本發(fā)明涉及智能家居控制領域，具體涉及一種智能家居的室內(nèi)溫度智能檢測與控制方法及系統(tǒng)。

背景技術：

智能家居(英文：smart home,home automation)是以住宅為平臺，利用綜合布線、網(wǎng)絡通信、自動控制等技術集成家居生活有關設施，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，提升家居便利性、舒適性，實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。室內(nèi)環(huán)境因子主要包括溫度、濕度、光照度、可燃氣體和PM2.5等監(jiān)測。其中溫度是人居室內(nèi)環(huán)境的重要參數(shù)，溫度的高低直接決策人居環(huán)境的舒適度，智能控制室內(nèi)溫度是智能家居發(fā)展的必然趨勢。普通的家居溫度監(jiān)測系統(tǒng)只能單一地監(jiān)測溫度的變化情況，很少有將溫度檢測與控制集成的設備或裝置。此外，市場上智能家居應用產(chǎn)品無一列外地通過控制臺人工控制溫度的監(jiān)測和調(diào)控，并未見手機信號自動觸發(fā)的，脫離PC機器的，全自動的智能檢測與調(diào)控室內(nèi)溫度的方法和裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種智能家居的室內(nèi)溫度智能檢測與控制方法及系統(tǒng)，其能夠通過手機實現(xiàn)室內(nèi)溫度的智能采集與調(diào)控。

為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種智能家居的室內(nèi)溫度智能檢測與控制方法，包括智能網(wǎng)關的控制過程、溫度檢測模塊的溫度檢測過程、以及溫度控制模塊的溫度控制過程。

所述智能網(wǎng)關的控制過程包括：

1)WiFi無線連接器檢測轄域范圍內(nèi)是否存在合法手機用戶；

2)若存在則由網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元給溫度檢測模塊下達檢測命令，而后等待回收來自溫度檢測模塊的實時溫度；

3)網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元負責分析處理實時溫度，得出是否調(diào)節(jié)溫度、做何種調(diào)節(jié)、以及如何調(diào)節(jié)的結論；

4)如果需要調(diào)節(jié)，則由網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元給溫度控制模塊下達相應調(diào)節(jié)指令和調(diào)節(jié)方法。

所述溫度檢測模塊的溫度檢測過程包括：

1)檢測ZigBee數(shù)傳單元接收來自智能網(wǎng)關的網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元的檢測溫度指令；

2)檢測ZigBee數(shù)傳單元指令溫度傳感器感應周邊溫度并回傳給檢測ZigBee數(shù)傳單元；

3)檢測ZigBee數(shù)傳單元收到感應溫度后轉換為數(shù)字格式的實時溫度，并回傳給網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元。

所述溫度控制模塊的溫度控制過程包括：

1)控制ZigBee數(shù)傳單元接收來自智能網(wǎng)關的網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元調(diào)節(jié)指令；

2)控制ZigBee數(shù)傳單元給紅外學習遙控器下達相應調(diào)控指令；

3)紅外學習遙控器接到調(diào)控指令后，給家用空調(diào)發(fā)射相應調(diào)控命令。

基于上述方法所實現(xiàn)的一種智能家居的室內(nèi)溫度智能檢測與控制系統(tǒng)，由智能網(wǎng)關、溫度檢測模塊和溫度控制模塊組成；其中智能網(wǎng)關包括網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元和WiFi無線連接器；溫度檢測模塊包括檢測ZigBee數(shù)傳單元和溫度傳感器；溫度控制模塊包括控制ZigBee數(shù)傳單元和紅外學習遙控器；

智能網(wǎng)關的WiFi無線連接器與手機相連，WiFi無線連接器連接網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元；溫度檢測模塊的溫度傳感器連接檢測ZigBee數(shù)傳單元，檢測ZigBee數(shù)傳單元與智能網(wǎng)關的網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元相連，溫度傳感器采集室內(nèi)溫度；溫度控制模塊的紅外學習遙控器連接控制ZigBee數(shù)傳單元，控制ZigBee數(shù)傳單元與智能網(wǎng)關的網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元相連，紅外學習遙控器連接室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)器。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下特點：

1)整個系統(tǒng)的啟動由轄域內(nèi)合法手機用戶信號觸發(fā)，即作為控制中心的智能網(wǎng)關一旦發(fā)現(xiàn)指定區(qū)域內(nèi)存在合法用戶則系統(tǒng)開始工作，完全脫離了PC機器和手機客戶端的人工操作。

2)3個ZigBee數(shù)傳單元技術及其相關硬件(手機、WiFi無線連接器、溫度傳感器、紅外學習遙控器，及家用空調(diào))構成一個無線通信網(wǎng)路，該網(wǎng)絡由Gateway.ZigBee數(shù)傳單元控制。

