基于物联网和云计算的家居环境智能监测调控管理云系统的制作方法

本发明涉及环境监测调控管理领域，涉及到基于物联网和云计算的家居环境智能监测调控管理云系统。

背景技术：

在经济高速发展的环境下，人们生活节奏加快，创造出智能、舒适的家居环境，以满足人们对高品质生活的需求，实时监测和调控家居房屋内环境状态。目前，现有的家居房屋环境监测技术的功能性较差，只能对家居房屋中温湿度、相关气体进行监测，无法监测家居房屋中窗户区域的光照时间和光照强度，从而具有较大的局限性，无法全面分析家居房屋内环境状态，导致分析数据的准确性和可靠性降低，同时现有的技术无法考虑空气流动性对家居房屋内环境的影响，从而导致监测数据的可分析性和代表性降低，进而不能及时调控家居房屋内综合环境，给居住家庭成员的身心健康带来严重危害，为了解决以上问题，现设计基于物联网和云计算的家居环境智能监测调控管理云系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供基于物联网和云计算的家居环境智能监测调控管理云系统，本发明通过对待监测家居房屋中各窗户区域进行编号，测量待监测家居房屋中各窗户区域的长度和宽度，分析待监测家居房屋中各窗户区域的面积，同时实时检测待监测家居房屋中各窗户区域的光照强度，并对比统计各窗户区域内符合条件的各采集时间段内平均光照强度，计算待监测家居房屋的综合平均光照强度，同时检测待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量和待监测家居房屋中各环境参数数值，计算待监测家居房屋中综合环境影响系数，并进行对应的综合环境调控，解决了背景技术中存在的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于物联网和云计算的家居环境智能监测调控管理云系统，包括区域分类模块、参数测量模块、面积分析模块、光照强度检测模块、光照强度对比模块、光照强度分析模块、流动量检测模块、环境参数检测模块、环境参数分析模块、分析服务器、环境调控中心和存储数据库；

所述参数测量模块分别与区域分类模块和面积分析模块连接，光照强度对比模块分别与光照强度检测模块、光照强度分析模块和存储数据库连接，光照强度分析模块分别与分析服务器和存储数据库连接，环境参数分析模块分别与环境参数检测模块、分析服务器和存储数据库连接，分析服务器分别与面积分析模块、流动量检测模块、环境调控中心和存储数据库连接；

所述区域分类模块用于对待监测家居房屋的窗户区域进行分类，按照设定的顺序依次对待监测家居房屋中各窗户区域进行编号，待监测家居房屋中各窗户区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，将待监测家居房屋中各窗户区域的编号发送至参数测量模块；

所述参数测量模块包括激光测距仪，用于接收区域分类模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域的编号，通过激光测距仪分别测量待监测家居房屋中各窗户区域的长度和宽度，统计待监测家居房屋中各窗户区域的长度和宽度，分别构成待监测家居房屋中各窗户区域的长度集合da(d1a,d2a,...,dia,...,dna)和待监测家居房屋中各窗户区域的宽度集合db(d1b,d2b,...,dib,...,dnb)，dia表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的长度，dib表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的宽度，将待监测家居房屋中各窗户区域的长度和宽度集合发送至面积分析模块；

所述面积分析模块用于接收参数测量模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域的长度和宽度集合，计算待监测家居房屋中各窗户区域的面积，统计待监测家居房屋中各窗户区域的面积，构成待监测家居房屋中各窗户区域的面积集合s(s1,s2,...,si,...,sn)，si表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的面积，将待监测家居房屋中各窗户区域的面积集合发送至分析服务器；

所述光照强度检测模块用于对待监测家居房屋中各窗户区域的光照强度进行检测，分别实时检测待监测家居房屋中各窗户区域的光照强度，对实时检测的待监测家居房屋中各窗户区域的光照强度按照预设的采集时间段进行划分，统计待监测家居房屋中各窗户区域的各采集时间段内平均光照强度，将待监测家居房屋中各窗户区域的各采集时间段内平均光照强度发送至光照强度对比模块；

