CN105049595B - 一种物联网智能系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物联网智能系统，该系统包括智能电源和智能终端，其中该智能终端作为物联网应用的核心服务处理器使用，包括服务器模块；该智能电源包括：电源模块、数据交互模块；电源模块为智能终端提供外部电源；数据交互模块包括数据接口模块以及协议转换模块，从而实现智能终端与物联网外设的数据交互。本发明利用智能终端强大的数据处理和网络通信等功能，将智能终端作为物联网应用的服务器，并结合智能终端所需要的外接供电部件，通过在外接供电部件中加入数据交互模块来实现协议转换和数据转发交互，从而解决目前智能终端与其所不支持的物联网外设之间的数据交互问题，同时优化了整个系统的结构，有利于系统的升级、改造。

Description

一种物联网智能系统

技术领域

本发明涉及一种智能系统，具体涉及一种物联网智能系统。

背景技术

现有的物联网应用都有专门的中心控制服务处理器，例如WIFI智能插座，WIFI智能插座作为某种物联网应用的核心服务器，通过在WIFI智能插座中嵌入专门的处理器及相应的物联网协议模块，并在用户的手机里安装相对应的APP，用户即可通过网络远程控制该智能插座，进而控制访问相应的电器。但在WIFI智能插座中内嵌专门的处理器无疑会让插座的功能复杂化，增加插座的成本，且固化的内嵌处理器模式也让系统缺乏灵活性，不利于系统的升级、改造。当各种新的物联网通信协议不断出现，其在智能家居等各种物联网应用中也在快速普及，此时由于手机无法直接支持新的物联网通信协议，导致大量应用新的物联网通信协议的外设无法接入手机，从而无法实现对物联网外设的控制和数据交互。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提出了一种物联网智能系统。本发明的物联网智能系统充分利用智能终端所具有的强大的数据处理功能、通信功能、存储功能和屏幕、声音等丰富的界面表现功能的优势，并利用智能终端所需要的外接电源，通过对智能终端和外接电源进行改造和优化，将智能终端改造成物联网应用的核心服务处理器，将外接电源改造成能够进行协议转换、数据交互和供电的智能电源，从而解决目前智能终端与其所不支持的物联网外设之间的数据交互问题，同时优化了整个系统的结构，有利于系统的升级、改造。

本发明所涉及的一种物联网智能系统，其特征在于，该智能系统包括智能电源和智能终端，其中，该智能终端作为物联网应用的核心服务处理器，其包括服务器模块，服务器模块借助智能终端的通信功能实现与其他设备或模块的数据交互；

该智能电源包括：电源模块、数据交互模块；电源模块为用电设备提供电源，数据交互模块包括数据接口模块以及协议转换模块；该协议转换模块用于对所述数据接口模块接收到的来自物联网外设或智能终端并需要进行协议转换的数据进行协议转换处理，通过所述数据接口模块将经过协议转换处理的数据相应地发送给智能终端或物联网外设，从而使得智能终端与物联网外设能够实现数据交互。

进一步地，通过电源模块为智能终端提供电源，或者通过所述智能终端包括的内置电池为智能终端提供电源。

该数据接口模块包括至少一个能够与所述智能终端进行数据交互的对内数据接口模块，以及至少一个与物联网外设进行数据交互的对外数据接口模块。

上述智能终端可为一个或多个，当上述智能终端为多个智能终端时，对所述多个智能终端采用备份机制和/或采用分布式数据处理机制。

智能电源还包括电源监控模块，智能终端通过所述服务器模块对智能终端的内置电池进行监控，在内置电池已经充电完成的情况下，智能终端通过数据接口模块向智能电源发送信息，指示智能电源的电源监控模块控制电源模块断开对该智能终端的供电；在所述内置电池电量低于阈值时，智能终端通过数据接口模块向智能电源发送信息，指示智能电源的电源监控模块控制电源模块对该智能终端进行供电。

