CN102857652B - 基于移动网络的开关控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动网络的开关控制系统，所述系统包括，通信终端，用于通过电话和/或短信发送开关控制命令和/或接收反馈信息；通信模块，用于与通信终端建立无线信道，接收通信终端命令和/或发送反馈信息；控制模块，用于执行由通信模块传送的通信终端的控制命令控制开关和/或反馈开关的工作信息；被控开关，用于依据控制模块命令断开或闭合。本发明结合现代移动通信技术，克服了现有技术中开关操作呆板繁琐，难以完成定时控制等缺点，制作成了一部人机交互友好，控制灵活方便的无线智能开关，达到了远程控制电路开关的目的。应用于实际，本发明可以制作成为通用的电源插座，满足家庭生活，工业生产中对开关的更高要求。

Description

基于移动网络的开关控制系统和方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及基于移动网络的开关控制系统和方法。

背景技术

在现代物联网应用，工业应用以及高端家庭应用中，开关是一项必不可少的可控器件，且其控制方法也越来越趋向于智能化，并已成为技术领域研究中的热门课题。但目前开关控制的形式还是以手动为主，这样效率较低，而且还会受到时间和空间的限制，所以远程控制开关的研究在近些年逐渐崭露头角，在已公布的设计中有如下几种实现方式。

如在专利号200410041464.3公开号1599395于2004年7月20日公开的《一种远程集中控制开关》的实用新型专利中就公开了一种利用固定电话网实现远程遥控的开关，该开关包括中央处理单元，模拟摘机电路单元、DTMF解码单元、振铃检测电路、指令输入单元、语音处理单元、状态指示电路和控制输出执行单元。其特点是:远程集中控制开关包括一个主机部分和一个控制面板部分,其指令输入单元由键盘扫描电路构成,控制输出执行单元由多个触点式电子开关及其驱动电路构成,通过对多位数码组成的指令进行编码,从而可对多个被控电器有选择地进行控制。

但该远程开关还存在如下缺陷：1开关必须接入公共PSTN电话网，电话线成为开关本身的束缚，削弱了灵活性，提高了铺线的成本；2DTMF为模拟电路传输，相对于数字传输不稳定；3只能通过电话拨号输入编码指令实现对开关的控制，不支持更为方便快捷的手机短信的控制；4未实现定时控制开关的功能。

又如专利号201020164154.1公开号201629464U于2010年11月10日公开的《万能遥控型无线智能插座》的实用新型专利中公开了一种基于无线传感网、GPRS及网络技术的万能遥控型无线智能插座,此发明可以通过手机或电脑远程操控连接于输出插座上的家用电器、设置家用电器的工作参数以及读取家用电器的用电参数,可以对具有遥控功能的任意品牌的家电进行控制和设置。

但该实用新型的缺陷是：1是必须连入网络才能控制插座，而网络的接入方式并不十分稳定；2不支持定时功能，必须实时对开关进行操作。

又如专利号200910158430.5公开号101645993于2010年2月10日公布的发明专利《一种电话振铃控制开关》的发明中公开了一种通过电话振铃控制开关的方法。它包含:振铃检测电路、振铃处理电路、计数与判断单元、驱动输出单元)以及供给振铃处理电路、计数与判断单元和驱动输出单元、电源的稳压电源。此发明通过二次以上振铃的方式来控制负载电器的动作,达到了远程密码控制的目的,因此安全性更高,而且在不需要摘机的情况下实现了控制，大大节约了成本。

但是该发明还存在一下缺点：1开关通过电话振铃控制，振铃次数要求必须准确，计数误操作可能性较大，开关与操作者交互欠佳；2只可以实时控制，不可以定时控制。

又如专利号为200820032474.4公开号为201191878于2009年2月4日公布的《嵌入式短信远程安全监控装置》实用新型公布了一种嵌入式短信远程安全监控装置，它由无线接收模块、CPU模块和报警模块组成,是一种采用无线电话通信系统实现远程监控、短信或电话报警的装置。

