[发明专利]一种基于人体智能识别及无线传感器网络的操作系统

权利要求书

1.一种基于人体智能识别及无线传感器网络的操作系统，其特征是，该系统包括环境感知模块、人体感应识别装置和监控模块，所述环境感知模块、人体感应识别装置皆与所述监控模块连接；所述环境感知模块采集所监测区域的环境数据并发送至所述监控模块，所述人体感应识别装置感应到人体信号时向所述监控模块发送反馈信息；所述监控模块在所述环境数据达到预设条件且接收到所述反馈信息时，向对应的受控电器的控制器发送指令，以促使所述受控电器进入与所述指令对应的工作状态；所述的环境感知模块包括汇聚节点、簇头和多个传感器节点，每个传感器节点选择距离最近的簇头加入簇，各簇头负责收集簇内传感器节点采集的环境数据，所述汇聚节点与所述监控模块通信，以将各簇头发送的环境数据传输至所述监控模块；所述汇聚节点周期性地向各簇头广播hello消息，所述hello消息包括汇聚节点的位置信息以及直接通信距离阈值S_T；簇头接收到所述hello消息后，若簇头到汇聚节点的距离不大于S_T，则簇头选择与汇聚节点直接通信；若簇头到汇聚节点的距离大于S_T，则簇头在其通信范围内的簇头中选择一个作为下一跳节点，与该下一跳节点直接通信；所述簇头在其通信范围内的簇头中选择下一跳节点时，具体执行：

(1)在与其距离未超过当前的直接通信距离阈值的簇头中，确定相对于其距离汇聚节点更近的簇头，归入备选节点集合；

(2)向各备选节点发送请求，接收各备选节点根据该请求反馈的负载能力，所述负载能力的计算公式为：

式中，Q_I为簇头I的负载能力，E_I为簇头I的当前剩余能量，N_I(S_T)为与簇头I距离不大于当前的直接通信距离阈值的簇头数量；D_I,O为簇头I到汇聚节点的距离，E_b1为预设的基于距离的单位数据传输能耗；N_I为簇头I所在簇内的传感器节点数量，E_b2为预设的基于簇管理的单位管理能耗；

(3)选择备选节点集合中负载能力最大的簇头作为下一跳节点；

所述直接通信距离阈值按照下列公式确定：

式中，S_T(y+1)为第y+1个周期广播的直接通信距离阈值，S_T(y)为第y个周期广播的直接通信距离阈值，直接通信距离阈值的初始值为S_min，S_min为簇头能够调节的最小通信距离，S_max为簇头能够调节的最大通信距离，E_avg0[0,S_T(y)]为与汇聚节点的距离在[0,S_T(y)]范围内的簇头的平均初始能量，E_avg[0,S_T(y)]为与汇聚节点的距离在[0,S_T(y)]范围内的簇头的平均当前剩余能量；

下一跳节点定期计算自身的数据转发能力，当数据转发能力小于预设的数据转发能力阈值下限时，该下一跳节点向其上一跳的簇头发送反馈信息，以使该上一跳的簇头重新选择下一跳节点；所述数据转发能力的计算公式为：

式中，U_J为下一跳节点J的数据转发能力，E_J为下一跳节点J的当前剩余能量，D_J,O为下一跳节点J到汇聚节点的距离，D_Javg为下一跳节点J到其上一跳的平均距离，N_J(S_T)为与簇头J距离不大于当前的直接通信距离阈值的簇头数量，N_J为簇头J所在簇内的传感器节点数量。

2.根据权利要求1所述的一种基于人体智能识别及无线传感器网络的操作系统，其特征是，所述人体感应识别装置包括热释电红外传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于人体智能识别及无线传感器网络的操作系统，其特征是，当人体感应识别装置感应到人体信号并持续停留超过设定时间，则向所述监控模块发送所述反馈信息。