CN104579871A - 基于Z-Wave的智能家居控制系统 - Google Patents
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Abstract
基于Z-Wave的智能家居控制系统利用无线路由控制模块连接存储模块、局域网、广域网、机顶盒系统及Z-Wave模块，且Z-Wave模块能够向智能家居设备发送控制指令且采集智能家居设备的工作状态发送给机顶盒系统。从而能够将局域网及广域网传输的网络数据传输给机顶盒系统，同时，方便用户使用移动终端向Z-Wave模块发送控制指令，进而达到控制智能家居设备的工作状态。因此，结合能够有效利用目前接口实现智能家居控制、上网一体化功能，同时集成无线路由的功能，便于布线。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居控制系统，特别是涉及一种智能家居控制、上网一体化的基于Z-Wave的智能家居控制系统。
背景技术
家庭产品分类多样，需要对各个产品进行分别控制。同时智能电视可实现电脑上的所有功能：浏览网页、看电影、看电视、听音乐，聊QQ、玩游戏等。但均需要一个接入设备，比如数字用户线路调制解调器(DSL Modem)、无源光纤网络调制解调器(PON Modem)、电缆调制解调器(Cable Modem)等。目前多家厂商推出了智能电视，但均需要外接接入设备，才能实现上网，看网络电视等需求。这种连接外部设备后使得布线复杂，且需要增加家庭终端。
发明内容
基于此，有必要提供一种布线简单、智能家居控制、上网一体化的基于Z-Wave的智能家居控制系统。
一种基于Z-Wave的智能家居控制系统，包括无线路由控制模块、存储模块、Z-Wave模块及机顶盒系统；
所述无线路由控制模块连接所述存储模块、局域网、广域网及所述机顶盒系统；所述Z-Wave模块连接所述机顶盒系统；所述无线路由控制模块采用GPIO接口连接LED，所述无线路由控制模块采用EPHY接口连接所述机顶盒系统；所述Z-Wave模块采用UART接口连接所述机顶盒系统；
所述Z-Wave模块用于将向发送智能家居设备的控制指令，并采集智能家居设备的工作状态；所述Z-Wave模块用于将采集的智能家居设备的工作状态发送给所述机顶盒系统，所述机顶盒系统用于将接收的智能家居设备的工作状态发送给电视显示；
所述无线路由控制模块用于读取和写入所述存储模块中的数据，并与所述机顶盒系统之间进行数据交互。
在其中一个实施例中，所述无线路由控制模块包括无线路由芯片MT7620N。
在其中一个实施例中，所述机顶盒系统包括机顶盒芯片AML8726-MX；所述机顶盒芯片AML8726-MX采用UART接口连接所述Z-Wave模块。
在其中一个实施例中，所述机顶盒系统包括无线接收模块、第一闪存、第一同步动态随机存储器、扩展内存，所述无线接收模块、所述第一闪存、所述第一同步动态随机存储器、所述扩展内存均连接所述机顶盒芯片AML8726-MX。
在其中一个实施例中，所述存储模块包括第二闪存及第二同步动态随机存储器。
在其中一个实施例中，所述无线路由控制模块采用物理层芯片连接所述机顶盒系统。
在其中一个实施例中，所述无线路由控制模块用于将局域网及广域网的网络状态发送给所述LED显示。
在其中一个实施例中，所述机顶盒系统还包括HDMI接口、SPDIF接口、AV接口及USB接口。
在其中一个实施例中，所述机顶盒系统还包括蓝牙接口。
在其中一个实施例中，所述Z-Wave模块包括无线芯片ZM3102N和带电可擦可编程只读存储器；所述无线芯片ZM3102N采用SPI接口连接所述带电可擦可编程只读存储器，所述无线芯片ZM3102N采用UART接口接所述机顶盒系统。
上述基于Z-Wave的智能家居控制系统利用无线路由控制模块连接存储模块、局域网、广域网、机顶盒系统及Z-Wave模块，且Z-Wave模块能够向智能家居设备发送控制指令且采集智能家居的工作状态发送给机顶盒系统。从而能够将局域网及广域网传输的网络数据传输给机顶盒系统，同时，方便用户使用移动终端向Z-Wave模块发送控制指令，进而达到控制智能家居设备的工作状态。因此，能够有效利用目前接口实现智能家居设备控制、上网一体化功能，同时集成无线路由的功能，便于布线。
附图说明
图1为基于Z-Wave的智能家居控制系统的模块图；
图2为基于Z-Wave的智能家居控制系统的电路图。
具体实施方式
如图1所示，为基于Z-Wave的智能家居控制系统的模块图。
一种基于Z-Wave的智能家居控制系统，包括无线路由控制模块101、存储模块102、Z-Wave模块104及机顶盒系统103。
