CN102799152A

CN102799152A - 一种基于蓝牙的智能家居控制系统

Info

Publication number: CN102799152A
Application number: CN2012102419059A
Authority: CN
Inventors: 苏淳
Original assignee: TAICANG BOTIAN NETWORK TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: TAICANG BOTIAN NETWORK TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2012-11-28

Abstract

发明涉及一种基于蓝牙的智能家居控制系统，基于ARM9的智能家居控制器，用PC模拟家庭主网关，该系统包括：微处理器：采用三星公司的S3C2440作为智能家居控制器的CPU，并通过S3C2440的外设接口连接存储器(Flash和SDRAM)、蓝牙模块、LCD、触摸屏和GPRS模块等芯片，Flash和SDRAM是智能家居控制的程序存放和运行的地方；蓝牙模块为通信接口，与其他蓝牙设备形成蓝牙链路；人机交互接口，LCD和触摸屏模块，用于信息的输出,触摸屏用于信息的输入；GPRS模块是为了以后系统的扩展而设计的,用户通过3G网络用手机随时随地控制家庭中的设备；协议结构，由于家庭环境控制子网中数据流量较小，采用蓝牙的串口应用模型承载UDCP，构成家庭控制子网协议的基本结构。

Description

一种基于蓝牙的智能家居控制系统

技术领域

本发明属于智能家居领域，具体涉及一种基于蓝牙的智能家居控制系统。

背景技术

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们越来越注重生活环境的舒适、安全与便利。近年来兴起的智能家居系统满足了人们的这种需求，有效地在家具环境中组建家庭信息网络，将各种家电产品结合成一个有机整体，对家电设备进行集中或异地的智能化控制与管理，并且能够与外界进行信息交流，更好地为人们提供家居环境的各类信息。家庭控制子网则是家庭网络中负责所有与家电、能源、安全控制和管理有关的网络部分。

蓝牙(Bluetooth)技术以其低成本、低功耗、安全性好、传输性能优越、组网灵活等优点成为实现家庭网络的主要无线技术之一。目前，商品化的家庭网络产品多数是简单的网络集成系统，允许多台计算机互连，实现单一因特网接入以及外设和文件共享。还有一些则是家庭环境中数据、语音和视频的分布式系统。本系统提出了家庭网络中一种基于蓝牙技术的家庭控制子网的实现方案，给出了家庭控制子网的核心———智能家居控制器的设计方法和设备研制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于蓝牙的智能家居控制系统，该系统能够实现家庭控制子网对家电设备的基本操作。

实现本发明目的的技术方案是：一种基于蓝牙的智能家居控制系统，该系统包括：

微处理器：采用三星公司的S3C2440作为智能家居控制器的CPU，通过S3C2440的外设接口连接存储器(Flash和SDRAM)、蓝牙模块、LCD、触摸屏和GPRS模块等芯片，Flash和SDRAM是智能家居控制的程序存放和运行的地方；

蓝牙模块，作为通信接口与其他蓝牙设备形成蓝牙链路；

人机交互接口，LCD显示信息的输出，触摸屏用于信息的输入；

GPRS模块，通过3G网络使用手机随时随地控制家庭中的设备；

协议结构，采用蓝牙的串口应用模型承载UDCP，构成家庭控制子网协议的基本结构。

作为本发明的进一步改进，图像质量与摄像机及光照条件等因素密切相关，为了提高图像的质量和对图像的识别效率，在识别图像之前，需要对图像进行图像预处理。

作为本发明的进一步改进，该设计中将移动控制终端和家庭控制子网关在物理实现上集成在一起，既起到了控制子网关作用，又起移动控制终端的作用；考虑到设计成本、开发周期等要求，使用PC模拟家庭主网关；采用友善之臂的QQ2440(ARM9)开发板作为智能家居控制器的开发平台，选用嵌入式Linux作为智能家居控制器的操作系统，并在Linux系统中挂接各种不同的通信协议模块；智能家居控制器充当了家庭控制子网关和移动控制终端。

作为本发明的进一步改进，本系统采用三星公司的S3C2440作为智能家居控制器的CPU，具有功耗低、接口丰富、运行速度较快、价格低等优点，并通过S3C2440的外设接口连接存储器(Flash和SDRAM)、蓝牙模块、LCD、触摸屏和GPRS模块等芯片。

作为本发明的进一步改进，控制子网执行下列步骤：

（1）进入初始化界面，用户可以选择操作模式是远程操作或本地操作；

（2）选择要操作的家用电器，并对其进行操作；

（3）在没有用户操作时，智能家居控制定时轮询每一个家电的运行状态，如果隔一段时间后收不到信息家电的应答，就产生报警，并将家电报警信息存储于数据库中，为以后维修家电提供资料，如果遇到紧急情况如天然气泄漏或火灾，智能家居控制器可以通过家庭主网关通知在线用户或者物业，如果智能家居控制集成有GPRS模块，还可以通过手机网络通知用户。

本发明提供了基于蓝牙的智能家居控制系统，基于ARM9的智能家居控制器，用PC模拟家庭主网关，用单片机加蓝牙模块作为信息家电，并把三者结合组成了家庭控制子网，实现了家庭控制子网对家电设备的基本操作。

本发明的有益效果在于：

（1）基于蓝牙的控制子网的实现采用以智能家居控制器为中心的完全星型组网方式，所有子网设备直接与智能家居控制器进行通信以完成子网的控制和管理功能，组网简单，实现了即插即用，适合于绝大多数家庭；

