本發(fā)明涉及智能家居領(lǐng)域，具體涉及基于云計(jì)算的家居設(shè)備管理控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

智能家居中，設(shè)置的家居設(shè)備能夠接收用戶在住宅內(nèi)或者遠(yuǎn)程的控制指令。目前在用戶家庭中出現(xiàn)的家居設(shè)備的種類和數(shù)量越來越多，如智能電視、智能冰箱、智能空調(diào)等。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)家居設(shè)備的節(jié)能控制，是亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供基于云計(jì)算的家居設(shè)備管理控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

提供了基于云計(jì)算的家居設(shè)備管理控制系統(tǒng)，包括云計(jì)算平臺(tái)、家居環(huán)境監(jiān)測模塊、家居設(shè)備控制模塊和智能終端；所述的家居環(huán)境監(jiān)測模塊、家居設(shè)備控制模塊、智能終端均與云計(jì)算平臺(tái)通信連接；所述的家居環(huán)境監(jiān)測模塊用于通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，采集家居環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送至云計(jì)算平臺(tái)；所述的云計(jì)算平臺(tái)用于對(duì)家居環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷家居環(huán)境數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)的家居環(huán)境數(shù)據(jù)閾值條件，當(dāng)某一家居環(huán)境數(shù)據(jù)不滿足預(yù)設(shè)的環(huán)境參數(shù)條件時(shí)，向家居設(shè)備控制模塊發(fā)送控制指令，控制相應(yīng)的家居設(shè)備運(yùn)作；所述的智能終端訪問云計(jì)算平臺(tái)獲得家居環(huán)境數(shù)據(jù)，并發(fā)送控制請(qǐng)求至云計(jì)算平臺(tái)，云計(jì)算平臺(tái)根據(jù)控制請(qǐng)求向家居設(shè)備控制模塊發(fā)送相應(yīng)的控制指令。

本發(fā)明的有益效果為：通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取家居環(huán)境數(shù)據(jù)，并基于云計(jì)算技術(shù)對(duì)家居環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，根據(jù)分析處理結(jié)果智能化控制或者遠(yuǎn)程控制家居設(shè)備的運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了家居設(shè)備的節(jié)能管理和控制。

附圖說明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明云計(jì)算平臺(tái)的連接框圖。

附圖標(biāo)記：

云計(jì)算平臺(tái)1、家居環(huán)境監(jiān)測模塊2、家居設(shè)備控制模塊3、智能終端4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊10、控制指令生成模塊20。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見圖1、圖2，本實(shí)施例提供的基于云計(jì)算的家居設(shè)備管理控制系統(tǒng)，包括云計(jì)算平臺(tái)1、家居環(huán)境監(jiān)測模塊2、家居設(shè)備控制模塊3和智能終端4；所述的家居環(huán)境監(jiān)測模塊2、家居設(shè)備控制模塊3、智能終端4均與云計(jì)算平臺(tái)1通信連接；所述的家居環(huán)境監(jiān)測模塊2用于通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，采集家居環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送至云計(jì)算平臺(tái)1；所述的云計(jì)算平臺(tái)1用于對(duì)家居環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷家居環(huán)境數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)設(shè)的家居環(huán)境數(shù)據(jù)閾值條件，當(dāng)某一家居環(huán)境數(shù)據(jù)不滿足預(yù)設(shè)的環(huán)境參數(shù)條件時(shí)，向家居設(shè)備控制模塊3發(fā)送控制指令，控制相應(yīng)的家居設(shè)備運(yùn)作；所述的智能終端4訪問云計(jì)算平臺(tái)1獲得家居環(huán)境數(shù)據(jù)，并發(fā)送控制請(qǐng)求至云計(jì)算平臺(tái)1，云計(jì)算平臺(tái)1根據(jù)控制請(qǐng)求向家居設(shè)備控制模塊3發(fā)送相應(yīng)的控制指令。

