CN104506727A - 一种基于智能手机的家庭照明控制系统及方法 - Google Patents

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梁华勇
李伟
于治楼
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Abstract

本发明公开了一种基于智能手机的家庭照明控制系统及方法，属于家庭智能化技术领域，本发明要解决使用Wi-Fi无线技术实现家庭智能化通信安全性低、功耗高、组网能力低的问题，使用ZigBee无线技术实现家庭智能化通信成本高的问题。其结构包括智能手机、控制器、照明设备，智能手机为具有Wi-Fi功能的智能手机；控制器包括控制模块以及与控制模块连接的电源模块、Wi-Fi通信模块、ZigBee通信模块，控制模块采用MCU或者是微处理器；照明设备内均设置有MCU及ZigBee通信模块；智能手机用于将控制指令通过Wi-Fi通信模块传送给控制器的控制模块；控制器用于将控制指令通过ZigBee通信模块发送给照明设备的ZigBee通信模块；照明设备用于通过ZigBee通信模块接收控制指令，再由MCU控制实施控制指令。

Description

一种基于智能手机的家庭照明控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种家庭智能化技术领域，具体地说是一种基于智能手机的家庭照明控制系统及方法。
背景技术
Wi-Fi上网可以简单的理解为无线上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。使用IEEE 802.11系列协议的局域网就称为Wi-Fi。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路（Wi-Fi是无线局域网中的一大部分）。一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP，如此便能以无线的模式，AP为AccessPoint简称，一般翻译为“无线访问接入点”，或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP，就像一般有线网络的Hub一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中设备的可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。
智能手机，是指像个人电脑一样，具有独立的操作系统，独立的运行空间，可以由用户自行安装软件、游戏、导航等第三方服务商提供的程序，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的手机类型的总称。智能手机具有优秀的操作系统、可自由安装各类软件、完全大屏的全触屏式操作感这三大特性。
家庭智能化就是通过家居智能管理系统的设施来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。现有技术中信息交互与通信通常采用Wi-Fi无线技术或者ZigBee无线技术来实现。但是Wi-Fi无线技术的缺点是安全性低、功耗高、组网能力低，联网设备一般不超过16个，家庭照明的数量可能比较多，超出了它的联网数量。ZigBee无线技术虽说安全性高，功耗低，组网能力强，但缺点是市面上流行的智能手机均没有设置ZigBee功能，若想在家居智能化中使用ZigBee无线技术，必须专设其智能产品与它联网控制，则产品开发难度大，开发周期长，产品成本高。
综上所示，若能将Wi-Fi与ZigBee结合起来，实现对家庭照明控制，则可以使家庭家居更加的智能化，使家庭生活更加舒适、便利和安全。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种基于智能手机的家庭照明控制系统及方法。其结合了手机及Wi-Fi与ZigBee无线技术，智能控制家庭中所有照明设备；不仅安全性高，功耗低，组网能力强，且成本低。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，
一种基于智能手机的家庭照明控制系统，包括智能手机、控制器、照明设备，智能手机为具有Wi-Fi功能的智能手机；控制器包括控制模块以及与控制模块连接的电源模块、Wi-Fi通信模块、ZigBee通信模块，控制模块采用MCU或者是微处理器；照明设备内均设置有MCU及ZigBee通信模块；
智能手机用于将控制指令通过Wi-Fi通信模块传送给控制器的控制模块；
控制器用于将控制指令通过ZigBee通信模块发送给照明设备的ZigBee通信模块；
照明设备用于通过ZigBee通信模块接收控制指令，再由MCU控制实施控制指令。
所述的控制器采用MCU作为控制模块，MCU采用8031芯片或者是87C51芯片或者是89C51芯片或者是97C51芯片；照明设备的MCU采用8031芯片或者是87C51芯片或者是89C51芯片或者是97C51芯片。
所述的控制器采用微处理器作为控制模块，微处理器采用英特尔公司开发的酷睿系列微处理器。
所述的控制器采用微处理器作为控制模块，微处理器采用MPC8272芯片。
