CN105072179A - 一种智能安全卫士主机控制系统及其通信方法 - Google Patents

Abstract

一种智能安全卫士主机控制系统及其通信方法，其技术要点是：该控制系统包括控制主机、移动监控终端及执行设备，所述控制主机分别连接信号检测单元和执行设备，控制主机与移动监控终端通信连接。该通信方法为：移动监控终端预存控制主机ID、内网IP和映射端口号，控制主机通过路由器接入公网，控制主机具有内网固定IP，路由器具有公网动态IP，公网动态IP通过映射端口映射到内网IP，当公网动态IP地址变化后，控制主机通过路由器向DDNS服务器获得公网动态IP地址，并将其输入到控制主机和移动监控终端的APP客户端，使两者进行点对点的通信连接，具有简便、防盗、不易破解等优点。

Description

一种智能安全卫士主机控制系统及其通信方法

技术领域：

本发明涉及智能监控领域，具体涉及一种智能安全卫士主机控制系统及其通信方法。

背景技术：

随着信息技术的发展、网络的普及，电子产品已与计算机和通信技术结合在一起，利用通信技术和自动化控制技术对监控设备进行远程控制的方式已与生活中的各个领域密切相关，其代表产品为智能控制主机，但目前，国内及国外市场上的智能控制主机主要集中在智能家居领域，功能主要是控制开关灯、开关窗帘以及控制家庭影院等设备，其功能单一，没有使物联网通信技术和远程自动控制技术得到充分地应用。

此外，现有智能控制主机，其控制主机与手机之间的通信方式是利用公共服务器相呼应的方式进行通信连接的，这种方式虽然稳定，不涉及IP地址变换问题，但是容易被非法获取地址信息，而公共服务器里包含所有的客户信息，用户信息，且由于主机可以控制机械、门、窗、水、电、可燃气体等关乎到用户生命财产等重大安全设备，一旦被他人获取，则用户的主机就面临被控制的危险。

发明内容：

本发明为克服以上不足，提供了一种智能安全卫士主机控制系统及其通信方法，其利用路由器获得公网动态IP地址，然后将获得的公网动态IP地址输入到控制主机和移动监控终端的客户端，使控制主机与移动监控终端进行点对点的对应连接，控制主机与移动监控终端的通信过程不经过第三方服务器，具有简便、防盗、不易破解等优点。

本发明的基于物联网的智能家居监控系统，包括控制主机、移动监控终端及执行设备，所述控制主机分别连接信号检测单元和执行设备，控制主机与移动监控终端通信连接。

作为本发明的进一步改进，所述执行设备包括空气净化器、设于燃气管道上的燃气阀门及设于进水总管线上的水管阀门，所述信号检测单元包括甲醛测试仪、燃气传感器及流量计，所述控制主机依次通过A/D转换模块、信号调理模块分别连接甲醛测试仪、燃气传感器及流量计，控制主机上设有RFID射频发送模块，空气净化器、燃气阀门和水管阀门上分别设有RFID射频接收模块，控制主机依次通过RFID射频发送模块和RFID射频接收模块分别连接空气净化器、燃气阀门和水管阀门。可通过移动监控终端远程监控家中的家电设备，可避免家中甲醛含量超标，避免家中无人时出现燃气泄漏及走水现象，确保人们的生命安全和财产安全，

作为本发明的进一步改进，所述执行设备包括设于农业灌溉管线上的供水阀门、空调机及设于遮阳帘上的电机，所述信号检测单元包括湿度传感器、温度传感器及光线传感器，所述控制主机依次通过A/D转换模块、信号调理模块分别连接湿度传感器、温度传感器及光线传感器，控制主机上设有RFID射频发送模块，供水阀门、空调机及电机上分别设有RFID射频接收模块，控制主机依次通过RFID射频发送模块和RFID射频接收模块分别连接供水阀门、空调机及电机。可通过移动监控终端远程监控农业大棚内的湿度、温度及光照度，确保农作物的正常生长，提高农作物的产量。

