基于云计算的智能家居设备控制系统
技术领域
本发明涉及智能家居领域，具体涉及基于云计算的智能家居设备控制系统。
背景技术
智能家电是将微处理器、传感器技术和网络通信技术引入家电设备后形成的家电产品，智能家电能够接收用户在住宅内或者远程的控制指令。目前在用户家庭中出现的智能家电的种类和数量越来越多，如智能电视、智能冰箱、智能空调等。如何实现对智能家电的节能控制，是亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供基于云计算的智能家居设备控制系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了基于云计算的智能家居设备控制系统，包括云服务器、环境感测装置、家居设备控制装置和用户终端；所述的环境感测装置、家居设备控制装置、用户终端均与云服务器通信连接；所述的环境感测装置用于对家居环境进行监测，采集环境感测数据并发送至云服务器；所述的云服务器用于对环境感测数据进行处理，判断环境感测数据是否满足预设的家居环境参数条件，当某一环境感测数据不满足预设的环境参数条件时，向家居设备控制装置发送控制指令，家居设备控制装置根据控制指令控制对应的智能家电运作；所述的用户终端访问云服务器获得环境感测数据，并发送控制请求至云服务器，云服务器根据控制请求向家居设备控制装置发送相应的控制指令。
在一种能够实现的方式中，所述的云服务器包括：
数据存储单元，用于存储所述环境感测装置采集的环境感测数据；
数据分析单元，用于对环境感测数据进行处理，判断环境感测数据是否满足预设的家居环境参数条件，并将判断结果发送至指令发送单元；
指令发送单元，与所述家居设备控制装置无线通讯连接，用于根据判断结果生成相应的控制指令，并向所述家居设备控制装置发送所述控制指令。
进一步地，所述的云服务器还包括数据查询单元，所述数据查询单元根据所述用户终端的查询指令调取相应的环境感测数据，并将调取的环境感测数据发送至所述用户终端。
进一步地，所述的云服务器还包括访问限制单元，所述访问限制单元在所述的用户终端访问云服务器时，接收所述用户终端发送的身份识别信息，所述访问限制单元在所述身份识别信息与预存的标准身份识别信息匹配时，建立与所述用户终端的通信。
在一种能够实现的方式中，环境感测装置包括多个布设于室内的传感器节点，还包括汇聚节点，所述的传感器节点用于对室内环境进行监测，采集环境感测数据，并将环境感测数据发送至汇聚节点，汇聚节点用于接收传感器节点发送的环境感测数据并进行处理转发至云服务器。
在一种能够实现的方式中，网络拓扑构建时从传感器节点中选取出簇头并进行分簇；簇头被配置为将簇内传感器节点采集的环境感测数据汇总并发送至汇聚节点。
本发明的有益效果为：能够实时获取环境感测数据，并基于云计算技术对环境感测数据进行分析处理，根据分析处理结果智能化控制或者远程控制智能家电的运作，从而实现节能控制，具备高度的信息化和智能化，操作简便。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1本发明一个示例性实施例的基于云计算的智能家居设备控制系统的结构框图；
图2是本发明一个示例性实施例的云服务器的连接框图。
附图标记：
云服务器1、环境感测装置2、家居设备控制装置3、用户终端4、数据存储单元10、数据分析单元20、指令发送单元30、数据查询单元40、访问限制单元50。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1、图2，本实施例提供的基于云计算的智能家居设备控制系统，包括云服务器1、环境感测装置2、家居设备控制装置3和用户终端4；所述的环境感测装置2、家居设备控制装置3、用户终端4均与云服务器1通信连接；所述的环境感测装置2用于对家居环境进行监测，采集环境感测数据并发送至云服务器1；所述的云服务器1用于对环境感测数据进行处理，判断环境感测数据是否满足预设的家居环境参数条件，当某一环境感测数据不满足预设的环境参数条件时，向家居设备控制装置3发送控制指令，家居设备控制装置根据控制指令控制对应的智能家电运作；所述的用户终端4访问云服务器1获得环境感测数据，并发送控制请求至云服务器1，云服务器1根据控制请求向家居设备控制装置3发送相应的控制指令。
