CN104820651A - 一种用于智能家居的usb桥接器、usb控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于智能家居的USB桥接器、USB控制系统及方法，其中USB桥接器与上位机连接用作智能家居的控制主机，所述智能家居采用Z_Wave网络通信，所述USB桥接器包括Z_Wave通信单元、电源管理单元、第一USB接口单元以及存储单元；所述USB桥接器的Z_Wave通信单元包括型号为SD3503的Z_Wave芯片U2，所述Z_Wave通信单元用于将所述控制主机并入所述Z_Wave网络；所述第一USB接口单元用于为所述Z_Wave通信单元与上位机之间提供通信接口。本发明可兼容红外遥控的家电，而且成本低、兼容性好、应用灵活便捷，易于智能家居控制系统普及应用到普通家庭。

Description

一种用于智能家居的USB桥接器、USB控制系统和方法

技术领域

本发明属于无线控制技术领域，具体是指一种用于智能家居的USB桥接器、USB控制系统和方法。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

智能家居一般包括前端设备和网关，其中网关用于将前端设备采样到的数据转换为适合网络协议传输的数据，并通过网络通信模块如TCP/IP通信模块发送至物联网或智能电子设备如智能手机、平板电脑等，也可将来自物联网或智能电子设备的控制信号通过WIFI发送至对应的前端设备，以使得前端设备执行相关功能。由此可见，现有的智能家居必须配置特定的网关，兼容性差、成本较高，且体积较大，不利于智能家居系统应用到普通家庭。

而目前Z_Wave技术凭借其成本低、功耗低、安全可靠等适于网络短距离无线通信的优点，已广泛应用于智能家居控制系统中。但现有技术中仍未有一种可借助现有的智能电子设备和互联网络实现采样或控制Z_Wave前端设备的成本低、兼容性好、应用灵活的智能家居控制系统。而且现有的家电只能通过红外线进行遥控，无法收发Z_Wave信号以控制家电的工作，使得智能家居控制系统的控制范围有限，极大限制了智能家居的市场推广。

发明内容

针对现有技术仍需要特定的成本高、兼容性差的网关才能对前端的Z_Wave从设备进行采样或控制，本发明的目的旨在提供一种基于Z_Wave技术的智能家居控制系统，其成本低、兼容性好、应用灵活便捷。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于智能家居的USB桥接器，与上位机连接用作智能家居的控制主机；所述智能家居采用Z_Wave网络通信，所述USB桥接器包括Z_Wave通信单元、电源管理单元、第一USB接口单元以及存储单元；所述USB桥接器的Z_Wave通信单元包括型号为SD3503的Z_Wave芯片U2，所述Z_Wave通信单元用于将所述控制主机并入所述Z_Wave网络；所述第一USB接口单元用于为所述Z_Wave通信单元与上位机之间提供通信接口；所述电源管理单元用于根据所述第一USB接口单元所接入的输入电源，为所述第一USB接口单元、存储单元、Z_Wave通信单元以及低电压检测单元输出稳定的工作电压；所述存储单元用于所述Z_Wave通信单元的数据存储。

本发明还提供一种用于智能家居的USB控制系统，包括上述的用于智能家居的USB桥接器，还包括上位机、遥控器和家电，所述家电由所述遥控器进行红外控制；所述上位机包括第二USB接口单元、信号处理单元以及上位机应用界面；所述遥控器包括Z_Wave通信单元，红外信号发射单元和红外信号接收单元；所述上位机应用界面用于为所述USB控制系统提供人机交互界面，并将输入的家电控制信号发送给所述信号处理单元；所述信号处理单元用于处理接收到的家电控制信号，并将处理得到的家电控制信号经过所述第二USB接口发送给所述USB桥接器的Z_Wave通信单元；所述Z_Wave通信单元用于将接收到的控制信号进行数据格式处理，并通过Z_Wave网络发送给所述遥控器的Z_Wave通信单元；所述遥控器的Z_Wave通信单元用于接收并解析控制信号，并转换为红外遥控信号；所述红外信号发射单元用于将所述红外遥控信号发射给所述家电，实现用户通过上位机应用界面遥控家电；所述红外信号接收单元用于接收所述家电执行红外遥控信号时的反馈红外信号。

更优地，所述上位机还包括WIFI通信单元，所述USB控制系统还包括可与上位机进行WIFI通信的智能手机；所述智能手机用于为所述USB控制系统提供人机交互界面，并用于将输入的控制信号通过WIFI发送给所述上位机；所述上位机用于通过所述WIFI通信单元接收控制信号；所述上位机的WIFI通信单元用于接收所述智能手机所发送的控制信号，并传送给所述信号处理单元。