（2）整个系统采用蓝牙无线通信，很好地克服了有线方式连线繁琐、安装复杂和维护困难等缺点；

（3）管理各种家庭控制子网设备的添加和删除，当新的设备加入到家庭控制子网网络系统时，家庭控制子网网关可以通过添加设备文件来添加新的设备，同时具有删除设备的功能。

附图说明

图1是本发明实施例1的家庭网络结构框图；

图2是本发明实施例1的智能家居控制器硬件框图；

图3是本发明实施例1的基于蓝牙技术的信息家电控制系统结构；

图4是本发明实施例1的分布式网络拓扑图；

图5是本发明实施例1的家庭控制子网协议结构；

图6控制子网结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例做进一步说明。

图1是本发明提供的一种家庭网络结构框图。家庭网络按照设备、网关连接时所使用的物理传输介质和底层协议的类型，可划分为家庭主网和家庭控制子网2个不同的网段，其结构如图1所示。

图2是智能家居控制器硬件框图。三星公司的S3C2440具有功耗低、接口丰富、运行速度较快、价格低等优点，所以选择它作为智能家居控制器的CPU，并通过S3C2440的外设接口连接存储器(Flash和SDRAM)、蓝牙模块、LCD、触摸屏和GPRS模块等芯片。Flash和SDRAM是智能家居控制的程序存放和运行的地方；蓝牙模块是通信接口，与其他蓝牙设备形成蓝牙链路；LCD和触摸屏模块是人机交互接口，LCD用于信息的输出，触摸屏用于信息的输入；GPRS模块是为了以后系统的扩展而设计的，用户可以通过3G网络用手机随时随地控制家庭中的设备。

图3是基于蓝牙技术的信息家电控制系统结构。考虑到设计成本、开发周期等要求，使用PC模拟家庭主网关。使用友善之臂的QQ2440(ARM9)开发板作为智能家居控制器的开发平台，选用嵌入式Linux作为智能家居控制器的操作系统，并在Linux系统中挂接各种不同的通信协议模块。目前，虽然家用电器并不具有蓝牙功能，但一般采用微处理器的控制方式，所以在研究家居控制网络时，利用简单的微处理器控制系统代替家用电器设备，通过串口来实现与蓝牙模块之间的通信，从而模拟实现了家用电器设备的蓝牙接入功能。主网关、智能家居控制器以及模拟信息家电设备的蓝牙模块都采用爱立信ROK101008。控制系统结构如图3所示，智能家居控制器充当了家庭控制子网关和移动控制终端。

图4为分布式网络拓扑图。由蓝牙设备组成的微微网(Piconet)中，最多可以有8台活动设备，每一台蓝牙设备都是对等的，以同样的方式进行工作。然而，当一个微微网建立时，只有1台主设备，其他7台活动设备都是从属设备。在这个微网内，最多可以有256台设备。除了这8台设备外，其余的设备都处于停等状态。此外，多个独立的、非同步的微微网还可以构成分布式网络(Scatternet)。如图4所示，M是PiconetA中的主设备；S是微微网中的从设备；S/M在不同时刻扮演不同的角色，既是PiconetA中的从设备，也是PiconetB中的主设备，起连接两个网络的作用。

图5为家庭控制子网协议结构。针对家庭环境控制子网中数据流量较小的特点，采用蓝牙的串口应用模型(SerialPortProfile，SPP)承载UDCP，构成了家庭控制子网协议的基本结构，从家庭内通过智能家居控制器和从互联网通过Web控制家电的协议结构如图5所示。

图6是本系统的控制子网的结构。在控制子网结构主要包括信息家电程序、智能家居控制器程序和主网关程序。其中家庭主网关程序在PC上运行，而且PC模拟了和控制子网相关的一些运用程序(IACServer命令)，并通过蓝牙模块与智能家居控制器建立蓝牙链路，智能家居控制器是整个控制子网的核心。

Claims

1.一种基于蓝牙的智能家居控制系统，其特征是，该系统包括：

微处理器：采用三星公司的S3C2440作为智能家居控制器的CPU，通过S3C2440的外设接口连接存储器、蓝牙模块、LCD、触摸屏和GPRS模块等芯片，Flash和SDRAM是智能家居控制的程序存放和运行的地方；

蓝牙模块，作为通信接口与其他蓝牙设备形成蓝牙链路；

GPRS模块，通过3G网络使用手机随时随地控制家庭中的设备；

2. 根据权利要求1所述的一种基于蓝牙的智能家居控制系统，其特征是，家庭控制子网采用星型拓扑结构，所有信息家电从节点直接与智能家居控制器主设备进行通信。

3. 根据权利要求1或2中所述的一种基于蓝牙的智能家居控制系统，其特征是，采用三星公司的S3C2440作为智能家居控制器的CPU，连接存储器(Flash和SDRAM)、蓝牙模块、LCD、触摸屏和GPRS模块等芯片。

4. 根据权利要求1所述的一种基于蓝牙的智能家居控制系统，协议结构采用蓝牙的串口应用模型承载UDCP，构成家庭控制子网协议的基本结构。

5. 根据权利要求1中所述的一种基于蓝牙的智能家居控制系统，控制子网执行下列步骤：

（2）选择要操作的家用电器，并对其进行操作；

（3）在没有用户操作时，智能家居控制定时轮询每一个家电的运行状态，如果隔一段时间后收不到信息家电的应答，就产生报警，并将家电报警信息存储于数据库中，如果遇到紧急情况如天然气泄漏或火灾，智能家居控制器通过家庭主网关通知在线用户或者物业，如果智能家居控制集成有GPRS模块，通过手机网络通知用户。