[发明专利]一种用于智慧建筑的智能监控设备

权利要求书

1.一种用于智慧建筑的智能监控设备，其特征在于，包括主控模块、无线通信模块、智能监控模块、多源数据融合模块、传感器采集模块，所述主控模块分别连接所述无线通信模块、智能监控模块、多源数据融合模块、传感器采集模块，所述无线通信模块还分别连接所述智能监控模块、多源数据融合模块、传感器采集模块；

所述主控模块采用嵌入式ARM单片机对所述无线通信模块、智能监控模块、多源数据融合模块、传感器采集模块进行控制；在所述无线通信模块的支持下，主控模块发布指令对所述智能监控模块、多源数据融合模块、传感器采集模块进行控制，所述智能监控模块、多源数据融合模块、传感器采集模块通信通过所述无线通信模块实现；

所述传感器采集模块将采集到的建筑环境数据传输至多源数据融合模块进行融合后，再将数据提供给所述无线通信模块，所述无线通信模块采用主串口进行数据发送与接收，结合基于改进的LEACH算法实现与所述智能监控模块的长距离多源融合数据传输，建筑环境数据传输到所述智能监控模块后，采用BP神经网络智能监测建筑环境，且在所述智能监控模块内用户可对建筑环境进行远程智能监控，以提供历史数据查询功能，利用主控模块对系统全部模块进行管理。

2.根据权利要求1所述的用于智慧建筑的智能监控设备，其特征在于，所述传感器采集模块为用于获取建筑环境数据的ZigBee传感器采集模块，所述传感器采集模块包括控制芯片、高精度采样单元、高速采样单元、普通采样单元、分通道计数处理单元，所述控制芯片分别连接所述高精度采样单元、高速采样单元、普通采样单元、分通道计数处理单元；

所述控制芯片采用CC2530作为所述传感器采集模块的主芯片，所述高精度采样单元采用A/D转换芯片AD7793实现采样，所述普通采样单元采用普通的并行A/D转换芯片AD7606-4实现采样，所述分通道计数处理单元与高速采样单元均采用微控制器STM32F103内部的A/D转换器实现采样。

3.根据权利要求1所述的用于智慧建筑的智能监控设备，其特征在于，所述无线通信模块采用BC95作为基于NB-IOT的无线通信模块，并采用改进的LEACH算法对建筑环境数据无线传输方式进行优化，所述改进的LEACH算法包括成簇过程与稳定过程，在成簇过程中由目标自发挑选大量簇头节点，同时构成若干个簇；在稳定过程中聚合各簇头的数据，并向基站传输聚合的建筑环境数据，根据获取到的信号强度，构成簇后开始计算。

4.根据权利要求3所述的用于智慧建筑的智能监控设备，其特征在于，所述成簇过程包括：

利用预设公式挑选出若干簇头，每个簇头发送广播，宣布自身成为簇头，等候普通节点到来；

非簇头节点开始获取簇头广播，按照广播信号强度，向簇头提出加入请求，请求发送完成后，簇头向节点发送是否为该簇内成员节点的反馈，当持续运行设定时间后，全部的节点均成为簇；

全部被选簇头均为自身成员节点构建一个传输时隙，按照簇内节点数量构建TDMA调度，按照调度时间表传输自身数据。

5.根据权利要求4所述的用于智慧建筑的智能监控设备，其特征在于，所述利用预设公式挑选出若干簇头，每个簇头发送广播，宣布自身成为簇头，等候普通节点到来的步骤中，预设公式为：

其中，n表示给定节点，每个节点均从0～1之间的随机数中选取；P表示最佳簇头百分比，b表示当前轮数，V(n)表示阈值，G表示上一轮非簇头节点集合；若阈值V(n)大于节点随机数，则说明该节点可成为下一轮的簇头，当某一节点成为簇头后，则该节点无法再次成为簇头，直至全部节点成为簇头。