表示第一数据节点构成的集合，w表示在0到1之间的权重因子，E(k)表示自身剩余电量。

S1043.对于每个第二数据节点，其执行光数据采集任务得到的光数据均被传输至与所述每个第二数据节点距离最近的第一数据节点。

具体地，每个第二数据节点可以响应于智能感光控制器的光数据采集任务发布指令而执行光数据采集任务，在一个实施例中，可以按照预设频率进行光数据采集，并将采集结果传输至距离最近的第一数据节点。

S1044.对于每个第一数据节点，其根据获取到的光数据生成融合数据，将所述融合数据按照所述通信路径传输至所述智能感光控制器。

具体地，每个第一数据节点可以响应于智能感光控制器的光数据采集任务发布指令而执行光数据采集任务，在一个实施例中，可以按照预设频率进行光数据采集，并将采集结果按照所述通信路径传输至所述智能感光控制器。

本发明实施例中第一数据节点对于向其传输的光数据进行融合处理，并将融合结果按照所述通信路径传输至所述智能感光控制器。

具体地，每组光数据可以被标识为一个光数据向量l_i′，则待融合的光数据可以被表示为L＝{l_i′|i′＝1,2,......,m}，则所述融合数据的获取方法包括：

S1.获取待融合参考值，所述待融合参考值被记录在所述感光控制策略之中。

S2.以公式

最小化为目标进行数据分析，得到数据分析结果。

其中c为所述待融合参考值，u_i′k表征l_i′对于类别ω_k的隶属程度，r_kj′表征l_j′对于类别ω_k的贡献程度，u_i′j′表示l_i′与l_j′之间的不相似度，不相似度可以根据现有技术确定，在此不再赘述，m为光数据向量个数，γ，μ为被记录里在所述感光控制策略中的预设常量值。

其中，u_i′k和r_kj′可以通过公式

迭代计算得到，在此不做赘述。

根据所述数据分析结果确定各个类别的中心位置的坐标，以及所述中心位置的光数据值，将所述各个类别的中心位置的坐标，以及所述中心位置的光数据值作为融合数据。

本发明实施例中每个光数据向量l_i′都带有其对应的光采集器标识，每个智能光采集器标识唯一对应于所述每个智能光采集器的位置信息，故可以确定对所述光数据向量进行数据分析得到的数据分析结果中的各类别的中心位置的坐标，在获得明确的数据分析结果后，所述数据分析结果中的类别的中心位置的坐标确定方法可以参考现有技术，在此不再赘述。

在一个可行的实施例中，可以仅仅将融合数据传输至智能感光控制器即可，从而可以节省传输的数据量。

在另一个可行的实施例中，还可以将原始的光数据也传输至感光控制器，以便于所述感光控制器将所述光数据上传至云存储节点进行保存。本公开实施例中光数据可以为光强度数据。

具体地，可以获取各个云存储节点的第一映射值，并根据所述第一映射值将所述云节点配置在预设的虚拟存储环上。其中，所述虚拟存储环为虚拟的逻辑区间。其中基础云存储节点位于所述虚拟存储环预设的起始位置。对于其他各个云存储节点，所述第一映射值可以根据云存储节点的相对拓扑位置经散列算法后获得。所述相对拓扑位置可以通过所述云存储节点与基础云存储节点之间的跳数表征，当其位于同一个机架内，它们之间的距离为2；当其位于同一机房内的相邻机架上，经过2级交换，它们之间的距离为4；而其位于不同的机房，经过3级交换，它们之间的距离为6。

获取所述原始的光数据的第二映射值，并获取与所述第二映射值最接近的第一映射值，并将所述原始的光数据存储于所述第一映射值对应的云存储节点之上。所述第二映射值也可以是哈希散列值。当然，若与所述第二映射值最接近的第一映射值对应的云存储节点出现空间不足等异常情况，则跳过该云存储节点并将所述圆环中的下一个云存储节点作为所述原始的光数据的云存储节点，以此类推。

S105.计算所述智能光网拓扑的合理度参量。

在一个实施例中，可以根据公式

计算合理度参量，其中α，β，γ为权重参量，可以根据实际需求进行设定，p_i为第一数据节点的拓扑位置，n为第一数据节点的数量，N为第一数据节点和第二数据节点的总数量，其中