一种控制主机与移动监控终端进行通信连接的方法，采用的技术方案在于：所述控制主机设置有ID，所述移动监控终端预存控制主机ID、内网IP和映射端口号，控制主机通过路由器接入公网，控制主机具有内网固定IP，路由器具有公网动态IP地址，公网动态IP地址通过映射端口映射到内网IP，当公网动态IP地址发生变化后，控制主机通过路由器向DDNS服务器获得公网动态IP地址，并将获得的公网动态IP地址输入到控制主机和移动监控终端的APP客户端，使移动监控终端与控制主机建立起点对点的通信连接。

作为本发明的进一步改进，所述控制主机检测到公网动态IP地址变化后，用UDP协议向移动监控终端发送自身ID及通过路由器获得的新的公网动态IP地址，若控制主机未收到移动监控终端的回执确认，则通过路由器重新向DDNS服务器注册新的公网动态IP地址再次发送至移动监控终端，直至控制主机收到移动监控终端的回执确认为止，移动监控终端收到控制主机发送的ID及新的公网动态IP地址后，判断所收到的控制主机ID与移动监控终端预存的控制主机ID是否一致，若一致则记录控制主机的新的公网动态IP地址，并向控制主机发送回执确认，从而保证移动监控终端能够随时与控制主机保持联系。

作为本发明的进一步改进，所述移动监控终端向控制主机发送回执确认的方式为，移动监控终端接收到控制主机发送的新的公网动态IP地址并更新后，若移动监控终端的APP客服端处于运行状态，则会将其收到并更新的新的公网动态IP地址发送给控制主机进行确认。

作为本发明的进一步改进，当移动监控终端失去控制主机向其发送的新的公网动态IP地址时，则通过其预存的控制主机ID向DDNS服务器查询控制主机现在的公网动态IP地址来与控制主机取得联系。

作为本发明的进一步改进，移动监控终端与控制主机取得联系后，控制主机凭移动监控终端预存的控制主机ID、映射端口号、内网IP及登录密码对移动监控终端身份进行确认，通过确认后，移动监控终端与主机重新建立通信连接。

作为本发明的进一步改进，所述移动监控终端为智能手机或平板电脑，用户可根据实际情况任意选择。

作为本发明的进一步改进，所述控制主机是将驱动程序、控制程序和TCP/IP协议嵌入至ARM芯片的单片机，其数据传输精确、控制精准、成本较低。

本发明的有益效果是：本发明的控制系统，可通过手机或平板电脑等移动监控终端远程监控家中的家电设备，可避免家中甲醛含量超标，避免家中无人时出现燃气泄漏及走水现象，确保人们的生命安全和财产安全，本发明的控制系统除应用于智能家居远程控制外，还可广泛应用于工业、农业、建筑业、环境保护行业等，以农业为例，本发明可监控农业大棚内的湿度、温度及光照度，确保农作物的正常生长，提高农作物的产量。

本发明的通信方法在移动监控终端上预存控制主机的ID号，控制主机以每30±5ms的频率公开向移动监控终端发布一次自身ID及公网动态IP地址，本发明在控制主机与公网连接的条件下，将控制主机ID输入到移动监控终端的APP客户端，当移动监控终端要与控制主机取得联系时，移动监控终端APP客户端进行运算获取控制主机发送的公网动态IP地址，当控制主机发送到移动监控终端的控制主机ID与移动监控终端里预先存储的控制主机ID运算相符确认无误后，移动监控终端将沿此路径到控制主机，控制主机将按照移动监控终端发送的预存的控制主机ID进行运算，确认移动监控终端发送的预存的控制主机ID、公网动态IP地址、端口、密码与控制主机内设的条件相符后，控制主机与移动监控终端就可顺地利直接连接通信，不需要通过第三方服务器，发明人将该通信方式拟定名称为反应射技术，其具有简便、防盗、不易破解等优点。控制主机向移动监控终端发送监控数据后，控制主机获取移动监控终端的操作指令后控制执行设备的启停，从而实现对执行设备的远程监控。

