專利名稱：支持兩種訪問模式的智能家居系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種智能家居系統。
背景技術：
由于人們對生活品質的追求與物聯網技術的不斷發展，智能家居將會是未來家庭的必然選擇，具有廣闊的市場前景。智能家居通過融合網絡技術，計算機技術和傳感技木，將各種網絡和設備聯系在一起。但是當前的智能家居系統在訪問的靈活性，和傳輸的信息量等方面有所局限。所以設計ー種訪問靈活，數據存儲和傳輸能力更強的智能家居系統是很有必要的。當前的智能家居大致分為兩種基于PC的智能家居系統和基于GSM的智能家居系統。基于PC的智能家居系統大多將控制器連接到PC上，客戶端通過瀏覽器實現對智能家居系統的訪問和發送指令。比如有人公開了ー種智能家居外圍設備控制平臺(申請號200810154851. 6)包括計算機，外圍設備管理器，手持遙控器和外圍電路組成。但在靈活性上有所欠缺，用戶要訪問該系統必須通過PC，給用戶帶來諸多不便。其次這種方案，屬于被動訪問，系統無法主動聯系到用戶。基于GSM的智能家居系統通過移動通信網絡利用短消息和用戶實現交互。比如有人公開了ー種智能家居控制器(申請號200910037832)，主要包括人機交互単元，音視頻應用単元，最小處理單元，設備控制接口和3G應用單元。這種方案訪問方式靈活用戶可以隨時隨地獲得家中的信息。但是短消息包含的信息量很少，同時系統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的資費較高，必然會影響其在市場上的推廣。還有ー種基于GPRS的無線智能家居(申請號200910013337. 5)可以實現在家庭內部傳輸Internet數據。但是本產品采用高端的ARM控制器和外圍設備，產品的價格必然成為產品推廣的一大障礙。
發明內容
為了克服已有智能家居系統的靈活性較差、數據存儲能力較差、傳輸能力較弱、成本較高的不足，本發明提供ー種靈活性良好、數據存儲能力良好、傳輸能力較強、成本低廉的支持兩種訪問模式的智能家居系統。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是—種支持兩種訪問模式的智能家居系統，包括無線響應節點、無線控制節點、服務器、客戶端和移動終端，所述無線響應節點為安裝無線控制開關的待控制的家居電器，所述無線響應節點與所述無線控制節點連接，所述無線控制節點與所述服務器連接，所述服務器通過Internet網絡與客戶端連接，所述無線控制節點包括GSM模塊、紅外射頻收發模塊和智能控制模塊，所述移動終端與所述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，用以根據移動終端的用戶號碼對用戶的身份進行驗證，對用戶命令做出解析，該用戶命令對應ー個無線響應節點，將用戶命令發送給相應的無線響應節點；、
Internet工作方式控制單元,用以接收服務器的客戶請求,該客戶請求對應ー個無線響應節點，形成用戶命令，將用戶命令發送給相應的無線響應節點。進ー步，所述服務器包括用于接收來自客戶端的請求，對客戶端的控制權限進行驗證，驗 證合格后將客戶端的請求通過串ロ發送給無線控制節點的身份驗證模塊。再進ー步，所述無線控制節點包括電源、處理器、GSM模塊、紅外射頻收發模塊、串口和存儲元件，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，所述紅外射頻收發模塊與紅外天線連接，所述處理器與存儲元件連接。本發明的有益效果主要表現在(1)為了避免增加很多電線造成對美觀的破壞和給生活帶來的不便，本發明設計了無線繼電器開關來實現對電器的控制；(2)本發明支持GSM和Internet兩種訪問方式，用戶能夠根據自己的需求選擇更適合的訪問方式。(3)本服務器采用Telnet協議，所以不需要用戶專門安裝客戶端程序就可以訪問服務器。服務器將屋內的環境信息和用戶對電器的操作信息記錄下來。用戶可以通過遠程登錄來訪問這些信息，并支持多個用戶同時登錄。
