一种智能楼宇管理系统技术方案

本发明专利技术属于楼宇智能化技术领域，公开了一种智能楼宇管理系统，包括中央监控系统，与中央监控系统分别连接着的无线门禁子系统、空调子系统、电梯自控子系统、照明子系统、变配电子系统、给排水子系统、安防子系统、车库管理子系统、电视监控子系统、环境监测子系统、智能家居子系统。本发明专利技术由供电系统分别给各个子系统和中央监控系统供电；该系统技术先进，经济实用，安全可靠，质量优良，应用广泛；本发明专利技术仿真实验和数据结果表明，HP2P网络负载平衡方法很好地解决了HP2P网络群间和群内负载不平衡的问题。如将此发明专利技术应用到基于HP2P的网络中，必将大大提升基于HP2P的网络软件的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种智能楼宇管理系统
本专利技术属于楼宇智能化
，尤其涉及一种智能楼宇管理系统。
技术介绍
目前，随着社会的不断发展，居家安全是人们安居乐业的基础，也是共建和谐社会的重要环节。尤其是比较分散、比较偏远、环境相对比较复杂的居民区，安全形势不容乐观，传统的门卫值班和保安巡逻等治安管理手段已经不能适应新形势下住宅安全保障的需要。因此，为了满足住宅小区用户安全和科学系统化管理的需要，以及为了对随时发生的情况进行全面、及时地了解和掌握，对意外情况能迅速做出正确判断，并给出正确、快速地指挥和处理。建立一个智能楼宇管理系统，实现把一些危害和隐患遏制在萌芽状态，杜绝财产损失、确保人员生命安全，对于构建安全、和谐的住宅小区，具有十分重要的意义。然而，目前现有的智能楼宇管理系统主要存在以下不足：价格昂贵，没有适合普通住宅小区的需要又能大力普及的智能楼宇管理系统。各个子系统之间无法实现信息的共通，使得管理者对楼宇进行管理时无法对楼宇中的各个子系统进行集中监控，管理成本较高，管理低效。系统联动性差、不够完善、不够综合，控制机制较为复杂，反应时间比较长，使用不便。常见的门禁识别卡采用的是射频识别技术，一般识别距离很短，用户需要将门禁卡靠近感应区才可以通过验证，这在实际的应用中，有诸多的不便。近几年来，随着点对点网络技术的迅速发展，基于点对点(Peer-to-Peer，简称P2P)网络技术的软件受到了大量互联网用户的青睐。楼宇管理中网络平衡管理的问题日益突出；现有技术仅通过加大输送功率解决；但造成了资源的浪费；不能在使用中进行有效平衡。现在一些国内比较流行的网络软件比如迅雷、腾讯QQ、PPTV、酷狗音乐等都使用了P2P网络技术。在P2P网络软件中，由于用户对资源需求的不均衡性以及网络中计算机能力的异构性，使得P2P网络中一直存在节点(P2P网络中的计算机)负载不平衡的现象。而近些年来随着P2P网络软件用户的快速增长，网络中节点负载不平衡的现象愈专利技术显，进而引起请求延时、网络拥塞等问题，严重影响了P2P网络的整体性能。当前，对于P2P网络负载平衡问题的研究主要集中在结构化P2P网络领域，并且已经出现了一些比较有代表性的解决该问题的方法。比如虚拟服务器方法(VirtualServer)、多哈希选择方法(PowerofTwoChoices)、地址空间平衡方法(Address-SpaceBalancing)、存储文件平衡方法(ItemBalancing)。其中：虚拟服务器方法：在P2P网络中，每个物理节点虚拟化为多个虚拟服务器，每个虚拟服务器单独维护一段地址空间。每个虚拟服务器都拥有自己独立的路由表和数据对象，当需要对数据对象进行定位时，定位的过程是在虚拟服务器上发起的，而不是在实际的节点之上。当节点出现负载过重或者过轻的时候，以虚拟服务器为最小的负载迁移单位。通过一个物理节点上的虚拟节点“离开网络”，同时在另一个物理节点中，“离开”的虚拟节点重新加入网络，最后接收该虚拟节点负责的数据对象，完成负载的迁移。由于每个虚拟服务器都需要维护自身的路由表，所以这相当于一个物理节点需要维护多个路由表，这将浪费大量带宽。同时，由于一个物理节点管理了P2P网络中的多个虚拟服务器，所以当一个物理节点加入或离开网络时，相当于有多个虚拟服务器加入或离开网络，这将大大增加网络的抖动，这将对稳定性本就较差的结构化P2P网络造成致命的影响。多哈希选择方法：该方法假设有d>＝2个众所周知的哈希函数h1(),...,hd()。当结构化P2P网络中一个节点需要向网络中增添一个资源x时，该节点将根据d个哈希函数为资源x计算d个哈希值h1(x),...,hd(x)。而后该节点将向负责在结构化P2P网络中维护这d个哈希值的节点询问它们当前的负载情况，并从这d个节点中选择一个负载最轻的节点A负责维护资源x的索引，同时另外d-1个节点将存放一个指向节点A的指针。同时网络中的每个节点都具有一个负载触发器，当一个节点的负载过大时，触发器事件将会被触发。触发事件选择要进行迁移的资源索引，然后把这些资源以重新加入网络的方式把资源索引转移到其他节点上。地址空间平衡方法：该方法假设网络中的每个节点在结构化P2P网络中具有O(logN)个潜在的ID，但是一个时间只有一个ID处于激活状态。