本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

智能家居通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備連接到一起，提供家電控制、照明控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段；與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，提供全方位的信息交互功能，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。然而，相關(guān)技術(shù)中的智能家居系統(tǒng)功能單一，自動(dòng)化程度低，智能度不高，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)。

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

提供了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)，包括環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、監(jiān)控中心、開關(guān)控制模塊、智能家電，所述環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、開關(guān)控制模塊皆與監(jiān)控中心連接，開關(guān)控制模塊與智能家電連接；所述監(jiān)控中心用于接收和分析處理環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊發(fā)送的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，生成控制命令，所述開關(guān)控制模塊用于根據(jù)所述的控制命令對(duì)智能家電進(jìn)行啟動(dòng)或關(guān)閉。

本發(fā)明的有益效果為：根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能家電控制，方便實(shí)用，智能化和自動(dòng)化程度高。

附圖說(shuō)明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)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)明的框圖示意圖；

圖2是本發(fā)明環(huán)境監(jiān)測(cè)模的框圖示意圖。

附圖標(biāo)記：

環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊1、監(jiān)控中心2、開關(guān)控制模塊3、智能家電4、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元5、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送單元6。

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，本實(shí)施例提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)，包括環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊1、監(jiān)控中心2、開關(guān)控制模塊3、智能家電4，所述環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊1、開關(guān)控制模塊3皆與監(jiān)控中心2連接，開關(guān)控制模塊3與智能家電4連接；所述監(jiān)控中心2用于接收和分析處理環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊1發(fā)送的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)置的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果生成控制命令，所述開關(guān)控制模塊3用于根據(jù)所述的控制命令對(duì)智能家電4進(jìn)行啟動(dòng)或關(guān)閉。

優(yōu)選地，所述的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、大氣壓、風(fēng)量。

優(yōu)選地，所述智能家電4包括照明單元、通風(fēng)單元、智能空調(diào)和智能熱水器；所述的開關(guān)控制模塊3為繼電器開關(guān)或可控硅開關(guān)。

本發(fā)明上述實(shí)施例根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能家電4控制，方便實(shí)用，智能化和自動(dòng)化程度高。

優(yōu)選地，如圖2所示，所述的環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊1包括環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元5和環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送單元6，其中環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元5基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元5包括數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和簇頭節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)設(shè)置在被監(jiān)測(cè)位置，用于采集被監(jiān)測(cè)位置的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；所述簇頭節(jié)點(diǎn)用于收集數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)該環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理和數(shù)據(jù)壓縮處理，簇頭節(jié)點(diǎn)的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送單元6發(fā)送至監(jiān)測(cè)中心。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)按照設(shè)定的數(shù)據(jù)采集策略采集環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：

設(shè)置簇頭節(jié)點(diǎn)在其任期內(nèi)始終處于活動(dòng)狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)在每一次采集環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)開始前以隨機(jī)概率進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)，定義隨機(jī)概率的計(jì)算公式為：

式中，W(v_i)表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i的隨機(jī)概率，H(v_i,v_i′)表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i與其所屬的分簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)v_i′的感知數(shù)據(jù)間的曼哈頓距離，g為數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i所屬的分簇中所具有的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；

其中，

式中，q為感知數(shù)據(jù)的維度數(shù)目，μ_l(v_i)表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i的第l維度的感知數(shù)據(jù)分量，μ_l(v_i′)表示簇頭節(jié)點(diǎn)v_i′的第l維度的感知數(shù)據(jù)分量。

本優(yōu)選實(shí)施例設(shè)置的數(shù)據(jù)采集策略使得屬于同一個(gè)分簇內(nèi)的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)能夠輪流進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集，其他數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)則可以進(jìn)入休眠狀態(tài)以保存能量，其中，隨機(jī)概率的計(jì)算中引入了曼哈頓距離，利用感知數(shù)據(jù)間的曼哈頓距離來(lái)衡量感知數(shù)據(jù)間的差異程度，從而計(jì)算得到的隨機(jī)概率傾向于使得與簇頭節(jié)點(diǎn)的感知狀況差異較大的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行更多的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集，有利于保障環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集的精度，從而保證智能家電4的精確控制。

其中，進(jìn)行下述的兩數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的感知數(shù)據(jù)間的曼哈頓距離的計(jì)算時(shí)，參考數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i與其所屬的分簇中的簇頭節(jié)點(diǎn)v_i′的感知數(shù)據(jù)間的曼哈頓距離的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。

優(yōu)選地，所述簇頭節(jié)點(diǎn)按照設(shè)定的篩選機(jī)制從數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)中選出，具體為：

(1)各數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)根據(jù)基站的分簇命令，通過(guò)調(diào)整發(fā)射功耗調(diào)整自身的通信距離為設(shè)定的通信距離閾值，并向通信距離范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)交換自身的剩余能量和最近的感知序列信息，每個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)接收通信距離范圍內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)交換的信息后，根據(jù)下列公式計(jì)算各數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的簇頭競(jìng)爭(zhēng)能力：