但该实用新型的缺陷是只能由监控装置单方向的向人反馈信息，操作人无法实现远程对于该装置的控制。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是实现远程控制被控开关的闭合和断开。

（二）技术方案

一种基于移动网络的开关控制系统，所述系统包括，

通信终端，用于通过电话和/或短信发送开关控制命令和/或接收反馈信息；

通信模块，用于与通信终端建立无线信道，接收通信终端命令和/或发送反馈信息；

控制模块，用于执行由通信模块传送的通信终端的控制命令控制开关和/或反馈开关的工作信息；

被控开关，用于依据控制模块命令断开或闭合。

其中，所述通信模块为2G和/或3G模块。

其中，所述控制模块包括，

单片机，为单片机提供时间校准的时钟电路，接收单片机控制命令以提供语音提示的放音电路，继电器，以及接收单片机控制命令以驱动继电器控制被控开关断开或闭合的开关量输出驱动电路。

其中，所述通信模块可以识别出对同一张SIM卡开通的语音号、传真号和/或数据号的呼叫。

其中，所述通信终端为固定电话或者手机。

一种电话控制方法，

通信模块接收通信终端的呼叫，并将通信终端的主叫号码传送给单片机；

单片机依据主叫号码查询预先存储在单片机中的号码数据，如果主叫号码不存在，则返回错误语音；如果主叫号码存在，则依据被叫号码执行命令。

其中，所述执行主叫号码对应的操作进一步包括，

如果所述被叫号码为语音号，则单片机将被控开关的状态反馈给通信终端；

如果所述被叫号码为传真号，则单片机控制开关量输出驱动电路将被控开关设置为闭合状态；

如果所述被叫号码为数据号，则单片机控制开关量输出驱动电路将被控开关设置为断开状态。

一种短信控制方法，

通信模块接收通信终端的短信，并将通信终端的短信传送给单片机；

单片机从时钟电路获取当前时间，并审查发信人号码和短信内容格式是否符合要求；

如果不符合要求，则单片机通过通信模块返回通信终端操作错误短信；如果符合要求，则依据短信类型执行命令。

其中，所述依据短信类型执行命令进一步包括，

如果为通断控制短信，则单片机依据短信中设定的时间控制开关量输出驱动电路对被控开关执行断开或闭合操作；

如果为管理控制短信，则单片机依据短信中的电话号码在管理员号码库中执行增加或删除操作；

如果为状态查询短信，则单片机查询当前被控开关的状态，并返回通过短信将被控开关的状态反馈到通信终端。

（三）有益效果

本发明结合现代移动通信技术，克服了现有技术中开关操作呆板繁琐，难以完成定时控制等缺点，制作成了一部人机交互友好，控制灵活方便的无线智能开关，达到了远程控制电路开关的目的。应用于实际，本发明可以制作成为通用的电源插座，满足家庭生活，工业生产中对开关的更高要求。

附图说明

图1是本发明系统的结构图；

图2是本发明系统的具体结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的提供的基于移动网络的开关控制系统如图1所示，整个控制系统由固定电话或个人手机，手机通信模块，基于单片机的智能控制器和受控开关组成，单片机控制手机通信模块接收用户的命令，分析处理后，完成对受控开关的控制；

如图2所示，在本发明硬件组成中，主要有如下几个模块：

a)手机通信模块：为2G或3G通信模块，主要是用来建立无线信道，接收用户命令和发送反馈，特别的是，手机通信模块可以区别同一张SIM卡上开通的三个号码，他们分别为语音号，传真号和数据号；

b)放音电路：存储并受控输出三段事先录好的语音提示，分别为：

①操作错误语音提示：“对不起，无效的操作，请您联系管理员”；

②闭合状态语音提示：“当前开关状态为闭合”；

③断开状态语音提示：“当前开关状态为断开”；

c)单片机：单片机是整个开关的核心，它通过发送AT指令用来控制手机通信模块做出诸如接电话，挂电话，接收短信，发送短信等动作，它还控制放音电路，实时时钟电路，开关量输出驱动电路等其他受控模块;

d)实时时钟电路：为单片机提供实时时间，保持开关系统内部时间的准确性；

e)开关量输出驱动电路：开关量输出驱动可以直接驱动外部继电器来控制开关通断.

