本發(fā)明涉及智能家居技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能家居控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高和科技的發(fā)展，家庭智能化已成為一種必然趨勢而深入千家萬戶，它是利用計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、電力自動化、信息、結(jié)構(gòu)化布線、無線等技術(shù)將所有不同的設(shè)備應(yīng)用和綜合功能互連于一體的系統(tǒng)，它以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)家電、通信。家電設(shè)備自動化等功能，但是目前的智能家居控制系統(tǒng)存在功能單一，監(jiān)控管理不完善，存在管理漏洞等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種智能家居控制系統(tǒng)。

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

提供了一種智能家居控制系統(tǒng)，包括服務(wù)器、用戶終端、家居信息獲取模塊和家電控制模塊；所述家居信息獲取模塊連接服務(wù)器，用于采集家電工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、家居環(huán)境數(shù)據(jù)和家電用量數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器；所述的用戶終端、家電控制模塊的輸入端皆與服務(wù)器連接，家電控制模塊的輸出端連接各家電的控制開關(guān)，所述的用戶終端通過訪問服務(wù)器獲取家居情況，并通過服務(wù)器將控制指令發(fā)送家電控制模塊，從而實(shí)現(xiàn)對各家電的控制。

本發(fā)明的有益效果為：能夠分別對家居的各部分情況進(jìn)行監(jiān)控，并通過服務(wù)器發(fā)送給家電控制模塊，進(jìn)行家電的控制，優(yōu)化了居住環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了智能家居的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)明服務(wù)器的框圖示意圖。

附圖標(biāo)記：

服務(wù)器1、用戶終端2、家居信息獲取模塊3、家電控制模塊4、存儲模塊10、指令收發(fā)模塊20。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見圖1、圖2，本實(shí)施例提供的一種智能家居控制系統(tǒng)，包括服務(wù)器1、用戶終端2、家居信息獲取模塊3和家電控制模塊4；所述家居信息獲取模塊3連接服務(wù)器1，用于采集家電工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、家居環(huán)境數(shù)據(jù)和家電用量數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器1；所述的用戶終端2、家電控制模塊4的輸入端皆與服務(wù)器1連接，家電控制模塊4的輸出端連接各家電的控制開關(guān)，所述的用戶終端2通過訪問服務(wù)器1獲取家居情況，并通過服務(wù)器1將控制指令發(fā)送家電控制模塊4，從而實(shí)現(xiàn)對各家電的控制。

優(yōu)選地，所述的用戶終端2為手機(jī)或平板電腦。

優(yōu)選地，所述服務(wù)器1設(shè)有存儲模塊10和指令收發(fā)模塊20；所述的存儲模塊10用于存儲家居信息獲取模塊傳送的家電工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、家居環(huán)境數(shù)據(jù)和家電用量數(shù)據(jù)；所述的指令收發(fā)模塊20用于接收用戶終端的控制指令，并將控制指令發(fā)送家電控制模塊。

本發(fā)明上述實(shí)施例能夠分別對家居的各部分情況進(jìn)行監(jiān)控，并通過服務(wù)器1發(fā)送給家電控制模塊4，進(jìn)行家電的控制，優(yōu)化了居住環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了智能家居的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測。

優(yōu)選地，所述家居信息獲取模塊3包括數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、簇頭節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)用于采集室內(nèi)的家電工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、家居環(huán)境數(shù)據(jù)和家電用量數(shù)據(jù)；所述簇頭節(jié)點(diǎn)按照自定義的簇頭選擇機(jī)制從數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)中選出，用于收集數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理后發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)。

其中，所述服務(wù)器1與匯聚節(jié)點(diǎn)通信連接，以接收匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述的自定義的簇頭選擇機(jī)制具體包括：

(1)各數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)根據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)的分簇命令，通過調(diào)整發(fā)射功耗調(diào)整通信距離為設(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接收信號強(qiáng)度；

(2)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，若滿足下列競選條件，則向匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送“競選簇頭”的消息，否則放棄簇頭的競爭：

式中，表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)si的剩余能量，表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)si在通信距離范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)sj的剩余能量，m為數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)si在通信距離范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，為數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)si的接收信號強(qiáng)度，t1為設(shè)定的剩余能量閾值，t2為設(shè)定的接收信號強(qiáng)度閾值，t3為設(shè)定的鄰居節(jié)點(diǎn)閾值；

(3)匯聚節(jié)點(diǎn)接收到所有參加競選的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的“競選簇頭”消息后，在設(shè)定的簇頭數(shù)目閾值范圍內(nèi)選擇能夠使得網(wǎng)絡(luò)能量消耗最小的簇頭數(shù)目作為最優(yōu)簇頭數(shù)目；

