CN105116751A - 一种基于公有云平台进行信息交互的智能控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于公有云平台进行信息交互的智能控制系统及控制方法，其包括：实时采集当前环境数据的数据采集单元；存储接收到的环境数据，并将环境数据传输至公有云平台或接收公有云平台下发的控制命令控制数据采集单元进行环境数据采集的控制单元；分别与控制单元、公有云平台进行通信的网络通信单元；实时与网络通信单元、移动控制终端进行通信，将环境数据发送至移动控制终端或者接收移动控制终端发送的控制信息转换成对应的控制命令后发送至网络通信单元的公有云平台以及通过公有云平台进行信息交互，用以实时下载当前环境数据或者编辑控制信息实现对控制单元环境数据采集控制的移动控制终端。本发明具有空间占用小且效率高等优点。

Description

一种基于公有云平台进行信息交互的智能控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及数据通信技术领域，具体的说是涉及一种基于公有云平台进行信息交互的智能控制系统及控制方法。
背景技术
智能化控制已经成为人们日常生活的重要组成部分，其应用范围涉及人们日常生活的方方面面，如家居远端控制、商铺超市-智能门店安保、办公室/实验室安全监控等场合。
目前，较为常用的控制形式是采用远程控制终端进行监控，但是目前的远程控制终端多存在整机使用不灵活，且占用空间较大等缺陷；同时现有技术中还出现一种新兴的控制形式—预装监控程序App的手机，但是手机远程控制终端还存在一个问题就是：手机操作系统不统一，没有一个通用的App能横跨Android，IOS等系统来囊括所有的物联网产品的使用，因此我们每使用一个公司的产品，就不得不考虑在手机中装一个对应公司的App。
发明内容
鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种基于公有云平台进行信息交互的智能控制系统，该系统空间占用小且通过预装有微信App的移动控制终端及SAE云平台，实现了在任何时间、任何地点、任何终端随时查看当前环境中各个受控器件的运行状态。
为了实现上述目的，本发明的技术方案：
一种基于公有云平台进行信息交互的智能控制系统，其特征在于：
包括
实时采集当前环境数据并发送至控制单元的数据采集单元；
存储接收到的环境数据，通过网络通信单元将环境数据传输至公有云平台或者通过所述网络通信单元接收所述公有云平台下发的控制命令控制数据采集单元进行环境数据采集的控制单元；
分别与控制单元、公有云平台进行通信的网络通信单元；
实时与所述网络通信单元以及移动控制终端进行通信，将接收到的环境数据发送至所述移动控制终端或者接收所述移动控制终端发送的控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元的公有云平台；
以及通过公有云平台进行信息交互，用以实时下载当前环境数据或者编辑控制信息实现对控制单元环境数据采集控制的移动控制终端。
进一步的，所述公有云平台为基于SAE新浪云计算平台搭建的，以PHP环境以及MySQL数据库作为运行环境，并以微信形式实现信息交互的公众云平台，其包括：与移动控制终端进行通信，将接收到的环境数据转换成微信语言后发送至所述移动控制终端或者接收所述移动控制终端发送的微信形式的控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元的信息处理模块以及数据库模块。
进一步的，所述信息处理模块包括函数调用子模块、签名验证子模块、消息响应子模块、消息分拣子模块以及数据库调用子模块；其中所述函数调用子模块用于调用内部程序函数，实现实时与微信公众平台的通信；所述签名验证子模块用于实现对移动控制终端用户身份的验证；所述消息响应子模块用于在移动控制终端用户身份验证成功后，接收移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息或者实时接收所述网络通信单元发送的当前环境数据；所述消息分拣子模块用于识别并分拣当前所述消息响应子模块接收到的数据类型，若是为所述网络通信单元发送的当前环境数据则直接转换成对应的微信格式的信息发送至函数调用子模块，若是为移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息则控制数据库调用子模块调用数据库模块中对应的数据程序将所述控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元。
进一步的，所述控制单元包括USB串口通信模块以及数据处理模块；所述数据处理模块采用microduinocore控制单元，其优选采用ATMEGA328P微控制器。
优选的，所述控制单元的供电方式采用microUSB供电方式。
