專利名稱：支持兩種訪問模式的智能家居系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種智能家居系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于人們對(duì)生活品質(zhì)的追求與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能家居將會(huì)是未來家庭的必然選擇，具有廣闊的市場(chǎng)前景。智能家居通過融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感技木，將各種網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備聯(lián)系在一起。但是當(dāng)前的智能家居系統(tǒng)在訪問的靈活性，和傳輸?shù)男畔⒘康确矫嬗兴窒蕖Ｋ栽O(shè)計(jì)ー種訪問靈活，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸能力更強(qiáng)的智能家居系統(tǒng)是很有必要的。當(dāng)前的智能家居大致分為兩種基于PC的智能家居系統(tǒng)和基于GSM的智能家居系統(tǒng)?；赑C的智能家居系統(tǒng)大多將控制器連接到PC上，客戶端通過瀏覽器實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居系統(tǒng)的訪問和發(fā)送指令。比如有人公開了ー種智能家居外圍設(shè)備控制平臺(tái)(申請(qǐng)?zhí)?00810154851. 6)包括計(jì)算機(jī)，外圍設(shè)備管理器，手持遙控器和外圍電路組成。但在靈活性上有所欠缺，用戶要訪問該系統(tǒng)必須通過PC，給用戶帶來諸多不便。其次這種方案，屬于被動(dòng)訪問，系統(tǒng)無法主動(dòng)聯(lián)系到用戶?；贕SM的智能家居系統(tǒng)通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)利用短消息和用戶實(shí)現(xiàn)交互。比如有人公開了ー種智能家居控制器(申請(qǐng)?zhí)?00910037832)，主要包括人機(jī)交互単元，音視頻應(yīng)用単元，最小處理單元，設(shè)備控制接口和3G應(yīng)用單元。這種方案訪問方式靈活用戶可以隨時(shí)隨地獲得家中的信息。但是短消息包含的信息量很少，同時(shí)系統(tǒng)無法保留以往的信息供日后查詢。而且其中采用的模塊成本高昂，尤其3G的資費(fèi)較高，必然會(huì)影響其在市場(chǎng)上的推廣。還有ー種基于GPRS的無線智能家居(申請(qǐng)?zhí)?00910013337. 5)可以實(shí)現(xiàn)在家庭內(nèi)部傳輸Internet數(shù)據(jù)。但是本產(chǎn)品采用高端的ARM控制器和外圍設(shè)備，產(chǎn)品的價(jià)格必然成為產(chǎn)品推廣的一大障礙。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有智能家居系統(tǒng)的靈活性較差、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力較差、傳輸能力較弱、成本較高的不足，本發(fā)明提供ー種靈活性良好、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力良好、傳輸能力較強(qiáng)、成本低廉的支持兩種訪問模式的智能家居系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是—種支持兩種訪問模式的智能家居系統(tǒng)，包括無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)、無線控制節(jié)點(diǎn)、服務(wù)器、客戶端和移動(dòng)終端，所述無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)為安裝無線控制開關(guān)的待控制的家居電器，所述無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)與所述無線控制節(jié)點(diǎn)連接，所述無線控制節(jié)點(diǎn)與所述服務(wù)器連接，所述服務(wù)器通過Internet網(wǎng)絡(luò)與客戶端連接，所述無線控制節(jié)點(diǎn)包括GSM模塊、紅外射頻收發(fā)模塊和智能控制模塊，所述移動(dòng)終端與所述GSM模塊通訊連接，所述智能控制模塊包括GSM工作方式控制單元，用以根據(jù)移動(dòng)終端的用戶號(hào)碼對(duì)用戶的身份進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)用戶命令做出解析，該用戶命令對(duì)應(yīng)ー個(gè)無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)，將用戶命令發(fā)送給相應(yīng)的無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)；、