更优地，USB控制系统还包括信号放大器，所述信号放大器设于USB桥接器与遥控器之间，用于放大USB桥接器与遥控器之间的传输信号。

本发明还提供一种用于智能家居的USB控制方法，具体包括以下步骤：

在上位机的上位机界面中，输入家电控制命令；

上位机的信号处理单元获取在上位机界面输入的家电控制命令，并对该家电控制命令进行数据处理，再通过上位机的第二USB接口单元和USB桥接器的第一USB接口单元将处理后的家电控制命令发送给USB桥接器的Z_Wave通信单元；

Z_Wave通信单元对接收到的家电控制命令进行数据处理，打包为适于Z_Wave网络通信的数据格式，通过Z_Wave网络发送给遥控器；

遥控器的Z_Wave通信单元通过Z_Wave网络接收家电控制命令，并解析该家电控制命令，再转换为红外控制信号并发送给所述家电，所述家电执行红外控制信号，即实现通过上位机应用界面来遥控家电。

更优地，在使用上位机界面遥控家电的步骤前，还包括家电型号的识别和存储。

更优地，所述家电型号的识别和存储过程具体为：

在上位机的上位机界面中，输入家电型号识别命令；

上位机的信号处理单元获取在上位机界面输入的家电型号识别命令，并对该家电型号识别命令进行数据处理，再通过上位机的第二USB接口单元和USB桥接器的第一USB接口单元将处理后的家电型号识别命令发送给USB桥接器的Z_Wave通信单元；

Z_Wave通信单元对接收到的家电型号识别命令进行数据处理，打包为适于Z_Wave网络通信的数据格式，通过Z_Wave网络发送给遥控器；

遥控器的Z_Wave通信单元通过Z_Wave网络接收家电型号识别命令，并解析该家电型号识别命令，再转换为红外信号并发送给所述家电，所述家电将型号信息通过红外线反馈给遥控器；

遥控器的红外信号接收单元接收并识别带有家电型号信息的红外信号，并存储于遥控器的Z_Wave通信单元中。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：USB桥接器可通过USB接口灵活地连接到带有USB接口的上位机，即可作为Z_Wave网络的控制主机；应用该USB桥接器的USB控制系统中，智能手机还可通过WIFI与上位机连接，从而间接地通过遥控器灵活动地控制家电的工作，使得现有红外遥控的家电也能应用到智能家居控制系统中，提高智能家居对红外遥控家电的兼容性；另外本发明的成本低、兼容性好、应用灵活便捷，易于智能家居控制系统普及应用到普通家庭。

附图说明

图1为本发明包括USB桥接器的USB控制系统的系统框图；

图2为本发明的USB控制系统的Z_Wave通信单元的电路原理图；

图3为本发明的USB控制系统的电源管理单元的电路原理图；

图4为本发明的USB控制系统的第一USB接口单元的电路原理图；

图5为本发明的USB控制系统的存储单元的电路原理图；

图6为本发明的信号放大器的结构框图；

图7为本发明的信号放大器的数据输入模块电路图；

图8为本发明的信号放大器的电源转换模块电路图；

图9为本发明的信号放大器的信号放大模块电路图；

图10为本发明的信号放大器的中断电路图；

图11为本发明的信号放大器的闪存模块电路的电路图图；

图12为本发明的信号放大器的z-wave信号处理模块电路图；

图13为本发明的信号放大器的电压调整电路的电路图；

图14为本发明的信号放大器的天线ANT1电路图。

附图标记：10—USB桥接器，11—Z_Wave通信单元，111—Z_Wave信号处理单元，112—Z_Wave数据收发单元，12—电源管理单元，13—第一USB接口单元，14—存储单元，20—遥控器，21—Z_Wave通信单元，22—红外信号发射单元，23—红外信号接收单元，30—上位机，31—第二USB接口单元，32—信号处理单元，33—上位机应用界面，34—WIFI通信单元，40—智能手机，50—家电。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

本实施例提供一种用于智能家居的USB桥接器10，如图1所示，与上位机30连接用作智能家居的控制主机，其中该智能家居采用Z_Wave网络通信，而USB桥接器10包括Z_Wave通信单元11、电源管理单元12、第一USB接口单元13以及存储单元14。

