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专利号: 2018113270806
申请人: 王锐
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2025-05-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.智能家居温湿度实时控制系统,其特征是,包括数据采集子系统、调温设备、除湿设备、温湿度控制中心,其中数据采集子系统、调温设备、除湿设备皆与温湿度控制中心连接;

所述数据采集子系统被配置为对室内温湿度进行实时监测,采集室内温湿度数据并发送至温湿度控制中心;所述的温湿度控制中心被配置为对接收的室内温湿度数据进行分析处理,生成相应的控制指令,并根据控制指令控制调温设备和除湿设备的运行;所述数据采集子系统包括部署于监测区域内的单个汇聚节点、多个传感器节点,传感器节点采集室内温湿度数据并将室内温湿度数据发送至汇聚节点,进而由汇聚节点将室内温湿度数据发送至温湿度控制中心;预先设定各传感器节点的通信距离,网络初始化时,传感器节点通过分簇路由协议分成多个簇,每个簇包括一个簇头节点以及多个传感器节点,簇头节点收集簇内各传感器节点采集的室内温湿度数据并发送至汇聚节点;簇头节点将所收集的室内温湿度数据发送至汇聚节点,具体包括:(1)簇头节点通过与其他簇头节点的信息交互,获取邻居簇头节点信息,以及根据邻居簇头节点信息确定相对汇聚节点更近的邻居簇头节点,将确定的相对汇聚节点更近的邻居簇头节点作为备选中继节点,构建备选中继节点列表;

(2)簇头节点在备选中继节点列表中选取一个备选中继节点作为中继节点;

(3)簇头节点根据自身能量计算发送距离并进行定期更新,当簇头节点到汇聚节点的距离未超过当前的发送距离时,簇头节点直接将收集的室内温湿度数据发送至汇聚节点,当簇头节点到汇聚节点的距离超过当前的发送距离时,簇头节点直接将收集的室内温湿度数据发送至所选取的中继节点,其中,所述发送距离的计算公式为:式中,HI为簇头节点I的发送距离,DI为簇头节点I的当前剩余能量,DI0为簇头节点I的初始能量,YI为簇头节点I的通信距离,C为预设的基于能量的衰减因子;

簇头节点在备选中继节点列表中选取一个备选中继节点作为中继节点,包括:

(1)簇头节点向各备选中继节点发送竞选消息,收到竞选消息的备选中继节点计算自身的转发权值,并将转发权值发送至簇头节点,其中,所述竞选消息包括簇头节点的位置信息、簇头节点对各备选中继节点的信任度;

所述转发权值的计算公式为:

式中,aIJ表示簇头节点I的第J个备选中继节点的转发权值,DIJ为所述第J个备选中继节点的当前剩余能量,RIJ为所述第J个备选中继节点的缓存列表中的室内温湿度数据包数量,DU为预设的转发一个室内温湿度数据包所消耗的能量,H(I,o)为簇头节点I到汇聚节点的距离,H(J,o)为所述第J个备选中继节点到汇聚节点的距离,UIJ为簇头节点I对所述第J个备选中继节点的信任度,初始时,簇头节点对各备选中继节点的信任度为1;e1、e2、e3为设定的权重系数;

(2)簇头节点按照转发权值由大到小的顺序对各备选中继节点进行排序,并选择排序最前的备选中继节点作为中继节点;

簇头节点每隔一个时间段Δt更新对中继节点的信任度,并向中继节点发送竞选消息,以重新获取中继节点的转发权值,当中继节点的转发权值低于剩余备选中继节点的最大转发权值时,簇头节点在剩余备选中继节点中选择最大转发权值对应的备选中继节点作为新的中继节点,所述信任度的更新公式为:式中,UIK(t+1)表示簇头节点I在第t+1次更新的对其中继节点K的信任度,UIK(t)为簇头节点I在第t次更新的对其中继节点K的信任度,nIK(Δt)为所述中继节点K在上一个时间段Δt内帮簇头节点I转发室内温湿度数据包的数量,MIK(Δt)为簇头节点I在上一个时间段Δt内向所述中继节点K发送室内温湿度数据包的数量,NIK(Δt)为所述中继节点K在上一个时间段Δt内转发室内温湿度数据包的总数量,e-γ为信任度衰减因子,γ∈(0,0.2],e为欧拉常数,α、β皆为权重系数,且满足0<α,β<1,α+β=1。

2.根据权利要求1所述的智能家居温湿度实时控制系统,其特征是,C的取值范围为[0.4,0.6]。

3.根据权利要求1或2所述的智能家居温湿度实时控制系统,其特征是,所述的温湿度控制中心包括处理模块、调温控制模块、除湿控制模块,其中调温控制模块、除湿控制模块的输入端皆与处理模块连接,调温控制模块的输出端与调温设备连接,除湿控制模块的输出端与除湿设备连接。

4.根据权利要求3所述的智能家居温湿度实时控制系统,其特征是,传感器节点包括采集单元、分析处理单元以及通信单元;采集单元由传感器与模数转换器完成,分析处理单元由微处理器与存储器完成,通信单元由无线收发器完成。