[发明专利]一种具有环境调节功能的智能家居系统

权利要求书

1.一种具有环境调节功能的智能家居系统，其特征是，包括传感监测子系统、温度调节器、风流调节器、环境调控中心，其中传感监测子系统、温度调节器、风流调节器皆与环境调控中心连接；所述传感监测子系统用于对室内环境进行实时监测，采集室内环境数据并发送至环境调控中心；所述的环境调控中心用于对接收的室内环境数据进行分析处理，生成相应的控制指令，并根据控制指令控制温度调节器和风流调节器的运行；所述传感监测子系统包括多个传感器节点、汇聚节点，汇聚节点和多个传感器节点一同构建成用于感知和采集室内环境数据的无线传感器网络，传感器节点采集的室内环境数据通过并行多径路由方式将室内环境数据传输至汇聚节点，进而由汇聚节点将接收到的室内环境数据传送到环境调控中心。

2.根据权利要求1所述的一种具有环境调节功能的智能家居系统，其特征是，所述的环境调控中心包括数据处理模块、温度控制模块、风流控制模块，其中温度控制模块、风流控制模块的输入端皆与数据处理模块连接，温度控制模块的输出端与温度调节器连接、风流控制模块的输出端与风流调节器连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有环境调节功能的智能家居系统，其特征是，传感器节点包括数据采集模块、数据分析处理模块以及数据通信模块；数据采集模块由传感器与模数转换器完成，数据分析处理模块由微处理器与存储器完成，数据通信模块由无线收发器完成。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种具有环境调节功能的智能家居系统，其特征是，传感器节点采集的室内环境数据通过并行多径路由方式将室内环境数据传输至汇聚节点，具体为：传感器节点将由汇聚节点确定的多个优选路由路径作为室内环境数据传输的路径，确定每条优选路由路径的合理负载，将采集的室内环境数据按照合理负载比例分割后分配给各优选路由路径进行传输。

5.根据权利要求4所述的一种具有环境调节功能的智能家居系统，其特征是，汇聚节点确定传感器节点的多个优选路由路径，具体包括：

(1)汇聚节点在网络初始化阶段向网络广播初始化信息，获取各传感器节点到汇聚节点的最小跳数；

(2)接收传感器节点发送的多个路径探测包，设始发路径探测包的传感器节点为源节点，通过处理路径探测包得到源节点到汇聚节点的多条路由路径，其中每个路径探测包携带了一条路由路径的基本信息，所述的基本信息包括该路由路径中包含的传感器节点、链路状态信息及带宽需求信息，所述的传感器节点为负责转发室内环境数据的传感器节点；

(3)将不满足路径筛选条件的路由路径剔除，根据源节点的带宽需求估计需要的路由路径数K，对将剩余的路由路径进行K均值聚类，根据聚类结果将将剩余的路由路径分成K个种群；

(4)对各种群依次采用粒子群优化算法进行路径优化，得到每个种群的优选路由路径；

(5)沿每条优选路由路径将对应的优选路由路径信息发送给源节点并更新源节点的路由表，进而源节点得到多个优选路由路径。

6.根据权利要求5所述的一种具有环境调节功能的智能家居系统，其特征是，设定路径筛选条件为：

f[E(a)-E_min]×f[B_max-B(a)]＝1

式中，E(a)为路由路径a中剩余能量最小的传感器节点的剩余能量，E_min是为满足网络服务质量要求而设定的能量下限，B(a)为路由路径a的总时延，B_max是为满足网络服务质量要求而设定的时延上限，f[E(a)-E_min]、f[B_max-B(a)]皆为设定的判断取值函数，且满足：当E(a)-E_min≥0时，f[E(a)-E_min]＝1，当E(a)-E_min＜0时，f[E(a)-E_min]＝0，当B_max-B(a)≥0时，f[B_max-B(a)]＝1，当B_max-B(a)＜0时，f[B_max-B(a)]＝0。