3)溫度檢測模塊只負責檢測指定區(qū)域的周邊溫度，由智能網(wǎng)關控制，Gateway.ZigBee數(shù)傳單元和Collect.ZigBee數(shù)傳單元基于IEEE 802.15.4無線通信協(xié)議傳遞相關信息。

4)溫度控制模塊負責調(diào)節(jié)指定區(qū)域溫度，由智能網(wǎng)關控制，Gateway.ZigBee數(shù)傳單元和Control.ZigBee數(shù)傳單元基于IEEE 802.15.4無線通信協(xié)議傳遞相關信息。

附圖說明

圖1為一種智能家居的室內(nèi)溫度智能檢測與控制系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2為智能網(wǎng)關控制程序流程圖。

圖3為溫度檢測模塊程序流程圖。

圖4為溫度控制模塊程序流程圖。

具體實施方式

一種智能家居的室內(nèi)溫度智能檢測與控制系統(tǒng)，如圖1所示，其利用3個ZigBee數(shù)傳單元構成一個協(xié)議為IEEE 802.15.4無線通信網(wǎng)絡平臺。其中一個ZigBee數(shù)傳單元(即網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元，Gateway.ZigBee)與WiFi無線連接器集成構成智能網(wǎng)關，智能網(wǎng)關是整個系統(tǒng)的控制中心，負責不間斷地定位合法手機用戶。另一個ZigBee數(shù)傳單元(即檢測ZigBee數(shù)傳單元，Collect.ZigBee)與溫度傳感器集成構成溫度檢測模塊，溫度檢測模塊在接到來自智能網(wǎng)關的監(jiān)測溫度指令后獲取實時溫度并回傳給智能網(wǎng)關。第三個ZigBee數(shù)傳單元(即控制ZigBee數(shù)傳單元，Control.ZigBee)與紅外學習遙控器相連構成溫度控制模塊，溫度控制模塊在接到來自智能網(wǎng)關的調(diào)控指令后向家用空調(diào)發(fā)射調(diào)控指令。智能網(wǎng)關的WiFi無線連接器與手機相連，WiFi無線連接器連接網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元。溫度檢測模塊的溫度傳感器連接檢測ZigBee數(shù)傳單元，檢測ZigBee數(shù)傳單元與智能網(wǎng)關的網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元相連，溫度傳感器采集室內(nèi)溫度。溫度控制模塊的紅外學習遙控器連接控制ZigBee數(shù)傳單元，控制ZigBee數(shù)傳單元與智能網(wǎng)關的網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元相連，紅外學習遙控器連接室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)器(即家用空調(diào))。智能網(wǎng)關一旦發(fā)現(xiàn)指定區(qū)域內(nèi)存在合法手機用戶，則給溫度檢測模塊下達溫度檢測指令，智能網(wǎng)關回收溫度檢測模塊的實時監(jiān)測溫度后，及時進行分析處理，判斷是否需要調(diào)節(jié)溫度及如何調(diào)節(jié)，如果需要調(diào)節(jié)則向溫度控制模塊下達調(diào)節(jié)溫度的指令及調(diào)節(jié)的方法。

下面對系統(tǒng)的各個單元模塊進行詳細說明：

1、智能網(wǎng)關

通過串口集成網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元(Gateway.zigbee)和WiFi無線連接器構成智能網(wǎng)關。WiFi無線連接器的白線UART_TX、棕線UART_RX分別接到網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元的P0_2、P0_3接口，WiFi無線連接器電源線的紅線VCC5V、黑線接地分別接到網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元提供的VCC5V、GND接口。該智能網(wǎng)關負責探測轄域范圍內(nèi)是否存在合法用戶，如果存在合法用戶則向溫度檢測模塊發(fā)送溫度采集指令，然后接收來自溫度檢測模塊中的實時溫度數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行簡易分析后，決定是否調(diào)節(jié)溫度，如果需要調(diào)節(jié)溫度，則向溫度控制模塊發(fā)送調(diào)控指令，從而實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集、分析與調(diào)控的目的。

網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元：WiFi無線連接器探測指定范圍內(nèi)是否存在該系統(tǒng)的合法手機用戶，分析來自WiFi無線連接器的信息，決定是否啟動系統(tǒng)；指令Collect.zigbee采集實時溫度信號，接收分析自來Collect.zigbee的溫度信號，決定是否調(diào)節(jié)溫度；指令control.zigbee調(diào)調(diào)控溫度。

WiFi無線連接器：負責探測合法手機用戶，并將手機的無線信號發(fā)送給Gateway.zigbee。

2、溫度檢測模塊

集成檢測ZigBee數(shù)傳單元(Collect.zigbee)和型號為DS18B20的溫度傳感器構成溫度檢測模塊。將溫度傳感器DS18B20直接插到Collect.zigbee的溫度傳感器插槽。該模塊接收來自智能網(wǎng)關的溫度采集指令，并進行實施溫度采集，而后經(jīng)過模數(shù)轉換后將所得的實時溫度數(shù)據(jù)回傳給智能網(wǎng)關。

