[發明專利]面向樓宇監測的無線傳感器網絡數據收集系統

有效

• 申請號: 201710856717.X
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107657799B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 黃信文
• 申請（專利權）人: 碧桂園智慧物業服務集團股份有限公司
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04W40/32;H04W84/18
• 代理公司: 北京華識知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 江婷

1.面向樓宇監測的無線傳感器網絡數據收集系統，其特征是，包括室內環境監測模塊、數據匯聚模塊和樓宇監測中心；所述的室內環境監測模塊用于獲取室內環境監測數據，對所述室內環境監測數據進行數據處理，并與網絡中數據匯聚模塊進行無線通信；數據匯聚模塊，用于接收來自室內環境監測模塊的室內環境監測數據并將該室內環境監測數據傳輸到樓宇監測中心；樓宇監測中心，用于對室內環境監測數據進行接收、存儲和分析；所述室內環境監測模塊為無線傳感器網絡，包括樓宇環境監測節點、簇頭節點；所述的樓宇環境監測節點被部署在樓宇的各個房間內，簇頭節點收集簇內各樓宇環境監測節點采集的室內環境監測數據，并對室內環境監測數據進行異常室內環境監測數據檢測，剔除異常室內環境監測數據后，對剩余的室內環境監測數據進行融合，每個房間有且僅有一個所述簇頭節點，所述樓宇環境監測節點與所述簇頭節點無線通信，所述簇頭節點直接或以多跳的方式與數據匯聚模塊無線通信；簇頭節點對其簇內的樓宇環境監測節點進行定期檢測，計算樓宇環境監測節點在當前檢測周期的異常度，設S_α(f)表示樓宇環境監測節點α在當前檢測周期f的異常度，S_α(f)的計算公式為：

式中，S_α(f-1)表示樓宇環境監測節點α在上一個檢測周期f-1的異常度，W為設定的懲罰因子，W的設定取值范圍為(1,e]，X_α(h)表示樓宇環境監測節點α在當前檢測周期內的第h次采集的室內環境監測數據，x_θ(h)表示樓宇環境監測節點α對應的簇頭節點對簇內各樓宇環境監測節點的第h次采集的室內環境監測數據進行融合的結果，H表示樓宇環境監測節點在當前檢測周期內采集室內環境監測數據的次數，Δ_*(h)表示樓宇環境監測節點α對應的簇頭節點對簇內各樓宇環境監測節點的第h次采集的室內環境監測數據進行計算得到的允許差閾值，K_α表示樓宇環境監測節點α在當前檢測周期內采集的室內環境監測數據被判定為異常室內環境監測數據的個數；

若簇頭節點檢測到樓宇環境監測節點的異常度大于設定的異常度閾值的次數大于三次，則簇頭節點判定該樓宇環境監測節點為異常節點，并迫使異常節點進入休眠。

2.根據權利要求1所述的面向樓宇監測的無線傳感器網絡數據收集系統，其特征是，所述樓宇監測中心包括通信單元、數據存儲單元、數據分析處理單元。

3.根據權利要求1所述的面向樓宇監測的無線傳感器網絡數據收集系統，其特征是，所述室內環境監測數據包括樓宇房間的溫度、濕度、光照度。

4.根據權利要求1所述的面向樓宇監測的無線傳感器網絡數據收集系統，其特征是，簇頭節點對室內環境監測數據進行異常室內環境監測數據檢測，剔除異常室內環境監測數據后，對剩余的室內環境監測數據進行融合，具體包括：

(1)簇頭節點收集來自簇內樓宇環境監測節點的室內環境監測數據，并對該室內環境監測數據進行升序排序，設排序后的室內環境監測數據序列為X＝{x₁,x₂,…,x_n}，n為收集的室內環境監測數據的個數，計算相鄰兩室內環境監測數據的允許差閾值，設Δ_*表示相鄰兩室內環境監測數據的允許差閾值，Δ_*的計算公式為：

式中，x_i表示室內環境監測數據序列中第i個室內環境監測數據，x_i+1表示室內環境監測數據序列中第i+1個室內環境監測數據；

(2)若在室內環境監測數據序列中存在相鄰兩室內環境監測數據x_j、x_j+1滿足|x_j+1-x_j|>Δ_*，則簇頭節點將室內環境監測數據x_j、x_j+1判定為異常室內環境監測數據，并對異常室內環境監測數據進行剔除；

(3)簇頭節點對剩余的室內環境監測數據進行融合操作，得到融合結果。

5.根據權利要求1所述的面向樓宇監測的無線傳感器網絡數據收集系統，其特征是，樓宇環境監測節點定期檢測簇頭節點的融合結果，若融合結果滿足設定的異常檢測條件，則判定該融合結果為異常融合結果，若超過的樓宇環境監測節點判定它們的簇頭節點的融合結果為異常融合結果，則重新進行簇頭節點競選；所述的異常檢測條件設定為：

式中，X_β表示樓宇環境監測節點β采集的室內環境監測數據，表示樓宇環境監測節點β監聽到其所在簇的簇頭節點發送的融合結果，Δ_*′表示樓宇環境監測節點β所在簇的簇頭節點計算出的相鄰兩室內環境監測數據的允許差閾值，N_β表示樓宇環境監測節點β所在簇包含的未休眠的樓宇環境監測節點個數。