进一步的，所述网络通信单元采用连接有RJ45接口的ENC28J60以太网收发芯片。
同时本发明还提供了一种基于上述智能控制系统实现信息交互的智能控制方法，其特征在于：
包括如下步骤
I、数据采集单元实时采集当前环境数据并发送至控制单元，移动控制终端编辑实现对控制单元环境数据采集控制的控制信息；
II、若控制单元接收到环境数据，将所述环境数据进行内部存储的同时通过网络通信单元将所述环境数据传输至公有云平台；若控制单元通过所述网络通信单元接收到所述公有云平台下发的控制命令则控制数据采集单元进行环境数据采集；
III、实时与所述网络通信单元以及移动控制终端进行通信，若公有云平台接收到环境数据，则将接收到的环境数据转换成微信语言后发送至所述移动控制终端；若公有云平台接收到所述移动控制终端发送的微信形式的控制信息，则所述信息处理模块调用数据库模块将该控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元。
进一步的，所述信息处理模块包括函数调用子模块、签名验证子模块、消息响应子模块、消息分拣子模块以及数据库调用子模块；其中所述函数调用子模块用于调用内部程序函数，实现实时与微信公众平台的通信；所述签名验证子模块用于实现对移动控制终端用户身份的验证；所述消息响应子模块用于在移动控制终端用户身份验证成功后，接收移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息或者实时接收所述网络通信单元发送的当前环境数据；所述消息分拣子模块用于识别并分拣当前所述消息响应子模块接收到的数据类型，若是为所述网络通信单元发送的当前环境数据则直接转换成对应的微信格式的信息发送至函数调用子模块，若是为移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息则控制数据库调用子模块调用数据库模块中对应的数据程序将所述控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元。
进一步的，所述控制单元包括USB串口通信模块以及数据处理模块；所述数据处理模块采用microduinocore控制单元，其优选采用ATMEGA328P微控制器。
优选的，所述控制单元的供电方式采用microUSB供电方式。
进一步的，所述网络通信单元采用连接有RJ45接口的ENC28J60以太网收发芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的控制单元采用体积小、可堆叠的microduinocore硬件控制单元，其具有空间占用小且效率高等优点；且本发明可以通过预装有微信App的移动控制终端及SAE公有云平台，利用微信的文字或者语音功能替代了传统的App实现了在任何时间、任何地点、任何终端仅仅需要2G/3G/4G流量，就可以便捷地查看当前环境中各个监控数据的运行状态，实现系统近程、远程智能控制过程。
附图说明
图1为本发明所述系统电路结构示意图；
图2为本发明所述公有云平台对应的电路结构示意图；
图3为本发明所述实施例1对应的电路结构示意图。
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，对本发明进行进一步详细说明。
为了解决远程控制终端因为操作系统不统一，需要下载多种App进行远程控制的弊端，如图1所示，本发明还提供了一种基于公有云平台进行信息交互的智能控制系统，其特征在于：
包括
(1)、数据采集单元，实时采集当前环境数据并发送至控制单元，所述数据采集单元在应用于智能家居系统时，可包括用于采集环境光线强度信号的PT550环保型光敏二极管以及多种类型的传感器，如采集环境温湿度信号的DHT11数字温湿度传感器、采集环境一氧化碳浓度信号的一氧化碳传感器、采集环境烟雾信号的烟雾传感器以及采集环境安防信号的红外传感器等等，以实际环境使用需求为准进行设置。
(2)、控制单元，存储接收到的环境数据，通过网络通信单元将环境数据传输至公有云平台或者通过所述网络通信单元接收所述公有云平台下发的控制命令控制数据采集单元进行环境数据采集。
具体的，为了解决现有智能控制装置或者系统，体积大，不利于节省占用空间且运行效率不高的缺陷，本发明所述的控制单元主要设计要点为：
采用Microduino-Core控制单元，以ATMEGA328P微控制器为核心芯片的控制单元，其具有众多接口兼容的周边模块于以及U型的27pin的Microduino接口规范；所述控制单元将Microduino-Core控制单元拆分为USB串口通信模块和Atmega核心模块，将其做成两个相互分立并可堆叠的Microduino开发板；并去掉了外部电源供电插座，使用microUSB供电，使整个单元尺寸变得非常小巧(优选尺寸为长25.4mm、宽27.94mm)；并且所述控制单元的供电方式采用microUSB供电方式。