USB桥接器10的Z_Wave通信单元11包括Z_Wave信号处理单元111和Z_Wave数据收发单元112，用于将控制主机并入Z_Wave网络。Z_Wave信号处理单元111包括型号为SD3503的Z_Wave芯片U2，通过第一USB接口单元13与上位机30通信。Z_Wave数据收发单元112为Z_Wave信号处理单元111提供Z_Wave网络数据收发的通道。

第一USB接口单元13用于为Z_Wave通信单元11与上位机30之间提供通信接口。

电源管理单元12用于根据第一USB接口单元13所接入的输入电源，为第一USB接口单元13、存储单元14、Z_Wave通信单元11以及低电压检测单元输出稳定的工作电压。

存储单元14与Z_Wave芯片U2连接，用于为Z_Wave通信单元11提供数据存储。

具体地，如图2所示，Z_Wave信号处理单元111包括Z_Wave芯片U2、晶振X1、电容C3、电容C4、电容C22、电容C9、电容C24、电容C18、电容C6、电容C25、电容C21、电容C12、电容C19、电容C20、电容C17、电容C16、电容C23、电感L2、电感L3、电阻R4、发光二极管D3。而Z_Wave数据收发单元112包括选频芯片U4、电容C13、电容C14、电容C15、电感L4、天线ANT1。

晶振X1与电容C3、电容C4组成晶振电路,分别与Z_Wave芯片U2的第32管脚XOSC_Q1和第1管脚XOSC_Q2连接，为Z_Wave芯片U2提供时钟信号。模拟电源AVDD经电容C23接数字地滤波后与Z_Wave芯片U2的第31管脚AVDD_AC0连接；模拟电源AVDD经电容C22接数字地滤波后与Z_Wave芯片U2的第2管脚AVDD_FE连接；Z_Wave芯片U2的第3管脚TX_IND经电感L2接数字地，还经电容C9接数字地；Z_Wave芯片U2的第4管脚RF_IO经电感L4与选频芯片U4的第1管脚IN连接，选频芯片U4的第2管脚GND和第4管脚GND接数字地，选频芯片U4的第3管脚OUT经电容C13接数字地，选频芯片U4的第3管脚OUT还与电容C15连接，电容C15的另一端与天线端子ANT连接，而电容C15与天线端子ANT的连接端还与电容C14连接，电容C14的另一端接数字地；Z_Wave芯片U2的第5管脚RX_09经电感L3接数字地；模拟电源AVDD经电容C24接数字地滤波后与Z_Wave芯片U2的第6管脚AVDD_SY连接；Z_Wave芯片U2的第7管脚SY_DECOUP经电容C18接数字地；Z_Wave芯片U2的第8管脚BG_OUT经电容C6接数字地；Z_Wave芯片U2的第33管脚GND接数字地；模拟电源AVDD经电容C25接数字地滤波后与Z_Wave芯片U2的第9管脚AVDD_IF连接；Z_Wave芯片U2的第11管脚P1.3与发光二极管D3的阴极连接，发光二极管D3的阳极经电阻R4与数字电源VDD连接；Z_Wave芯片U2的第15管脚REST_N经电阻R5与数字电源VDD连接；数字电源VDD经电容C21接数字地滤波后分别与Z_Wave芯片U2的第21管脚DVDD_IO2和第22管脚DVDD_IO3连接；Z_Wave芯片U2的第23管脚VDDQ经电容C12接数字地；Z_Wave芯片U2的第24管脚USB_DM与USB接口单元的数据信号端DM连接；Z_Wave芯片U2的第25管脚USB_DP与USB接口单元的数据信号端DP连接；数字电源VDD经电容C19接数字地滤波后与Z_Wave芯片U2的第26管脚DVDD_IO4连接；数字电源VDD经电容C20接数字地滤波后分别与Z_Wave芯片U2的第27管脚DVDD_IO0以及第28管脚DVDD1连接；Z_Wave芯片U2的第29管脚MCU经电容C17接数字地；30管脚BASIC经电容C16接数字地。

如图3所示，电源管理单元12包括稳压器U1、电容C8、电容C11、电容C7、电容C10、电感L1。稳压器U1的第1管脚CE和第4管脚Vin与USB接口单元输出的VBUS电源连接；稳压器U1的第2管脚VSS接入数字地；稳压器的第3管脚Vout经并联接数字地的电容C8和电容11滤波后输出数字电源VDD，稳压器的第3管脚Vout还与电感L1的一端连接，另一端经并取接数字地的电容C7和电容C10滤波后输出模拟电源AVDD。