节点根据当前整个网络的负载情况来确定自己ID来完成负载之间的迁移，从而实现P2P网络的负载平衡。基于洪泛的非结构P2P网络和基于分布式哈希表(DHT)的结构化P2P网络是当前P2P应用领域比较流行的P2P网络。其中，非结构化P2P网络结构较为简单，容易实现，且稳定性很高，但是其网络负载高，可扩展性较差；结构化P2P网路网络负载小，查询效率高，但是其稳定性较差。混合多层P2P网络(HybridHierarchicalP2PNetwork，简称HP2P)结合了结构化P2P和非结构化P2P各自的优点，得到了一种稳定高、查询效率高、可扩展较好的新型P2P网络。在HP2P中，网络中的节点首先按照群(Cluster)的方式进行组织，群的内部使用非结构化P2P网络中的洪泛方式进行消息传递。群内由少量超级节点和大量普通节点组成。群之间使用改进的Chord协议组织成一个结构化P2P网络。每个群在Chord上作为一个虚拟的节点存在，虚拟节点的路由表由群中的若干个超级节点共同维护。而群内普通节点与上层Chord网络的通信都需要通过这些超级节点帮忙转发。由于HP2P网络拓扑结构的特殊性，所以当前的结构化P2P网络的负载平衡方法都无法解决HP2P网络群间负载平衡的问题。同时由于群内节点能力的异构性以及需要维护网络中其它节点发布的元数据(资源的索引)，所以群内网络的负载平衡问题与传统的非结构化P2P网络负载平衡问题有很大不同。由于空间通信的噪声环境复杂多变以及干扰问题日益严重，信号易受其影响而呈现微弱状态。因此，提高深空通信中低信噪比条件下微弱信号的检测与参数估计是目前亟待解决的问题。PSK信号是相位调制、幅度恒定的数字调制信号，由于其具备抗干扰能力强且可以展宽信号的带宽的优势，常常作为通信中普遍采用的信号类型，广泛应用于脉冲压缩信号发射中。但现有技术估计信号能力差。综上所述，现有技术存在的问题是：价格昂贵，没有适合普通住宅小区的需要又能大力普及的智能楼宇管理系统。各个子系统之间无法实现信息的共通，使得管理者对楼宇进行管理时无法对楼宇中的各个子系统进行集中监控，管理成本较高，管理低效。系统联动性差、不够完善、不够综合，控制机制较为复杂，反应时间比较长，使用不便。常见的门禁识别卡采用的是射频识别技术，一般识别距离很短，用户需要将门禁卡靠近感应区才可以通过验证，这在实际的应用中，有诸多的不便。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种智能楼宇管理系统。本专利技术是这样实现的，一种智能楼宇管理系统，包括中央监控系统，与中央监控系统分别连接着的无线门禁子系统、空调子系统、电梯自控子系统、照明子系统、变配电子系统、给排水子系统、安防子系统、车库管理子系统、电视监控子系统、环境监测子系统、智能家居子系统。各个子系统通过以太网和中央监控系统无线连接。由供电系统分别给各个子系统和中央监控系统供电。所述安防子系统集成有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能楼宇管理系统，其特征在于，所述智能楼宇管理系统包括中央监控系统，与中央监控系统分别连接着的无线门禁子系统、空调子系统、电梯自控子系统、照明子系统、变配电子系统、给排水子系统、安防子系统、车库管理子系统、电视监控子系统、环境监测子系统、智能家居子系统；无线门禁子系统、空调子系统、电梯自控子系统、照明子系统、变配电子系统、给排水子系统、安防子系统、车库管理子系统、电视监控子系统、环境监测子系统、智能家居子系统通过以太网和中央监控系统无线连接；由供电系统分别给无线门禁子系统、空调子系统、电梯自控子系统、照明子系统、变配电子系统、给排水子系统、安防子系统、车库管理子系统、电视监控子系统、环境监测子系统和中央监控系统供电；所述安防子系统集成有楼宇HP2P网络负载平衡模块和对网络信号分布噪声下PSK信号的载波频率估计模块；所述楼宇HP2P网络负载平衡模块和载波频率估计模块均与中央监控系统无线连接；所述楼宇HP2P网络负载平衡模块的楼宇HP2P网络负载平衡方法包括：1)HP2P网络群间负载平衡的方法：通过群分裂以及群在网络地址空间的移动来实现群之间的负载转移，并通过新节点加入负载较大的群诱导群发生分裂和合并，使负载较大的地址空间群数目增多，负载较小的地址空间群数目减少，其中负载定义为该群中节点单位时间所需要处理消息的平均数目；2)HP2P网络群内负载平衡的方法，通过超级节点对群内负载有效的调度，使群内负载率较低的节点找到群内负载率较高的节点，其中根据HP2P网络特性，负载近似定义为群内节点所需要维护的元数据数目，负载率定义为负载与节点能力的比值，且所述元数据为资源的索引；所述载波频率估计模块的对网络信号分布噪声下PSK信号的载波频率估计方法中，PSK信号为HP2P网络内信号；具体包括：对接收的含有分布噪声的PSK信号求循环共变函数；对所述循环共变函数进行傅里叶变换，求其循环共变谱；通过所述循环共变谱提取循环频率ε＝0Hz的截面；搜索所述截面的正负半轴的峰值，找到所述峰值对应的正负频率值，并取绝对值后求均值作为载频的估计值。...