本发明实施例中拓扑位置表征所述第一数据节点在步骤S104中形成的拓扑中的位置，在本发明实施例中不进行特殊限定。

S106.若所述合理度参量小于预设阈值，则重复执行步骤S102。

在一个实施例中，为了使得智能感光控制器快速对于楼宇进行感光调节，所述智能感光控制器可以根据融合数据进行感光调节，感光调节策略如下：

连续获取M次融合数据，得到各个类别中心的移动趋势。

对于任意类别而言：

若类别中心移动显著，则根据所述类别中心移动趋势对应调节光源亮度。“显著”判定可以使用现有技术，在此不做赘述。

若类别中心移动不显著，但是亮度平均值高于预设高值或低于预设低值，则对应调节光源亮度。

本发明实施例中设计了社区服务器与楼宇控制器之间的通信方式，确保社区服务器在获取足够多的社区示警消息并且所述社区示警消息的来源均为合法的楼宇服务器的条件下才触发报警，降低误报警概率。并且每个智能楼宇系统可以全自动对于楼宇进行感光控制、温度控制和湿度控制，并且控制过程可以实现全自动无人化，并且控制精度高，不仅可以进行趋势控制，也可以进行单点控制，控制粒度细。在控制过程中，可以对于相关的拓扑进行及时的重构，从而可以使得整个智能楼宇长期处于较为健康的状态，保证了整个智能楼宇系统的稳定性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (2)

1.基于无线物联网络的智慧社区系统，其特征在于，

所述智慧社区系统包括社区服务器和多个智能楼宇系统，每个所述智能楼宇系统包括智能感光调节子系统，智能温度调节子系统和智能湿度调节子系统：

所述智能感光调节子系统包括智能感光控制器和多个智能光采集器，所述智能温度调节子系统包括智能温度控制器和多个智能测温仪，所述智能湿度调节子系统包括智能湿度控制器和多个智能测湿器，所述智能感光控制器、智能温度控制器和智能湿度控制器均与楼宇控制器通信连接，每个所述楼宇控制器均与所述社区服务器通信连接；

对于每个所述智能楼宇系统，所述智能楼宇系统的所述楼宇控制器用于对应控制智能感光控制器、智能温度控制器和智能湿度控制器的开闭，并且对应调节所述智能感光控制器的感光控制策略、智能温度控制器的调温控制策略和智能湿度控制器中的调湿控制策略；每个所述智能楼宇系统包括多个LED灯，所述多个LED灯受控于所述智能感光控制器，所述智能楼宇系统还包括多个分体式空调，所述多个分体式空调受控于所述智能温度控制器和所述智能湿度控制器；

所述智能楼宇系统自动调节楼宇内的温度、湿度和光照，并且所述智能楼宇系统针对某些特殊情况产生社区示警消息，所述社区示警消息用于提示所述社区服务器进行相应的反应；若存在多于预设数量个的智能楼宇系统产生所述社区示警消息，则触发所述社区服务器报警，所述社区服务器报警提示社区管理员进行人工干预；

所述社区服务器用于执行下述动作：

社区服务器获取通信参考参数ξ和通信令牌，根据所述通信参考参数确定通信参数集；

在所述通信参数集中随机选择B-1个参数a_t构建表达式

其中B为触发社区服务器报警的所述预设数量；

随机选择A个不同的数据x_i，基于所述表达式生成A个数据对(x_i，y_i)，其中A为楼宇控制器的总数量；

向每个楼宇控制器唯一传输一个数据对(x_i，y_i)，并且每个楼宇控制器获取的数据对不同。

2.根据权利要求1所述的基于无线物联网络的智慧社区系统，其特征在于，

对于每个楼宇控制器，用于执行下述动作：

根据获取到的数据对(x_i，y_i)生成通信口令；

若满足社区示警消息生成条件，则对应生成社区示警消息，所述社区示警消息包括示警类型标识和楼宇标识；

将所述社区示警消息和所述通信口令一并发送至所述社区服务器。

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