如图4所示，第一USB接口单元13包括USB插头J1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、稳压二极管D1、稳压二极管D2、电容C1、电容C2。USB插头J1的第4管脚、第5管脚、第6管脚均接地，第1管脚接入VBUS电源；第2管脚与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与稳压二极管D1的阴极端连接，并作为USB接口单元的数据信号端DM传输信号，而稳压二极管D1的阳极接数字地；第3管脚与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与稳压二极管D2的阴极端连接，并作为USB接口单元的数据信号端DP传输信号，而稳压二极管D2的阳极接数字地。另外，USB插头J1接入的VBUS电源还经并联的电容C1和电容C2接数字地后，输出稳定的VBUS电源。

如图5所示，存储单元14包括带电可擦可编程只读存储器U3、电阻R6。带电可擦可编程只读存储器U3的第1管脚N_CS经电阻R6与数字电源VDD连接，还与Z_Wave芯片U2的第14管脚SPIO_CS连接；带电可擦可编程只读存储器U3的第2管脚SO与Z_Wave芯片U2的第17管脚MISO连接；带电可擦可编程只读存储器U3的第3管脚N_WP、第7管脚N_HOLD以及第8管脚VCC均与数字电源VDD连接；带电可擦可编程只读存储器U3的第4管脚GND接数字地；带电可擦可编程只读存储器U3的第5管脚SI与Z_Wave芯片U2的第18管脚MOSI连接；带电可擦可编程只读存储器U3的第6管脚SCK与Z_Wave芯片U2的第16管脚SCK连接。其中，带电可擦可编程只读存储器U3所接入的数字电源VDD均是经过电容C5滤波后再为其提供稳定电源的。

实施例二：

本实施例提供一种用于智能家居的USB控制系统，发图1所示，包括如实施例一所述的用于智能家居的USB桥接器10，另外还包括上位机30、遥控器20和家电50，家电50由遥控器20进行红外控制。上位机30包括第二USB接口单元31、信号处理单元32以及上位机应用界面33；遥控器20包括Z_Wave通信单元21，红外信号发射单元22和红外信号接收单元23。

上位机应用界面33用于为USB控制系统提供人机交互界面，并将输入的家电控制信号发送给信号处理单元32。

信号处理单元32用于处理接收到的家电控制信号，并将处理得到的家电控制信号经过第二USB接口发送给USB桥接器10的Z_Wave通信单元11。

Z_Wave通信单元11用于将接收到的控制信号进行数据格式处理，并通过Z_Wave网络发送给遥控器20的Z_Wave通信单元21。

遥控器20的Z_Wave通信单元21用于接收并解析控制信号，并转换为红外遥控信号。

红外信号发射单元22用于将红外遥控信号发射给家电50，实现用户通过上位机应用界面33遥控家电50。

红外信号接收单元23用于接收家电50执行红外遥控信号时的反馈红外信号。

进一步地，如图1所示，上位机30还包括WIFI通信单元34，USB控制系统还包括可与上位机30进行WIFI通信的智能手机40。

智能手机40用于为USB控制系统提供人机交互界面，并用于将输入的控制信号通过WIFI发送给上位机30。

上位机30用于通过WIFI通信单元34接收控制信号。上位机30的WIFI通信单元34用于接收智能手机40所发送的控制信号，并传送给信号处理单元32。

实施例三：

本实施例提供的USB控制系统还包括信号放大器，该信号放大器位于USB桥接器10与遥控器20之间，用于放大USB桥接器10与遥控器20之间的传输信号。该USB控制系统能够有效实现Z-WAVE网络中的子节点信号放大，降低数据在传输过程中的干扰信号，便利于子节点与子节点或者控制主机与子节点的信号传输，使智能家居控制系统更精确。

如图6～14所示，信号放大器包括电源模块、z-wave信号处理模块、信号放大模块、闪存模块、数据输入模块。

数据输入模块连接z-wave信号处理模块，所述z-wave信号处理模块分别与数据输入模块、信号放大模块连接，z-wave信号处理模块接收数据输入模块的信号，经识别处理后输出到信号放大模块，信号放大模块进行放大并经过天线发送，所述电源模块分别与z-wave信号处理模块、信号放大模块、数据输入模块连接，用以供电。

