本發(fā)明涉及智能家居領(lǐng)域，具體涉及基于云計算的家居設(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。如何實現(xiàn)對家居設(shè)備的節(jié)能控制，是亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

提供了基于云計算的家居設(shè)備管理控制系統(tǒng)，包括云計算平臺、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、智能終端均與云計算平臺通信連接；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)對家居環(huán)境進行監(jiān)測，采集家居環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送至云計算平臺；所述的云計算平臺用于對家居環(huán)境數(shù)據(jù)進行處理，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，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)備運作；所述的智能終端訪問云計算平臺獲得家居環(huán)境數(shù)據(jù)，并發(fā)送控制請求至云計算平臺，云計算平臺根據(jù)控制請求向家居設(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)，并基于云計算技術(shù)對家居環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析處理，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)備的運作，實現(xiàn)了家居設(shè)備的節(jié)能管理和控制。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構(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)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明云計算平臺的連接框圖。

附圖標(biāo)記：

云計算平臺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)存儲模塊10、控制指令生成模塊20。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例提供的基于云計算的家居設(shè)備管理控制系統(tǒng)，包括云計算平臺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均與云計算平臺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)對家居環(huán)境進行監(jiān)測，采集家居環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送至云計算平臺1；所述的云計算平臺1用于對家居環(huán)境數(shù)據(jù)進行處理，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，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)備運作；所述的智能終端4訪問云計算平臺1獲得家居環(huán)境數(shù)據(jù)，并發(fā)送控制請求至云計算平臺1，云計算平臺1根據(jù)控制請求向家居設(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，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)所述光照強度小于預(yù)設(shè)的最低光照強度時，控制所述燈光設(shè)備開啟。

優(yōu)選地，所述云計算平臺1包括數(shù)據(jù)存儲模塊10和控制指令生成模塊20，所述數(shù)據(jù)存儲模塊10與所述家居環(huán)境監(jiān)測模塊2連接，用于存儲所述家居環(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)明上述實施例設(shè)計的家居設(shè)備節(jié)能控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r獲取家居環(huán)境數(shù)據(jù)，并基于云計算技術(shù)對家居環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析處理，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)備的運作，實現(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、簇頭節(jié)點和基站，環(huán)境監(jiān)測節(jié)點根據(jù)自定義的分簇協(xié)議進行分簇，簇內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點將家居環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送至簇頭節(jié)點，簇頭節(jié)點匯聚簇內(nèi)環(huán)境監(jiān)測節(jié)點發(fā)送的家居環(huán)境數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)發(fā)至基站，進而由基站將家居環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送至云計算平臺1；

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

(1)進行初始化，設(shè)定各環(huán)境監(jiān)測節(jié)點成為簇頭節(jié)點的初始化概率；

(2)進行簇頭節(jié)點選擇，各環(huán)境監(jiān)測節(jié)點按照下列公式計算成為簇頭節(jié)點的當(dāng)前概率：

式中，p(si)表示環(huán)境監(jiān)測節(jié)點si成為簇頭節(jié)點的當(dāng)前概率，p(si)為設(shè)定的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點si成為簇頭節(jié)點的初始化概率，為環(huán)境監(jiān)測節(jié)點si的剩余能量值，為環(huán)境監(jiān)測節(jié)點si的第j個鄰居節(jié)點的剩余能量值，為環(huán)境監(jiān)測節(jié)點si的鄰居節(jié)點數(shù)目，表示環(huán)境監(jiān)測節(jié)點si的剩余內(nèi)存，為環(huán)境監(jiān)測節(jié)點si的第j個鄰居節(jié)點的剩余內(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)點向其通信距離范圍內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點交換成為簇頭節(jié)點的當(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)點中為最大，則競選為簇頭節(jié)點，并向通信距離范圍內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點廣播“任命簇頭節(jié)點”消息；

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

相對于現(xiàn)有技術(shù)中由各環(huán)境監(jiān)測節(jié)點直接發(fā)送家居環(huán)境數(shù)據(jù)到基站的方式，本優(yōu)選實施例通過自定義的分簇協(xié)議從環(huán)境監(jiān)測節(jié)點中選出簇頭節(jié)點，進而由簇頭節(jié)點匯聚簇內(nèi)的家居環(huán)境數(shù)據(jù)，再進一步轉(zhuǎn)發(fā)家居環(huán)境數(shù)據(jù)至基站，相對節(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)點選取的過程中，考慮了環(huán)境監(jiān)測節(jié)點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，優(yōu)化了簇頭節(jié)點選取的過程，提高了分簇的效率。

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

或者

式中，為簇頭節(jié)點sa的剩余能量值，為簇頭節(jié)點sa的第b個鄰居節(jié)點的剩余能量值，為簇頭節(jié)點sa具有的鄰居節(jié)點數(shù)目，為簇頭節(jié)點sa所在簇具有的環(huán)境監(jiān)測節(jié)點數(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)選實施例設(shè)定了簇頭更新條件，能夠在當(dāng)前簇頭節(jié)點不能在設(shè)定周期時間內(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進行簇頭節(jié)點的更換，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，并進一步優(yōu)化了簇頭節(jié)點的更新過程，使得簇頭節(jié)點的更新選擇只在備選簇頭節(jié)點中進行，避免簇頭節(jié)點在所有環(huán)境監(jiān)測節(jié)點中輪換，能夠節(jié)省簇頭節(jié)點的更新能耗，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)點的非鄰居節(jié)點作為普通節(jié)點并加入到合適的簇頭節(jié)點所在的簇中，具體為：

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

式中，sk表示普通節(jié)點sl通信距離范圍內(nèi)的第k個簇頭節(jié)點，skv表示sk的第v個鄰居節(jié)點，q(sk)表示sk的能力值，d(sl,sk)表示普通節(jié)點sl與sk間的距離，d(sl,skv)表示普通節(jié)點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)點加入到能力值最大的簇頭節(jié)點所在的簇中。

現(xiàn)有技術(shù)中普通節(jié)點都是通過最短路徑來選擇簇頭節(jié)點，而在實際情況中最短路徑有時候并不是最有效的當(dāng)選者，本優(yōu)選實施例普通節(jié)點對簇頭節(jié)點的選擇根據(jù)簇頭節(jié)點的能力值確定，考慮了簇頭節(jié)點及其鄰居節(jié)點(即中繼節(jié)點)的剩余能量，能夠確保選擇的簇頭節(jié)點及其鄰居節(jié)點的剩余能量能夠傳輸普通節(jié)點的家居環(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)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(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)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。