该智能电源还包括电源监控模块，用于对电源模块的来电和断电进行监控，如果电源模块断电或者来电，该电源监控模块通过数据接口模块将断电或者来电情况发送给智能终端，服务器模块根据接收到的信息进行相应的处理；当需要用户进行处理时，智能终端将该断电或者来电情况发送给用户设备和/或借助声和/或光报警起到警示和通知用户的作用。

该数据交互模块和电源模块为一体设置。

该电源模块为电源插座、移动电源、车载电源或汽车电瓶；

所述智能终端为安装有安卓操作系统或其衍生系统的手机或平板电脑、安装有苹果公司IOS操作系统的手机或平板电脑或者安装有微软用于移动终端设备的操作系统的手机或平板电脑。

所述智能系统还可以提供云资源应用服务；或者，所述智能终端在作为物联网应用服务器的同时，还可以作为日常智能终端使用；或者，该智能系统还可以实现用户设备与物联网外设的交互，其中用户设备是具有通信能力的智能或非智能设备。

所述对内数据接口模块为以下接口中的一个或多个：通用串行总线USB接口、迷你通用串行总线Mini-USB接口、微型通用串行总线Micro-USB接口、蓝牙接口、无线相容性认证WIFI接口、专利30针接口、闪电Lightning接口、耳机接口、红外接口、声波接口；

所述对外数据接口模块至少支持以下系统、协议、平台、各物联网联盟的标准中的一个或多个：ipv6、zigbee、z-wave、谷歌公司的物联网计划Project IoT及其Brillo操作系统和Weave语言、苹果公司的homekit、allseen联盟的AllJoyn、Thread Group联盟的Thread、开放互联联盟(OIC)的标准。

本发明的方案可以包含以上优选方式的任意组合。

本发明有益效果如下：

1.本发明的物联网智能系统将智能终端与其所需要的外接电源相结合，并进行改造，从而解决了目前智能终端与其所不支持的物联网外设之间的数据交互问题,并简化了现有物联网系统的结构，有利于系统的升级、改造。本发明利用智能终端所具有的强大的数据处理能力、通信能力、存储能力和屏幕、声音等丰富的界面表现能力，通过在智能终端中增加服务器模块，由服务器模块进行资源调用、配置管理等,从而将智能终端改造成物联网应用的核心服务处理器，有利于系统升级、改造方便，能够满足各种物联网应用及场景的需求，而不是如现有技术只单纯作为操作终端使用；同时利用智能终端所需要的外接电源，例如电源插座、移动电源、车载电源等，在不增加复杂的控制或处理设备的情况下，外接电源只增加数据交互模块形成智能电源，利用数据交互模块进行协议转换和数据交互处理，将智能终端原本不支持的物联网通信协议转换成智能终端支持的通信协议，使得智能终端能够与更多的外设进行数据交互，从而间接增加了智能终端的物联网接口，实现对外设如智能家居的控制和信息交互，并便于对系统进行改造以满足各种物联网应用的需求。

2.本发明充分利用智能终端具有内置电池的特点，在外接电源被切断的情况下，服务器模块仍然可以利用智能终端的内置电池继续工作，进行数据处理。利用智能终端具有的多通信通道的特点，在WIFI网络被切断或某通信通道出现故障的情况下，服务器模块还可以利用其它通信信道进行通信，例如，WIFI网络被切断，服务器模块可以利用智能终端的其他数据网络如2.5G、3G、4G移动数据网络向外交互数据，甚至在数据网络不通时，还可以利用语音网络等通信通道，将信息传递出去。本发明强大的可靠性是目前市场上大部分物联网应用服务处理器所无法比拟的。

3.本发明中，该智能系统的智能终端可为一个或多个智能终端，当为多个智能终端时，可采用备份机制，或者采用分布式数据处理机制，形成更为强大可靠的数据处理、存储、通信等能力。上述机制可单独使用或任意组合使用。

