專利名稱：一種數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及數字家庭技術領域，具體涉及一種數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統。
背景技術：
當前智能家居成為新一代家居生活的代名詞。網絡化的無線智能家居控制系統是未來智能家居的發展方向，它能夠提供標準化接口與無線網絡互聯功能，而且可以通過嵌入式通信協議，使得系統能夠脫離傳統PC實現家庭內部網絡與因特網的互聯。各種無線網絡技術迅速發展，從廣域網到基于IEEE802. 11系列的無線局域網、基于藍牙的無線個人網、基于ZigBee的低速無線個人網，新網絡技術標準不斷涌現，給智能家居行業的設計賦予了一種全新的技術概念。同時，嵌入式系統的發展使未來智能家居的系統解脫了對PC的依賴，人們可以以更低的成本開發家居網關，并且家居設備和網關都能夠以低功耗方式來運行，也降低了運作成本。因此，人們希望提供一種通過智能網絡監控家居終端設備的系統，希望可以實現更好的監控。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統，能夠通過協調器實現對家庭內部設備的管理，實現遠程監控。為解決上述問題，本發明提供的技術方案如下本發明提供一種數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統包括協調器、傳感器模塊、遠程監控模塊、家居服務器；傳感器模塊，用于負責終端設備的信息的采集，并將家庭內部采集到的信息轉變為數字信號發送給協調器；協調器，用于接收傳感器模塊發送的數據，負責與其他網絡節點交換控制信息和收發采集數據，存儲和處理自身采集的數據以及其他節點發送來的數據，接收家居服務器發來的命令以及向家居服務器輸出功能節點的信息，為網絡節點的運行提供能量；家居服務器，用于接收協調器發送的功能節點的信息，向遠程監控模塊輸出信息供用戶查看，向協調器發送命令；遠程監控模塊，用于根據家居服務器提供的信息進行監控，將命令通過互聯網傳輸給家居服務器。可選的，所述協調器包括無線通信模塊、微處理器模塊、串口收發模塊和電源模塊；無線通信模塊負責與其他網絡節點進行無線通信，交換控制信息和收發采集數據，接收傳感器模塊發送的數據；微處理器模塊實現安全可靠的通信協議，并存儲和處理自身采集的數據以及其他節點發送來的數據；串口收發模塊完成接收家居服務器發來的命令以及向家居服務器輸出功能節點的信息；電源模塊為網絡節點的運行提供能量。可選的，節點包括電能采集節點、調光節點、溫度采集節點及其他傳感器節點。可選的，所述遠程監控模塊設置在移動終端或計算機上。從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果本發明實現了移動終端對家庭中的各種設備遠程控制、遠程查詢、集中管理的功能，將與家居生活有關的各種子系統有機結合在一起，通過智能網絡進行監控，通過統籌管理，讓家居生活更加輕松、更加智能化。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。圖1是本發明系統的結構示意圖；圖2是本發明的網絡監控示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明提供一種數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統，通過無線網絡進行監控，能夠通過網絡協調器實現對家庭內部設備的管理，并實現遠程監控。本發明綜合利用了以下家居無線網絡通信技術1)家庭無線電射頻技術(HomeRF)這是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的無線通信技術。這種技術的優點是部分產品無需重新布線，利用點對點的射頻技術，實現對家電和燈光的控制，安裝設置都比較方便，主要應用于實現對某些特定電器或燈光的控制，成本適中。2) zigBee 技術這是一種經濟、高效、低速率的無線通信網絡技術，它具有的低成本、低功耗、數據傳輸可靠、通信距離短等特點，恰恰符合家庭內部網絡的要求，是最適合智能家居系統的組網技術，因此本系統采用了 ZigBee技術來構建家居內部網絡，使得家庭內部的各種監控設備節點之間及其與協調器節點之間通過ZigBee無線技術來進行信息交換。以下結合附圖對本發明方案進行詳細介紹。圖1是本發明系統的結構示意圖。如圖1所示，本發明系統包括傳感器模塊、協調器、家居服務器、遠程監控模塊。