其中，还包括闪存模块，闪存模块与z-wave信号处理模块连接，用以缓存z-wave信号处理模块数据。

其中，所述数据输入模块包括数据接口J1，所述数据接口J1设有12个脚，设有电容C1并联数据接口J1的第3脚、第9脚，电容C1连接数据接口J1第3脚的一端接数字地，设有电容C2两端分别串联电感L2、电感L1后并联数据接口J1的第3脚、第9脚，电容C2连接电感L1的一端连接电源，另一端接模拟地，所述数据接口J1的其他脚分别连接z-wave信号处理模块。

其中，所述数据输入模块还包括usb接口，所述usb接口设有6个脚，第1脚、第2脚、第3脚连接z-wave信号处理模块，第4脚、第5脚、第6脚接模拟地。

其中，所述电源模块包括电压调整电路，所述电压调整电路转换5V电源电压为DVDD3.3V电源电压，所述电压调整电路分别输出DVDD3.3V电压至z-wave信号处理模块、信号放大模块、闪存模块。

其中，所述电源模块还包括电源滤波电路，所述电源滤波电路转换转换DVDD3.3V电压为AVDD3.3V电压，所述电源滤波电路输出AVDD3.3V电压到z-wave信号处理模块。

其中，所述智能家居信号放大器还包括中断电路，所述中断电路包括中断开关SW1、电阻R1、电阻R4、电容C3，中断开关设有4个脚，第1脚串联电阻R1后连接DVDD3.3V电压，第1脚串联电阻R4后连接z-wave信号处理模块，第2脚接模拟地，所述电容C3并联中断开关的第1脚、第2脚。

所述Z-WAVE信号处理模块使用ZM4101芯片，所述信号放大模块使用SE2435L芯片芯片。

包括数据输入模块、ZM4101芯片、闪存模块、中断电路、电源模块。所述电源模块包括电源模块电压调整电路、电源转换模块，数据输入模块包括数据接口J1、usb接口J2，

电压调整电路包括电压调整模块U3、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R8、电阻R9。电压调整模块设有第管脚VIN、第2管脚GND、第3管脚#SHDN、第4管脚BP、第5管脚VOUT，第1管脚经串联电阻R9连接第3管脚#SHDN，第1管脚VIN经并联接模拟地的电容C11、电容C12稳压滤波后与5V的电源连接。第2管脚GND接模拟地，第3管脚#SHDN串联电容C16后接模拟地。第4管脚BP经并联的电阻R8、电容C13连接第5管脚VOUT，第4管脚经电容C17接模拟地。第5管脚VOUT串联电容C14、电容C15接接模拟地，同时，第5管脚VOUT输出电源DVDD。

电源转换模块包括电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电感L3。输入端的电源DVDD与输出端的电源AVDD连接电感L3的两端，电源DVDD还与并联接模拟地的电容C5、电容C6、电容C7连接，电源AVDD与并联接模拟地的电容C8、电容C9、电容C10连接。

ZM4101芯片设置有56个管脚，其中第1管脚GND、第4管脚GND、第7管脚GND、第10管脚GND、第13管脚GND、第14管脚GND、第21管脚GND、第22管脚GND、第24管脚GND、第25管脚GND、第30管脚GND、第35管脚GND、第40管脚GND、第45管脚GND、第50管脚GND、第55管脚GND接模拟地。

ZM4101芯片设置第26管脚P0.0/KEYPAD、第27管脚P0.1/KEYPAD、第28管脚P0.2/KEYPAD、第29管脚P0.3/KEYPAD、第31管脚P0.4/KEYPAD、第32管脚P0.5/KEYPAD、第33管脚P0.6/KEYPAD、第34管脚P0.7/KEYPAD、第36管脚P1.0/INT0/KEYPAD、第37管脚P1.1/INT1/KEYPAD、第38管脚P1.2/KEYPAD、第39管脚P1.3/KEYPAD、第41管脚P1.4/KEYPAD、第42管脚P1.5/KEYPAD、第43管脚P1.6/KEYPAD、第44管脚P1.7/KEYPAD。

ZM4101芯片设置有连接电源DVDD的第5管脚AVDD、连接电源AVDD第6管脚DVDD、第8管脚RESET、第9管脚TEST_N、第11管脚QCS_Q1、第12管脚QSC_Q2、第23管脚RIFO、第56管脚VPP。