檢測ZigBee數(shù)傳單元(Collect.zigbee)：接收Gateway.zigbee下達溫度檢測指令，并下達給溫度傳感器，接收來自溫度傳感器的模擬信號，并將其轉換為數(shù)字信號，而后回傳給Gateway.zigbee。

溫度傳感器：負責實時探測室內(nèi)溫度，并將探測到實時模擬信號傳送給溫度控制模塊中的Collect.zigbee。

3、溫度控制模塊

集成控制ZigBee數(shù)傳單元(Control.zigbee)與紅外學習控制模塊構成溫度控制模塊。紅外學習遙控器的棕線UART_TX、白線UART_RX分別接到Control.zigbee模塊的P0_2、P0_3接口，紅外學習遙控器電源線的紅線VCC5V、黑線接地分別接到Control.zigbee模塊提供的VCC5V、GND接口。該模塊接收來自智能網(wǎng)關的溫度調(diào)控指令，并將指令傳送給紅外學習控制器，通過紅外學習控制器向家用空調(diào)發(fā)射紅外信號從而控制人居室內(nèi)溫度。

控制ZigBee數(shù)傳單元(Control.zigbee)：接收Gateway.zigbee發(fā)送的調(diào)控指令，并傳送給紅外學習控制模塊，通過該模塊向家用空調(diào)發(fā)送調(diào)控命令。

紅外學習遙控器：負責接收Control.zigbee的控制指令后，發(fā)射相應紅外信號給家用空調(diào)，控制空調(diào)溫度。

基于上述系統(tǒng)所實現(xiàn)的智能家居的室內(nèi)溫度智能檢測與控制方法，包括智能網(wǎng)關所實現(xiàn)的控制過程、溫度檢測模塊所實現(xiàn)的溫度檢測過程、以及溫度控制模塊所實現(xiàn)的溫度控制過程。其各過程具體如下：

1、智能網(wǎng)關的控制過程

智能網(wǎng)關由網(wǎng)關ZigBee數(shù)傳單元和WiFi(型號為HLK-RM04)模塊通過串口鏈接而成，其程序流程圖如圖2所示，包括步驟如下：

1)由WiFi無線連接器探測指定區(qū)域內(nèi)是否存在合法手機用戶；

2)如果在以溫度檢測與控制裝置為中心的指定區(qū)域內(nèi)存在合法手機用戶，則轉第三步，否則轉第一步；

3)由Gateway.ZigBee數(shù)傳單元給溫度檢測模塊下達檢測實時溫度指令；

4)等待回收來自溫度檢測模塊回傳的實時溫度C；

5)如果溫度C大于調(diào)控上限sup則給溫度控制模塊下達制冷指令及目的溫度C1；

如果C小于調(diào)控下限inf，則給溫度控制模塊下達制熱指令及目的溫度C2；

6)轉第一步。

2、溫度檢測模塊的溫度檢測過程

溫度檢測模塊由檢測ZigBee數(shù)傳單元和溫度傳感器(型號為DS18B20)模塊集成，其程序流程圖如圖3所示，包括步驟如下：

1)Collect.ZigBee數(shù)傳單元接收來自智能網(wǎng)關的Gateway.ZigBee數(shù)傳單元的溫度檢測指令；

2)將溫度測試指令傳送給溫度傳感器；

3)溫度傳感器接到測試指令后，感應周圍溫度，獲得模擬溫度數(shù)據(jù)，并將其回傳給Collect.ZigBee數(shù)傳單元；

4)Collect.ZigBee數(shù)傳單元將模擬的溫度數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)；

5)Collect.ZigBee數(shù)傳單元將實時的數(shù)字數(shù)據(jù)回傳給Gateway.ZigBee數(shù)傳單元。

3、溫度控制模塊的溫度控制過程

溫度控制模塊由控制ZigBee數(shù)傳單元和紅外學習遙控器集成，其程序流程圖如圖4所示，包括步驟如下：

1)Control.ZigBee數(shù)傳單元接收來自智能網(wǎng)關的Gateway.ZigBee數(shù)傳單元的調(diào)控溫度指令及目標溫度；

2)如果是制冷指令，

則Control.ZigBee數(shù)傳單元將制冷指令及目標溫度傳送給紅外學習遙控器，進一步傳送給家用空調(diào)，啟動制冷模式，設置目標溫度，

否則Control.ZigBee數(shù)傳單元將制熱指令及目標溫度傳送給紅外學習遙控器，進一步傳送給家用空調(diào)，啟動制熱模式，設置目標溫度。