所述光照强度对比模块用于接收光照强度检测模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域的各采集时间段内平均光照强度，提取存储数据库中存储的家居房屋中绿植生长的标准光照强度，将待监测家居房屋中各窗户区域的各采集时间段内平均光照强度与家居房屋中绿植生长的标准光照强度进行对比，若待监测家居房屋中某窗户区域的某采集时间段内平均光照强度大于或等于家居房屋中绿植生长的标准光照强度，表明该窗户区域的该采集时间段内平均光照强度符合条件，统计待监测家居房屋中各窗户区域内符合条件的各采集时间段内平均光照强度，构成待监测家居房屋中各窗户区域内符合条件的各采集时间段内平均光照强度集合表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域内符合条件的第j个采集时间段内平均光照强度，将待监测家居房屋中各窗户区域内符合条件的各采集时间段内平均光照强度集合发送至光照强度分析模块；

所述光照强度分析模块用于接收光照强度对比模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域内符合条件的各采集时间段内平均光照强度集合，提取存储数据库中存储的预设采集时间段内标准时间，计算待监测家居房屋的综合平均光照强度，将待监测家居房屋的综合平均光照强度发送至分析服务器；

所述流动量检测模块包括空气流动传感器，用于对待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量，通过空气流动传感器分别检测待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量，统计待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量，构成待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量集合i(i1,i2,...,ii,...,in)，ii表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的空气流动量，将待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量集合发送至分析服务器；

所述环境参数检测模块用于对待监测家居房屋中室内环境进行检测，分别检测待监测家居房屋中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度和有害气体浓度，统计待监测家居房屋中各环境参数数值，构成待监测家居房屋中各环境参数数值集合wr(wr1,wr2,wr3,wr4,wr5)，wr1,wr2,wr3,wr4,wr5分别表示为待监测家居房屋中温度数值、湿度数值、氧气浓度数值、二氧化碳浓度数值和有害气体浓度数值，将待监测家居房屋中各环境参数数值集合发送至环境参数分析模块；

所述环境参数分析模块用于接收环境参数检测模块发送的待监测家居房屋中各环境参数数值集合，提取存储数据库中存储的家居房屋中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度和有害气体浓度的标准数值，将待监测家居房屋中各环境参数数值与家居房屋中对应环境参数的标准数值进行对比，得到待监测家居房屋中各环境参数数值的对比差值集合δwr(δwr1,δwr2,δwr3,δwr4,δwr5)，δwr1,δwr2,δwr3,δwr4,δwr5分别表示为待监测家居房屋中温度数值、湿度数值、氧气浓度数值、二氧化碳浓度数值和有害气体浓度数值与家居房屋中对应环境参数标准数值的对比差值，将待监测家居房屋中各环境参数数值的对比差值集合发送至分析服务器；

所述分析服务器用于接收面积分析模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域的面积集合，同时接收光照强度分析模块发送的待监测家居房屋的综合平均光照强度，并接收流动量检测模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量集合，接收环境参数分析模块发送的待监测家居房屋中各环境参数数值的对比差值集合，提取存储数据库中存储的环境参数中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、有害气体浓度的权重影响系数和家居房屋中窗户面积、空气流动量的环境影响补偿系数，计算待监测家居房屋中综合环境影响系数，将待监测家居房屋中综合环境影响系数发送至环境调控中心；

所述环境调控中心用于接收分析服务器发送的待监测家居房屋中综合环境影响系数，并对待监测家居房屋进行对应的综合环境调控；

所述存储数据库用于存储家居房屋中绿植生长的标准光照强度和预设采集时间段内标准时间t′，同时存储家居房屋中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度和有害气体浓度的标准数值，分别记为w标r1,w标r2,w标r3,w标r4,w标r5，存储环境参数中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、有害气体浓度的权重影响系数，分别记为λ1,λ2,λ3,λ4,λ5，存储家居房屋中窗户面积、空气流动量的环境影响补偿系数，分别记为α,β。

进一步地，所述待监测家居房屋中各窗户区域的面积计算公式为si＝dia*dib，si表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的面积，dia表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的长度，dib表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的宽度。