ZM4101芯片还设有第2管脚USB_DM、第3管脚USB_DP、第15管脚P3.7/PWM/ADC3/ZEREX/KEYAD、第16管脚P3.6/IRTX2/ADC2/TRIAC/KEYAD、第17管脚P3.5/IRTX1/ADC1/KEYAD、第18管脚P3.4/IRTX0/ADC0/KEYAD、第19管脚P3.1/IRRX/TXD1/KEYAD、第20管脚P3.0/SS0_N/RXD1/KEYAD、第46管脚P2.7/SCK0、第47管脚P2.6/MISO0、第48管脚P2.5/MOSI0、第49管脚P2.4/SCK1、第51管脚P2.3/MISO1、第52管脚P2.2/MOSI1、第53管脚P2.1/TXD0、第54管脚P2.0/RXD0。

接口电路包括接口J1、电容C1、电容C2、电感L1、电感L2，接口J1设12个管脚，第1管脚连接ZM4101芯片第15管脚P3.7/PWM/ADC3/ZEREX/KEYAD，第6管脚连接ZM4101芯片的第16管脚P3.6/IRTX2/ADC2/TRIAC/KEYAD，第8管脚连接ZM4101芯片的第17管脚P3.5/IRTX1/ADC1/KEYAD，第10管脚连接ZM4101芯片的第18管脚P3.4/IRTX0/ADC0/KEYAD，第11管脚连接ZM4101芯片的第20管脚P3.0/SS0_N/RXD1/KEYAD。第2管脚连接ZM4101芯片的第53管脚P2.1/TXD0，第4管脚连接ZM4101芯片的第54管脚P2.0/RXD0。第3管脚接数字地，第3管脚还连接电容C1、电感L2的一端。电容C1的另一端连接接口J1的第9管脚，电容C1连接电感L1的一端，电感L1的另一端一方面连接5V电源，另一方面串联电感C2接模拟地，电感L2的另一端一方面接模拟地。第5管脚连接ZM4101芯片第3管脚USB_DP，第7管脚连接ZM4101芯片第2管脚USB_DM。第12管脚连接ZM4101芯片的第8管脚RESET。

接口J2设有第1管脚VCC、第2管脚DATA-、第3管脚DATA+、第4管脚GND、第5管脚GND、第6管脚GND，第1管脚VCC连接5V电源,第2管脚DATA-连接ZM4101芯片第2管脚USB_DM，第3管脚DATA+连接ZM4101芯片第3管脚USB_DP，第4管脚GND、第5管脚GND、第6管脚GND接数字地。

天线模块包括天线ANT1、天线ANT2、芯片U6。

SE2435L芯片设有第1管脚CSD、第2管脚PA_IN、第3管脚CPS、第4管脚CTX、第5管脚X_FLT、第6管脚TR、第7管脚ANT_SEL、第8管脚GND、第9管脚LAN_IN、第10管脚NC1、第11管脚RX_FLT、第12管脚ANT2、第13管脚NC2、第14管脚TANT1、第15管脚NC3、第16管脚TX_IN、第17管脚NC4、第18管脚NC5、第19管脚NC6、第20管脚PA_OUT、第21管脚VCC2、第22管脚NC7、第23管脚VCC0、第24管脚VCC1、第25管脚EPAD。

第1管脚CSD连接ZM4101芯片的第39管脚P1.3/KEYPAD，第3管脚CPS连接ZM4101芯片的第41管脚P1.4/KEYPAD，第4管脚CTX连接ZM4101芯片的第42管脚P1.5/KEYPAD。第2管脚PA_IN串联电阻R21接模拟地，第5管脚X_FLT串联电阻R18接模拟地，第2管脚PA_IN串联电阻R15与第5管脚X_FLT连接。第6管脚TR连接ZM4101芯片的第23管脚RIFO。第7管脚ANT_SEL经串联电阻R23接模拟地，第7管脚ANT_SEL还经串联电阻R29连接ZM4101芯片的第43管脚P1.6/KEYPAD。第8管脚GND、第25管脚EPAD接模拟地。第9管脚LAN_IN经串联电阻R25连接第11管脚RX_FLT。第12管脚ANT2连接天线ANT2，第14管脚TANT1连接天线ANT1，第16管脚TX_IN经串联电容C19接模拟地，第20管脚PA_OUT经串联电容C18接模拟地。第21管脚VCC2、第22管脚NC7、第23管脚VCC0、第24管脚VCC1连接电源DVDD。

芯片U6设置有连接SE2435L芯片第9管脚LAN_IN的第1管脚IN、连接SE2435L芯片第11管脚RX_FLT的第3管脚OUT、连接模拟地的第2管脚GND、连接模拟地的第4管脚GND。