4.本发明出于对智能终端电池安全性和智能终端用作物联网服务器需长期安全运行的考虑，服务器模块对智能终端的内置电池进行监控，例如在内置电池充电完成的情况下，断开对该智能终端的电源输入，在电池电量不足的情况下，接入电源，从而防止内置电池出现过充或者无电现象，有效避免电池发生爆炸等恶性情况。

5.本发明还可以通过该智能系统将物联网外设的情况或系统电源模块的情况通知用户设备，以便用户了解外设或电源的状态，从而进行相应处理或操作。

6.本发明中所述的智能终端，完全可以利用闲置的智能终端，不仅实现了闲置物品的再利用，还可有效防止智能终端中的隐私泄露。特别是手机快速的更新换代导致越来越多的手机因为外观、配置等原因被闲置，本发明能够赋予这些手机新的使用价值，有效减少电子垃圾。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图通过如下实施例对本发明的技术方案进行详细说明。但本领域技术人员了解，本发明并不限于下述实施例和附图所示内容。任何在本发明基础上做出的改进和变化都在本发明的保护范围之内。

如图1所示，本发明所涉及的一种物联网智能系统，包括智能终端1和智能电源2，其中该智能终端1具有数据处理功能、网络通信功能和数据存储等功能，该智能终端1包括服务器模块11，服务器模块用于调用前述的各个功能。在本发明中，智能终端作为物联网应用的核心服务处理器使用。智能电源2包括：电源模块21、数据交互模块22。电源模块21用于通过有线或无线的方式为用电设备提供电源，例如为智能终端提供外部电源、对智能终端的内置电池进行充电；数据交互模块22包括数据接口模块以及协议转换模块222，该数据接口模块包括至少一个能够与智能终端的进行数据交互的对内数据接口模块221，以及至少一个与物联网外设进行数据交互的对外数据接口模块223；该协议转换模块用于协议转换处理和数据转发交互，该协议转换模块借助数据转发交互功能与所述数据接口模块进行数据交互，从而使得智能终端与物联网外设通过数据交互模块实现数据交互，从而实现智能终端与物联网外设的数据交互。需要说明的是，图1中数据交互方式仅是示例性的表示，例如上述对内数据接口模块和对外数据接口模块也可以用同一数据接口模块实现。

该数据交互模块和电源模块可以一体设置。

通过服务器模块调用智能终端的通信模块12进行数据交互。智能终端与物联网外设进行数据交互方式如下；当智能终端需要向物联网外设发送数据时，服务器模块通过通信模块将该数据发送给对内数据接口模块，该协议转换模块对所述对内数据接口模块接收到的数据进行协议转换，转换后的数据经由所述对外数据接口模块发送给物联网外设；当物联网外设需要向智能终端发送数据时，所述对外数据接口模块接收该数据，该协议转换模块对所述对外数据接口模块接收到的数据进行协议转换，转化后的数据经由所述对内数据接口模块发送给智能终端。

该电源模块可以为：电源插座、智能终端移动电源、汽车点烟器适配电源插座或车载电源或汽车电瓶。

该数据交互模块包括的数据接口模块和协议转换模块可以集成为一个功能模块，也可以单独设置。

该智能电源还包括电源监控模块23，用于对电源模块的来电和断电进行监控，如果电源模块断电或者来电，该电源监控模块通过对内数据接口模块将断电或者来电情况发送给智能终端的通信模块，服务器模块对接收到的信息进行相应的处理，例如在电源模块突然断电时，现场的监控外设系统检查现场的电源模块、外部电源和线路情况，判断是否是电源模块出现故障或者是出现停电或者跳闸等非人为破坏情况，如果出现开关跳闸的情况，服务器模块借助通信模块和智能电源发出控制信号给电源自动开关外设以进行合闸操作或者通知用户进行合闸操作；如果电源模块出现故障，服务器模块借助通信模块通知用户，或者发出控制信号以控制外设自动切换到备用的电源模块或智能电源；如果出现人为破坏情况，服务器模块借助通信模块通知用户，或者进行自动报警并通知用户；在电源模块恢复来电时，服务器模块借助通信模块通知用户，或者根据用户的设定将处于应急状态下的设备恢复正常，如关闭警示灯光等。