在一种能够实现的方式中，所述环境感测数据包括家居内温湿度、光照强度；所述智能家电包括空调设备、加湿设备、灯光设备，当所述温湿度小于预设的最低温湿度时，家居设备控制装置3控制所述空调设备和加湿设备开启，当所述光照强度小于预设的最低光照强度时，控制所述灯光设备开启。
其中，所述的云服务器1包括：
数据存储单元10，用于存储所述环境感测装置采集的环境感测数据，
数据分析单元20，用于对环境感测数据进行处理，判断环境感测数据是否满足预设的家居环境参数条件，并将判断结果发送至指令发送单元30；
指令发送单元30，与所述家居设备控制装置3无线通讯连接，用于根据判断结果生成相应的控制指令，并向所述家居设备控制装置3发送所述控制指令。
进一步地，所述的云服务器1还包括数据查询单元40，所述数据查询单元40根据所述用户终端4的查询指令调取相应的环境感测数据，并将调取的环境感测数据发送至所述用户终端4。
进一步地，所述的云服务器1还包括访问限制单元50，所述访问限制单元50在所述的用户终端4访问云服务器时，接收所述用户终端4发送的身份识别信息，所述访问限制单元50在所述身份识别信息与预存的标准身份识别信息匹配时，建立与所述用户终端4的通信。
在一种能够实现的方式中，环境感测装置2包括多个布设于室内的传感器节点，还包括汇聚节点，所述的传感器节点用于对室内环境进行监测，采集环境感测数据，并将环境感测数据发送至汇聚节点，汇聚节点用于接收传感器节点发送的环境感测数据并进行处理转发至云服务器。
在一种能够实现的方式中，网络拓扑构建时从传感器节点中选取出簇头并进行分簇；簇头被配置为将簇内传感器节点采集的环境感测数据汇总并发送至汇聚节点。
本发明上述实施例能够实时获取环境感测数据，并基于云计算技术对环境感测数据进行分析处理，根据分析处理结果智能化控制或者远程控制智能家电的运作，从而实现节能控制，具备高度的信息化和智能化，操作简便。
在一种能够实现的方式中，设簇头能够调节的最大通信距离为Smax，汇聚节点初始时向与其距离未超过Smax的簇头广播请求信息，按照预设的计时时间进行计时，接收簇头所反馈的信息，计时结束后，不再接收簇头所反馈的信息，其中簇头所反馈的信息包括簇头的位置信息；
所述汇聚节点根据所述位置信息设置距离下限：
式中，dT表示距离下限，d(i,o)为在计时未结束之前所述汇聚节点与其接收到第i个所反馈的信息所对应的簇头之间的距离，n在计时未结束之前所述汇聚节点接收到所反馈的信息所对应的簇头的数量；
所述汇聚节点向网络内各簇头广播该距离下限，簇头与汇聚节点之间的距离未超过距离下限时，簇头直接与汇聚节点通信；簇头与汇聚节点之间的距离超过距离下限时，簇头通过多跳路由的方式将环境感测数据发送至汇聚节点。
本实施例中，汇聚节点在预设的计时时间内获取与其距离未超过Smax的簇头反馈的信息，并根据该信息确定距离下限，进而簇头根据距离下限确定与汇聚节点的路由方式，使得簇头与汇聚节点之间的路由建立更具备灵活性，符合簇头的实际部署情况，且能够在确保直接通信路由的稳定性的情况下，确保与汇聚节点直接通信的簇头具有符合要求的反馈效率。
在一种能够实现的方式中，簇头选择下一跳节点时，具体执行：
簇头按照下列公式确定可选择范围阈值：
式中，d(t)为当前确定的可选择范围阈值，Ea为簇头a的当前剩余能量，Ea0为簇头a的初始能量，w为预设的基于能耗的衰减因子，w的取值范围为[0.85,0.95]。
簇头将与其距离小于d(t)且相对于其距离更近的邻居簇头作为备选节点，向各备选节点发送请求，各备选节点基于该请求计算自身的当前数据缓存率，当所述当前数据缓存率小于预设缓存率上限时，备选节点向簇头发送应答信息，所述簇头将接收到第一个应答信息所对应的簇头作为下一跳节点，其中所述当前数据缓存率的计算公式为：
式中，μj表示备选节点j的当前数据缓存率，Hj为备选节点j当前所缓存的环境感测数据包队列所占据的缓存大小，H(min)为预设的缓存下限，Hj(0)为备选节点j的初始缓存大小。
其中，簇头按照预设的周期定期更新所述可选择范围阈值，当所述下一跳节点不在所述可选择范围阈值内时，所述簇头重新选择下一跳节点。
本实施例根据簇头的能量情况确定可选择范围阈值，并进一步基于可选择范围阈值确定备选节点，进而根据各备选节点的当前数据缓存率确定下一跳节点，有利于保障簇头传输数据的能耗在一定的范围内，并且能够平衡各下一跳节点的负载，有效降低因环境感测数据缓存过多而丢包的概率，进而提高环境感测数据传输的可靠性。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