天线ANT1设置有天线L5、连接器CON2、电阻R13、电阻R14、电阻R16、电阻R17、电阻R19、电阻R20、电阻R22、电阻R27、电阻R28、芯片U5。连接器CON2设置有连接电阻R14一端的第1管脚，设置有分别连接电感L5两端的第4管脚、第5管脚，第2管脚接模拟地，第3管脚串联电阻R22后接模拟地。电阻R14的另一端串联电阻R13后连接SE2435L芯片的第14管脚TANT1。电阻R14的与连接器CON2连接的一端还连接接模拟地的电阻R20，电阻R14的另一端连接接模拟地的电阻R19。电阻R13与电阻R14连接的一端串联接模拟地的电阻R17，电阻R13的另一端串联接模拟地的电阻R16。

芯片U5设置有第1管脚IN、第2管脚GND、第3管脚OUT、第4管脚GND，第1管脚串联电阻R27后连接电阻R13与SE2435L芯片的第14管脚TANT1连接的一端。第3管脚OUT连接电阻R13的另一端。第2管脚GND、第4管脚GND连接模拟地。

闪存模块包括闪存芯片U1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C4。闪存芯片U1设置有第1管脚CS、第2管脚SO、第3管脚WP、第4管脚GND、第5管脚SI、第6管脚SCK、第7管脚HOLD、第8管脚VCC。第1管脚CS串联电阻R2后连接电源DVDD，第1管脚CS还连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接ZM4101芯片的第48管脚P2.5/MOSI0。第2管脚串联电阻R3后连接ZM4101芯片的第51管脚P2.3/MISO1。第3管脚WP连接第7管脚HOLD，第3管脚还串联电容C4再连接模拟地。第4管脚GND连接模拟地。第5管脚SI串联电阻R6后连接ZM4101芯片的第52管脚P2.2/MOSI1。第6管脚SCK串联电阻R7后连接ZM4101芯片的第49管脚P2.4/SCK1。第8管脚VCC连接电源DVDD。

中断电路包括中断开关SW1、电阻R1、电阻R4、电容C3，中断开关设有连第1管脚、第2管脚，第1管脚串联电阻R1后连接电源DVDD，第一管脚还串联电阻R4后连接ZM4101芯片的第37管脚P1.1/INT1/KEYPAD，第2管脚接模拟地，中断开关SW1还并联有电容C3。

实施例三：

本实施例提供一种用于智能家居的USB控制方法，具体包括以下步骤：

在上位机30的上位机界面中，输入家电控制命令；

上位机30的信号处理单元32获取在上位机界面输入的家电控制命令，并对该家电控制命令进行数据处理，再通过上位机30的第二USB接口单元31和USB桥接器10的第一USB接口单元13将处理后的家电控制命令发送给USB桥接器10的Z_Wave通信单元11；

Z_Wave通信单元11对接收到的家电控制命令进行数据处理，打包为适于Z_Wave网络通信的数据格式，通过Z_Wave网络发送给遥控器20；

遥控器20的Z_Wave通信单元21通过Z_Wave网络接收家电控制命令，并解析该家电控制命令，再转换为红外控制信号并发送给家电50，家电50执行红外控制信号，即实现通过上位机应用界面33来遥控家电50。

进一步地，在使用上位机界面遥控家电50的步骤前，还包括家电型号的识别和存储。

进一步地，家电型号的识别和存储过程具体为：

在上位机30的上位机界面中，输入家电型号识别命令；

上位机30的信号处理单元32获取在上位机界面输入的家电型号识别命令，并对该家电型号识别命令进行数据处理，再通过上位机30的第二USB接口单元31和USB桥接器10的第一USB接口单元13将处理后的家电型号识别命令发送给USB桥接器10的Z_Wave通信单元11；

Z_Wave通信单元11对接收到的家电型号识别命令进行数据处理，打包为适于Z_Wave网络通信的数据格式，通过Z_Wave网络发送给遥控器20；

遥控器20的Z_Wave通信单元21通过Z_Wave网络接收家电型号识别命令，并解析该家电型号识别命令，再转换为红外信号并发送给家电50，家电50将型号信息通过红外线反馈给遥控器20；

遥控器20的红外信号接收单元23接收并识别带有家电型号信息的红外信号，并存储于遥控器20的Z_Wave通信单元21中。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于智能家居的USB桥接器，与上位机连接用作智能家居的控制主机，其特征在于：所述智能家居采用Z_Wave网络通信，所述USB桥接器包括Z_Wave通信单元、电源管理单元、第一USB接口单元以及存储单元；

