一種用于智能家居無線控制的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，包括：嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊、家居應(yīng)用子系統(tǒng)模塊、GPRS模塊和攝像頭模塊。本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的嵌入式技術(shù)、Zigbee無線通信技術(shù)以及智能家居控制的基本流程結(jié)合起來，通過云計算技術(shù)通過因特網(wǎng)絡(luò)與云端的服務(wù)器進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)了中央控制系統(tǒng)的云端同步升級，實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面軟件的實(shí)時更新，在功耗、距離、穩(wěn)定性等技術(shù)參數(shù)方面滿足了普通家庭用戶的需求，實(shí)現(xiàn)了智能家居系統(tǒng)的人性化及智能化功能。
【專利說明】—種用于智能家居無線控制的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，更具體地，涉及一種在電子信息物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】的可以實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的無線短距離和長距離遠(yuǎn)程交互控制的系統(tǒng)，其可通過云計算實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)一次性大范圍更新升級的功能。

【背景技術(shù)】
[0002]智能家居是以住宅為平臺，將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)一般包含安防、燈光、影音、環(huán)境等模塊，為了確?？刂频姆€(wěn)定性，相關(guān)通信一般采用綜合布線技術(shù)，將相關(guān)子模塊進(jìn)行有線連接，由中央控制器進(jìn)行統(tǒng)一控制。該技術(shù)需要在原有的家庭網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行重新布局布線，不利于功能模塊的增減，更無法進(jìn)行大范圍的系統(tǒng)軟件升級。
[0003]目前，部分智能家居系統(tǒng)已經(jīng)采用各種無線方式進(jìn)行控制，但在功耗、距離、穩(wěn)定性等技術(shù)參數(shù)方面仍需要滿足普通家庭用戶的需求。
[0004]此外，隨著智能家居系統(tǒng)用戶的不斷增多和對功能要求的不斷提高，由于現(xiàn)有的智能家居系統(tǒng)相對比較獨(dú)立，無法實(shí)現(xiàn)智能集中統(tǒng)一升級和管理，使得控制軟件的升級工作量很大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于智能家居無線控制的系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型的一方面，提供一種用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，包括:嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊、家居應(yīng)用子系統(tǒng)模塊、GPRS模塊和攝像頭模塊；其中，
[0008]所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊由ARM6410處理器控制，用于對各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)和管理，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全局控制和外部網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制；
[0009]所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊通過串口分別與GPRS模塊和攝像頭模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并通過串口與協(xié)調(diào)器串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，再通過協(xié)調(diào)器建立的Zigbee網(wǎng)絡(luò)與所述家居應(yīng)用子系統(tǒng)模塊通信，并通過因特網(wǎng)與PC機(jī)終端、手機(jī)終端和云端控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通?目。
[0010]進(jìn)一步地,所述家居應(yīng)用子系統(tǒng)模塊包含家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊。
[0011]進(jìn)一步地，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊通過無線的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，完成對家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊的交互信息連接，用戶通過所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊完成對家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊的統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)采集。
[0012]進(jìn)一步地，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊具有統(tǒng)一的家電聯(lián)網(wǎng)接口，以完成家電設(shè)備的組網(wǎng)。
[0013]進(jìn)一步地，所述家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊采用相同的核心板和底板的設(shè)計，并帶有通用的傳感器接口。
[0014]進(jìn)一步地，所述核心板設(shè)計有zigbee cc2530射頻單片機(jī)無線通信電路，使用ZSTACK協(xié)議棧軟件進(jìn)行開發(fā)，模塊上電后自動組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，與嵌入式網(wǎng)關(guān)中的zigbee協(xié)調(diào)器組網(wǎng)連接，進(jìn)行點(diǎn)播通信，網(wǎng)絡(luò)中無大量數(shù)據(jù)冗余，并工作在睡眠低功耗模式。
[0015]進(jìn)一步地，底板電路采用低功耗設(shè)計，由鋰電池或外部5V電源供電，并且?guī)в袖囯姵爻潆姳Ｗo(hù)電路，鋰電池充電控制芯片采用TP4056，并且每個底板上設(shè)有繼電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于控制外部設(shè)備的開關(guān)。
[0016]進(jìn)一步地，PC機(jī)終端、手機(jī)終端采用WEB控制的串口通信，其通過因特網(wǎng)訪問ARM6410平臺中的嵌入式WEB服務(wù)器，以實(shí)時管理和控制各個終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能家居遠(yuǎn)程控制管理。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的嵌入式技術(shù)、Zigbee無線通信技術(shù)以及智能家居控制的基本流程結(jié)合起來，通過云計算技術(shù)通過因特網(wǎng)絡(luò)與云端的服務(wù)器進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)了中央控制系統(tǒng)的云端同步升級，實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面軟件的實(shí)時更新，在功耗、距離、穩(wěn)定性等技術(shù)參數(shù)方面滿足了普通家庭用戶的需求，實(shí)現(xiàn)了智能家居系統(tǒng)的人性化及智能化功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的一種用于智能家居無線控制的系統(tǒng)的示意圖；