式中，S(v_i)表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i的簇頭競(jìng)爭(zhēng)能力值，E(v_i)表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i的剩余能量，E(v_j)表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i在通信距離范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)v_j剩余能量，R為數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i在通信距離范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，R′為數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i在通信距離范圍內(nèi)的相似節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，其中定義所述的相似節(jié)點(diǎn)為感知數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i的感知數(shù)據(jù)的曼哈頓距離小于H′/2的節(jié)點(diǎn)，H′為設(shè)定的曼哈頓距離閾值，H(v_i,v_j)表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i在通信距離范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)v_j的感知數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)v_i的感知數(shù)據(jù)的曼哈頓距離，ρ₁、ρ₂為設(shè)定的權(quán)重因子，ΔT為設(shè)定的調(diào)整閾值，ρ₁+ρ₂＝1，ΔT的取值范圍為[0,1]；

(2)將S(v_i)＞0的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)作為備選簇頭節(jié)點(diǎn)，形成備選簇頭節(jié)點(diǎn)集合，對(duì)備選簇頭節(jié)點(diǎn)集合中的備選簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行過(guò)濾處理，將過(guò)濾后的備選簇頭節(jié)點(diǎn)集合中的備選簇頭節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)；

(3)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，計(jì)算該數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)與各簇頭節(jié)點(diǎn)之間的距離，選出距離最小值對(duì)應(yīng)的簇頭節(jié)點(diǎn)，將該數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)加入到該選出的簇頭節(jié)點(diǎn)所在的簇中。

本優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)計(jì)算各個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的簇頭競(jìng)爭(zhēng)能力值，選出具有簇頭競(jìng)爭(zhēng)能力的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)，再由簇頭節(jié)點(diǎn)收集和發(fā)送簇內(nèi)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能夠在較小的數(shù)據(jù)精度損失下使得環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集具有更高的能量效率，大大延長(zhǎng)智能家居系統(tǒng)中用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的有效工作壽命；其中，簇頭競(jìng)爭(zhēng)能力值的計(jì)算公式考慮了數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的剩余能量值和與鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)相似度，使得計(jì)算出的結(jié)果能夠作為判定該數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)能否成為簇頭節(jié)點(diǎn)的指標(biāo)，保證了簇頭節(jié)點(diǎn)選取的科學(xué)性，從而能夠保障有效的環(huán)境監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家電4較為精確的控制。

優(yōu)選地，對(duì)備選簇頭節(jié)點(diǎn)集合中的備選簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行過(guò)濾處理時(shí)，具體執(zhí)行：

若備選簇頭節(jié)點(diǎn)集合中存在兩備選簇頭節(jié)點(diǎn)v_i′、v_j′滿足：

[H(v_i′,v_j′)-H′/2]＜0，且

則比較兩者的簇頭競(jìng)爭(zhēng)能力值，將簇頭競(jìng)爭(zhēng)能力值較低的備選簇頭節(jié)點(diǎn)從備選簇頭節(jié)點(diǎn)集合中刪除，將備選簇頭節(jié)點(diǎn)集合中剩余的備選簇頭節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)：

式中，H(v_i′,v_j′)表示兩備選簇頭節(jié)點(diǎn)v_i′、v_j′的感知數(shù)據(jù)間的曼哈頓距離，H′為所述設(shè)定的曼哈頓距離閾值，表示備選簇頭節(jié)點(diǎn)v_i′在通信距離為0.7D范圍內(nèi)的相似節(jié)點(diǎn)集合，表示備選簇頭節(jié)點(diǎn)v_j′在通信距離為0.7D范圍內(nèi)的相似節(jié)點(diǎn)集合，其中D為所述的設(shè)定的通信距離閾值，示備選簇頭節(jié)點(diǎn)P_i′的相似節(jié)點(diǎn)集合與備選簇頭節(jié)點(diǎn)P_j′的相似節(jié)點(diǎn)集合進(jìn)行交集運(yùn)算后得到的相似節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，m′為備選簇頭節(jié)點(diǎn)v_i′與備選簇頭節(jié)點(diǎn)v_j′所具有的相似節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

本優(yōu)選實(shí)施例對(duì)兩個(gè)相似度較高的備選簇頭節(jié)點(diǎn)中選擇簇頭競(jìng)爭(zhēng)能力值較大的備選簇頭節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)，能夠在保障分簇質(zhì)量的同時(shí)相對(duì)減少分簇的數(shù)量，從而減少了同時(shí)工作的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，相對(duì)節(jié)省了智能家居系統(tǒng)中所用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量，從而保障本優(yōu)選實(shí)施例的智能家居系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期有效工作。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)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(shuō)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。