[發(fā)明專利]一種智慧家庭計算機交互裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811468737.0
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109639538B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張文祥;胡天方;楊愛民;肖四友;章偉聰;朱仲杰
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波智正偉盈信息科技有限公司
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;G01D21/02;H04L12/715;H04W40/02;H04W40/10
• 代理公司: 寧波高新區(qū)永創(chuàng)智誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33264
• 代理人: 李鑫

1.一種智慧家庭計算機交互裝置，其特征是，包括傳感器網(wǎng)絡(luò)感測模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊和電氣控制模塊；所述傳感器網(wǎng)絡(luò)感測模塊和人機交互模塊分別與計算機處理模塊相連接，計算機處理模塊通過物聯(lián)網(wǎng)模塊與電氣控制模塊相連接；所述傳感器網(wǎng)絡(luò)感測模塊用于室內(nèi)環(huán)境的實時監(jiān)測并將室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機處理模塊；計算機處理模塊將接收到的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)超標(biāo)時，計算機處理模塊將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送至人機交互模塊向用戶進(jìn)行語音播報；用戶根據(jù)接聽到的監(jiān)測結(jié)果，通過人機交互模塊向計算機處理模塊發(fā)出電氣控制指令；計算機處理模塊根據(jù)接收到的電氣控制指令，利用物聯(lián)網(wǎng)模塊向電氣控制模塊發(fā)送環(huán)境調(diào)節(jié)指令，由電氣控制模塊進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)或凈化；所述傳感器網(wǎng)絡(luò)感測模塊包括匯聚節(jié)點和多個部署于室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點，以LEACH算法對由匯聚節(jié)點和傳感器節(jié)點構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分簇，分成的每個簇包括一個簇頭；傳感器節(jié)點采集的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至所在簇的簇頭，簇頭將收集的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點；所述匯聚節(jié)點與所述計算機處理模塊通信連接，以將接收的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至該計算機處理模塊；簇頭通過調(diào)節(jié)自身的發(fā)送功率來調(diào)節(jié)自己的發(fā)送距離；初始時簇頭判斷自身到匯聚節(jié)點的距離是否超過自身的最大發(fā)送距離，若不超過，簇頭將收集的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)直接發(fā)送至匯聚節(jié)點；若超過，簇頭選擇間接的方式將收集的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點；所述間接的方式為：簇頭在其通信范圍內(nèi)的簇頭即鄰居簇頭中選擇一個距離匯聚節(jié)點更近的鄰居簇頭作為下一跳節(jié)點，將所收集的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至下一跳節(jié)點，包括：

(1)簇頭將相對于其距離匯聚節(jié)點更近的鄰居簇頭作為備選節(jié)點；構(gòu)建備選節(jié)點集，并為每個備選節(jié)點分配初始優(yōu)先級：

式中，Y_ij0為簇頭i的備選節(jié)點j的初始優(yōu)先級，L(i,j)為簇頭i到備選節(jié)點j的距離，L(j,O)為所述備選節(jié)點j到匯聚節(jié)點的距離，L(i,k)為簇頭i到其第k個備選節(jié)點的距離，L(k,O)為所述第k個備選節(jié)點到匯聚節(jié)點的距離，n_i為簇頭i的備選節(jié)點集中的備選節(jié)點數(shù)量；N_i為簇頭i的鄰居簇頭數(shù)量，N_j為所述備選節(jié)點j的鄰居簇頭數(shù)，N_i∩N_j為簇頭i與備選節(jié)點j所擁有的共同鄰居簇頭的數(shù)量，α₁、α₂為預(yù)設(shè)的權(quán)重系數(shù)，滿足α₁+α₂＝1；

(2)簇頭按照設(shè)定的第二周期周期性地獲取其備選節(jié)點集中各備選節(jié)點的信息，根據(jù)該信息更新各備選節(jié)點的優(yōu)先級，進(jìn)而在備選節(jié)點集中選擇當(dāng)前優(yōu)先級最大的備選節(jié)點作為下一跳節(jié)點，其中優(yōu)先級的更新公式為：

式中，Y_ij(t)為簇頭i的備選節(jié)點j在第t次更新的優(yōu)先級，Y_ij(t-1)為簇頭i的備選節(jié)點j在第t-1次更新的優(yōu)先級，λ為預(yù)設(shè)的衰減系數(shù)，λ的取值范圍為[0.1,0.2]，h_j為所述備選節(jié)點j的當(dāng)前緩存空間，H_j為所述備選節(jié)點j的初始緩存空間，E_j為所述備選節(jié)點j的當(dāng)前剩余能量，E_j0為所述備選節(jié)點j的初始能量，β₁、β₂為資源比率的權(quán)重因子，滿足β₁+β₂＝1；

將收集的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)直接發(fā)送至匯聚節(jié)點的簇頭按照設(shè)定的第一周期，周期性地判斷自身的當(dāng)前剩余能量是否滿足能量條件，若滿足，簇頭仍直接將收集的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點，若不滿足，簇頭選擇間接的方式將收集的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點，所述能量條件為：

式中，E_i為簇頭i的當(dāng)前剩余能量，E_i0為簇頭i的初始能量，E_min為預(yù)設(shè)的能量下限，L(i,O)為簇頭i到匯聚節(jié)點的距離，D_imax為簇頭i的最大通信距離，c為預(yù)設(shè)的基于能量的衰減因子，c的取值范圍為[0.85,0.95]。