(3)、网络通信单元，分别与控制单元、公有云平台进行通信，所述网络通信单元采用连接有RJ45接口的ENC28J60以太网收发芯片。
(4)、公有云平台，实时与所述网络通信单元以及移动控制终端进行通信，将接收到的环境数据发送至所述移动控制终端或者接收所述移动控制终端发送的控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元。
所述公有云平台为基于SAE新浪云计算平台搭建的，以PHP环境以及MySQL数据库作为运行环境，并以微信形式实现信息交互的公众云平台，其包括：与移动控制终端进行通信，将接收到的环境数据转换成微信语言后发送至所述移动控制终端或者接收所述移动控制终端发送的微信形式的控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元的信息处理模块以及数据库模块，所述数据库模块包括与所述网络通信单元进行数据通信的通信子模块。其中，云平台：SinaAppEngine(简称SAE)是新浪研发中心推出的国内首个公有云计算平台，支持PHP，MySQL，Memcached，Mail，TaskQueue，RDC(关系型数据库集群)等服务，并为用户提供了非常便捷的管理界面，利用PHP和MySQL服务即可实现对应的数据服务器系统的搭建；而之所以选用基于微信平台功能的数据服务器是因为“基于微信能实现跨系统控制”，即腾讯提供的微信平台具备iOS和安卓版本，覆盖了几乎现有的所有智能移动终端，用户仅需要在云平台上用arduino的语言(注：该语言类似C语言，具有弱语法，易上手的特点，其实就是简化的C语言)编辑要实现的智能控制功能即可，且微信和云平台在基于API进行数据交互过程中，发送方和接收方进行了调换(即ToUserName和FromUserName值互换)，其收发均是以xml格式在后台进行传输的，仅是不同的消息类型xml格式不同。
进一步的，如图2所示，所述信息处理模块包括函数调用子模块、签名验证子模块、消息响应子模块、消息分拣子模块以及数据库调用子模块；其中所述函数调用子模块用于调用内部程序函数，实现实时与微信公众平台的通信；所述签名验证子模块用于实现对移动控制终端用户身份的验证；所述消息响应子模块用于在移动控制终端用户身份验证成功后，接收移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息或者实时接收所述网络通信单元发送的当前环境数据；所述消息分拣子模块用于识别并分拣当前所述消息响应子模块接收到的数据类型，若是为所述网络通信单元发送的当前环境数据则直接转换成对应的微信格式的信息发送至函数调用子模块，由函数调用子模块通过微信公众平台将信息转发至移动控制终端，若是为移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息则控制数据库调用子模块调用数据库模块中对应的数据程序将所述控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元。
(5)、移动控制终端，通过公有云平台进行信息交互，用以实时下载当前环境数据或者编辑控制信息实现对控制单元环境数据采集控制。
优选的，所述移动控制终端包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑。
下面结合具体的实施例进一步进行说明，如图3所示的实施例1，本智能控制系统应用于智能家居系统，所述智能控制系统包括：
由采集环境光线强度信号的PT550环保型光敏二极管以及采集环境温湿度信号的DHT11数字温湿度传感器组成的数据采集单元；
数据处理模块采用ATMEGA328P微控制器的控制单元，所述控制单元使用microUSB供电方式；
进行网络数据通信的ENC28J60以太网收发芯片，所述ENC28J60以太网收发芯片连接有RJ45接口；
实时与所述ENC28J60以太网收发芯片以及预装有微信的平板电脑进行通信，将接收到的环境数据发送至所述预装有微信的平板电脑或者接收预装有微信的平板电脑编辑的微信形式的控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述ENC28J60以太网收发芯片的公有云平台；所述公有云平台为基于SAE新浪云计算平台搭建的，以PHP环境以及MySQL数据库作为运行环境，并以微信形式实现信息交互的公众云平台，其包括：与移动控制终端进行通信，将接收到的环境数据转换成微信语言后发送至所述移动控制终端或者接收所述移动控制终端发送的微信形式的控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元的信息处理模块以及包括与所述网络通信单元进行数据通信的通信子模块的数据库模块；