附图说明：

图1为本发明实施例一的控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二的控制系统的结构示意图；

图3为本发明的控制主机与手机的通信连接示意图。

具体实施方式：

下面以手机为例对本发明的具体实施方式进行说明。

实施例一

参照图1，本实施例是用于智能家居控制领域，所述执行设备包括空气净化器、设于燃气管道上的燃气阀门及设于进水总管线上的水管阀门，所述信号检测单元包括甲醛测试仪、燃气传感器及流量计，所述控制主机依次通过A/D转换模块、信号调理模块分别连接甲醛测试仪、燃气传感器及流量计，控制主机上设有RFID射频发送模块，空气净化器、燃气阀门和水管阀门上分别设有RFID射频接收模块，控制主机依次通过RFID射频发送模块和RFID射频接收模块分别连接空气净化器、燃气阀门和水管阀门。

参照图3，所述控制主机与手机进行通信连接的方法为：控制主机设置有ID，手机预存控制主机ID、内网IP和映射端口号，控制主机通过路由器接入公网，控制主机具有内网固定IP，路由器具有公网动态IP地址，公网动态IP地址通过映射端口映射到内网IP，当控制主机检测到公网动态IP地址变化后，用UDP协议向手机发送自身ID及通过路由器获得的新的公网动态IP地址，若控制主机未收到手机的回执确认，则通过路由器重新向DDNS服务器注册新的公网动态IP地址再次发送至手机，直至控制主机收到手机的回执确认为止，手机收到控制主机发送的ID及新的公网动态IP地址后，判断所收到的控制主机ID与手机预存的控制主机ID是否一致，若一致则记录控制主机的新的公网动态IP地址，手机接收到控制主机发送的新的公网动态IP地址并更新后，若手机的APP客服端处于运行状态，则会将其收到并更新的新的公网动态IP地址发送给控制主机进行回执确认。当手机失去控制主机向其发送的新的公网动态IP地址时，则通过其预存的控制主机ID向DDNS服务器查询控制主机现在的公网动态IP地址来与控制主机取得联系，取得联系后，控制主机凭手机预存的控制主机ID、映射端口号、内网IP及登录密码对手机身份进行确认，通过确认后，手机与主机重新建立通信连接。所述控制主机是将驱动程序、控制程序和TCP/IP协议嵌入至ARM芯片的单片机。

当手机与控制主机通信连接时，手机可查看控制主机所采集的室内的甲醛含量，查看是否有燃气泄漏及走水现象，若甲醛含量超标，则手机向控制主机发送启动空气净化器的命令，控制主机将启动空气净化器来降低室内的甲醛含量，直至手机查看到室内的甲醛含量处于正常值时向控制主机发出关闭空气净化器的命令；当手机查看到室内有燃气泄漏或走水的现象，会向控制主机发生关断燃气阀门及水管阀门的命令，控制主机可设置成脱机模式，即无需接收手机命令根据检测的各项参数值主动控制执行设备的运行，以便及时采取应对措施，而只将检测数据及控制设备执行情况发送给手机，以便用户全面了解家中情况。

实施例二

参照图2，与实施例一的区别在于，本实施例是用于农业领域，所述执行设备包括设于农业灌溉管线上的供水阀门、空调机及设于遮阳帘上的电机，所述信号检测单元包括湿度传感器、温度传感器及光线传感器，所述控制主机依次通过A/D转换模块、信号调理模块分别连接湿度传感器、温度传感器及光线传感器，控制主机上设有RFID射频发送模块，供水阀门、空调机及电机上分别设有RFID射频接收模块，控制主机依次通过RFID射频发送模块和RFID射频接收模块分别连接供水阀门、空调机及电机。

手机可查看控制主机所采集的农业大棚内的湿度值、温度值及光线情况，若温度值超出或低于设定温度值，则命令控制主机启动空调机对大棚内温度进行调节；若湿度值低于设定湿度值，则命令控制主机开启农业灌溉管线上的供水阀门对农作物进行灌溉；若大棚内的光线超出设定光照强度范围，则命令控制主机启动遮阳帘上的电机，当大棚内的湿度、温度及光线处于正常范围内后，手机命令控制主机停止相应的执行设备，从而确保农作物的正常生长。控制主机可设置成脱机模式，即无需接收手机命令根据检测的各项参数值主动控制执行设备的运行，以便及时采取应对措施，而只将检测数据及控制设备执行情况发送给手机，以便用户全面了解家中情况。

Claims (10)