優(yōu)選地，所述家居環(huán)境數(shù)據(jù)包括家居內(nèi)溫濕度、光照強(qiáng)度；所述家居設(shè)備包括空調(diào)設(shè)備、加濕設(shè)備、燈光設(shè)備，當(dāng)所述溫濕度小于預(yù)設(shè)的最低溫濕度時(shí)，家居設(shè)備控制模塊3控制所述空調(diào)設(shè)備和加濕設(shè)備開啟，當(dāng)所述光照強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)的最低光照強(qiáng)度時(shí)，控制所述燈光設(shè)備開啟。

優(yōu)選地，所述云計(jì)算平臺(tái)1包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊10和控制指令生成模塊20，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊10與所述家居環(huán)境監(jiān)測模塊2連接，用于存儲(chǔ)所述家居環(huán)境監(jiān)測模塊2采集的家居環(huán)境數(shù)據(jù)，所述控制指令生成模塊20與所述家居設(shè)備控制模塊3無線通訊連接，用于向所述家居設(shè)備控制模塊3發(fā)送控制指令。

本發(fā)明上述實(shí)施例設(shè)計(jì)的家居設(shè)備節(jié)能控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)獲取家居環(huán)境數(shù)據(jù)，并基于云計(jì)算技術(shù)對(duì)家居環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，根據(jù)分析處理結(jié)果智能化控制或者遠(yuǎn)程控制家居設(shè)備的運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了家居設(shè)備的節(jié)能管理和控制。

優(yōu)選地，所述的家居環(huán)境監(jiān)測模塊2包括環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、簇頭節(jié)點(diǎn)和基站，環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)根據(jù)自定義的分簇協(xié)議進(jìn)行分簇，簇內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)將家居環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送至簇頭節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)匯聚簇內(nèi)環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)發(fā)送的家居環(huán)境數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)發(fā)至基站，進(jìn)而由基站將家居環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送至云計(jì)算平臺(tái)1；

優(yōu)選地，所述的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)根據(jù)自定義的分簇協(xié)議進(jìn)行分簇，具體包括：

(1)進(jìn)行初始化，設(shè)定各環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)成為簇頭節(jié)點(diǎn)的初始化概率；

(2)進(jìn)行簇頭節(jié)點(diǎn)選擇，各環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)按照下列公式計(jì)算成為簇頭節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前概率：

式中，p(si)表示環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)si成為簇頭節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前概率，p(si)為設(shè)定的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)si成為簇頭節(jié)點(diǎn)的初始化概率，為環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)si的剩余能量值，為環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)si的第j個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的剩余能量值，為環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)si的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目，表示環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)si的剩余內(nèi)存，為環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)si的第j個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的剩余內(nèi)存，pmin為設(shè)定的最小概率閾值，max[·]表示取最大值函數(shù)；

(3)各環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)向其通信距離范圍內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)交換成為簇頭節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前概率值，若自身的當(dāng)前概率值在其通信距離范圍內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)中為最大，則競選為簇頭節(jié)點(diǎn)，并向通信距離范圍內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)廣播“任命簇頭節(jié)點(diǎn)”消息；

(4)將簇頭節(jié)點(diǎn)的非鄰居節(jié)點(diǎn)作為普通節(jié)點(diǎn)并加入到合適的簇頭節(jié)點(diǎn)所在的簇中，完成分簇操作。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中由各環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)直接發(fā)送家居環(huán)境數(shù)據(jù)到基站的方式，本優(yōu)選實(shí)施例通過自定義的分簇協(xié)議從環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)中選出簇頭節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而由簇頭節(jié)點(diǎn)匯聚簇內(nèi)的家居環(huán)境數(shù)據(jù)，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)家居環(huán)境數(shù)據(jù)至基站，相對(duì)節(jié)省了家居環(huán)境監(jiān)測模塊2的數(shù)據(jù)傳輸能耗，能夠有效延長家居環(huán)境監(jiān)測模塊2的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作壽命；在簇頭節(jié)點(diǎn)選取的過程中，考慮了環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的剩余能量和剩余內(nèi)存，并基于概率選擇合適的簇頭節(jié)點(diǎn)，優(yōu)化了簇頭節(jié)點(diǎn)選取的過程，提高了分簇的效率。

