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专利号: 2024102273331
申请人: 无锡鑫坤通信工程有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-08-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于树状结构的智慧社区物联网通信方法,其特征在于:包括,构建基于树状结构的网络拓扑;

中继节点定期收集子节点状态信息和自身状态评估路径质量进行路径优化;

实时收集数据进行分层数据聚合并实施能量均衡传输;

对收集的数据进行异常检测并制定应对措施。

2.如权利要求1所述的基于树状结构的智慧社区物联网通信方法,其特征在于:所述构建基于树状结构的网络拓扑为在智慧社区中心位置部署一个网关设备作为整个物联网网络的根节点,负责管理整个网络,包括节点注册、数据汇总与外部网络的通信,根据社区的地理布局和设备分布,将社区划分为若干个区域,每个区域作为一个分支,在每个区域内选择楼栋控制器或区域网关作为中继节点,在智慧社区的各个位置部署传感器节点作为子节点收集环境数据包括温度、湿度和光照,子节点直接连接到最近的中继节点,通过中继节点与根节点通信,在子节点启动时自动向网关发送注册请求,根节点接收到注册请求后将子节点信息记录在网络管理表中,并分配给子节点一个网络地址,网关根据社区实际情况和节点的位置信息,确定树状网络的层数和每层的节点数。

3.如权利要求2所述的基于树状结构的智慧社区物联网通信方法,其特征在于:所述中继节点定期收集子节点状态信息和自身状态为每个节点定期收集自身的状态信息,包括剩余能量和通信质量指标,通信质量指标包括信号强度、丢包率和传输延迟,将收集到的状态信息打包成一个状态报告,通过中继节点将状态报告发送给根节点,中继节点转发状态报告的同时,附加自己的状态信息。

4.如权利要求3所述的基于树状结构的智慧社区物联网通信方法,其特征在于:所述评估路径质量进行路径优化为根节点使用收到的状态信息对网络路径质量进行实时评估:定义信号强度评估函数:

其中,S

定义数据传输效率函数:

其中,R

定义能量效率函数:

其中,E

定义路径稳定性评估函数:

其中,P

综合构建路径质量评估算法:

Q=f(S

其中,Q为路径质量评估结果,f(S

5.如权利要求4所述的基于树状结构的智慧社区物联网通信方法,其特征在于:所述进行路径优化为将路径质量评估的结果与预设阈值Q1进行比对判断路径质量:若Q≥F,说明路径是可进行传输的,则继续使用路径进行数据传输,定期重新评估路径质量;

若Q

6.如权利要求5所述的基于树状结构的智慧社区物联网通信方法,其特征在于:所述实时收集数据进行分层数据聚合为子节点实时收集环境数据后将数据发送给中继节点,中继节点接收到来自子节点的数据时,对数据进行聚合处理,聚合方法包括计算所有子节点温度值、湿度值和光照强度值的平均值,聚合后的数据被发送到节点的父节点,在树状结构的每层中重复进行这个步骤,直到聚合数据到达根节点。

7.如权利要求6所述的基于树状结构的智慧社区物联网通信方法,其特征在于:所述实施能量均衡传输包括计算网络中所有节点能量消耗方差:其中,σ

设定判断阈值κ与得出的方差结果进行比较,实施能量均衡传输策略:若σ

若σ

8.如权利要求7所述的基于树状结构的智慧社区物联网通信方法,其特征在于:所述对收集的数据进行异常检测并制定应对措施包括将接收的环境数据整合为数据集D,并对数据集D进行异常检测:其中,E(D)是异常检测函数,输出异常指标e,d

制定应对措施为将异常指标e与预设阈值T1和T2进行对比判断数据异常情况,其中,T1

若T1≤e

若e≥T2,说明数据出现重度异常,则立即启动紧急响应程序自动调整社区内部的安全或环境控制系统,向管理人员、安全人员和紧急服务发送紧急通知,在控制初始紧急情况后对异常数据和事件进行彻底分析,生产并记录异常事件的分析报告。

9.一种计算机设备,包括:存储器和处理器;所述存储器存储有计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。