1.一种智能安全卫士主机控制系统，其特征在于：包括控制主机、移动监控终端及执行设备，所述控制主机分别连接信号检测单元和执行设备，控制主机与移动监控终端通信连接。

2.如权利要求1所述的一种智能安全卫士主机控制系统，其特征在于：所述执行设备包括空气净化器、设于燃气管道上的燃气阀门及设于进水总管线上的水管阀门，所述信号检测单元包括甲醛测试仪、燃气传感器及流量计，所述控制主机依次通过A/D转换模块、信号调理模块分别连接甲醛测试仪、燃气传感器及流量计，控制主机上设有RFID射频发送模块，空气净化器、燃气阀门和水管阀门上分别设有RFID射频接收模块，控制主机依次通过RFID射频发送模块和RFID射频接收模块分别连接空气净化器、燃气阀门和水管阀门。

3.如权利要求1所述的一种智能安全卫士主机控制系统，其特征在于：所述执行设备包括设于农业灌溉管线上的供水阀门、空调机及设于遮阳帘上的电机，所述信号检测单元包括湿度传感器、温度传感器及光线传感器，所述控制主机依次通过A/D转换模块、信号调理模块分别连接湿度传感器、温度传感器及光线传感器，控制主机上设有RFID射频发送模块，供水阀门、空调机及电机上分别设有RFID射频接收模块，控制主机依次通过RFID射频发送模块和RFID射频接收模块分别连接供水阀门、空调机及电机。

4.一种控制主机与移动监控终端进行通信连接的方法，其特征在于：所述控制主机设置有ID，所述移动监控终端预存控制主机ID、内网IP和映射端口号，控制主机通过路由器接入公网，控制主机具有内网固定IP，路由器具有公网动态IP地址，公网动态IP地址通过映射端口映射到内网IP，当公网动态IP地址发生变化后，控制主机通过路由器向DDNS服务器获得公网动态IP地址，并将获得的公网动态IP地址输入到控制主机和移动监控终端的APP客户端，使移动监控终端与控制主机建立起点对点的通信连接。

5.如权利要求4所述的一种控制主机与移动监控终端进行通信连接的方法，其特征在于：控制主机检测到公网动态IP地址变化后，用UDP协议向移动监控终端发送自身ID及通过路由器获得的新的公网动态IP地址，若控制主机未收到移动监控终端的回执确认，则通过路由器重新向DDNS服务器注册新的公网动态IP地址再次发送至移动监控终端，直至控制主机收到移动监控终端的回执确认为止，移动监控终端收到控制主机发送的ID及新的公网动态IP地址后，判断所收到的控制主机ID与移动监控终端预存的控制主机ID是否一致，若一致则记录控制主机的新的公网动态IP地址，并向控制主机发送回执确认。

6.如权利要求5所述的一种控制主机与移动监控终端进行通信连接的方法，其特征在于：所述移动监控终端向控制主机发送回执确认的方式为，移动监控终端接收到控制主机发送的新的公网动态IP地址并更新后，若移动监控终端的APP客服端处于运行状态，则会将其收到并更新的新的公网动态IP地址发送给控制主机进行确认。

7.如权利要求4所述的一种控制主机与移动监控终端进行通信连接的方法，其特征在于：当移动监控终端失去控制主机向其发送的新的公网动态IP地址时，则通过其预存的控制主机ID向DDNS服务器查询控制主机现在的公网动态IP地址来与控制主机取得联系。

8.如权利要求7所述的一种控制主机与移动监控终端进行通信连接的方法，其特征在于：移动监控终端与控制主机取得联系后，控制主机凭移动监控终端预存的控制主机ID、映射端口号、内网IP及登录密码对移动监控终端身份进行确认，通过确认后，移动监控终端与主机重新建立通信连接。

9.如权利要求4-8的任意一项所述的一种控制主机与移动监控终端进行通信连接的方法，其特征在于：所述移动监控终端为智能手机或平板电脑。

10.如权利要求4-8的任意一项所述的一种控制主机与移动监控终端进行通信连接的方法，其特征在于：所述控制主机是将驱动程序、控制程序和TCP/IP协议嵌入至ARM芯片的单片机。