电源模块可以直接为智能终端供电，也可以为内置电池充电。

该服务器模块对智能终端的内置电池进行监控，在内置电池已经充电完成的情况下，服务器模块借助通信模块向智能电源发送信息，指示智能电源的电源监控模块控制电源模块断开对该智能终端的供电；在所述内置电池电量低于阈值时，服务器模块借助通信模块向智能电源发送信息，指示智能电源的电源监控模块控制电源模块对该智能终端进行供电。

由于本发明充分利用了智能终端自身所具有的优势，如智能终端的多通信通道及电池功能，在外接电源被切断的情况下，智能终端仍然可以利用智能终端的内置电池继续工作，进行数据处理。在WIFI网络被切断的情况下，利用智能终端的其他数据网络如2.5G、3G、4G移动数据网络向外交互数据，甚至在数据网络不通时，还可以利用语音网络等智能终端所具有的通信通道，将信息传递出去。本发明强大的可靠性是目前市场上的物联网应用服务处理器所无法比拟的。

所述对内数据接口模块为以下接口中的一个或多个：通用串行总线USB接口、迷你通用串行总线Mini-USB接口、微型通用串行总线Micro-USB接口、蓝牙接口、无线相容性认证WIFI接口、专利30针接口、闪电Lightning接口、耳机接口、红外接口或声波接口。上述数据接口模块只是示例性的说明，本领域技术人员还可以视情况采用其他数据接口模块。

所述对外数据接口模块至少支持以下系统、协议、平台、各物联网联盟的标准中的一个或多个：ipv6、zigbee、z-wave、谷歌公司的物联网计划Project IoT及其Brillo操作系统和Weave语言、苹果公司的homekit、allseen联盟的AllJoyn、Thread Group联盟的Thread、开放互联联盟(OIC)的标准。上述数据接口模块只是示例性的说明，本领域技术人员还可以视情况采用其他数据接口模块。

所述对外数据接口模块通过有线或无线方式与物联网外设连接；所述的电源模块和智能终端供电接口通过无线或有线方式连接。

进一步地，该智能终端为市场上的智能终端，或者闲置的智能终端，或者为日常使用的智能终端；所述智能终端可以为：安装有安卓操作系统或其衍生系统的手机或平板电脑、安装有苹果公司IOS操作系统的手机或平板电脑、安装有微软用于移动终端设备的操作系统的手机或平板电脑。

当该智能终端为闲置的智能终端时,不仅实现了闲置物品的再利用，还可有效防止智能终端中的隐私泄露。

上述智能系统包括的智能终端可为一个或多个，当为多个智能终端时，利用各智能终端的服务器模块，借助每个智能终端的数据处理功能、存储功能、通信等功能，采用备份机制，或者采用分布式数据处理机制，形成可靠强大的数据处理、存储、通信等能力，上述机制可单独使用或者任意组合使用。例如，采用分布式数据处理机制时，多个智能终端中的主智能终端的服务器模块将数据处理任务分配给其他智能终端的服务器模块进行处理；并且为了整个系统更可靠，还可以引入备份机制，当某智能终端出现问题时，其他智能终端的服务器模块能够迅速接管其服务器模块所承载的业务。当然，上述的描述仅是为了说明本方案中采用的组合方式而给出的示例，本方案并不局限于上述示例。

