本發明涉及智能家居領域，具體涉及基于云計算的家居設備管理控制系統。

背景技術：

智能家居中，設置的家居設備能夠接收用戶在住宅內或者遠程的控制指令。目前在用戶家庭中出現的家居設備的種類和數量越來越多，如智能電視、智能冰箱、智能空調等。如何實現對家居設備的節能控制，是亟待解決的問題。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供基于云計算的家居設備管理控制系統。

本發明的目的采用以下技術方案來實現：

提供了基于云計算的家居設備管理控制系統，包括云計算平臺、家居環境監測模塊、家居設備控制模塊和智能終端；所述的家居環境監測模塊、家居設備控制模塊、智能終端均與云計算平臺通信連接；所述的家居環境監測模塊用于通過無線傳感器網絡對家居環境進行監測，采集家居環境數據并發送至云計算平臺；所述的云計算平臺用于對家居環境數據進行處理，判斷家居環境數據是否滿足預設的家居環境數據閾值條件，當某一家居環境數據不滿足預設的環境參數條件時，向家居設備控制模塊發送控制指令，控制相應的家居設備運作；所述的智能終端訪問云計算平臺獲得家居環境數據，并發送控制請求至云計算平臺，云計算平臺根據控制請求向家居設備控制模塊發送相應的控制指令。

本發明的有益效果為：通過無線傳感器網絡獲取家居環境數據，并基于云計算技術對家居環境數據進行分析處理，根據分析處理結果智能化控制或者遠程控制家居設備的運作，實現了家居設備的節能管理和控制。

附圖說明

利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發明的結構框圖；

圖2是本發明云計算平臺的連接框圖。

附圖標記：

云計算平臺1、家居環境監測模塊2、家居設備控制模塊3、智能終端4、數據存儲模塊10、控制指令生成模塊20。

具體實施方式

結合以下實施例對本發明作進一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例提供的基于云計算的家居設備管理控制系統，包括云計算平臺1、家居環境監測模塊2、家居設備控制模塊3和智能終端4；所述的家居環境監測模塊2、家居設備控制模塊3、智能終端4均與云計算平臺1通信連接；所述的家居環境監測模塊2用于通過無線傳感器網絡對家居環境進行監測，采集家居環境數據并發送至云計算平臺1；所述的云計算平臺1用于對家居環境數據進行處理，判斷家居環境數據是否滿足預設的家居環境數據閾值條件，當某一家居環境數據不滿足預設的環境參數條件時，向家居設備控制模塊3發送控制指令，控制相應的家居設備運作；所述的智能終端4訪問云計算平臺1獲得家居環境數據，并發送控制請求至云計算平臺1，云計算平臺1根據控制請求向家居設備控制模塊3發送相應的控制指令。

優選地，所述家居環境數據包括家居內溫濕度、光照強度；所述家居設備包括空調設備、加濕設備、燈光設備，當所述溫濕度小于預設的最低溫濕度時，家居設備控制模塊3控制所述空調設備和加濕設備開啟，當所述光照強度小于預設的最低光照強度時，控制所述燈光設備開啟。

優選地，所述云計算平臺1包括數據存儲模塊10和控制指令生成模塊20，所述數據存儲模塊10與所述家居環境監測模塊2連接，用于存儲所述家居環境監測模塊2采集的家居環境數據，所述控制指令生成模塊20與所述家居設備控制模塊3無線通訊連接，用于向所述家居設備控制模塊3發送控制指令。

本發明上述實施例設計的家居設備節能控制系統能夠實時獲取家居環境數據，并基于云計算技術對家居環境數據進行分析處理，根據分析處理結果智能化控制或者遠程控制家居設備的運作，實現了家居設備的節能管理和控制。

優選地，所述的家居環境監測模塊2包括環境監測節點、簇頭節點和基站，環境監測節點根據自定義的分簇協議進行分簇，簇內的環境監測節點將家居環境數據發送至簇頭節點，簇頭節點匯聚簇內環境監測節點發送的家居環境數據后，轉發至基站，進而由基站將家居環境數據發送至云計算平臺1；