Internet工作方式控制單元,用以接收服務(wù)器的客戶請(qǐng)求,該客戶請(qǐng)求對(duì)應(yīng)ー個(gè)無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)，形成用戶命令，將用戶命令發(fā)送給相應(yīng)的無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)。進(jìn)ー步，所述服務(wù)器包括用于接收來自客戶端的請(qǐng)求，對(duì)客戶端的控制權(quán)限進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn) 證合格后將客戶端的請(qǐng)求通過串ロ發(fā)送給無線控制節(jié)點(diǎn)的身份驗(yàn)證模塊。再進(jìn)ー步，所述無線控制節(jié)點(diǎn)包括電源、處理器、GSM模塊、紅外射頻收發(fā)模塊、串口和存儲(chǔ)元件，所述電源與處理器連接，所述處理器與所述GSM模塊、紅外射頻收發(fā)模塊和串ロ連接，所述GSM模塊與GSM天線連接，所述紅外射頻收發(fā)模塊與紅外天線連接，所述處理器與存儲(chǔ)元件連接。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在(1)為了避免增加很多電線造成對(duì)美觀的破壞和給生活帶來的不便，本發(fā)明設(shè)計(jì)了無線繼電器開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電器的控制；(2)本發(fā)明支持GSM和Internet兩種訪問方式，用戶能夠根據(jù)自己的需求選擇更適合的訪問方式。(3)本服務(wù)器采用Telnet協(xié)議，所以不需要用戶專門安裝客戶端程序就可以訪問服務(wù)器。服務(wù)器將屋內(nèi)的環(huán)境信息和用戶對(duì)電器的操作信息記錄下來。用戶可以通過遠(yuǎn)程登錄來訪問這些信息，并支持多個(gè)用戶同時(shí)登錄。


圖I是智能家居系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是智能家居系統(tǒng)的無線控制節(jié)點(diǎn)的原理框圖。圖3是通過移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的控制的示意圖。圖4是通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的控制的示意圖。圖5是智能家居系統(tǒng)實(shí)例示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述。參照?qǐng)DI 圖5，ー種支持兩種訪問模式的智能家居系統(tǒng)，包括無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)(SP安裝無線開關(guān)的電器和無線傳感裝置等)(WN)，無線控制節(jié)點(diǎn)(CN)，服務(wù)器(S)，客戶端(C)和移動(dòng)終端(MT)。本系統(tǒng)支持兩種工作模式一種通過移動(dòng)終端發(fā)送短信到無線控制節(jié)點(diǎn)通過無線控制節(jié)點(diǎn)向無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令；另ー種模式是通過以太網(wǎng)登錄到服務(wù)器實(shí)，利用服務(wù)器傳遞命令給無線控制節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的控制。參照?qǐng)D2，本智能家居系統(tǒng)無線控制節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)框圖。無線控制節(jié)點(diǎn)包括電源，處理器，GSM模塊，紅外射頻收發(fā)模塊，天線，串口和個(gè)存儲(chǔ)原件。各種設(shè)備的連接情況如下I、無線控制節(jié)點(diǎn)的處理器通過I2C實(shí)現(xiàn)對(duì)GSM模塊和紅外射頻收發(fā)模塊的控制。2、GSM模塊和紅外射頻收發(fā)模塊通過各自的天線分別實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)終端和無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的連接。3、直接與處理器相連的串ロ可以直接和服務(wù)器連接。在硬件部分，GSM模塊可選用的芯片比較多而且技術(shù)成熟可靠。GSM模塊主要任務(wù)是接受來自移動(dòng)中斷的指令和發(fā)送反饋給移動(dòng)終端，以及與處理器之間的通信。紅外射頻收發(fā)模塊主要負(fù)責(zé)在發(fā)送端和接收端之間建立鏈路，主要任務(wù)有在有信道噪聲和信號(hào)干擾的情況下，保持通信質(zhì)量而使用的信號(hào)調(diào)制方式和編碼方式。為了與一般產(chǎn)品兼容它的エ作頻段采用2. 4GHz。由于處理器采用了單片機(jī)，所以軟件部分不需要操作系統(tǒng)。軟件方面，除了要實(shí)現(xiàn)GSM的收發(fā)短信的功能之外，還必須將無線收發(fā)功能融入進(jìn)來。于是，控制節(jié)點(diǎn)的軟件部分分為GSM和紅外射頻收發(fā)兩個(gè)部分。然而除了實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)終端的命令的解析之外還必須提供一些其他的必要的服務(wù)。首先是要設(shè)計(jì)無線控制節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器之間的接ロ程序。這些功能首先要能夠?qū)崿F(xiàn)客戶端通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)無線控制節(jié)點(diǎn)的操作和設(shè)置，其次必須能夠?qū)蛻舳嗽诠芾砉?jié)點(diǎn)發(fā)出的命令做出響應(yīng)。