预装有微信的平板电脑，所述预装有微信的平板电脑通过所述公有云平台接收对应的环境数据或者编辑控制信息上传至所述公有云平台，
以及若干受控于所述控制单元的电灯开关，如卧室开关、厕所开关等。
所述智能控制系统的工作过程为：PT550环保型光敏二极管实时采集环境光线强度信号，DHT11数字温湿度传感器实时采集环境温湿度信号；ATMEGA328P微控制器存储环境光线强度信号及采集环境温湿度信号数据的同时，通过所述ENC28J60以太网收发芯片将环境光线强度信号及采集环境温湿度信号数据发送至所述公有云平台，其信息处理模块中的消息响应子模块实时接收所述ENC28J60以太网收发芯片发送的当前环境数据；消息分拣子模块识别并分拣当前所述消息响应子模块接收到的数据类型，确定为所述ENC28J60以太网收发芯片发送的当前环境数据则直接转换成对应的微信格式的信息，并通过实时与微信公众平台通信的函数调用子模块将所述信息通过微信公众平台发送至平板电脑；同时用户在平板电脑上的微信界面编辑控制信息，经由与微信公众平台通信的函数调用子模块下载该控制信息，同时签名验证子模块用于实现对平板电脑用户身份进行验证，用户身份验证成功后，所述消息响应子模块接收移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息，所述消息分拣子模块识别并分拣当前所述消息响应子模块接收到的数据类型，确定为移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息则控制数据库调用子模块调用数据库模块中对应的数据程序将所述控制信息转换成对应的控制命令后经由与微信公众平台通信的函数调用子模块发送至所述ENC28J60以太网收发芯片。
同时本发明还提供了一种基于上述智能控制系统实现信息交互的智能控制方法，其特征在于：环境数据的信息上传过程与移动控制终端编辑的控制信息的下发过程是双向进行的；
其具体包括如下步骤
I、数据采集单元实时采集当前环境数据并发送至控制单元，移动控制终端编辑实现对控制单元环境数据采集控制的控制信息；
II、若控制单元接收到环境数据，将所述环境数据进行内部存储的同时通过网络通信单元将所述环境数据传输至公有云平台；若控制单元通过所述网络通信单元接收到所述公有云平台下发的控制命令则控制数据采集单元进行环境数据采集；
III、实时与所述网络通信单元以及移动控制终端进行通信，若公有云平台接收到环境数据，则将接收到的环境数据转换成微信语言后发送至所述移动控制终端；若公有云平台接收到所述移动控制终端发送的微信形式的控制信息，则所述信息处理模块调用数据库模块将该控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元。
进一步的，所述信息处理模块包括函数调用子模块、签名验证子模块、消息响应子模块、消息分拣子模块以及数据库调用子模块；其中所述函数调用子模块用于调用内部程序函数，实现实时与微信公众平台的通信；所述签名验证子模块用于实现对移动控制终端用户身份的验证；所述消息响应子模块用于在移动控制终端用户身份验证成功后，接收移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息或者实时接收所述网络通信单元发送的当前环境数据；所述消息分拣子模块用于识别并分拣当前所述消息响应子模块接收到的数据类型，若是为所述网络通信单元发送的当前环境数据则直接转换成对应的微信格式的信息发送至移动控制终端，若是为移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息则控制数据库调用子模块调用数据库模块中对应的数据程序将所述控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元。
所述数据库模块包括与所述网络通信单元进行数据通信的通信子模块。
进一步的，所述控制单元包括USB串口通信模块以及数据处理模块；所述数据处理模块采用microduinocore控制单元，其优选采用ATMEGA328P微控制器。
优选的，所述控制单元的供电方式采用microUSB供电方式。
进一步的，所述网络通信单元采用连接有RJ45接口的ENC28J60以太网收发芯片。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于公有云平台进行信息交互的智能控制系统，其特征在于：
包括
实时采集当前环境数据并发送至控制单元的数据采集单元；
存储接收到的环境数据，通过网络通信单元将环境数据传输至公有云平台或者通过所述网络通信单元接收所述公有云平台下发的控制命令控制数据采集单元进行环境数据采集的控制单元；
分别与控制单元、公有云平台进行通信的网络通信单元；
实时与所述网络通信单元以及移动控制终端进行通信，将接收到的环境数据发送至所述移动控制终端或者接收所述移动控制终端发送的控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元的公有云平台；
