CN104536301A - 智能家居终端集中控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家居终端集中控制系统，以房间为最小控制单位，在每间房间设置独立的控制模块单元，各控制模块单元皆由蓝牙模块和单片机组成，通过蓝牙设备接收信号，然后经过单片机进行信号识别处理，再实行相应的操作。本发明将智能家居复杂的操作拆分成几种简单的基本操作包括：单通道开关类、多通道遥控类以及传感器三大基本操作类。通过基本操作的组合从而实行一系列复杂的操作。本发明具有设备简单、易组装、成本低廉、设备兼容性好的特点。在家居智能化普及的现在此发明有着很好的应用前景和发展趋势，对于人们生活质量的提高有着很好的促进作用。

Description

智能家居终端集中控制系统

技术领域

本发明涉及一种家居设备控制系统，特别是集中式远程控制系统，应用于高性能且低成本的智能家居控制技术领域。

背景技术

随着人类文明的不断进步，人们生活质量不断提高，人们对家的要求早已不只是物理空间上的普通使用，更为关注的是它的一个安全、方便、舒适的居家环境。智能家居因而应运而生。所谓的智能家居，是以住宅为平台，将通信网络技术与家居生活有关的各种子系统有机地结合到一起，既能在家庭内部实现信息共享和通信，又能通过家庭智能网关与家庭外部网络进行信息交换。

智能家居通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段，实现对音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电以及三表抄送等家居设备的智能控制。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，提供全方位的信息交互功能。必须说明的是，虽然物联网技术快速发展，但是其高价格，低兼容性的特点使智能家居的普及性受到很大的阻碍。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种智能家居终端集中控制系统，以房间为单位，每间房间设置独立的控制模块，控制端能通过蓝牙的穿墙能力进行跨房间的智能家居控制，每个控制模块通过三个基本控制类进行组合控制家居，只需适当修改电路即可使用，相对于其他同类产品其成本低廉，设备兼容性好有着很好的推广前景。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种智能家居终端集中控制系统，以房间为最小控制单位，在每间房间设置独立的控制模块单元，各控制模块单元皆由蓝牙模块和单片机组成，各蓝牙模块皆能与具有蓝牙发射功能的控制终端设备进行信号传输，在每间房间内，蓝牙模块向本地控制模块单元集成的单片机的串口之间进行信号传输，信号经过单片机识别后或处理后再以指令信号形式，向设置在房间内的各家居器具或蓝牙模块进行信号传输，各单片机皆能向家居器具发送组合指令，组合指令包括开关类指令、遥控类指令和传感器类指令三大基本操作类指令中的任意一种或几种指令的组合，各家居器具在收到指令信号后执行或读取相应指令从而实现相应的智能家居作业，设置于不同房间内的蓝牙模块之间还相互传输信号，进行跨房间的智能家居控制。

上述蓝牙模块接收的蓝牙信号优选包括智能手机、个人电脑和具有蓝牙发射功能的其他控制终端设备发出中的任意一种或任意几种信号。

上述蓝牙模块优选采用CC2540系列、LC-06系列和其他具有串口功能的集成蓝牙模块。

上述单片机的串口的通信通信协议优选采用XModem协议、modbus协议或自定义的其他串口通讯协议。

上述单片机优选采用51系列单片机、avr系列单片机或arm系列单片机。

作为上述技术方案进一步优选的技术方案，由上述单片机处理后得到的开关类指令，直接以弱电信号或者通过外围驱动电路进行放大的强电信号发送给对应的家居器具的电器开关，实现智能家居控制。

作为上述技术方案进一步优选的技术方案，由上述单片机处理后得到的遥控类指令，采用通过红外发射模块发射的红外信号、通过无线电发射模块发射的无线电信号、通过无线电发射模块发射的无线电信号和通过超声波发射模块发射的超声波信号中的任意一种或任意几种，发送给对应的家居器具的信号接收端，实现智能家居控制。

作为上述技术方案进一步优选的技术方案，由上述单片机接收并识别后的传感器类指令包括烟雾传感器、光亮传感器、湿度传感器和温度传感器中的任意一种或任意几种传感器所发出的信号。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1. 本发明以一个单间为最小控制单元，每个房间有独立的单片机作为控制，从而能够很好的减少布线，另外对应房间满足对应的模块功能，从而减少一些不必要的资源浪费；