所述USB桥接器的Z_Wave通信单元包括型号为SD3503的Z_Wave芯片U2，所述Z_Wave通信单元用于将所述控制主机并入所述Z_Wave网络；

所述第一USB接口单元用于为所述Z_Wave通信单元与上位机之间提供通信接口；

所述电源管理单元用于根据所述第一USB接口单元所接入的输入电源，为所述第一USB接口单元、存储单元、Z_Wave通信单元以及低电压检测单元输出稳定的工作电压；

所述存储单元用于所述Z_Wave通信单元的数据存储。

2.一种用于智能家居的USB控制系统，其特征在于：包括如权利要求1所述的用于智能家居的USB桥接器，还包括上位机、遥控器和家电，所述家电由所述遥控器进行红外控制；所述上位机包括第二USB接口单元、信号处理单元以及上位机应用界面；所述遥控器包括Z_Wave通信单元，红外信号发射单元和红外信号接收单元；

所述上位机应用界面用于为所述USB控制系统提供人机交互界面，并将输入的家电控制信号发送给所述信号处理单元，

所述信号处理单元用于处理接收到的家电控制信号，并将处理得到的家电控制信号经过所述第二USB接口发送给所述USB桥接器的Z_Wave通信单元；

所述Z_Wave通信单元用于将接收到的控制信号进行数据格式处理，并通过Z_Wave网络发送给所述遥控器的Z_Wave通信单元；

所述遥控器的Z_Wave通信单元用于接收并解析控制信号，并转换为红外遥控信号；

所述红外信号发射单元用于将所述红外遥控信号发射给所述家电，实现用户通过上位机应用界面遥控家电；

所述红外信号接收单元用于接收所述家电执行红外遥控信号时的反馈红外信号。

3.根据权利要求2所述的用于智能家居的USB控制系统，其特征在于：所述上位机还包括WIFI通信单元，所述USB控制系统还包括可与上位机进行WIFI通信的智能手机；

所述智能手机用于为所述USB控制系统提供人机交互界面，并用于将输入的控制信号通过WIFI发送给所述上位机，

所述上位机用于通过所述WIFI通信单元接收控制信号，

所述上位机的WIFI通信单元用于接收所述智能手机所发送的控制信号，并传送给所述信号处理单元。

4.根据权利要求2所述的用于智能家居的USB控制系统，其特征在于：还包括信号放大器，所述信号放大器设于USB桥接器与遥控器之间，用于放大USB桥接器与遥控器之间的传输信号。

5.一种用于智能家居的USB控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在上位机的上位机界面中，输入家电控制命令；

上位机的信号处理单元获取在上位机界面输入的家电控制命令，并对该家电控制命令进行数据处理，再通过上位机的第二USB接口单元和USB桥接器的第一USB接口单元将处理后的家电控制命令发送给USB桥接器的Z_Wave通信单元；

Z_Wave通信单元对接收到的家电控制命令进行数据处理，打包为适于Z_Wave网络通信的数据格式，通过Z_Wave网络发送给遥控器；

遥控器的Z_Wave通信单元通过Z_Wave网络接收家电控制命令，并解析该家电控制命令，再转换为红外控制信号并发送给所述家电，所述家电执行红外控制信号，即实现通过上位机应用界面来遥控家电。

6.根据权利要求5所述的用于智能家居的USB控制方法，其特征在于，在使用上位机界面遥控家电的步骤前，还包括家电型号的识别和存储。

7.根据权利要求6所述的用于智能家居的USB控制方法，其特征在于，家电型号的识别和存储过程具体为：

在上位机的上位机界面中，输入家电型号识别命令；

上位机的信号处理单元获取在上位机界面输入的家电型号识别命令，并对该家电型号识别命令进行数据处理，再通过上位机的第二USB接口单元和USB桥接器的第一USB接口单元将处理后的家电型号识别命令发送给USB桥接器的Z_Wave通信单元；

Z_Wave通信单元对接收到的家电型号识别命令进行数据处理，打包为适于Z_Wave网络通信的数据格式，通过Z_Wave网络发送给遥控器；

遥控器的Z_Wave通信单元通过Z_Wave网络接收家电型号识别命令，并解析该家电型号识别命令，再转换为红外信号并发送给所述家电，所述家电将型号信息通过红外线反馈给遥控器；

遥控器的红外信号接收单元接收并识别带有家电型号信息的红外信号，并存储于遥控器的Z_Wave通信单元中。