该智能系统还用于用户设备4与物联网外设的交互，其中用户设备可以是具有通信能力的各种智能或非智能设备，非智能设备可以是传统的固定电话等。

所述智能系统还可以通过Internet对外提供云资源服务，为用户及用户设备提供云应用服务能力，有助于保护个人数据，便于管理，并且还具有不需要额外费用等优点。如将该智能系统用在家庭的物联网应用上，家庭成员们不仅可以控制各种智能家居，还可以通过服务器模块的功能扩展，享受到专属的家庭生活时光的保存、备份和分享等服务，每个家庭成员都可将在旅行或孩子生日时拍摄的照片或者视频，或者生活的点滴记录，都统一传至该智能系统进行集中管理，而不再散乱存放在各个手机、相机、电脑、u盘或者移动硬盘等存储空间中，智能系统的存储功能会把这些照片或者视频或者文字保存下来，并统一进行整理、备份，并可按照时间、发布者等规则进行浏览和观看，也可很方便的分享至微博、微信、各种朋友圈等应用，也通过各种外部设备如电视机进行浏览或观看，或者根据地理位置等信息进行社区共享、同龄共享、同主题共享等等，从而建立起线上线下的联系，扩展社交活动渠道。

所述智能系统还可以通过将智能终端所具有的屏幕显示和语音等功能，或者通过直接扩展一个显示外设，替代传统的纸质便签或者冰箱贴，提醒老人、孩子或者其他家人各种事宜及其相应的时间。提醒事宜和提醒时间可以现场设置，也可以远程发布提醒事宜到显示屏幕上，想到即可传送，而且可一直显示并按时提醒事情的具体内容，而不至于像打电话、发短信、微信等只具有一过性，尤其适合健忘的老人。当然该智能系统更可以扩展连接各种健康设备，如血压仪等，对家人的血压、心跳、血糖、呼吸等进行监控和看护，必要时，可将这些健康状况数据传至专业的数据分析中心或服务中心，为家人提供更详细更专业的身体健康及看护服务。

因此，通过本发明的智能系统及其扩展，不仅可以让家变成一个智能中心，也可以把家变成一个安全中心、记录中心、健康中心。

本发明利用所述智能终端来做各种服务应用配置的现场设定时也非常便利，利用智能终端所具有的屏幕、输入、声音、震动等界面表现及交互功能，可方便对服务器模块进行设定配置。

本发明中，智能电源完成接口拓展和协议转换的工作，智能终端实现物联网应用服务处理器的功能。这样做的好处是充分利用了智能终端强大的数据处理能力，简化了智能电源的结构，合理利用资源，有效节约了成本。如果发现目前的系统性能不能满足需求，可通过更换智能终端或者升级系统或者增加智能终端的方式来解决。

本发明涉及的智能系统不仅可用于家居物联网的应用场景，还可以用于例如车联网等其他应用场景或者任何可适用本系统的场合。

下面智能终端以手机为例，物联网协议以ZigBee为例，智能电源以电源插座为例，对外数据接口模块为ZigBee协调器模块，物联网外设以含有ZigBee终端设备模块的被动红外探测仪为例，手机、插座和探测仪位于同一区域内，来示例性说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该知晓，智能终端、智能电源、外设以及它们所处的位置和应用场合远不止上述提到的方式。

当被动红外探测仪中的被动红外探测器检测到有人进入设定区域后，会发出模拟脉冲信号；被动红外探测仪将该模拟的脉冲信号转换成数字信号后，通过其内的ZigBee终端设备模块发送到电源插座的对外数据接口模块中；电源插座利用协议转换模块对接收到的数字信号进行协议转换，将其转换为手机能接收的蓝牙信号，通过对内数据接口模块将该蓝牙信号发送给手机；手机的服务器模块对该蓝牙信号进行解析后，即可开始数据处理或控制工作，例如，发送短信或拨打电话告知用户被动红外探测仪检测到有人进入，或者开启手机摄像头进行摄像，将影像保存到本地及云端，防止有人破坏手机或者拿走手机，必要时，可打开手机/外部照明功能，一方面提供摄像所需的亮度，另一方面还可以进行光报警，或进一步配合声报警，起到警示和提醒作用；也可以自动视频呼叫用户的客户端软件，便于用户远程监控监听现场的情况，可以为用户提供对讲功能，甚至可以为用户提供操作其他现场警告或阻止犯罪设备的功能。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，上述对各模块和设备的定义以及数据通信、交互、控制的方式并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

Claims (10)

