CN105652676A - 一种智能家居远程控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能家居远程控制系统及控制方法，包括无线网关模块、与无线网关模块无线通讯的无线模块，每个无线模块分别与电器或开关的控制信号连接，所述无线网关模块通过无线信号与无线路由器连接，该无线路由器通过网络与服务器连接，以及通过网络向服务器发送控制指令的手持终端，该控制指令经无线路由器、无线网关模块及无线模块执行控制电器或开关操作。由于本智能家居远程控制系统只需要无线网关模块与无线路由器之间进行无线连接，且只占用一个无线路由器连接接口。同时在无线路由器修改密码时，只需修改无线网关模块的密码即可。由于使用了穿透性更好，距离更远的频段的射频信号，智能家居系统控制信号可以覆盖整个家庭。

Description

一种智能家居远程控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及自控制控制技术领域，特别涉及一种智能家居远程控制系统及控制方法。

背景技术

随着物联网技术的发展，智能家居给人带来更加便捷、安全、智能、个性的体验。智能家居系统越来越受到人们的青睐。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，同时为各种能源费用节约资金。

现有的智能家居通信系统主要有两种，一种是有线方式，这种方式不利于家居改造，同时不利于家电的移动布局而逐渐被淘汰。另一种是无线方式，多以WIFI通信为主。给每一个需要智能化改造的家居的开关加装WIFI模块，使其连入家中的路由器，使得家居可以在互联网上进行访问和控制。该无线方式主要存在三个难以克服的问题，第一WIFI模块受功率影响，其传输距离通常是在100m以内，WIFI信号穿透性能差，信号难以全面覆盖房间。第二家庭常用的WIFI路由器可以接入的设备数量一般不超过16个，而家用家电、开关等数量远超过16个，从而导致家电、开关等无法全部接入到智能家居系统。第三当路由器的WIFI密码修改时，每个设备上的WIFI密码都需要同时修改，操作复杂。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种智能家居远程控制系统及控制方法，该智能家居远程控制系统可以避免因WIFI信号和路由器的限制影响信号覆盖和接入设备数量，提高WIFI信号的覆盖面和接入设备数量。

为了解决上述问题，本发明提供一种智能家居远程控制系统，该智能家居远程控制系统包括：与无线网关模块无线通讯的无线模块，每个无线模块分别与电器或开关的控制信号连接，所述无线网关模块通过无线信号与无线路由器连接，该无线路由器通过网络与存储无线模块和电器或开关对应关系的服务器连接，以及通过网络向服务器发送控制指令的手持终端，该控制指令经无线路由器、无线网关模块及无线模块执行控制电器或开关操作。

进一步地说，所述无线网关模块包括：

电源模块，将市电转换为直流电；

WIFI模块，与路由器建立通讯访问互联网；

射频模块，网关微处理器和收发无线数据，与连接无线模块；

网关微处理器，用于解析射频信号、控制协调WIFI模块41工作，解析响应手持终端指令。

进一步地说，所述开关模块包含继电器或断路器的单元电路。

进一步地说，所述无线网关模块还包括与网关微处理器信号连接的指示灯。

进一步地说，所述无线网关模块和无线模块之间的射频信号为用470-510MHz的频段。

进一步地说，所述无线网关模块包括与开关模块连接的无线模块处理器和输入电源的市电转换为直流电输出适应每个模块工作所需的电源模块，以及与网关射频模块匹配的射频模块。

本发还提供一种智能家居远程控制方法，该智能家居远程控制方法包括：配置步骤和操作步骤，其中配置步骤包括，

读取WIFI密码，每一个无线网关模块和无线模块在出厂时都预设好唯一的MAC地址作为身份标识，无线网关模块在第一次上电时，其内部的WIFI模块会处于配置状态，监视WIFI网络中的所有报文，并扫描所在区域的WIFI列表；