进一步地，所述光照强度检测模块包括若干光照传感器，其中若干光照传感器分别安装在待监测家居房屋中各窗户区域内，且若干光照传感器与各窗户区域一一对应，用于实时检测待监测家居房屋中各窗户区域的光照强度。

进一步地，所述待监测家居房屋的综合平均光照强度计算公式为表示为待监测家居房屋的综合平均光照强度，表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域内符合条件的第j个采集时间段内平均光照强度，m表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域内符合条件的采集时间段数量，t′表示为预设采集时间段内标准时间。

进一步地，所述环境参数检测模块包括温度检测单元、湿度检测单元、氧气浓度检测单元、二氧化碳浓度检测单元和有害气体浓度检测单元，其中温度检测单元为温度传感器，用于检测待监测家居房屋中温度数值，湿度检测单元为湿度传感器，用于检测待监测家居房屋中湿度数值，氧气浓度检测单元为氧气传感器，用于检测待监测家居房屋中氧气浓度数值，二氧化碳浓度检测单元为二氧化碳传感器，用于检测待监测家居房屋中二氧化碳浓度数值，有害气体浓度检测单元为有害气体检测仪，用于检测待监测家居房屋中有害气体浓度数值。

进一步地，所述待监测家居房屋中综合环境影响系数计算公式为ξ表示为待监测家居房屋中综合环境影响系数，λ1,λ2,λ3,λ4,λ5分别表示为环境参数中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度和有害气体浓度的权重影响系数，δwr1,δwr2,δwr3,δwr4,δwr5分别表示为待监测家居房屋中温度数值、湿度数值、氧气浓度数值、二氧化碳浓度数值和有害气体浓度数值与家居房屋中对应环境参数标准数值的对比差值，w标r1,w标r2,w标r3,w标r4,w标r5分别表示为家居房屋中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度和有害气体浓度的标准数值，α,β分别表示为家居房屋中窗户面积、空气流动量的环境影响补偿系数，si表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的面积，ii表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的空气流动量，e表示为自然数，等于2.718，m表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域内符合条件的采集时间段数量，t′表示为预设采集时间段内标准时间，表示为待监测家居房屋的综合平均光照强度。

有益效果：

(1)本发明提供的基于物联网和云计算的家居环境智能监测调控管理云系统，通过对待监测家居房屋中各窗户区域进行编号，测量待监测家居房屋中各窗户区域的长度和宽度，分析待监测家居房屋中各窗户区域的面积，为后期分析待监测家居房屋中综合环境影响系数奠定基础，同时实时检测待监测家居房屋中各窗户区域的光照强度，并对比统计各窗户区域内符合条件的各采集时间段内平均光照强度，计算待监测家居房屋的综合平均光照强度，为后期计算待监测家居房屋中综合环境影响系数提供可靠的参考数据，同时检测待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量和待监测家居房屋中各环境参数数值，从而增加家居房屋环境监测的功能性和全面性，避免家居房屋环境监测局限性较大的问题，提高监测数据的可分析性和代表性。

(2)本发明通过计算待监测家居房屋中综合环境影响系数，从而提高分析数据的准确性和可靠性，实现全面分析家居房屋内环境状态，并对待监测家居房屋进行对应的综合环境调控，从而能够及时调控家居房屋内综合环境，保障居住家庭成员的身心健康，进而满足居住家庭成员对高品质生活环境的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，基于物联网和云计算的家居环境智能监测调控管理云系统，包括区域分类模块、参数测量模块、面积分析模块、光照强度检测模块、光照强度对比模块、光照强度分析模块、流动量检测模块、环境参数检测模块、环境参数分析模块、分析服务器、环境调控中心和存储数据库。

所述参数测量模块分别与区域分类模块和面积分析模块连接，光照强度对比模块分别与光照强度检测模块、光照强度分析模块和存储数据库连接，光照强度分析模块分别与分析服务器和存储数据库连接，环境参数分析模块分别与环境参数检测模块、分析服务器和存储数据库连接，分析服务器分别与面积分析模块、流动量检测模块、环境调控中心和存储数据库连接。