所述无线路由控制模块101连接所述存储模块102、局域网、广域网及所述机顶盒系统103；所述Z-Wave模块104连接所述机顶盒系统103；所述无线路由控制模块101采用GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)接口连接LED，所述无线路由控制模块101采用EPHY(物理层接口)接口连接所述机顶盒系统103；所述Z-Wave模块104采用UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口连接所述机顶盒系统103。
所述Z-Wave模块104用于将向发送智能家居设备的控制指令，并采集智能家居设备的工作状态；所述Z-Wave模块104用于将采集的智能家居设备的工作状态发送给所述机顶盒系统103，所述机顶盒系统103用于将接收的智能家居设备的工作状态发送给电视显示。
Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)～868.42MHz(欧洲)，采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式，数据传输速率为9.6kbps，信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加，相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术，有力地推动着低速率无线个人区域网。Z-Wave目前广泛应用于欧洲市场。
所述无线路由控制模块101用于读取和写入所述存储模块102中的数据，并与所述机顶盒系统103之间进行数据交互。
无线路由控制模块101包括无线路由芯片MT7620N。其中，也可以采用与无线路由芯片MT7620N类似的系列芯片。
无线路由芯片MT7620N与Flash、SDRAM组成一个无线路由器微控制系统，实现数据的管理、控制功能。无线路由芯片MT7620N本身集成2T2R的无线收发，它可以实现11b/g/n最高300Mbps的速率。
无线路由芯片MT7620N内部集成百兆Switch功能，外接变压器、RJ45可实现10M/100M有线传输速率，可以利用其中一个网口用作局域网口与宽带网进行连接。
机顶盒系统103包括机顶盒芯片AML8726-MX；所述机顶盒芯片AML8726-MX采用UART接口连接所述Z-Wave模块104。
机顶盒系统103包括无线接收模块、第一闪存、第一同步动态随机存储器、扩展内存，所述无线接收模块、所述第一闪存、所述第一同步动态随机存储器、所述扩展内存均连接所述机顶盒芯片AML8726-MX。
无线接收模块为红外接收器，用于接收红外遥控器的信号，以便遥控器控制机顶盒系统。
机顶盒芯片AML8726-MX与NAND Flash、DDR3同步动态随机存储器组成一个机顶盒的微控制系统，实现数据的管理、控制功能。
存储模块102包括第二闪存及第二同步动态随机存储器。
无线路由控制模块101采用物理层芯片连接所述机顶盒系统103。
无线路由控制模块101用于将局域网及广域网的网络状态发送给所述LED显示。
机顶盒系统103还包括HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)接口、SPDIF(Sony/Philips Digital Interface Format是SONY、PHILIPS数字音频接口的简称)接口、AV接口及USB接口。
USB接口与TF卡可以满足用户的基本存储需求，并且USB接口可以支持功能的扩展，如无线键鼠等。
机顶盒系统103还包括蓝牙接口。
机顶盒芯片AML8726-MX包括HDMI接口、SPDIF接口、AV接口，并支持TF卡，通过HDMI接口可以实现1080p视频的播放，通过SPDIF接口可以实现高品质的音效，AV接口可以实现480p视频的播放，特别是可以支持没有HDMI接口的电视机。
Z-Wave模块104包括无线芯片ZM3102N和带电可擦可编程只读存储器；所述无线芯片ZM3102N采用SPI接口连接所述带电可擦可编程只读存储器，所述无线芯片ZM3102N采用UART接口接所述机顶盒系统103。
机顶盒系统103与无线路由控制模块101通过物理层芯片KSZ8081以PHY(物理层)对PHY(物理层)的形式进行连接，进行数据交换。
采用USB接口，连接USB转SATA(Serial ATA，串行ATA)接口的芯片，从而实现与硬盘(HD)的连接，实现家庭成员数据的共享，以及家庭数据的备份，如家庭影片，照片，家居监控视频等数据文件。
采用USB接口与蓝牙模块进行连接，实现智能家庭中心产品对蓝牙设备的支持,同步智能穿戴的数据，以及对后续蓝牙协议的智能家居设备的支持。
Z-Wave模块104与AM8726-MX的接口是UART接口，由于Z-wave只传输控制指令，不需要大的速率，只有40Kbps。Z-Wave模块由Sigma模块ZM3102N通过SPI接口外接EEPROM组成。