優選地，所述的環境監測節點根據自定義的分簇協議進行分簇，具體包括：

(1)進行初始化，設定各環境監測節點成為簇頭節點的初始化概率；

(2)進行簇頭節點選擇，各環境監測節點按照下列公式計算成為簇頭節點的當前概率：

式中，p(si)表示環境監測節點si成為簇頭節點的當前概率，p(si)為設定的環境監測節點si成為簇頭節點的初始化概率，為環境監測節點si的剩余能量值，為環境監測節點si的第j個鄰居節點的剩余能量值，為環境監測節點si的鄰居節點數目，表示環境監測節點si的剩余內存，為環境監測節點si的第j個鄰居節點的剩余內存，pmin為設定的最小概率閾值，max[·]表示取最大值函數；

(3)各環境監測節點向其通信距離范圍內的環境監測節點交換成為簇頭節點的當前概率值，若自身的當前概率值在其通信距離范圍內的環境監測節點中為最大，則競選為簇頭節點，并向通信距離范圍內的環境監測節點廣播“任命簇頭節點”消息；

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

相對于現有技術中由各環境監測節點直接發送家居環境數據到基站的方式，本優選實施例通過自定義的分簇協議從環境監測節點中選出簇頭節點，進而由簇頭節點匯聚簇內的家居環境數據，再進一步轉發家居環境數據至基站，相對節省了家居環境監測模塊2的數據傳輸能耗，能夠有效延長家居環境監測模塊2的無線傳感器網絡工作壽命；在簇頭節點選取的過程中，考慮了環境監測節點的剩余能量和剩余內存，并基于概率選擇合適的簇頭節點，優化了簇頭節點選取的過程，提高了分簇的效率。

優選地，分簇完成后，將簇頭節點的鄰居節點作為備選簇頭節點，并作為用于轉發普通節點的家居環境數據至簇頭節點的中繼節點；當簇頭節點滿足簇頭更新條件時，在對應的備選簇頭節點中選擇當前概率值最大的作為該簇的新簇頭節點，所述的簇頭更新條件為：

或者

式中，為簇頭節點sa的剩余能量值，為簇頭節點sa的第b個鄰居節點的剩余能量值，為簇頭節點sa具有的鄰居節點數目，為簇頭節點sa所在簇具有的環境監測節點數目，λ為設定周期內接收家居環境數據的長度，單位為bit，e0是無線收發電路接收單位長度家居環境數據的能耗，e1為簇頭節點sa融合單位長度家居環境數據的能耗，ψ為設定的比值閾值。

本優選實施例設定了簇頭更新條件，能夠在當前簇頭節點不能在設定周期時間內承擔數據收發任務或者剩余能量值不滿足要求時進行簇頭節點的更換，確保家居環境數據穩當收集，提高無線傳感器網絡在家居環境數據收集方面的穩定性，并進一步優化了簇頭節點的更新過程，使得簇頭節點的更新選擇只在備選簇頭節點中進行，避免簇頭節點在所有環境監測節點中輪換，能夠節省簇頭節點的更新能耗，提高家居環境監測模塊2的工作效率。

優選地，所述的將簇頭節點的非鄰居節點作為普通節點并加入到合適的簇頭節點所在的簇中，具體為：

(1)普通節點根據下列公式確定自身通信距離范圍內的簇頭節點的能力值：

式中，sk表示普通節點sl通信距離范圍內的第k個簇頭節點，skv表示sk的第v個鄰居節點，q(sk)表示sk的能力值，d(sl,sk)表示普通節點sl與sk間的距離，d(sl,skv)表示普通節點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具有的鄰居節點數目，dt為設定的距離閾值，et為設定的能量閾值；

(2)普通節點加入到能力值最大的簇頭節點所在的簇中。

現有技術中普通節點都是通過最短路徑來選擇簇頭節點，而在實際情況中最短路徑有時候并不是最有效的當選者，本優選實施例普通節點對簇頭節點的選擇根據簇頭節點的能力值確定，考慮了簇頭節點及其鄰居節點(即中繼節點)的剩余能量，能夠確保選擇的簇頭節點及其鄰居節點的剩余能量能夠傳輸普通節點的家居環境數據，避免部分家居環境數據的丟失，保障了家居環境數據的合理傳輸，為管理和控制家居設備奠定良好的基礎。

最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。