[0019]圖2為嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊的示意圖；
[0020]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的系統(tǒng)所采用的核心板的硬件電路圖；
[0021]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的系統(tǒng)所采用的底板的硬件電路圖；
[0022]圖5a_5f為根據(jù)本實(shí)用新型的系統(tǒng)的顯示不同家居狀態(tài)的示例性界面；
[0023]圖6a_6b為根據(jù)本實(shí)用新型的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能家居遠(yuǎn)程控制管理的示例性界面。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，包括:嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊(中央控制系統(tǒng))、包含有家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊的家居應(yīng)用子系統(tǒng)模塊、GPRS模塊和攝像頭模塊；其中，如圖2所示，嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊由ARM6410處理器控制，用于對各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)和管理，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全局控制和外部網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制；所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊通過串口分別與GPRS模塊和攝像頭模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并通過串口與協(xié)調(diào)器串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，再通過協(xié)調(diào)器建立的Zigbee網(wǎng)絡(luò)與所述家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊通信，并通過因特網(wǎng)與PC機(jī)終端、手機(jī)終端和云端控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0026]嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊是整個系統(tǒng)的核心，在遠(yuǎn)程可以用電腦或智能手持終端登錄家居管理系統(tǒng)，查詢家庭環(huán)境信息或控制家用設(shè)備，如當(dāng)家里發(fā)生險情時系統(tǒng)第一時間向主人發(fā)送報警信息。
[0027]所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊通過無線的ZigBee網(wǎng)絡(luò)通信方式，完成對家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊的交互信息連接，用戶通過所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊完成對家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊的統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)采集，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊具有統(tǒng)一的家電聯(lián)網(wǎng)接口，以完成家電設(shè)備的組網(wǎng)。這樣用戶可以通過智能手機(jī)、電腦，完成對家中電視機(jī)、空調(diào)、加濕器等電器的狀態(tài)查詢和控制。
[0028]所述家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊采用相同的核心板和底板的設(shè)計，并帶有通用的傳感器接口，方便傳感器的維護(hù)和升級。如圖3所示，所述核心板設(shè)計有zigbee cc2530射頻單片機(jī)無線通信電路，使用ZSTACK協(xié)議棧軟件進(jìn)行開發(fā)，模塊上電后自動組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，與嵌入式網(wǎng)關(guān)中的zigbee協(xié)調(diào)器組網(wǎng)連接，進(jìn)行點(diǎn)播通信，網(wǎng)絡(luò)中無大量數(shù)據(jù)冗余，并工作在睡眠低功耗模式。如圖4所示，底板電路采用低功耗設(shè)計，由鋰電池或外部5V電源供電，并且?guī)в袖囯姵爻潆姳Ｗo(hù)電路，鋰電池充電控制芯片采用TP4056，并且每個底板上設(shè)有繼電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于控制外部設(shè)備的開關(guān)。
[0029]在上述系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程PC機(jī)終端、手機(jī)終端采用WEB控制的串口通信，其通過因特網(wǎng)訪問A觀6410平臺中的嵌入式WEB服務(wù)器，以實(shí)時管理和控制各個終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能家居遠(yuǎn)程控制管理。
[0030]上述系統(tǒng)在應(yīng)用中，通過嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊以固定的周期通過串口發(fā)送查詢狀態(tài)指令給ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，再由ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給ZigBee的當(dāng)前狀態(tài)采集終端節(jié)點(diǎn)；狀態(tài)采集節(jié)點(diǎn)接收ZigBee協(xié)調(diào)器發(fā)送過來的狀態(tài)指令后，從感測當(dāng)前狀態(tài)的傳感器取得當(dāng)前狀態(tài)的信息，將其打包成協(xié)議格式的指令返回給ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)的智能管理。
[0031]以下通過實(shí)施例提供利用本實(shí)用新型的系統(tǒng)的方法，本實(shí)用新型的更有利的細(xì)化也將通過以下實(shí)施例進(jìn)行說明:
[0032]實(shí)施例1
[0033]環(huán)境監(jiān)測
[0034]提供一種上述的用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)的嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊以固定的周期通過串口發(fā)送查詢溫濕度的指令給ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，再由ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給ZigBee溫濕度采集終端節(jié)點(diǎn)，濕度采集節(jié)點(diǎn)接收ZigBee協(xié)調(diào)器發(fā)送過來的溫濕度指令后，從溫濕度傳感器取得當(dāng)前的溫濕度信息，將其打包成協(xié)議格式的指令返回給ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)溫濕度智能管理。界面如圖5a所示。
[0035]實(shí)施例2