圖I是智能家居系統的結構示意圖。圖2是智能家居系統的無線控制節點的原理框圖。圖3是通過移動終端實現對家電的控制的示意圖。圖4是通過以太網實現對家電的控制的示意圖。圖5是智能家居系統實例示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進ー步描述。參照圖I 圖5，ー種支持兩種訪問模式的智能家居系統，包括無線響應節點(SP安裝無線開關的電器和無線傳感裝置等)(WN)，無線控制節點(CN)，服務器(S)，客戶端(C)和移動終端(MT)。本系統支持兩種工作模式一種通過移動終端發送短信到無線控制節點通過無線控制節點向無線響應節點發送指令；另ー種模式是通過以太網登錄到服務器實，利用服務器傳遞命令給無線控制節點，從而實現對無線響應節點的控制。參照圖2，本智能家居系統無線控制節點的系統框圖。無線控制節點包括電源，處理器，GSM模塊，紅外射頻收發模塊，天線，串口和個存儲原件。各種設備的連接情況如下I、無線控制節點的處理器通過I2C實現對GSM模塊和紅外射頻收發模塊的控制。2、GSM模塊和紅外射頻收發模塊通過各自的天線分別實現與移動終端和無線響應節點的連接。3、直接與處理器相連的串ロ可以直接和服務器連接。在硬件部分，GSM模塊可選用的芯片比較多而且技術成熟可靠。GSM模塊主要任務是接受來自移動中斷的指令和發送反饋給移動終端，以及與處理器之間的通信。紅外射頻收發模塊主要負責在發送端和接收端之間建立鏈路，主要任務有在有信道噪聲和信號干擾的情況下，保持通信質量而使用的信號調制方式和編碼方式。為了與一般產品兼容它的エ作頻段采用2. 4GHz。由于處理器采用了單片機，所以軟件部分不需要操作系統。軟件方面，除了要實現GSM的收發短信的功能之外，還必須將無線收發功能融入進來。于是，控制節點的軟件部分分為GSM和紅外射頻收發兩個部分。然而除了實現對移動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。首先是要設計無線控制節點與服務器之間的接ロ程序。這些功能首先要能夠實現客戶端通過網絡對無線控制節點的操作和設置，其次必須能夠對客戶端在管理節點發出的命令做出響應。其次是網絡管理模塊，要確保系統的客戶端可以在網絡節點登陸到管理模塊對無線控制節點進行網絡配置，如無線響應節點的増加、刪除、修改和查看，發布監測任務，節點的激活和禁止等。這些網絡配置將固定保存到服務器的存儲器設備當中。參照圖3，表示系統工作的GSM模式通過移動終端實現對無線節點的控制。用戶可以通過移動終端(手機)發送短信到無線控制節點，如“電燈開”;無線控制節點收到短信后將分析移動終端的號碼來判斷該用戶是否有權限控制無線響應節點。通過在無線控制節點中保存ー個具有控制權限的號碼列表來保證能夠控制無線響應節點的一定是被授權的號碼。如果移動終端的號碼具有控制權限，無線控制節點將解析短信內容，將對應的無線響應節點編號和執行操作解析出來。無線控制節點將通過紅外射頻收發模塊以一定格式發送信號。無線響應節點收到射頻信號后解析出來判斷電器的編號是否和自身的吻合，如果是，無線響應節點完成相應操作后然后通過紅外射頻模塊發送操作成功或失敗的信號。無線控制節點將接收到的來自無線響應節點的反饋，然后將反饋信息編輯成短信發送給遠端的移動終端。參照圖4,表示系統工作的Internet模式客戶端通過Internet登錄到服務器實現對無線節點的控制和對系統的管理。系統服務器端的軟件是基于TCP的系統數據管理和設備管理的網絡軟件。遠端的客戶端可以通過Telnet協議連接到服務器，來實現對整個系統的數據訪問和設備的管理。這樣在客戶端部分就不需要任何客戶端軟件，増大了系統訪問的靈活性。當有客戶端連接到服務器時服務器會要求客戶端以管理者的身份登錄到服務器。核對客戶端的用戶密碼正確后，服務器開始接收來自客戶端的指令。對設備的控制流程可參考第一種工作模式；對系統的數據管理可以直接在服務器和客戶端之間完成。用戶對系統的操作以及用戶個人信息都以日志的形式保存在服務器的存儲器中，服務器可以通過直接對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端的客戶端。實例參照圖5，智能家居的實施實例。本實例顯示了未來智能家居系統中的組要組成安裝無線開關的智能家電、控制裝置、家用電腦以及移動終端和客戶端組成。在GSM模式下，用戶可以通過移動終端向控制裝置發送短信命令。短信通過移動通信網絡到達控制裝置后，控制裝置首先對發送命令者的權限做出判斷，具體做法是與保存在控制裝置中的具有控制權限的號碼做比對。當確定號碼有管理權限時，控制裝置將解析收到的命令以確定，需要做出響應的電器編號和執行操作。控制節點將這些命令用紅外收發模塊發送到智能家電處。這些智能家電收到信號后首先判斷電器編號是否和自身吻合，然后根據命令做出響應的響應。完成后，家電發送響應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通信網絡發送給移動終端。