所述区域分类模块用于对待监测家居房屋的窗户区域进行分类，按照设定的顺序依次对待监测家居房屋中各窗户区域进行编号，待监测家居房屋中各窗户区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，将待监测家居房屋中各窗户区域的编号发送至参数测量模块。

所述参数测量模块包括激光测距仪，用于接收区域分类模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域的编号，通过激光测距仪分别测量待监测家居房屋中各窗户区域的长度和宽度，统计待监测家居房屋中各窗户区域的长度和宽度，分别构成待监测家居房屋中各窗户区域的长度集合da(d1a,d2a,...,dia,...,dna)和待监测家居房屋中各窗户区域的宽度集合db(d1b,d2b,...,dib,...,dnb)，dia表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的长度，dib表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的宽度，将待监测家居房屋中各窗户区域的长度和宽度集合发送至面积分析模块。

所述面积分析模块用于接收参数测量模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域的长度和宽度集合，计算待监测家居房屋中各窗户区域的面积si＝dia*dib，si表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的面积，dia表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的长度，dib表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的宽度，统计待监测家居房屋中各窗户区域的面积，构成待监测家居房屋中各窗户区域的面积集合s(s1,s2,...,si,...,sn)，将待监测家居房屋中各窗户区域的面积集合发送至分析服务器，为后期分析待监测家居房屋中综合环境影响系数奠定基础。

所述光照强度检测模块包括若干光照传感器，其中若干光照传感器分别安装在待监测家居房屋中各窗户区域内，且若干光照传感器与各窗户区域一一对应，用于对待监测家居房屋中各窗户区域的光照强度进行检测，通过光照传感器分别实时检测待监测家居房屋中各窗户区域的光照强度，对实时检测的待监测家居房屋中各窗户区域的光照强度按照预设的采集时间段进行划分，统计待监测家居房屋中各窗户区域的各采集时间段内平均光照强度，将待监测家居房屋中各窗户区域的各采集时间段内平均光照强度发送至光照强度对比模块。

所述光照强度对比模块用于接收光照强度检测模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域的各采集时间段内平均光照强度，提取存储数据库中存储的家居房屋中绿植生长的标准光照强度，将待监测家居房屋中各窗户区域的各采集时间段内平均光照强度与家居房屋中绿植生长的标准光照强度进行对比，若待监测家居房屋中某窗户区域的某采集时间段内平均光照强度大于或等于家居房屋中绿植生长的标准光照强度，表明该窗户区域的该采集时间段内平均光照强度符合条件，统计待监测家居房屋中各窗户区域内符合条件的各采集时间段内平均光照强度，构成待监测家居房屋中各窗户区域内符合条件的各采集时间段内平均光照强度集合表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域内符合条件的第j个采集时间段内平均光照强度，将待监测家居房屋中各窗户区域内符合条件的各采集时间段内平均光照强度集合发送至光照强度分析模块。

所述光照强度分析模块用于接收光照强度对比模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域内符合条件的各采集时间段内平均光照强度集合，提取存储数据库中存储的预设采集时间段内标准时间，计算待监测家居房屋的综合平均光照强度表示为待监测家居房屋的综合平均光照强度，表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域内符合条件的第j个采集时间段内平均光照强度，m表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域内符合条件的采集时间段数量，t′表示为预设采集时间段内标准时间，将待监测家居房屋的综合平均光照强度发送至分析服务器，为后期计算待监测家居房屋中综合环境影响系数提供可靠的参考数据。

所述流动量检测模块包括空气流动传感器，用于对待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量，通过空气流动传感器分别检测待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量，统计待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量，构成待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量集合i(i1,i2,...,ii,...,in)，ii表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的空气流动量，将待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量集合发送至分析服务器，从而增加家居房屋环境监测的功能性和全面性，避免家居房屋环境监测局限性较大的问题，提高监测数据的可分析性和代表性。

