[发明专利]基于物联网云计算的智能家居系统

权利要求书

1.基于物联网云计算的智能家居系统，其特征是，包括家电控制模块、环境监测模块、云服务器、信息处理模块和移动终端，所述的家电控制模块、环境监测模块、信息处理模块和移动终端分别与云服务器通信连接；所述的环境监测模块用于对智能家居进行环境监测，获取环境监测数据后发送至云服务器；所述的家电控制模块用于从云服务器中获取家电设备的运行指标，并根据移动终端所发送的控制命令对家电设备进行控制；所述的信息处理模块用于对云服务器上的数据进行解析和处理，并将数据处理结果存储至云服务器；所述环境监测模块基于无线传感器网络进行环境监测数据的收发，所述的无线传感器网络包括基站、汇聚节点和环境监测节点，每个环境监测节点设置有多个中继转发节点来辅助转换其环境监测数据包至汇聚节点，进而发送至基站；环境监测节点设置中继转发节点时，具体执行：

(1)获取邻居节点集合，具体为：源环境监测节点即设置中继转发节点的环境监测节点在设定的通信范围内向其他环境监测节点广播中继转发节点请求消息，其他环境监测节点接收到该中继转发节点请求消息后，向源环境监测节点发送反馈消息，源环境监测节点将发送反馈消息的环境监测节点按序归入邻居节点集合；

(2)源环境监测节点按照自定义的筛选机制从邻居节点集合中选择最优数目M的邻居节点作为中继转发节点，具体包括：

1)按照下列公式计算邻居节点集合中每个邻居节点充当中继转发节点的能力值：

式中，表示源环境监测节点i的邻居节点集合中第j个环境监测节点充当中继转发节点的能力值，表示源环境监测节点i的邻居节点集合中第j个环境监测节点到所属汇聚节点的跳数，表示源环境监测节点i的邻居节点集合中第j个环境监测节点到源环境监测节点i的跳数，表示源环境监测节点i与邻居节点集合中第j个环境监测节点之间的丢包率，分别表示源环境监测节点i的邻居节点集合中第j个环境监测节点的剩余能量值、初始能量值，a、b、c为设定的权重系数，且a+b+c＝1；

2)按照充当中继转发节点的能力值由大到小的顺序对邻居节点集合中各环境监测节点进行排序，选择前M个环境监测节点作为对应源环境监测节点的中继转发节点，并形成中继转发节点列表；

其中，最优数目M按照下列公式进行设定：

式中，σ为设定的可靠性阈值，y表示跳数，y_max表示源环境监测节点与邻居节点集合中的环境监测节点之间的最大跳数，表示该邻居节点集合中到源环境监测节点的跳数为y的第l个环境监测节点与其邻居节点之间的丢包率，N_y表示该邻居节点集合中具有的到源环境监测节点的跳数为y的环境监测节点的数目。

2.根据权利要求1所述的基于物联网云计算的智能家居系统，其特征是，所述移动终端包括智能手机和PC机，其通过访问云服务器实时获取环境监测数据和设备的运行情况。

3.根据权利要求2所述的基于物联网云计算的智能家居系统，其特征是，所述的云服务器包括环境监测数据存储模块、家电设备运行指标存储模块和控制命令传送模块。

4.根据权利要求1所述的基于物联网云计算的智能家居系统，其特征是，源环境监测节点按照设定的中继转发节点调整策略进行中继转发节点的更新，具体包括：

(1)中继转发节点失效时，向其源环境监测节点发送退出消息，源环境监测节点接收到退出消息后，在中继转发节点列表中直接删除该失效的中继转发节点，并在排序后的邻居节点集合中选择第M+1个环境监测节点替代该失效的中继转发节点；

(2)源环境监测节点按照设定的周期评测已有的中继转发节点列表的可靠度，评测机制为：

1)根据下列可靠度计算公式计算中继转发节点列表的可靠度：

式中，Δ_i表示源环境监测节点i的中继转发节点列表的可靠度，表示源环境监测节点i在设定周期内向到汇聚节点跳数为γ的第x个中继转发节点发送环境监测数据包的个数，表示在设定周期内到汇聚节点跳数为γ的第x个中继转发节点接收到源环境监测节点i发送的环境监测数据包的个数，n_γ表示源环境监测节点i所具有的到汇聚节点跳数为γ的中继转发节点的数目，γ_max表示源环境监测节点i与其中继转发节点列表中的中继转发节点之间的最大跳数；

2)若中继转发节点列表的可靠度Δ_i小于设定的可靠度阈值，则源环境监测节点i按照自定义的筛选机制重新从邻居节点集合中选择最优数目M的邻居节点作为中继转发节点，完成中继转发节点的定期更新。