傳感器模塊，用于負責終端設備的信息的采集，并將家庭內部采集到的信息轉變為數字信號發送給協調器；協調器，用于接收傳感器模塊發送的數據，負責與其他網絡節點交換控制信息和收發采集數據，存儲和處理自身采集的數據以及其他節點發送來的數據，接收家居服務器發來的命令以及向家居服務器輸出功能節點的信息，為網絡節點的運行提供能量；家居服務器，用于接收協調器發送的功能節點的信息，向遠程監控模塊輸出信息供用戶查看，向協調器發送命令；遠程監控模塊，用于根據家居服務器提供的信息進行監控，將命令通過互聯網傳輸給家居服務器。具體的1)協調器，主要包括無線通信模塊、微處理器模塊、串口收發模塊和電源模塊等四個部分。無線通信模塊負責與其他網絡節點進行無線通信，交換控制信息和收發采集數據，接收傳感器模塊發送的數據； 微處理器模塊實現安全可靠的通信協議，并存儲和處理自身采集的數據以及其他節點發送來的數據；串口收發模塊主要完成接收家居服務器發來的命令以及向家居服務器輸出功能節點的信息，并且在系統運行調試中也起了重要作用；電源模塊為網絡節點的運行提供能量。2)傳感器模塊是實現家庭內部各種監控等應用功能的核心部件，主要負責信息的采集，并將家庭內部采集到的信息如光信號、電信號、化學信號轉變為數字信號送給協調器的微處理器模塊。這個主要在家居系統里面分配好設備節點，也就是把相應的家電里面安裝芯片來監控，主要的節點有電能采集節點、調光節點、溫度采集節點及其他傳感器節點等等。這些節點的信息可通過路由節點發送給協調器。參見圖2所示。3)家居服務器，用于接收協調器發送的功能節點的信息，向遠程監控模塊輸出信息供用戶查看，向協調器發送命令。4)遠程監控模塊用于根據家居服務器提供的信息進行監控，將命令通過互聯網傳輸給家居服務器。可以在用戶移動終端上設置遠程監控模塊，包括安裝一個應用程序通過互聯網訪問家居服務器上的數據和向家居服務器發送命令。本發明系統可以實現以下功能A、家電控制主要實現對家電的定時、開關和狀態監測等功能。本系統的信息家電包括家用電腦、電視機、音響、電話、攝像機、VCD、飲水機、熱水器、洗衣機、空調、冰箱、微波爐、電飯鍋寸。B、安防控制主要實現實時監控非法闖入、火警和煤氣泄漏等的發生。C、室內環境監測
D、家庭照明控制對各種燈光按照用戶的喜好，根據不同的場景，進行相應的控制E、三表集抄水表、電表、煤氣表三表的自動抄送及遠傳功能。以下通過具體應用詳細介紹本發明方案。1、用戶不在家中時的處理過程由手機用戶或計算機用戶遠程登錄家居服務器，輸入IP地址，進入家庭監控網絡頁面。登錄頁面之后，用戶可以通過家庭功能設置界面遠程查看和控制家庭中的設備狀態及信息，本系統具體分為家電控制、安防控制、室內環境、家庭照明、抄表系統五個子系統。 用戶可以根據自己的需要可以即時查看家居中個方面的情況，并可以進行控制。例如室內環境的控制，對室內環境的溫度、濕度、可吸入灰塵含量以及室內C02氣體的濃度進行檢測；檢測溫度控制空調、濕度控制空調、加濕器、空氣凈化化置、窗戶等家居設備的工作狀態；對溫度控制空調、濕度控制空調、加濕器、空氣凈化裝置、窗戶等家居設備狀態進行控制；對室內的溫度、濕度、可吸入灰塵含量以及室內C02氣體的濃度等指標進行調節；對人體紅外輻射的檢測。經過室內檢測再到家電控制對家電設備進行控制。當遠程用戶選擇某個家電的狀態“開”或“關"，按下提交按鈕時，控制命令經過瀏覽器傳送到家居服務器端，然后CGI程序解析申請的命令，通過串口程序向家庭內部控制網絡的協調器發送命令請求幀，協調器收到幀信息后，根據節點ID查到對應設備的16位網絡地址，再通過發送KVP幀把控制信息傳送給終端設備，終端設備執行相應操作，并返回響應信息，協調器將家電執行結果返回給家居服務器，家居服務器并把家電的狀態界面返回給遠程終端。2.用戶沒有登錄系統時的處理過程整個智能家居監控系統能夠對家用電器的完成開關量的控制，還能夠對三表(水表、電表、燃氣表)進行無線抄表，最重要的是可監測來自家庭安防傳感器(火警、煤氣泄露)的數據，以備物業等部門監控。傳感器模塊是實現家庭內部各種監控等應用功能的核心部件，主要負責信息的采集，并將家庭內部采集到的信息如光信號、電信號、化學信號轉變為數字信號送給微處理器。如果家里發生異常的情況，例如火警，系統會對室內的煤氣、煙霧、溫度變化進行檢測，判斷分析后，便會馬上通知手機用戶，同時會馬上報警，手機用戶是與該系統綁定的， 并且做出一定的處理，使一定數量的家居移離火源，保證家中的損失減少到最少。家里發生其他問題時，如有小偷闖入，系統會對各室內的窗磁、門磁、玻璃破碎進行探測，對門鎖反鎖狀態、門鈴進行檢測，并會根據實際情況進行報警。三秒集表功能主要是指水表、電表、煤氣表三表的自動抄送及遠傳功能。自動抄錄有效克服水、電、煤氣的“跑、冒、滴、漏、偷”的問題，降低了相關部門的管理人員的工作強度，提高了工作效率，數據清晰，出錯率少之又好，方便了用戶。用戶也可以隨時查看水表， 電表，煤氣的數據，系統還會根據數據自動計算當月所需的費用，這樣用戶就可以了解用戶各種能源的使用及費用，提醒用戶節約用水，用電，用煤氣。用戶還可以自己設置使用量，規定自己每月使用多少能源，超出了，系統也會自動提醒用戶。由于系統是非常智能的，家庭照明就充分顯示了這個功能。當用戶離開房間時會自動關燈，進入房間時又會自動開燈。系統還會根據不同的環境氣氛安排不同的燈光，如節日，用戶可以通過系統設置不同的燈光效果，讓房子充滿節日氣氛。