所述的Wi-Fi通信模块采用Broadcom公司的BCM5356芯片，控制器及照明设备的ZigBee通信模块采用Jennic公司的JN5148芯片。
所述的照明设备内设置有红、绿、蓝三色的灯珠，由MCU控制其开与关。
一种基于智能手机的家庭照明控制方法，使用上述的任意一种家庭照明控制系统，实现对家庭照明设备的控制，包括如下步骤：
（1）、智能手机内安装照明控制APP软件；
（2）、智能手机通过照明控制APP软件输出控制指令，并通过Wi-Fi通信模块发送给控制器的Wi-Fi通信模块；
（3）、控制器的控制模块通过Wi-Fi通信模块获取智能手机发送的控制指令；
（4）、控制器的控制模块将获取的控制指令通过ZigBee通信模块发送给照明设备的ZigBee通信模块；
（5）、照明设备的MCU通过ZigBee通信模块获取控制指令，并实施该控制指令。
照明控制APP软件海德信公司推出的智能照明系统APP软件V1.15版。
控制指令包括搜索照明设备、添加照明设备、删除照明设备、打开照明设备、关闭照明设备、调节照明设备颜色、调节照明设备亮度。
本发明的一种基于智能手机的家庭照明控制系统及方法具有以下优点：
1、结合了手机及Wi-Fi与ZigBee无线技术，智能控制家庭中所有照明设备；不仅安全性高，功耗低，组网能力强，且成本低；
2、控制模块采用MCU或者是微处理器，用来协调且控制Wi-Fi通信模块、ZigBee通信模块，稳定性高，结构简单，体积小；
3、照明设备内设置有红、绿、蓝三色的灯珠，由MCU控制其开与关，可组合呈现多种颜色；
4、智能手机为日常生活中必备设备，可使用Android以及IOS两大主流操作系统的智能手机，不增加额外的产品投入，成本低；
5、该方法，使用简便，安全性高，可同时对一台或多台照明设备进行控制，使家庭生活更加舒适、便利和安全。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为一种基于智能手机的家庭照明控制系统的结构框图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种基于智能手机的家庭照明控制系统及方法作以下详细地说明。
实施例1：
本发明的一种基于智能手机的家庭照明控制系统, 其结构包括智能手机、控制器、照明设备，智能手机为具有Wi-Fi功能的智能手机；控制器包括控制模块以及与控制模块连接的电源模块、Wi-Fi通信模块、ZigBee通信模块，控制模块采用MCU；照明设备内均设置有MCU及ZigBee通信模块；
智能手机用于将控制指令通过Wi-Fi通信模块传送给控制器的控制模块；
控制器用于将控制指令通过ZigBee通信模块发送给照明设备的ZigBee通信模块；
照明设备用于通过ZigBee通信模块接收控制指令，再由MCU控制实施控制指令。
所述的控制器采用MCU作为控制模块，MCU采用97C51芯片；照明设备的MCU采用8031芯片。
所述的Wi-Fi通信模块采用Broadcom公司的BCM5356芯片，控制器及照明设备的ZigBee通信模块采用Jennic公司的JN5148芯片。
所述的照明设备内设置有红、绿、蓝三色的灯珠，由MCU控制其开与关。
MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
实施例2：
本发明的一种基于智能手机的家庭照明控制系统, 其结构包括智能手机、控制器、照明设备，智能手机为具有Wi-Fi功能的智能手机；控制器包括控制模块以及与控制模块连接的电源模块、Wi-Fi通信模块、ZigBee通信模块，控制模块采用微处理器；照明设备内均设置有MCU及ZigBee通信模块；
智能手机用于将控制指令通过Wi-Fi通信模块传送给控制器的控制模块；
控制器用于将控制指令通过ZigBee通信模块发送给照明设备的ZigBee通信模块；
照明设备用于通过ZigBee通信模块接收控制指令，再由MCU控制实施控制指令。
所述的控制器采用微处理器作为控制模块，微处理器采用英特尔公司开发的酷睿系列微处理器。
所述的Wi-Fi通信模块采用Broadcom公司的BCM5356芯片，控制器及照明设备的ZigBee通信模块采用Jennic公司的JN5148芯片。
微处理器由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处理器与传统的中央处理器相比，具有体积小、重量轻和容易模块化等优点。微处理器由算术逻辑单元（ALU，Arithmetic Logical Unit）；累加器和通用寄存器组；程序计数器（也叫指令指标器）；时序和控制逻辑部件；数据与地址锁存器/缓冲器；内部总线组成。其中运算器和控制器是其主要组成部分。微处理器能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，是微型计算机的运算控制部分。
英特尔公司开发的酷睿系列微处理器，开发代号Yonah，分单核与双核两种。酷睿处理器采用667MHz的前端总线速率，60nm制程工艺，2M L2缓存，双核酷睿处理器通过SmartCache技术两个核心共享2M L2资源。
实施例3：