其次是網(wǎng)絡(luò)管理模塊，要確保系統(tǒng)的客戶端可以在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)登陸到管理模塊對(duì)無線控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，如無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的増加、刪除、修改和查看，發(fā)布監(jiān)測(cè)任務(wù)，節(jié)點(diǎn)的激活和禁止等。這些網(wǎng)絡(luò)配置將固定保存到服務(wù)器的存儲(chǔ)器設(shè)備當(dāng)中。參照?qǐng)D3，表示系統(tǒng)工作的GSM模式通過移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)對(duì)無線節(jié)點(diǎn)的控制。用戶可以通過移動(dòng)終端(手機(jī))發(fā)送短信到無線控制節(jié)點(diǎn)，如“電燈開”;無線控制節(jié)點(diǎn)收到短信后將分析移動(dòng)終端的號(hào)碼來判斷該用戶是否有權(quán)限控制無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)。通過在無線控制節(jié)點(diǎn)中保存ー個(gè)具有控制權(quán)限的號(hào)碼列表來保證能夠控制無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的一定是被授權(quán)的號(hào)碼。如果移動(dòng)終端的號(hào)碼具有控制權(quán)限，無線控制節(jié)點(diǎn)將解析短信內(nèi)容，將對(duì)應(yīng)的無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)編號(hào)和執(zhí)行操作解析出來。無線控制節(jié)點(diǎn)將通過紅外射頻收發(fā)模塊以一定格式發(fā)送信號(hào)。無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)收到射頻信號(hào)后解析出來判斷電器的編號(hào)是否和自身的吻合，如果是，無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)完成相應(yīng)操作后然后通過紅外射頻模塊發(fā)送操作成功或失敗的信號(hào)。無線控制節(jié)點(diǎn)將接收到的來自無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)的反饋，然后將反饋信息編輯成短信發(fā)送給遠(yuǎn)端的移動(dòng)終端。參照?qǐng)D4,表示系統(tǒng)工作的Internet模式客戶端通過Internet登錄到服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)無線節(jié)點(diǎn)的控制和對(duì)系統(tǒng)的管理。系統(tǒng)服務(wù)器端的軟件是基于TCP的系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理和設(shè)備管理的網(wǎng)絡(luò)軟件。遠(yuǎn)端的客戶端可以通過Telnet協(xié)議連接到服務(wù)器，來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問和設(shè)備的管理。這樣在客戶端部分就不需要任何客戶端軟件，増大了系統(tǒng)訪問的靈活性。當(dāng)有客戶端連接到服務(wù)器時(shí)服務(wù)器會(huì)要求客戶端以管理者的身份登錄到服務(wù)器。核對(duì)客戶端的用戶密碼正確后，服務(wù)器開始接收來自客戶端的指令。對(duì)設(shè)備的控制流程可參考第一種工作模式；對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理可以直接在服務(wù)器和客戶端之間完成。用戶對(duì)系統(tǒng)的操作以及用戶個(gè)人信息都以日志的形式保存在服務(wù)器的存儲(chǔ)器中，服務(wù)器可以通過直接對(duì)文件的讀寫來獲取和輸入信息，然后通過套接字將信息傳遞給遠(yuǎn)端的客戶端。實(shí)例參照?qǐng)D5，智能家居的實(shí)施實(shí)例。本實(shí)例顯示了未來智能家居系統(tǒng)中的組要組成安裝無線開關(guān)的智能家電、控制裝置、家用電腦以及移動(dòng)終端和客戶端組成。在GSM模式下，用戶可以通過移動(dòng)終端向控制裝置發(fā)送短信命令。短信通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)到達(dá)控制裝置后，控制裝置首先對(duì)發(fā)送命令者的權(quán)限做出判斷，具體做法是與保存在控制裝置中的具有控制權(quán)限的號(hào)碼做比對(duì)。當(dāng)確定號(hào)碼有管理權(quán)限時(shí)，控制裝置將解析收到的命令以確定，需要做出響應(yīng)的電器編號(hào)和執(zhí)行操作。控制節(jié)點(diǎn)將這些命令用紅外收發(fā)模塊發(fā)送到智能家電處。這些智能家電收到信號(hào)后首先判斷電器編號(hào)是否和自身吻合，然后根據(jù)命令做出響應(yīng)的響應(yīng)。完成后，家電發(fā)送響應(yīng)完成情況的反饋給控制裝置。最后控制裝置將家電的反饋信息編輯為短信形式通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給移動(dòng)終端。