[0036]照明控制
[0037]提供一種上述的用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，智能家居中帶有光敏傳感器的ZigBee終端節(jié)點(diǎn)周期性的采集當(dāng)前環(huán)境的光照強(qiáng)度，當(dāng)感知當(dāng)前環(huán)境的光照強(qiáng)度發(fā)生改變時，系統(tǒng)的嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊需要將控制開關(guān)燈和開關(guān)窗簾的命令通過ZigBee協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)到ZigBee終端執(zhí)行節(jié)點(diǎn)。例如，當(dāng)前環(huán)境狀態(tài)光照強(qiáng)度小于規(guī)定的閾值，則發(fā)送開燈指令給ZigBee協(xié)調(diào)器,如果大于規(guī)定的閾值，則發(fā)送關(guān)燈指令給ZigBee協(xié)調(diào)器,并最終轉(zhuǎn)發(fā)至ZigBee燈光控制模塊，實(shí)現(xiàn)燈光照明智能管理。界面如圖5b所示。
[0038]實(shí)施例3
[0039]安防報警
[0040]提供一種上述的用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，當(dāng)帶有煙霧濃度檢測傳感器的ZigBee節(jié)點(diǎn)檢測到煙霧濃度大于閾值時，立即將數(shù)據(jù)信息通過ZigBee協(xié)調(diào)器傳送至系統(tǒng)的嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊，以便執(zhí)行視頻監(jiān)控模塊的抓拍和短信報警。另外，熱釋紅外傳感檢測部分包含熱釋紅外傳感器和Zigbee終端節(jié)點(diǎn)，其周期地采集房間內(nèi)的人體紅外數(shù)據(jù)，一旦有人闖入，則執(zhí)行報警通知，并進(jìn)行現(xiàn)場視頻監(jiān)控模塊的抓拍和通過GPRS模塊給用戶發(fā)送報警短信問題，實(shí)現(xiàn)安防報警智能管理。界面如圖5c_5f所示。
[0041]在上述實(shí)施例中，遠(yuǎn)程PC端和智能手機(jī)端(安卓系統(tǒng))采用WEB控制的串口通信，在智能家居遠(yuǎn)程控制訪問時，任何一臺裝有瀏覽器的PC機(jī)或者智能手機(jī)都可通過Internet網(wǎng)訪問ARM6410平臺中的嵌入式WEB服務(wù)器，以實(shí)時管理和控制各個終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能家居遠(yuǎn)程控制管理。界面運(yùn)行如圖6a-6b所示。
[0042]本系統(tǒng)通過云計算技術(shù)通過因特網(wǎng)絡(luò)與云端的服務(wù)器進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)了中央控制系統(tǒng)的云端同步升級，實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面軟件的實(shí)時更新。
[0043]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，其特征在于，包括:嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊、家居應(yīng)用子系統(tǒng)模塊、GPRS模塊和攝像頭模塊；其中， 所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊由ARM6410處理器控制，用于對各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)和管理，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全局控制和外部網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制； 所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊通過串口分別與GPRS模塊和攝像頭模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并通過串口與協(xié)調(diào)器串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，再通過協(xié)調(diào)器建立的Zigbee網(wǎng)絡(luò)與所述家居應(yīng)用子系統(tǒng)模塊通信，并通過因特網(wǎng)與PC機(jī)終端、手機(jī)終端和云端控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通?目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述家居應(yīng)用子系統(tǒng)模塊包含家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊通過無線的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，完成對家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊的交互信息連接，用戶通過所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊完成對家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊的統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)米集。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)核心控制模塊具有統(tǒng)一的家電聯(lián)網(wǎng)接口，以完成家電設(shè)備的組網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述家電子系統(tǒng)模塊、安防子系統(tǒng)模塊、環(huán)境子系統(tǒng)模塊、照明子系統(tǒng)模塊采用相同的核心板和底板的設(shè)計，并帶有通用的傳感器接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述核心板設(shè)計有zigbee cc2530射頻單片機(jī)無線通信電路，使用ZSTACK協(xié)議棧軟件進(jìn)行開發(fā)，模塊上電后自動組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，與嵌入式網(wǎng)關(guān)中的zigbee協(xié)調(diào)器組網(wǎng)連接，進(jìn)行點(diǎn)播通信，網(wǎng)絡(luò)中無大量數(shù)據(jù)冗余，并工作在睡眠低功耗模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，其特征在于，底板電路采用低功耗設(shè)計，由鋰電池或外部5V電源供電，并且?guī)в袖囯姵爻潆姳Ｗo(hù)電路，鋰電池充電控制芯片采用ΤΡ4056，并且每個底板上設(shè)有繼電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于控制外部設(shè)備的開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于智能家居無線控制的系統(tǒng)，其特征在于，PC機(jī)終端、手機(jī)終端采用WEB控制的串口通信，其通過因特網(wǎng)訪問ARM6410平臺中的嵌入式WEB服務(wù)器，以實(shí)時管理和控制各個終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能家居遠(yuǎn)程控制管理。
【文檔編號】H04L12/28GK203984447SQ201420436800
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】浦靈敏, 王浩, 陳邦瓊, 胡宏梅, 程瑞龍, 張子瑜, 宋林桂 申請人:健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院