在Internet模式下，客戶端通過網絡連接到家用電腦，客戶端會被要求以管理者的身份登錄。在核對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。如果客戶端要實現對電器的控制，必須發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。控制裝置對命令解析完之后，發送給智能家電。智能家電在核對完家電的編號和響應操作后，執行操作并反饋信息給控制裝置。控制裝置將反饋信息通過串ロ發送給家用電腦。電腦通過網絡將智能家電的反饋信息發送給客戶端。客戶端還可以通過網絡實現對系統數據的管理。房屋內部的環境變化和用戶對系統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絡實現對系統的所有信息實現查詢和管理。本實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍不 應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也及于本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求
1.一種支持兩種訪問模式的智能家居系統，其特征在于所述智能家居系統包括無線響應節點、無線控制節點、服務器、客戶端和移動終端，所述無線響應節點為安裝無線控制開關的待控制的家居電器，所述無線響應節點與所述無線控制節點連接，所述無線控制節點與所述服務器連接，所述服務器通過Internet網絡與客戶端連接，所述無線控制節點包括GSM模塊、紅外射頻收發模塊和智能控制模塊，所述移動終端與所述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，用以根據移動終端的用戶號碼對用戶的身份進行驗證，對用戶命令做出解析，該用戶命令對應一個無線響應節點，將用戶命令發送給相應的無線響應節占. Internet工作方式控制單元,用以接收服務器的客戶請求,該客戶請求對應一個無線響應節點，形成用戶命令，將用戶命令發送給相應的無線響應節點。
2.如權利要求I所述的支持兩種訪問模式的智能家居系統，其特征在于所述服務器包括用于接收來自客戶端的請求，對客戶端的控制權限進行驗證，驗證合格后將客戶端的請求通過串口發送給無線控制節點的身份驗證模塊。
3.如權利要求I或2所述的支持兩種訪問模式的智能家居系統，其特征在于所述無線控制節點包括電源、處理器、GSM模塊、紅外射頻收發模塊、串口和存儲元件，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,所述紅外射頻收發模塊與紅外天線連接,所述處理器與存儲元件連接。
全文摘要
一種支持兩種訪問模式的智能家居系統，包括無線響應節點、無線控制節點、服務器、客戶端和移動終端，所述無線響應節點為安裝無線控制開關的待控制的家居電器，所述無線響應節點與所述無線控制節點連接，所述無線控制節點與所述服務器連接，所述服務器通過Internet網絡與客戶端連接，所述無線控制節點包括GSM模塊、紅外射頻收發模塊和智能控制模塊，所述移動終端與所述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。本發明提供一種靈活性良好、數據存儲能力良好、傳輸能力較強、成本低廉的支持兩種訪問模式的智能家居系統。
文檔編號G08C23/04GK102739485SQ20121023376
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者樂孜純, 付明磊, 呂韜, 索凱華, 高均超 申請人:浙江工業大學