在Internet模式下，客戶端通過網(wǎng)絡(luò)連接到家用電腦，客戶端會(huì)被要求以管理者的身份登錄。在核對(duì)完客戶端的登錄信息后，家用電腦開始接收來自客戶端的指令。如果客戶端要實(shí)現(xiàn)對(duì)電器的控制，必須發(fā)送命令給家用電腦如，“電器I開”。家用電腦在接收到命令后，將命令通過串ロ傳遞給控制裝置?？刂蒲b置對(duì)命令解析完之后，發(fā)送給智能家電。智能家電在核對(duì)完家電的編號(hào)和響應(yīng)操作后，執(zhí)行操作并反饋信息給控制裝置?？刂蒲b置將反饋信息通過串ロ發(fā)送給家用電腦。電腦通過網(wǎng)絡(luò)將智能家電的反饋信息發(fā)送給客戶端。客戶端還可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理。房屋內(nèi)部的環(huán)境變化和用戶對(duì)系統(tǒng)的每次操作都以日志的形式保存在家用電腦里。所以客戶端可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的所有信息實(shí)現(xiàn)查詢和管理。本實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不 應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1.一種支持兩種訪問模式的智能家居系統(tǒng)，其特征在于所述智能家居系統(tǒng)包括無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)、無線控制節(jié)點(diǎn)、服務(wù)器、客戶端和移動(dòng)終端，所述無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)為安裝無線控制開關(guān)的待控制的家居電器，所述無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)與所述無線控制節(jié)點(diǎn)連接，所述無線控制節(jié)點(diǎn)與所述服務(wù)器連接，所述服務(wù)器通過Internet網(wǎng)絡(luò)與客戶端連接，所述無線控制節(jié)點(diǎn)包括GSM模塊、紅外射頻收發(fā)模塊和智能控制模塊，所述移動(dòng)終端與所述GSM模塊通訊連接，所述智能控制模塊包括 GSM工作方式控制單元，用以根據(jù)移動(dòng)終端的用戶號(hào)碼對(duì)用戶的身份進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)用戶命令做出解析，該用戶命令對(duì)應(yīng)一個(gè)無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)，將用戶命令發(fā)送給相應(yīng)的無線響應(yīng)節(jié)占. Internet工作方式控制單元,用以接收服務(wù)器的客戶請(qǐng)求,該客戶請(qǐng)求對(duì)應(yīng)一個(gè)無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)，形成用戶命令，將用戶命令發(fā)送給相應(yīng)的無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的支持兩種訪問模式的智能家居系統(tǒng)，其特征在于所述服務(wù)器包括用于接收來自客戶端的請(qǐng)求，對(duì)客戶端的控制權(quán)限進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證合格后將客戶端的請(qǐng)求通過串口發(fā)送給無線控制節(jié)點(diǎn)的身份驗(yàn)證模塊。
3.如權(quán)利要求I或2所述的支持兩種訪問模式的智能家居系統(tǒng)，其特征在于所述無線控制節(jié)點(diǎn)包括電源、處理器、GSM模塊、紅外射頻收發(fā)模塊、串口和存儲(chǔ)元件，所述電源與處理器連接，所述處理器與所述GSM模塊、紅外射頻收發(fā)模塊和串口連接，所述GSM模塊與GSM天線連接,所述紅外射頻收發(fā)模塊與紅外天線連接,所述處理器與存儲(chǔ)元件連接。
全文摘要
一種支持兩種訪問模式的智能家居系統(tǒng)，包括無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)、無線控制節(jié)點(diǎn)、服務(wù)器、客戶端和移動(dòng)終端，所述無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)為安裝無線控制開關(guān)的待控制的家居電器，所述無線響應(yīng)節(jié)點(diǎn)與所述無線控制節(jié)點(diǎn)連接，所述無線控制節(jié)點(diǎn)與所述服務(wù)器連接，所述服務(wù)器通過Internet網(wǎng)絡(luò)與客戶端連接，所述無線控制節(jié)點(diǎn)包括GSM模塊、紅外射頻收發(fā)模塊和智能控制模塊，所述移動(dòng)終端與所述GSM模塊通訊連接，智能控制模塊包括GSM工作方式控制單元和Internet工作方式控制單元。本發(fā)明提供一種靈活性良好、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力良好、傳輸能力較強(qiáng)、成本低廉的支持兩種訪問模式的智能家居系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G08C23/04GK102739485SQ20121023376
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者樂孜純, 付明磊, 呂韜, 索凱華, 高均超 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)