2. 本发明利用蓝牙串口传输信号，因此有很好的兼容性能够兼容各类具有蓝牙模块的设备，此外蓝牙具有很好的穿墙效果以及安全性，在住宅范围内能好好的实行智能家居的控制；

3. 本发明利用开关类、遥控类和传感器类三类基本操作进行组合操作能实现多种功能智能操作，通过单片机进行组合操作因此能够实行多种类操作，从而在硬件方面节约成本；

4. 本发明利用外部布线法，无需对设备本身进行改造，仅需要在布线方面进行添加设备就可，从而有很好的植入性和兼容性，因此能够降低成本有很好的发展空间。

附图说明

图1是本发明实施例一中的三个房间的信号联通形成的智能家居控制关系图。

图2是本发明实施例一的开关类信号控制流程图。

图3是本发明实施例一的遥控类信号控制流程图。

图4是本发明实施例一的传感器类信号控制流程图。

具体实施方式

本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

在本实施例中，参见图1~图4，一种智能家居终端集中控制系统，以房间为最小控制单位，在每间房间设置独立的控制模块单元，各控制模块单元皆由蓝牙模块1和单片机2组成，各蓝牙模块1皆能与具有蓝牙发射功能的控制终端设备3进行信号传输，在每间房间内，蓝牙模块1向本地控制模块单元集成的单片机2的串口之间进行信号传输，信号经过单片机2识别后或处理后再以指令信号形式，向设置在房间内的各家居器具4或蓝牙模块1进行信号传输，各单片机2皆能向家居器具4发送组合指令，组合指令包括开关类指令、遥控类指令和传感器类指令三大基本操作类指令中的任意一种或几种指令的组合，各家居器具4在收到指令信号后执行或读取相应指令从而实现相应的智能家居作业，设置于不同房间内的蓝牙模块1之间还相互传输信号，进行跨房间的智能家居控制。

在本实施例中，参见图1~图4，为了更直观的看出智能家居控制的效果，本发明通过搭建模型的方式来体现智能家居控制。蓝牙信号发射端采用的是一部智能手机，蓝牙信号发射软件是蓝牙串口调试软件或者是自制软件。蓝牙模块1采用的是HC-06商业蓝牙模块，单片机2为STC89C51。开关类采用直接接弱点的LED灯和通过外围驱动电路5进行放大的强电信号后接强电的电机的电器开关6，实现智能家居控制；遥控类采用红外收发方式，LCD显示屏用于显示；传感器类采用烟雾报警器作为传感器。具体实施步骤如下：

a．在手机控制端按下开关时，对应的开关类的设备会相应开启，再次按下该开关时，开启的设备就能够关闭，此外开关类设备执行时是双向的在正向给定信号时能够收到其反馈信号。开关类流程图如图2所示。

b．在手机控制端按下遥控类设备时，对应的遥控类的LCD就会相应亮起；再按Vol+或者Vol-，LCD就会显示Vol这个数值的加减，用于模拟电视声音的加减；再按Ch+或者Ch-，LCD就会显示Ch这个数值的加减，用于模拟电视频道的加减。遥控类流程图如图3所示。

c．传感器类处有烟雾信号时，单片机2就会执行报警功能，同时单片机2向蓝牙模块1发送信号，蓝牙模块1向智能手机发送信号，手机端警报灯就会亮起。这时只要在手机端关闭报警就能实现报警器的初始化。传感器类流程图如图4所示。

本实施例基于蓝牙串口接收器和51单片机集成一种高性能低成本的智能家居控制终端，其实施方法包括：首先，蓝牙模块1采用蓝牙通信接收信号；然后，单片机2串口接收信号并且处理信号；最后，控制终端设备3执行或读取相应指令，执行或者读取相应指令包括开关类指令、遥控类指令和传感器类指令。开关指令是由单片机2直接发送给智能家居设备设施的控制终端设备3的弱电信号或者是通过外围电路进行放大的强电信号；遥控类指令是单片机2通过红外发射模块发射的红外信号；传感器类指令为烟雾传感器所发出的指令。本实施例智能家居终端集中控制系统通过蓝牙模块1接收信号，然后经过单片机2进行信号识别处理，再实行相应的操作。本实施例将智能家居复杂的操作拆分成几种简单的基本操作包括：单通道开关类，多通道遥控类以及传感器三大基本操作类。通过基本操作的组合从而实行一系列复杂的操作。本实施例智能家居终端集中控制系统具有设备简单、易组装、成本低廉、设备兼容性好的特点。在家居智能化普及的现在此发明有着很好的应用前景和发展趋势，对于我们生活质量的提高有着很好的促进作用。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，为了让家居实现更全面的智能化，本发明组合在实施例一中记载的三大类控制方法。具体实例如下：