【技术特征摘要】
1.一种智能楼宇管理系统，其特征在于，所述智能楼宇管理系统包括中央监控系统，与中央监控系统分别连接着的无线门禁子系统、空调子系统、电梯自控子系统、照明子系统、变配电子系统、给排水子系统、安防子系统、车库管理子系统、电视监控子系统、环境监测子系统、智能家居子系统；无线门禁子系统、空调子系统、电梯自控子系统、照明子系统、变配电子系统、给排水子系统、安防子系统、车库管理子系统、电视监控子系统、环境监测子系统、智能家居子系统通过以太网和中央监控系统无线连接；由供电系统分别给无线门禁子系统、空调子系统、电梯自控子系统、照明子系统、变配电子系统、给排水子系统、安防子系统、车库管理子系统、电视监控子系统、环境监测子系统和中央监控系统供电；所述安防子系统集成有楼宇HP2P网络负载平衡模块和对网络信号分布噪声下PSK信号的载波频率估计模块；所述楼宇HP2P网络负载平衡模块和载波频率估计模块均与中央监控系统无线连接；所述楼宇HP2P网络负载平衡模块的楼宇HP2P网络负载平衡方法包括：1)HP2P网络群间负载平衡的方法：通过群分裂以及群在网络地址空间的移动来实现群之间的负载转移，并通过新节点加入负载较大的群诱导群发生分裂和合并，使负载较大的地址空间群数目增多，负载较小的地址空间群数目减少，其中负载定义为该群中节点单位时间所需要处理消息的平均数目；2)HP2P网络群内负载平衡的方法，通过超级节点对群内负载有效的调度，使群内负载率较低的节点找到群内负载率较高的节点，其中根据HP2P网络特性，负载近似定义为群内节点所需要维护的元数据数目，负载率定义为负载与节点能力的比值，且所述元数据为资源的索引；所述载波频率估计模块的对网络信号分布噪声下PSK信号的载波频率估计方法中，PSK信号为HP2P网络内信号；具体包括：对接收的含有分布噪声的PSK信号求循环共变函数；对所述循环共变函数进行傅里叶变换，求其循环共变谱；通过所述循环共变谱提取循环频率ε＝0Hz的截面；搜索所述截面的正负半轴的峰值，找到所述峰值对应的正负频率值，并取绝对值后求均值作为载频的估计值。2.如权利要求1所述的智能楼宇管理系统，其特征在于，所述HP2P网络群间负载平衡的方法包括：步骤(1)群A的超级节点S随机地向周围k·log2N个群发送群负载请求消息，获取所述k·log2N个群的负载信息，并通过计算这k·log2N个群的负载平均值来估算出当前整个HP2P网络的群平均负载Loadavg，其中k是一个在区间[1,N/log2N]取值的整数，N为网络中群的数目；步骤(2)若群A当前负载Load＞γ·Loadavg，且群分裂成的两个小群中节点数目均大于HP2P网络群节点数目下限，则将该群分裂成两个群，其中γ是一个大于1的实数，HP2P网络群间负载平衡的方法本次执行结束；否则转至步骤(A3)；步骤(3)构建HP2P网络中Chord环，群A向其前驱群和后继群发送负载请求消息，从而获取前驱群和后继群的当前负载情况，其中前驱群为HP2P网络Chord环中离群A最近的前一个群，后继群为HP2P网络Chord环中离群A最近的后一个群；步骤(4)如果群A当前负载Load＞Loadavg则转至步骤(A5)，如果Load＜Loadavg则转至步骤(A8)；否则HP2P网络群间负载平衡的方法执行结束；步骤(5)如果群A负载Load≥Loadlight/(1-2·β)，则将自身负载降低β，其中β是一个在区间(0,0.5)取值的实数，并转至步骤(A6)；否则转至步骤(A8)；其中Loadlight为该群的前驱群和后继群中负载较小的群的负载；步骤(6)如果Loadlight为群A的前驱群的负载，则群A通知其前驱群沿着Chord环顺时针移动，移动的地址空间长度为(Load-Loadlight)×Length/(2×Load)，并将相应的元数据转移到前驱群中，HP2P网络群...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋星，杨彦青，
申请(专利权)人：宋星，台州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33