相应的，本发明提供了一种电话实时控制方式

1、开关开启后处于待机状态，当用户拨打开关的通讯号码时，开关中的手机通信模块接收到呼叫，并把这一消息通过串行接口电路传送到单片机；单片机负责将主叫号码与管理员数据库（单片机内事先存储好所有管理员的号码）进行对比。

2、如果主叫号码不在数据库内，单片机向手机通信模块发送AT指令接通电话，然后通过I/O接口电路命令放音电路将“操作错误语音提示”通过音频输入电路传送给手机通信模块，然后由手机通信模块将语音提示送入无线信道反馈给用户，最后单片机控制手机通信模块挂断电话；

3、如果主叫号码在数据库内，单片机负责查询被叫号码是SIM卡上的语音号，传真号，数据号中的哪一个；

a)如果被叫号码是语音号，单片机首先控制手机通信模块接通电话，然后查询当前开关状态，如果开关闭合，就控制放音电路传送“闭合状态语音提示”给手机通信模块，如果开关断开，就控制放音电路传送“断开状态语音提示”给手机通信模块；然后单片机控制手机通信模块将开关状态的语音提示送入无线信道，反馈给用户，而后单片机控制手机通信模块挂断电话；

b)如果被叫号码是传真号，单片机将通过I/O接口电路控制开关量输出驱动电路将开关设置为闭合，而后单片机控制手机通信模块挂断电话；

c)如果被叫号码是数据号，单片机将通过I/O接口电路控制开关量输出驱动电路将开关设置为断开，而后单片机控制手机通信模块挂断电。

相应的，本发明提供了一种短信定时控制方法,

1、开关开启后处于待机状态；

2、用户用手机编写控制短信，然后将短信发送到开关的通讯号码（语音好，传真号，数据号其中任一）上；

a)“通断控制短信”格式规定为形如“on,201207011815”，代表于2012年7月1日18时15分对开关进行“闭合”的操作，或形如“off,201212062130”，代表于2012年12月6日21时30分对开关进行“断开”的操作；

b)“管理控制短信”格式规定为形如“add,13812345678”，代表将13812345678这个号码添加到管理员号码库，或形如“delete,13456781234”，代表将13456781234这个号码从管理员号码库中删除；

c)示例中的“on”,“off”,“add”,“delete”可以用中文“闭合”，“断开”，“添加”，“删除”替换；

d)“状态查询短信”规定内容为“status,”,或者“状态,”；

3、手机通信模块检查到未读短信，通过串行接口电路告知单片机；

4、单片机先通过AT指令控制手机通信模块接收短信，再从实时时钟电路获取当前时间，最后检查发信号码和短信格式是否同时满足以下条件：

a)发信人为管理员号码库中的号码之一；

b)短信中含有一个英文符中的逗号“,”，并且逗号之前的内容为“on”，“off”，“add”，“delete”，“status”或“闭合”，“断开”，“添加”，“删除”，“状态”其中的一个单词

c)若逗号前的单词为“add”，“delete”，“添加”，“删除”，逗号之后的内容格式应为一规范的电话号码；

d)若逗号前的单词为“on”或“off”，“闭合”，“断开”，逗号之后的内容应为12位数字，并且符合合理的日期表示方法，还需同时满足所表示时间晚于当前时间；

5、当发信人号码或者短信内容不符合要求时，单片机通过串行接口电路发送AT指令控制手机通信模块编辑并发送内容为“错误的操作，请联系管理员”的“操作错误短信提示”给发信用户；