優(yōu)選地，分簇完成后，將簇頭節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)作為備選簇頭節(jié)點(diǎn)，并作為用于轉(zhuǎn)發(fā)普通節(jié)點(diǎn)的家居環(huán)境數(shù)據(jù)至簇頭節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)；當(dāng)簇頭節(jié)點(diǎn)滿足簇頭更新條件時(shí)，在對(duì)應(yīng)的備選簇頭節(jié)點(diǎn)中選擇當(dāng)前概率值最大的作為該簇的新簇頭節(jié)點(diǎn)，所述的簇頭更新條件為：

或者

式中，為簇頭節(jié)點(diǎn)sa的剩余能量值，為簇頭節(jié)點(diǎn)sa的第b個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的剩余能量值，為簇頭節(jié)點(diǎn)sa具有的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目，為簇頭節(jié)點(diǎn)sa所在簇具有的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)數(shù)目，λ為設(shè)定周期內(nèi)接收家居環(huán)境數(shù)據(jù)的長度，單位為bit，e0是無線收發(fā)電路接收單位長度家居環(huán)境數(shù)據(jù)的能耗，e1為簇頭節(jié)點(diǎn)sa融合單位長度家居環(huán)境數(shù)據(jù)的能耗，ψ為設(shè)定的比值閾值。

本優(yōu)選實(shí)施例設(shè)定了簇頭更新條件，能夠在當(dāng)前簇頭節(jié)點(diǎn)不能在設(shè)定周期時(shí)間內(nèi)承擔(dān)數(shù)據(jù)收發(fā)任務(wù)或者剩余能量值不滿足要求時(shí)進(jìn)行簇頭節(jié)點(diǎn)的更換，確保家居環(huán)境數(shù)據(jù)穩(wěn)當(dāng)收集，提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在家居環(huán)境數(shù)據(jù)收集方面的穩(wěn)定性，并進(jìn)一步優(yōu)化了簇頭節(jié)點(diǎn)的更新過程，使得簇頭節(jié)點(diǎn)的更新選擇只在備選簇頭節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行，避免簇頭節(jié)點(diǎn)在所有環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)中輪換，能夠節(jié)省簇頭節(jié)點(diǎn)的更新能耗，提高家居環(huán)境監(jiān)測模塊2的工作效率。

優(yōu)選地，所述的將簇頭節(jié)點(diǎn)的非鄰居節(jié)點(diǎn)作為普通節(jié)點(diǎn)并加入到合適的簇頭節(jié)點(diǎn)所在的簇中，具體為：

(1)普通節(jié)點(diǎn)根據(jù)下列公式確定自身通信距離范圍內(nèi)的簇頭節(jié)點(diǎn)的能力值：

式中，sk表示普通節(jié)點(diǎn)sl通信距離范圍內(nèi)的第k個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)，skv表示sk的第v個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)，q(sk)表示sk的能力值，d(sl,sk)表示普通節(jié)點(diǎn)sl與sk間的距離，d(sl,skv)表示普通節(jié)點(diǎn)sl與skv間的距離，表示sk的剩余能量值，表示skv的剩余能量值，表示sk具有的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目，dt為設(shè)定的距離閾值，et為設(shè)定的能量閾值；

(2)普通節(jié)點(diǎn)加入到能力值最大的簇頭節(jié)點(diǎn)所在的簇中。

現(xiàn)有技術(shù)中普通節(jié)點(diǎn)都是通過最短路徑來選擇簇頭節(jié)點(diǎn)，而在實(shí)際情況中最短路徑有時(shí)候并不是最有效的當(dāng)選者，本優(yōu)選實(shí)施例普通節(jié)點(diǎn)對(duì)簇頭節(jié)點(diǎn)的選擇根據(jù)簇頭節(jié)點(diǎn)的能力值確定，考慮了簇頭節(jié)點(diǎn)及其鄰居節(jié)點(diǎn)(即中繼節(jié)點(diǎn))的剩余能量，能夠確保選擇的簇頭節(jié)點(diǎn)及其鄰居節(jié)點(diǎn)的剩余能量能夠傳輸普通節(jié)點(diǎn)的家居環(huán)境數(shù)據(jù)，避免部分家居環(huán)境數(shù)據(jù)的丟失，保障了家居環(huán)境數(shù)據(jù)的合理傳輸，為管理和控制家居設(shè)備奠定良好的基礎(chǔ)。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。