基于上述所有实施例，基于Z-Wave的智能家居控制系统可以实现无线路由器与机顶盒系统103独立运作，相互不影响性能，能最大程度的发挥无线路由器的功能与机顶盒的功能。同时可以减少用户家中设备的数量，使用户客厅更井然有序。用户通过此无线路由及机顶盒实现有线网络与无线网络的同时使用，并且可以实现网络的共享，智能流量分配，优先保证相关设备的流量需求。利用手机或者PAD、电脑、电视机实现LED、窗帘、空调、电饭煲的智能开关及状态控制，为物联网的应用创造了一种新的产品形态。
基于Z-Wave的智能家居控制系统通过HDMI/AV接口与电视机连接，在电视屏幕上能够设置无线路由器的配置，简化了无线路由的配置程序。在电视屏幕上显示被控制设备(LED、窗帘、空调、电饭煲等)的状态，可以直接在电视屏幕上进行调节。或者手机/PAD/电脑通过Z-Wave，在手机/PAD/电脑上调节与控制被控制设备(LED,窗帘，空调，电饭煲，智能开关等)。
集成蓝牙接口，实现对蓝牙外设的支持，同步智能穿戴的数据。
上述基于Z-Wave的智能家居控制系统在整合无线路由、机顶盒、家居协议的基础上，并提供家庭存储。
集成Z-wave的智能家居控制系统，可以实现通过机顶盒配合开发APP，在手机、PAD、电脑、电视机上控制窗帘、空调、电饭煲、LED等，开关等家庭用品，从而方便用户的使用，实现智能家庭。另外由于其集成了无线路由的功能，可以实现网络的共享，智能流量分配，并且可以减少家中一个无线路由器；集成存储，可以实现家庭成员数据的共享，以及家庭数据的备份；由于当前系统芯片的强大功能，也可以实现数据的处理。
上述基于Z-Wave的智能家居控制系统利用无线路由控制模块101连接存储模块102、局域网、广域网、机顶盒系统103及Z-Wave模块104，且Z-Wave模块104能够向智能家居设备发送控制指令且采集智能家居设备的工作状态发送给机顶盒系统103。从而能够将局域网及广域网传输的网络数据传输给机顶盒系统103，同时，方便用户使用移动终端向Z-Wave模块104发送控制指令，进而达到控制智能家居设备的工作状态。因此，能够有效利用目前接口实现智能家居控制、上网一体化功能，同时集成无线路由的功能，便于布线。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于Z-Wave的智能家居控制系统，其特征在于，包括无线路由控制模块、存储模块、Z-Wave模块及机顶盒系统；
所述无线路由控制模块连接所述存储模块、局域网、广域网及所述机顶盒系统；所述Z-Wave模块连接所述机顶盒系统；所述无线路由控制模块采用GPIO接口连接LED，所述无线路由控制模块采用EPHY接口连接所述机顶盒系统；所述Z-Wave模块采用UART接口连接所述机顶盒系统；
所述Z-Wave模块用于将向发送智能家居设备的控制指令，并采集智能家居设备的工作状态；所述Z-Wave模块用于将采集的智能家居设备的工作状态发送给所述机顶盒系统，所述机顶盒系统用于将接收的智能家居设备的工作状态发送给电视显示；
所述无线路由控制模块用于读取和写入所述存储模块中的数据，并与所述机顶盒系统之间进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的基于Z-Wave的智能家居控制系统，其特征在于，所述无线路由控制模块包括无线路由芯片MT7620N。
3.根据权利要求1所述的基于Z-Wave的智能家居控制系统，其特征在于，所述机顶盒系统包括机顶盒芯片AML8726-MX；所述机顶盒芯片AML8726-MX采用UART接口连接所述Z-Wave模块。
4.根据权利要求3所述的基于Z-Wave的智能家居控制系统，其特征在于，所述机顶盒系统包括无线接收模块、第一闪存、第一同步动态随机存储器、扩展内存，所述无线接收模块、所述第一闪存、所述第一同步动态随机存储器、所述扩展内存均连接所述机顶盒芯片AML8726-MX。
5.根据权利要求1所述的基于Z-Wave的智能家居控制系统，其特征在于，所述存储模块包括第二闪存及第二同步动态随机存储器。
6.根据权利要求1所述的基于Z-Wave的智能家居控制系统，其特征在于，所述无线路由控制模块采用物理层芯片连接所述机顶盒系统。
7.根据权利要求1所述的基于Z-Wave的智能家居控制系统，其特征在于，所述无线路由控制模块用于将局域网及广域网的网络状态发送给所述LED显示。
8.根据权利要求1所述的基于Z-Wave的智能家居控制系统，其特征在于，所述机顶盒系统还包括HDMI接口、SPDIF接口、AV接口及USB接口。
9.根据权利要求1所述的基于Z-Wave的智能家居控制系统，其特征在于，所述机顶盒系统还包括蓝牙接口。
10.根据权利要求1所述的基于Z-Wave的智能家居控制系统，其特征在于，所述Z-Wave模块包括无线芯片ZM3102N和带电可擦可编程只读存储器；所述无线芯片ZM3102N采用SPI接口连接所述带电可擦可编程只读存储器，所述无线芯片ZM3102N采用UART接口接所述机顶盒系统。
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