本发明的一种基于智能手机的家庭照明控制系统, 其结构包括智能手机、控制器、照明设备，智能手机为具有Wi-Fi功能的智能手机；控制器包括控制模块以及与控制模块连接的电源模块、Wi-Fi通信模块、ZigBee通信模块，控制模块采用微处理器；照明设备内均设置有MCU及ZigBee通信模块；
智能手机用于将控制指令通过Wi-Fi通信模块传送给控制器的控制模块；
控制器用于将控制指令通过ZigBee通信模块发送给照明设备的ZigBee通信模块；
照明设备用于通过ZigBee通信模块接收控制指令，再由MCU控制实施控制指令。
所述的控制器采用微处理器作为控制模块，微处理器采用MPC8272芯片。
所述的Wi-Fi通信模块采用Broadcom公司的BCM5356芯片，控制器及照明设备的ZigBee通信模块采用Jennic公司的JN5148芯片。
MPC8272芯片，这种低成本多用途的集成处理器的设计目标是使用PCI 接口的网络基础结构、电讯和其它嵌入式应用。它可用于路由器、接线器、网络存储应用和图像显示系统。
实施例4：
本发明的一种基于智能手机的家庭照明控制方法，使用权利要求书中所述的任意一种家庭照明控制系统，实现对家庭照明设备的控制，包括如下步骤：
（1）、智能手机内安装照明控制APP软件；
（2）、智能手机通过照明控制APP软件输出控制指令，并通过Wi-Fi通信模块发送给控制器的Wi-Fi通信模块；
（3）、控制器的控制模块通过Wi-Fi通信模块获取智能手机发送的控制指令；
（4）、控制器的控制模块将获取的控制指令通过ZigBee通信模块发送给照明设备的ZigBee通信模块；
（5）、照明设备的MCU通过ZigBee通信模块获取控制指令，并实施该控制指令。
照明控制APP软件海德信公司推出的智能照明系统APP软件V1.15版。
控制指令包括搜索照明设备、添加照明设备、删除照明设备、打开照明设备、关闭照明设备、调节照明设备颜色、调节照明设备亮度。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的一种基于智能手机的家庭照明控制系统及方法的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种基于智能手机的家庭照明控制系统，其特征在于包括智能手机、控制器、照明设备，智能手机为具有Wi-Fi功能的智能手机；控制器包括控制模块以及与控制模块连接的电源模块、Wi-Fi通信模块、ZigBee通信模块，控制模块采用MCU或者是微处理器；照明设备内均设置有MCU及ZigBee通信模块；
智能手机用于将控制指令通过Wi-Fi通信模块传送给控制器的控制模块；
控制器用于将控制指令通过ZigBee通信模块发送给照明设备的ZigBee通信模块；
照明设备用于通过ZigBee通信模块接收控制指令，再由MCU控制实施控制指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的家庭照明控制系统，其特征在于控制器采用MCU作为控制模块，MCU采用8031芯片或者是87C51芯片或者是89C51芯片或者是97C51芯片；照明设备的MCU采用8031芯片或者是87C51芯片或者是89C51芯片或者是97C51芯片。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的家庭照明控制系统，其特征在于控制器采用微处理器作为控制模块，微处理器采用英特尔公司开发的酷睿系列微处理器。
4.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的家庭照明控制系统，其特征在于控制器采用微处理器作为控制模块，微处理器采用MPC8272芯片。
5.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的家庭照明控制系统，其特征在于Wi-Fi通信模块采用Broadcom公司的BCM5356芯片，控制器及照明设备的ZigBee通信模块采用Jennic公司的JN5148芯片。
6.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的家庭照明控制系统，其特征在于照明设备内设置有红、绿、蓝三色的灯珠，由MCU控制其开与关。
7.一种基于智能手机的家庭照明控制方法，其特征在于使用权利要求1-6中任意一种家庭照明控制系统，实现对家庭照明设备的控制，包括如下步骤：
（1）、智能手机内安装照明控制APP软件；
（2）、智能手机通过照明控制APP软件输出控制指令，并通过Wi-Fi通信模块发送给控制器的Wi-Fi通信模块；
（3）、控制器的控制模块通过Wi-Fi通信模块获取智能手机发送的控制指令；
（4）、控制器的控制模块将获取的控制指令通过ZigBee通信模块发送给照明设备的ZigBee通信模块；
（5）、照明设备的MCU通过ZigBee通信模块获取控制指令，并实施该控制指令。
8.根据权利要求7所述的一种基于智能手机的家庭照明控制方法，其特征在于照明控制APP软件海德信公司推出的智能照明系统APP软件V1.15版。
9.根据权利要求7所述的一种基于智能手机的家庭照明控制方法，其特征在于控制指令包括搜索照明设备、添加照明设备、删除照明设备、打开照明设备、关闭照明设备、调节照明设备颜色、调节照明设备亮度。
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