夜間起床，系統會自動開啟弱光亮度；看書，學習的時候，用戶可以用手機進入系統，選擇家電控制的燈光，里面便會有不同的選項，有節日、學習、娛樂。只要選擇學習中的看書，系統就會根據你所在的位置調整燈光亮度，保護眼睛。當你看書的時間過長，系統會調低燈光亮度并打響還會打響你身邊的電話提醒你要休息一下。如果家中有小孩，用戶為了防止小孩太晚睡，可以設置孩子房間的燈的開關時間(夜間起床，弱光開啟不變)。對于家庭環境，系統會根據人的舒適，自動調節室內的溫度，調節空調，也會測量出室內的濕度、可吸入灰塵含量以及C02的濃度。晚上睡覺的時候，通常C02濃度較高，所以晚上系統會自動控制造氧系統，把C02進行處理分解，造出氧氣。在夏天，如果家中的人從外面回來，智能系統為了保證人的身體健康，是不會馬上開空調的，它先會慢慢降低溫度， 并吹出適量的風，讓人感到舒適而不是像現在的那些空調那樣，一下子把空調調得很低。而在冬天，系統還會長時間讓房子處于保暖狀態。用戶還可以在回家前進入系統進行調節。綜上所述，本發明實現了對家庭中的各種設備遠程控制、遠程查詢、集中管理的功能，其中主要包括家電控制、安防控制、家庭照明控制、環境監測、三表集抄等功能模塊。本發明智能家居系統監控利用先進的計算機技術、網絡通信技術和綜合布線技術，將與家居生活有關的各種子系統有機結合在一起，通過統籌管理，讓家居生活更加輕松、更加智能化。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，提供舒適的安全、高品位的家庭生活空間，還提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優化人們的生活方式，幫助人們有效管理家庭設備，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節約資金。以上對本發明實施例所提供的一種數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述， 以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統，其特征在于 包括協調器、傳感器模塊、遠程監控模塊、家居服務器；傳感器模塊，用于負責終端設備的信息的采集，并將家庭內部采集到的信息轉變為數字信號發送給協調器；協調器，用于接收傳感器模塊發送的數據，負責與其他網絡節點交換控制信息和收發采集數據，存儲和處理自身采集的數據以及其他節點發送來的數據，接收家居服務器發來的命令以及向家居服務器輸出功能節點的信息，為網絡節點的運行提供能量；家居服務器，用于接收協調器發送的功能節點的信息，向遠程監控模塊輸出信息供用戶查看，向協調器發送命令；遠程監控模塊，用于根據家居服務器提供的信息進行監控，將命令通過互聯網傳輸給家居服務器。
2.根據權利要求1所述的數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統，其特征在于所述協調器包括無線通信模塊、微處理器模塊、串口收發模塊和電源模塊； 無線通信模塊負責與其他網絡節點進行無線通信，交換控制信息和收發采集數據，接收傳感器模塊發送的數據；微處理器模塊實現安全可靠的通信協議，并存儲和處理自身采集的數據以及其他節點發送來的數據；串口收發模塊完成接收家居服務器發來的命令以及向家居服務器輸出功能節點的信息；電源模塊為網絡節點的運行提供能量。
3.根據權利要求1或2所述的數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統，其特征在于節點包括電能采集節點、調光節點、溫度采集節點及其他傳感器節點。
4.根據權利要求1或2所述的數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統，其特征在于所述遠程監控模塊設置在移動終端或計算機上。
全文摘要
本發明公開一種數字家庭中通過智能網絡監控家居終端設備的系統。該系統包括傳感器模塊，用于負責終端設備的信息的采集，并將家庭內部采集到的信息轉變為數字信號發送給協調器；協調器，用于接收傳感器模塊發送的數據，負責與其他網絡節點交換控制信息和收發采集數據，存儲和處理自身采集的數據以及其他節點發送來的數據，接收家居服務器發來的命令以及向家居服務器輸出功能節點的信息；家居服務器，用于接收協調器發送的功能節點的信息，向遠程監控模塊輸出信息供用戶查看，向協調器發送命令；遠程監控模塊，用于根據家居服務器提供的信息進行監控，將命令通過互聯網傳輸給家居服務器。本發明能夠實現對家庭內部設備的管理，實現遠程監控。
文檔編號H04L12/28GK102170382SQ20111008090
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者劉海亮, 徐武強, 楊艾琳, 羅笑南 申請人:中山大學深圳研究院