[发明专利]一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居

权利要求书

1.一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，其特征是，包括信息处理器、云服务器、移动终端、智能家居物理硬件设备、智能家居电网参数调节设备、智能家居电网参数采集模块，所述的智能家居物理硬件设备通过智能家居电网电源线与智能家居电网参数调节设备相接，智能家居电网参数调节设备、智能家居电网参数采集模块与信息处理器连接，信息处理器与云服务器无线连接，所述的移动终端与云服务器通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，其特征是，所述的云服务器包括控制指令发送模块、电网参数分析模块和报警模块；所述的控制指令发送模块根据移动终端发送的控制需求请求，形成控制指令后传输给信息处理器；所述的电网参数分析模块用于对信息处理器发送的电网参数进行分析，判断该电网参数是否超过警戒值，输出判断结果至报警模块；所述的报警模块在电网参数超出警戒值时向移动终端发送报警信号。

3.根据权利要求2所述的一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，其特征是，所述的移动终端为手机或者平板电脑。

4.根据权利要求1所述的一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，其特征是，所述智能家居电网参数采集模块基于无线传感器网络进行智能家居电网参数采集，所述无线传感器网络采用下述的网络模型：无线传感器网络由多个智能家居电网参数传感器节点和一个基站节点组成，所有智能家居电网参数传感器节点均匀并随机地分布在特定的监测区域，周期性地采集数据，所有智能家居电网参数传感器节点设定相同的通信半径，智能家居电网参数传感器节点的智能电网参数数据通过多跳中继的方式路由到基站节点；智能家居电网参数传感器节点设置数据缓存队列来保存近期采集的K个智能电网参数数据，并通过簇头节点传输到基站节点。

5.根据权利要求4所述的一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，其特征是，所述的无线传感器网络进行智能家居电网参数采集的过程中，采用设定的分簇算法进行分簇，具体为：

(1)基站节点向一跳范围内的智能家居电网参数传感器节点发送分簇指令，接收到基站节点的分簇指令的智能家居电网参数传感器节点向其通信范围内的智能家居电网参数传感器节点广播分簇指令，各智能家居电网参数传感器节点根据分簇指令开始分簇；

(2)在所述的一跳范围内的智能家居电网参数传感器节点中确定簇头节点；

(3)簇头节点广播邀请消息到一跳范围内的邻居节点，邀请消息包含该簇头节点的AR模型参数、在近期设定时间段采集的K个智能电网参数数据的均值以及其距离基站节点的跳数；

(4)邻居节点接收到邀请消息后，根据是否满足下述定义的相似节点判定条件确定其是否为该簇头节点的相似节点：

式中，表示簇头节点S_i的AR模型参数，表示簇头节点S_i的邻居节点S_j的AR模型参数，表示的协方差，表示的标准差，表示的标准差，表示簇头节点在近期设定时间段采集的K个智能电网参数数据的均值，表示簇头节点S_i的邻居节点S_j的在近期同一个设定时间段采集的K个智能电网参数数据的均值，T₁、T₂为设定的阈值参数；

(5)若邻居节点判定为簇头节点的相似节点，则该邻居节点加入到该簇头节点所在的簇中并成为拓展节点；若邻居节点判定为不是簇头节点的相似节点，则向该簇头节点发送拒绝消息；

(6)拓展节点向自身的邻居节点发送自身收到的邀请消息，邻居节点接收到拓展节点的邀请消息后，进行(4)和(5)的操作。

6.根据权利要求5所述的一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，其特征是，所述的在所述的一跳范围内的智能家居电网参数传感器节点中确定簇头节点，具体包括：

(1)接收到基站节点的分簇指令的智能家居电网参数传感器节点按照下列公式计算自身的簇头竞争能力值：

$Q_{S_{\mathrm{\δ}}}=A_1\frac{E\left(S_{\mathrm{\δ}}\right)}{E{\left(S_{\mathrm{\δ}}\right)}_{max}}+A_2\frac{U\left(S_{\mathrm{\δ}}\right)}{U{\left(S_{\mathrm{\δ}}\right)}_{max}}+A_3\frac{1}{L\left(S_{\mathrm{\δ}}\right)+1}$

式中，表示智能家居电网参数传感器节点S_δ的簇头竞争能力值，E(S_δ)、U(S_δ)、L(S_δ)分别为智能家居电网参数传感器节点S_δ的剩余能量、可用内存、链路分组丢失率，E(S_δ)_max为智能家居电网参数传感器节点S_δ的能量的最大值，U(S_δ)_max为智能家居电网参数传感器节点S_δ的内存的最大值，α、β、γ为设定的权重系数，且A₁+A₂+A₃＝1；

(2)若智能家居电网参数传感器节点的簇头竞争能力值大于设定簇头竞争能力阈值，则将该智能家居电网参数传感器节点作为备选簇头节点；

(3)计算所有的备选簇头节点在近期设定时间段采集的K个智能电网参数数据的均值，将得到的所有均值进行升序排序，形成均值排序序列，将均值排序序列中的中值对应的备选簇头选为簇头节点；

(4)若存在备选簇头节点与簇头节点满足下列关系公式，则剔除该备选簇头节点：

$\frac{|{\mathrm{\ψ}}_{S_{i^{\′}}}-{\mathrm{\ψ}}_{S_{j^{\′}}}|}{2}-T_1\<0$

式中，为选出的簇头节点S_i′在近期设定时间段采集的K个智能电网参数数据的均值，为备选簇头节点S_j′所述的近期设定时间段采集的K个智能电网参数数据的均值；

(5)将未被剔除的备选簇头节点作为簇头节点。