6、当发信人号码与短信内容均符合要求时，

a)如果控制短信是以“on”或者“off”开头的“通断控制短信”单片机就以用户设定时间为标准，每隔一分钟从实时时钟电路中获取当前时间并与用户设定时间比较，直到当两个时间相同时，单片机通过I/O接口电路控制开关量输出驱动电路将开关闭合或者断开；

b)如果控制短信是以“add”或者“delete”为开头的“管理控制短信”，单片机提取出短信中的电话号码，对管理员号码库进行添加或者删除这一号码的操作；

c)如果短信内容是“status”或“状态”开头的“状态查询短信”，单片机查询当前开关状态，然后通过AT命令控制手机通信模块编写与之相符的“当前开关状态为闭合”或者“当前开关状态为断开”的短信，然后发送到发信人号码上。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种基于移动网络的开关控制系统，其特征在于，所述系统包括，

通信终端，用于通过电话和/或短信发送开关控制命令和/或接收反馈信息；

通信模块，用于与通信终端建立无线信道，接收通信终端命令和/或发送反馈信息，所述通信模块接收通信终端的呼叫，并将呼叫消息传送给单片机；所述通信模块可以识别出对同一张SIM卡开通的语音号、传真号和/或数据号的呼叫；

控制模块，用于执行由通信模块传送的通信终端的控制命令控制开关和/或反馈开关的工作信息，所述控制模块包括单片机，所述单片机依据主叫号码查询预先存储在单片机中的管理员数据库，如果主叫号码不存在，则返回错误语音；如果主叫号码存在，则单片机查询被叫号码是SIM卡上的语音号，传真号，数据号中的哪一个，如果所述被叫号码为语音号，则单片机将被控开关的状态反馈给通信终端；如果所述被叫号码为传真号，则单片机控制开关量输出驱动电路将被控开关设置为闭合状态；如果所述被叫号码为数据号，则单片机控制开关量输出驱动电路将被控开关设置为断开状态；

被控开关，用于依据控制模块命令断开或闭合。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信模块为2G和/或3G模块。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块包括，

单片机，为单片机提供时间校准的时钟电路，接收单片机控制命令以提供语音提示的放音电路，继电器，以及接收单片机控制命令以驱动继电器控制被控开关断开或闭合的开关量输出驱动电路。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信终端为固定电话或者手机。

5.一种基于权利要求1所述的系统的电话控制方法，其特征在于，

通信模块接收通信终端的呼叫，并将通信终端的主叫号码传送给单片机；

单片机依据主叫号码查询预先存储在单片机中的管理员数据库，如果主叫号码不存在，则返回错误语音；如果主叫号码存在，则依据被叫号码执行命令。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述依据被叫号码执行命令进一步包括，

如果所述被叫号码为语音号，则单片机将被控开关的状态反馈给通信终端；

如果所述被叫号码为传真号，则单片机控制开关量输出驱动电路将被控开关设置为闭合状态；

如果所述被叫号码为数据号，则单片机控制开关量输出驱动电路将被控开关设置为断开状态。

7.一种基于权利要求1所述的系统的短信控制方法，其特征在于，

通信模块接收通信终端的短信，并将通信终端的短信传送给单片机；

单片机从时钟电路获取当前时间，并审查发信人号码和短信内容格式是否符合要求；

如果不符合要求，则单片机通过通信模块返回通信终端操作错误短信；如果符合要求，则依据短信类型执行命令。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据短信类型执行命令进一步包括，

如果为通断控制短信，则单片机依据短信中设定的时间控制开关量输出驱动电路对被控开关执行断开或闭合操作；

如果为管理控制短信，则单片机依据短信中的电话号码在管理员号码库中执行增加或删除操作；

如果为状态查询短信，则单片机查询当前被控开关的状态，并返回通过短信将被控开关的状态反馈到通信终端。