a. 智能窗户控制系统：设备需求，传感器类：温湿度传感器，风力传感器，光亮传感器等，开关类：窗户控制电机，窗帘控制电机。具体技术实施方案如下：

① 当窗户处于开启状态时，若突然刮风下雨，温湿度传感器，风力传感器会有信号传输到单片机再发送到蓝牙达到智能终端通知远处的房主。房主决定窗户是否进行关闭，若规定时间内未收到房主信号，窗户会自行进行关闭，从而减少损失。

② 当房主在智能家居处设定一个闹钟，智能家居能根据光亮传感器在闹钟的规定时间前拉开窗帘，利用自然光叫醒主人。减少利用声音叫醒主人的那一份惊吓。

b. 房屋恒温恒湿系统：设备需求，传感器类：温湿度传感器。遥控类：空调。具体技术实施方案如下：主人在远处设定一个温湿度值，通过遥控类将对屋内空调进行设置，利用温湿度传感器进行反馈，若温度值没有达到需求，传感器将会把信号给与单片机通过单片机控制空调，另外单片机通过蓝牙发送到远处控制端，主人也能够对温湿度进行实时监控。

本实施例通过对窗户控制系统和房屋恒温恒湿系统的智能控制，极大地方便了人们的生活，提高了生活环境的质量和舒适度，并显著提高了生活综合品位。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明智能家居终端集中控制系统的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能家居终端集中控制系统，其特征在于：以房间为最小控制单位，在每间房间设置独立的控制模块单元，各所述控制模块单元皆由蓝牙模块（1）和单片机（2）组成，各所述蓝牙模块（1）皆能与具有蓝牙发射功能的控制终端设备（3）进行信号传输，在每间房间内，所述蓝牙模块（1）向本地所述控制模块单元集成的单片机（2）的串口之间进行信号传输，信号经过所述单片机（2）识别后或处理后再以指令信号形式，向设置在房间内的各家居器具（4）或蓝牙模块（1）进行信号传输，各所述单片机（2）皆能向家居器具（4）发送组合指令，所述组合指令包括开关类指令、遥控类指令和传感器类指令三大基本操作类指令中的任意一种或几种指令的组合，各家居器具（4）在收到指令信号后执行或读取相应指令从而实现相应的智能家居作业，设置于不同房间内的蓝牙模块（1）之间还相互传输信号，进行跨房间的智能家居控制。

2.根据权利要求1所述智能家居终端集中控制系统，其特征在于：所述蓝牙模块（1）接收的蓝牙信号包括智能手机、个人电脑和具有蓝牙发射功能的其他控制终端设备（3）发出中的任意一种或任意几种信号。

3.根据权利要求1所述智能家居终端集中控制系统，其特征在于：所述蓝牙模块（1）采用CC2540系列、LC-06系列和其他具有串口功能的集成蓝牙模块。

4.根据权利要求1所述智能家居终端集中控制系统，其特征在于：所述单片机（2）的串口的通信通信协议采用XModem协议、modbus协议或自定义的其他串口通讯协议。

5.根据权利要求1所述智能家居终端集中控制系统，其特征在于：所述单片机（2）是51系列单片机、avr系列单片机或arm系列单片机。

6.根据权利要求1~5中任意一项所述智能家居终端集中控制系统，其特征在于：由所述单片机（2）处理后得到的所述开关类指令，直接以弱电信号或者通过外围驱动电路（5）进行放大的强电信号发送给对应的家居器具（4）的电器开关（6），实现智能家居控制。

7.根据权利要求1~5中任意一项所述智能家居终端集中控制系统，其特征在于：由所述单片机（2）处理后得到的所述遥控类指令，采用通过红外发射模块发射的红外信号、通过无线电发射模块发射的无线电信号、通过所述无线电发射模块发射的无线电信号和通过超声波发射模块发射的超声波信号中的任意一种或任意几种，发送给对应的家居器具（4）的信号接收端，实现智能家居控制。

8.根据权利要求1~5中任意一项所述智能家居终端集中控制系统，其特征在于：由所述单片机（2）接收并识别后的所述传感器类指令包括烟雾传感器、光亮传感器、湿度传感器和温度传感器中的任意一种或任意几种传感器所发出的信号。