[发明专利]一种基于无线传感器网络的智能家居系统

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络的智能家居系统，其特征是，包括逻辑处理模块、传感监测模块、多个家居设备；所述的传感监测模块、多个家居设备均与逻辑处理模块通信连接；所述的传感监测模块为设置在智能家居监测区域内的无线传感器网络，用于对家居环境进行监测，采集家居环境参数并发送至逻辑处理模块；所述的逻辑处理模块用于对家居环境参数进行处理，根据处理结果控制家居设备的开启和关闭；所述的传感监测模块包括传感器节点和汇聚节点，所述传感器节点分为簇头节点和家居环境监测节点，每个家居环境监测节点采集家居环境参数并将采集的家居环境参数打包成数据包后传送给所在簇内的簇头节点，与该簇头节点采集的家居环境参数进行融合，形成新的数据包，并传送给汇聚节点；若家居环境监测节点与所在簇内的簇头节点为多跳距离，该家居环境监测节点在发送家居环境参数前选择一个最优状态值的邻居家居环境监测节点作为下一跳家居环境监测节点，建立自身与该邻居家居环境监测节点之间的路由，通过下一跳家居环境监测节点辅助发送家居环境参数的形式将家居环境参数传送至簇头节点；

其中，下一跳家居环境监测节点的选择具体包括：

(1)设家居环境监测节点与所在簇的簇头节点之间的距离为φ，将与所述的所在簇的簇头节点之间的距离小于φ的邻居家居环境监测节点作为备选节点，家居环境监测节点向各备选节点广播hello消息，各备选节点接收到hello消息后，向家居环境监测节点反馈状态参数，状态参数包括备选节点的当前剩余能量、具有的邻居家居环境监测节点数目；

(2)家居环境监测节点统计各备选节点反馈状态参数的传输时延，并确定每个备选节点的状态值，选取状态值最大的备选节点作为下一跳家居环境监测节点，建立自身与该备选节点之间的路由，状态值的计算公式为：

式中，W_n表示n的状态值，n表示家居环境监测节点i的第n个备选节点，e_i为家居环境监测节点i的备选节点的个数，Φ_n、R_n分别为n的当前剩余能量、具有的邻居家居环境监测节点数目，Φ_i为家居环境监测节点i的当前剩余能量，T_n表示所述第n个备选节点向家居环境监测节点i反馈状态参数的传输时延。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的智能家居系统，其特征是，所述的家居环境参数包括温度、湿度和光照强度；所述的逻辑处理模块设置有显示时间、温度、湿度和光照强度的显示单元。

3.根据权利要求2所述的一种基于无线传感器网络的智能家居系统，其特征是，所述逻辑处理模块还设置有用于对家居环境参数进行处理的数据处理单元、用于控制多个家居设备的控制单元。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的智能家居系统，其特征是，簇头节点定期检测家居环境监测节点间的信任度，当家居环境监测节点与下一跳家居环境监测节点之间的信任度小于设定的信任度阈值时，簇头节点向对应的家居环境监测节点发送消息，家居环境监测节点收到消息后进行下一跳家居环境监测节点的更新，设J_a,b(ΔT)表示家居环境监测节点a与下一跳家居环境监测节点b之间在ΔT时间内的信任度，J_a,b(ΔT)的检测公式为：

式中，ΔT为设定的检测时间窗口，E_a,b(ΔT)、R_a,b(ΔT)分别表示在ΔT时间内a,b采集的家居环境参数间的相似次数和不相似次数，其中E_a,b(ΔT)＝count[X_t(a,b)>X_ξ,t＝1,2,…,ΔT]，R_a,b(ΔT)＝count[X_t(a,b)≤X_ξ,t＝1,2,…,ΔT]，count[·]为计数函数，X_t(a,b)表示在t时刻a,b采集的家居环境参数之间的相似度，X_ξ为设定的相似度阈值，设在t时刻a采集的家居环境参数为在t时刻b采集的家居环境参数为则r_a,b(Δt)分别表示在Δt时间内家居环境监测节点a向下一跳家居环境监测节点b发送家居环境参数包成功的次数、发送家居环境参数包失败的次数。