以及通过公有云平台进行信息交互，用以实时下载当前环境数据或者编辑控制信息实现对控制单元环境数据采集控制的移动控制终端。
2.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：
所述公有云平台为基于SAE新浪云计算平台搭建的，以PHP环境以及MySQL数据库作为运行环境，并以微信形式实现信息交互的公众云平台，其包括：与移动控制终端进行通信，将接收到的环境数据转换成微信语言后发送至所述移动控制终端或者接收所述移动控制终端发送的微信形式的控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元的信息处理模块以及数据库模块。
3.根据权利要求2所述的智能控制系统，其特征在于：
所述信息处理模块包括函数调用子模块、签名验证子模块、消息响应子模块、消息分拣子模块以及数据库调用子模块；其中所述函数调用子模块用于调用内部程序函数，实现实时与微信公众平台的通信；所述签名验证子模块用于实现对移动控制终端用户身份的验证；所述消息响应子模块用于在移动控制终端用户身份验证成功后，接收移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息或者实时接收所述网络通信单元发送的当前环境数据；所述消息分拣子模块用于识别并分拣当前所述消息响应子模块接收到的数据类型，若是为所述网络通信单元发送的当前环境数据则直接转换成对应的微信格式的信息发送至函数调用子模块，若是为移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息则控制数据库调用子模块调用数据库模块中对应的数据程序将所述控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元。
4.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：
所述控制单元包括USB串口通信模块以及数据处理模块；所述数据处理模块采用microduinocore控制单元，其优选采用ATMEGA328P微控制器。
5.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：
所述网络通信单元采用连接有RJ45接口ENC28J60以太网收发芯片。
6.一种基于权利要求2所述智能控制系统实现信息交互的智能控制方法，其特征在于：
包括如下步骤
I、数据采集单元实时采集当前环境数据并发送至控制单元，移动控制终端编辑实现对控制单元环境数据采集控制的控制信息；
II、若控制单元接收到环境数据，将所述环境数据进行内部存储的同时通过网络通信单元将所述环境数据传输至公有云平台；若控制单元通过所述网络通信单元接收到所述公有云平台下发的控制命令则控制数据采集单元进行环境数据采集；
III、实时与所述网络通信单元以及移动控制终端进行通信，若公有云平台接收到环境数据，则将接收到的环境数据转换成微信语言后发送至所述移动控制终端；若公有云平台接收到所述移动控制终端发送的微信形式的控制信息，则所述信息处理模块调用数据库模块将该控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元。
7.根据权利要求6所述的智能控制方法，其特征在于：
所述信息处理模块包括函数调用子模块、签名验证子模块、消息响应子模块、消息分拣子模块以及数据库调用子模块；其中所述函数调用子模块用于调用内部程序函数，实现实时与微信公众平台的通信；所述签名验证子模块用于实现对移动控制终端用户身份的验证；所述消息响应子模块用于在移动控制终端用户身份验证成功后，接收移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息或者实时接收所述网络通信单元发送的当前环境数据；所述消息分拣子模块用于识别并分拣当前所述消息响应子模块接收到的数据类型，若是为所述网络通信单元发送的当前环境数据则直接转换成对应的微信格式的信息发送至函数调用子模块，若是为移动控制终端编辑发送的微信形式的控制信息则控制数据库调用子模块调用数据库模块中对应的数据程序将所述控制信息转换成对应的控制命令后发送至所述网络通信单元。
8.根据权利要求6所述的智能控制方法，其特征在于：
所述控制单元包括USB串口通信模块以及数据处理模块；所述数据处理模块采用microduinocore控制单元，其优选采用ATMEGA328P微控制器。
9.根据权利要求6所述的智能控制方法，其特征在于：
所述网络通信单元采用连接有RJ45接口的ENC28J60以太网收发芯片。
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