[发明专利]基于物联网的人工智能监测系统

权利要求书

1.基于物联网的人工智能监测系统，其特征是，包括设置在智能电器内部的控制器单元、设置在室内用于对室内环境进行监测的环境监测单元、用于采集所述环境监测单元获得的环境监测数据的数据采集单元，所述数据采集单元和环境监测单元采用分簇结构的无线传感器网络进行通信，数据采集单元连接有物联网智能监测平台，所述物联网智能监测平台根据数据采集单元获得的环境监测数据对室内环境进行分析和评估，根据评估结果制定对智能电器的控制指令，并将所述控制指令发送至控制器单元，由控制器单元根据所述控制指令控制智能电器的运行；

其中，在无线传感器网络中，当传感器节点满足时，则传感器节点为簇头节点，其中，为产生范围内的随机数，为传感器节点对应的阈值；

且，式中，为传感器节点的剩余能量值，为传感器节点的初始能量值，为当前轮数，为预期簇头节点的百分比，即每个传感器节点成为簇头节点的概率，是最近轮内未当选簇头节点的传感器节点集合，为预期簇头节点百分比的调节参数，的表达式为：

式中，为传感器节点的通信半径，为传感器节点所在监测区域面积，表示传感器节点的通信半径内的传感器节点数，和为权重系数，且；

在簇头节点的选取过程中，引入了调节参数对预期簇头节点的百分比进行调节；

簇头节点选取完成后，当选为簇头的传感器节点广播通告消息，普通传感器节点接收到簇头节点广播的通告消息后选择簇头节点加入，定义簇头节点的成员接纳度为，设传感器节点的通信半径内的簇头节点集合为，其中，为传感器节点的通信半径内的簇头节点总数，传感器节点在簇头节点集合中选择成员接纳度值最大的簇头节点加入，设簇头节点为集合中的簇头节点，则簇头节点对应的成员接纳度的计算公式为：

式中，为簇头节点的剩余能量值，表示传感器节点的通信半径，表示簇头节点的通信半径，为传感器节点在其通信半径内监测到的簇头节点中加入的传感器节点的数量，表示簇头节点接收每个传感器节点的数据需要耗费的能量，表示簇头节点向汇聚节点发送数据需要消耗的能量。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的人工智能监测系统，其特征是，还包括本地数据库，所述本地数据库与数据采集单元相连，用于将数据采集单元获得的环境监测数据进行保存。

3.根据权利要求2所述的基于物理网的智能监测系统，其特征是，物联网智能监测平台采用4G或者WiFi的通信方式将控制指令发送至控制器单元。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于物联网的人工智能监测系统，在所述分簇结构的无线传感器网络中，在簇头节点采用模糊C均值聚类算法对簇内采集得到的环境监测数据进行聚类，并将聚类结果传输至汇聚节点，由汇聚节点发送至数据采集单元进行处理。

5.根据权利要求4所述的基于物联网的人工智能监测系统，对簇头节点采用的模糊C均值聚类算法中的隶属度函数进行改进，设表示第个数据属于第类的隶属度，的表达式为：

式中，表示第个数据，表示第类的中心，表示第类的中心，表示类别数，表示数据所对应的位置，表示类中心所对应的位置，是模糊因子，为调节参数。