1.一种物联网智能系统，其特征在于，该智能系统包括智能电源和智能终端，其中，智能终端具有数据处理功能、通信功能和数据存储功能；该智能终端作为物联网应用的核心服务处理器，其包括服务器模块，服务器模块借助智能终端的通信功能实现数据交互，由服务器模块进行资源调用和配置管理；

该智能电源包括：电源模块、数据交互模块；电源模块为用电设备提供电源，数据交互模块包括数据接口模块以及协议转换模块；该协议转换模块用于对所述数据接口模块接收到的来自物联网外设或智能终端并需要进行协议转换的数据进行协议转换处理，通过所述数据接口模块将经过协议转换处理的数据相应地发送给智能终端或物联网外设，从而使得智能终端与物联网外设能够实现数据交互。

2.如权利要求1所述的物联网智能系统，其特征在于，通过电源模块为智能终端提供电源，或者通过所述智能终端包括的内置电池为智能终端提供电源。

3.如权利要求1所述的物联网智能系统，其特征在于，该数据接口模块包括至少一个能够与所述智能终端进行数据交互的对内数据接口模块，以及至少一个与物联网外设进行数据交互的对外数据接口模块。

4.如权利要求1至3中任一项所述的物联网智能系统，其特征在于，上述智能终端为一个或多个，当上述智能终端为多个智能终端时，对所述多个智能终端采用备份机制和/或采用分布式数据处理机制。

5.如权利要求1至3中任一项所述的物联网智能系统，其特征在于，智能电源还包括电源监控模块，智能终端通过所述服务器模块对智能终端的内置电池进行监控，在内置电池已经充电完成的情况下，智能终端通过数据接口模块向智能电源发送信息，指示智能电源的电源监控模块控制电源模块断开对该智能终端的供电；在所述内置电池电量低于阈值时，智能终端通过数据接口模块向智能电源发送信息，指示智能电源的电源监控模块控制电源模块对该智能终端进行供电。

6.如权利要求1至3中任一项所述的物联网智能系统，其特征在于，该智能电源还包括电源监控模块，用于对电源模块的来电和断电进行监控，如果电源模块断电或者来电，该电源监控模块通过数据接口模块将断电或者来电情况发送给智能终端，服务器模块根据接收到的信息进行相应的处理；当需要用户进行处理时，智能终端将该断电或者来电情况发送给用户设备和/或借助声和/或光报警起到警示和通知用户的作用。

7.如权利要求1至3中任一项所述的物联网智能系统，其特征在于，该数据交互模块和电源模块为一体设置。

8.如权利要求1至3中任一项所述的物联网智能系统，其特征在于，该电源模块为电源插座、移动电源、车载电源或汽车电瓶；

所述智能终端为安装有安卓操作系统或其衍生系统的手机或平板电脑、安装有苹果公司IOS操作系统的手机或平板电脑或者安装有微软用于移动终端设备的操作系统的手机或平板电脑。

9.如权利要求1至3中任一项所述的物联网智能系统，其特征在于，所述智能系统还能够提供云资源应用服务；

或者，所述智能终端在作为物联网应用服务器的同时，还能够作为日常智能终端使用；

或者，该智能系统还能够实现用户设备与物联网外设的交互，其中用户设备是具有通信能力的智能或非智能设备。

10.如权利要求3所述的物联网智能系统，其特征在于，所述对内数据接口模块为以下接口中的一个或多个：通用串行总线USB接口、迷你通用串行总线Mini-USB接口、微型通用串行总线Micro-USB接口、蓝牙接口、无线相容性认证WIFI接口、专利30针接口、闪电Lightning接口、耳机接口、红外接口、声波接口；

所述对外数据接口模块至少支持以下系统、协议、平台、各物联网联盟的标准中的一个或多个：ipv6、zigbee、z-wave、谷歌公司的物联网计划Project IoT及其Brillo操作系统和Weave语言、苹果公司的homekit、allseen联盟的AllJoyn、Thread Group联盟的Thread、开放互联联盟OIC的标准。