(4)根據(jù)最優(yōu)簇頭數(shù)目從所有向匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送“競選簇頭”消息的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)中選擇簇頭，并向選擇的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)廣播“任命簇頭”消息，接收到此消息的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為簇頭；

(5)進(jìn)行分簇操作，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他數(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。

相對于現(xiàn)有技術(shù)中由各數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)直接發(fā)送家電工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、家居環(huán)境數(shù)據(jù)和家電用量數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點(diǎn)的方式，本優(yōu)選實(shí)施例通過自定義的簇頭選擇機(jī)制從數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)中選出簇頭節(jié)點(diǎn)，節(jié)省了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳輸能耗，能夠有效延長智能家居控制系統(tǒng)中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作壽命；通過設(shè)置競選條件，在簇頭的競爭中，篩除不必要的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，能夠減少簇頭競爭的時(shí)間，提高智能家居控制系統(tǒng)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作效率。

進(jìn)一步地，所述的自定義的簇頭選擇機(jī)制，還包括：在每一輪的分簇操作完成后，匯聚節(jié)點(diǎn)計(jì)算簇的負(fù)載平衡程度p(λ)，若p(λ)小于設(shè)定的負(fù)載平衡程度閾值，則在設(shè)定的簇頭數(shù)目閾值范圍內(nèi)重新選擇能夠使得網(wǎng)絡(luò)能量消耗最小的簇頭數(shù)目，替換原有的最優(yōu)簇頭數(shù)目，再進(jìn)行簇頭選擇機(jī)制中(4)和(5)的操作，其中簇的負(fù)載平衡程度p(λ)的計(jì)算公式為：

式中，p(λ)表示第λ輪分簇操作形成的簇的負(fù)載平衡程度，nhead(λ)表示第λ輪分簇操作生成的簇頭數(shù)目，μi(λ)為第λ輪分簇操作形成的第i個(gè)簇包含的成員個(gè)數(shù)，μ(λ)為第λ輪分簇操作形成的簇的平均包含的成員個(gè)數(shù)。

本優(yōu)選實(shí)施例根據(jù)簇的負(fù)載平衡程度進(jìn)行最優(yōu)簇頭數(shù)目的調(diào)整，能夠使得簇內(nèi)負(fù)載平衡程度最大化，進(jìn)一步提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間，確保智能家居控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集有效進(jìn)行。

優(yōu)選地，根據(jù)最優(yōu)簇頭數(shù)目從所有向匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送“競選簇頭”消息的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)中選擇簇頭，具體包括：設(shè)向匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送“競選簇頭”消息的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)目為m′，最優(yōu)簇頭數(shù)目為k，若m′≤k，則將所有向匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送“競選簇頭”消息的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)皆作為簇頭；

若m′＞k，則采用下列公式計(jì)算向匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送“競選簇頭”消息的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)si′的節(jié)點(diǎn)覆蓋能力：

式中，表示向匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送“競選簇頭”消息的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)si′的節(jié)點(diǎn)覆蓋能力，表示滿足d(si′，sj′)＜td條件的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)si′在通信距離范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，sj′表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)si′在通信距離范圍內(nèi)的第j′個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)，表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)si′在通信距離范圍內(nèi)具有的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)量，d(si′，sj′)表示數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)si′與其鄰居節(jié)點(diǎn)sj′的曼哈頓距離，td為設(shè)定的距離閾值；

按照節(jié)點(diǎn)覆蓋能力從大到小的順序?qū)λ邢騾R聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送“競選簇頭”消息的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序，選擇前k個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)作為簇頭。

本優(yōu)選實(shí)施例采用上述方式從所有向匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送“競選簇頭”消息的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)中選擇簇頭，一方面能夠?qū)⑦x擇的簇頭數(shù)目控制在最優(yōu)簇頭數(shù)目的范圍內(nèi)，從而在滿足一定程度的監(jiān)測需要下最小化簇頭節(jié)點(diǎn)數(shù)目，從而節(jié)省智能家居控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集能量消耗，另一方面，由于數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)擁有的相似節(jié)點(diǎn)數(shù)目代表其覆蓋其他數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的能力，采用上述方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的篩選，能夠使得選出的簇頭具有更好的家電工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、家居環(huán)境數(shù)據(jù)和家電用量數(shù)據(jù)收集的能力，進(jìn)一步減少智能家居控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集方面中不必要的能量消耗，節(jié)省智能家居控制系統(tǒng)的工作成本。

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，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(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。