所述环境参数检测模块包括温度检测单元、湿度检测单元、氧气浓度检测单元、二氧化碳浓度检测单元和有害气体浓度检测单元，用于对待监测家居房屋中室内环境进行检测，其中温度检测单元为温度传感器，用于检测待监测家居房屋中温度数值，湿度检测单元为湿度传感器，用于检测待监测家居房屋中湿度数值，氧气浓度检测单元为氧气传感器，用于检测待监测家居房屋中氧气浓度数值，二氧化碳浓度检测单元为二氧化碳传感器，用于检测待监测家居房屋中二氧化碳浓度数值，有害气体浓度检测单元为有害气体检测仪，用于检测待监测家居房屋中有害气体浓度数值，统计待监测家居房屋中各环境参数数值，构成待监测家居房屋中各环境参数数值集合wr(wr1,wr2,wr3,wr4,wr5)，wr1,wr2,wr3,wr4,wr5分别表示为待监测家居房屋中温度数值、湿度数值、氧气浓度数值、二氧化碳浓度数值和有害气体浓度数值，将待监测家居房屋中各环境参数数值集合发送至环境参数分析模块。

所述环境参数分析模块用于接收环境参数检测模块发送的待监测家居房屋中各环境参数数值集合，提取存储数据库中存储的家居房屋中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度和有害气体浓度的标准数值，将待监测家居房屋中各环境参数数值与家居房屋中对应环境参数的标准数值进行对比，得到待监测家居房屋中各环境参数数值的对比差值集合δwr(δwr1,δwr2,δwr3,δwr4,δwr5)，δwr1,δwr2,δwr3,δwr4,δwr5分别表示为待监测家居房屋中温度数值、湿度数值、氧气浓度数值、二氧化碳浓度数值和有害气体浓度数值与家居房屋中对应环境参数标准数值的对比差值，将待监测家居房屋中各环境参数数值的对比差值集合发送至分析服务器，从而增加家居房屋环境监测的功能性和全面性，避免家居房屋环境监测局限性较大的问题，提高监测数据的可分析性和代表性。

所述分析服务器用于接收面积分析模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域的面积集合，同时接收光照强度分析模块发送的待监测家居房屋的综合平均光照强度，并接收流动量检测模块发送的待监测家居房屋中各窗户区域的空气流动量集合，接收环境参数分析模块发送的待监测家居房屋中各环境参数数值的对比差值集合，提取存储数据库中存储的环境参数中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、有害气体浓度的权重影响系数和家居房屋中窗户面积、空气流动量的环境影响补偿系数，计算待监测家居房屋中综合环境影响系数ξ表示为待监测家居房屋中综合环境影响系数，λ1,λ2,λ3,λ4,λ5分别表示为环境参数中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度和有害气体浓度的权重影响系数，δwr1,δwr2,δwr3,δwr4,δwr5分别表示为待监测家居房屋中温度数值、湿度数值、氧气浓度数值、二氧化碳浓度数值和有害气体浓度数值与家居房屋中对应环境参数标准数值的对比差值，w标r1,w标r2,w标r3,w标r4,w标r5分别表示为家居房屋中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度和有害气体浓度的标准数值，α,β分别表示为家居房屋中窗户面积、空气流动量的环境影响补偿系数，si表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的面积，ii表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域的空气流动量，e表示为自然数，等于2.718，m表示为待监测家居房屋中第i个窗户区域内符合条件的采集时间段数量，t′表示为预设采集时间段内标准时间，表示为待监测家居房屋的综合平均光照强度，将待监测家居房屋中综合环境影响系数发送至环境调控中心，从而提高分析数据的准确性和可靠性，实现全面分析家居房屋内环境状态。

所述环境调控中心用于接收分析服务器发送的待监测家居房屋中综合环境影响系数，并对待监测家居房屋进行对应的综合环境调控，从而能够及时调控家居房屋内综合环境，保障居住家庭成员的身心健康，进而满足居住家庭成员对高品质生活环境的需求。

所述存储数据库用于存储家居房屋中绿植生长的标准光照强度和预设采集时间段内标准时间t′，同时存储家居房屋中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度和有害气体浓度的标准数值，分别记为w标r1,w标r2,w标r3,w标r4,w标r5，存储环境参数中温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、有害气体浓度的权重影响系数，分别记为λ1,λ2,λ3,λ4,λ5，存储家居房屋中窗户面积、空气流动量的环境影响补偿系数，分别记为α,β。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。