建立无线网关模块与无线路由器、手持终端通讯连接，由手持终端输入WIFI密码和WIFI的名称，向无线网关模块发送UDP广播包，无线网关模块通过UDP包获取配置信息中的WIFI名称及对应的WIFI密码后，无线网关模块退出配置状态，切换到TCP/IP的通信模式连接到无线路由器；

将无线模块入网并在无线网关模块注册，当无线网关模块与无线路由器建立通讯连接后，无线模块与手持终端建立通讯连接，并将无线模块的MAC地址反馈给手持终端；

手持终端绑定电器或开关和无线模块的地址，当每个与电器或开关连接的无线模块在初次上电后，通过射频信号自动与无线网关模块连接，并将每个无线模块各自的MAC地址反馈给无线网关模块，无线网关模块将每个无线模块的MAC地址列表发送给手持终端；

操作步骤包括，

手持终端输入控制指令，手持终端通过点击界面上对应的电器或开关，输入控制对应电器或开关的指令，并通过Internet向服务器发送操作的控制指令，手持终端发出的控制指令中包含电器或开关对应的无线模块的MAC地址和电器或开关操作指令；

无线网关模块通过服务器和无线路由器接收控制指令，对控制指令进行解析，确定与MAC地址对应的无线模块。；

无线网关模块以射频信号转发控制指令，无线网关模块将收到的手持终端控制指令通过射频信号向与MAC地址对应的无线模块进行转发；

对控制指令进行解析和响应，控制开关模块，无线模块对收到网关转发的控制命令进行解析，将自带的MAC地址与收到的控制命令中MAC地址是否相同，不同时，丢弃该命令，相同时，无线模块通过控制开关模块来执行控制命令中包含操作。

本发明智能家居远程控制系统，包括智能家居远程控制系统包括：与无线网关模块无线通讯的无线模块，每个无线模块分别与电器或开关的控制信号连接，所述无线网关模块通过无线信号与无线路由器连接，该无线路由器通过网络与存储无线模块和电器或开关对应关系的服务器连接，以及通过网络向服务器发送控制指令的手持终端，该控制指令经无线路由器、无线网关模块及无线模块执行控制电器或开关操作。由于本智能家居远程控制系统只需要无线网关模块与无线路由器之间进行有线连接，且只占用一个无线路由器连接接口。同时在无线路由器修改密码时，只需修改无线网关模块的密码即可。由于使用了穿透性更好，距离更远的频段的射频信号，智能家居系统控制信号可以覆盖整个家庭。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，而描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是智能家居远程控制系统实施例原理框图。

图2是无线网关模块实施例原理框图。

图3是无线模块实施例原理框图。

图4是智能家居远程控制系统配置流程图。

图5是智能家居远程控制系统操作流程图。

下面结合实施例，并参照附图，对本发明目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。

具体实施方式

为了使要发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，本发明一种智能家居远程控制系统实施例。

该智能家居远程控制系统包括：手持终端1、无线网关模块4和通过WIFI信号与无线网关模块4连接的无线路由器3，该无线路由器3通过无线信号与多个无线模块5分别建立通讯连接，每个无线模块5分别与电器或开关的控制信号连接，多个电器或开关仅为了标记上的区分，可以分别以第一电器或开关、第二电器或开关、第三电器或开关等序数表示，如第一电器或开关标记为6、第二电器或开关标记为7、第三电器或开关标记为8等表示。

具体地说，所述服务器2用于存储无线模块5和电器或开关的对应关系，保证多个手持终端1可以同时对电器或开关的操作。所述手持终端1包括可以接入到互联网的手机、平板、PDA等，并可以通过安装应用软件来访问和控制屋内的电器或开关。所述网关微处理器是整个网关的控制核心，解析射频信号的数据，控制WIFI模块和无线路由器连接，解析来自终端的命令，响应终端的命令，并将终端的命令通过射频模块发给无线模块，控制开关模块的通和断和指示灯的状态指示等。所述开关模块包含继电器或断路器的单元电路。

所述无线网关模块4是整个方案的核心，该无线网关模块4通过WIFI信号与无线路由器4建立通讯连接，实现与服务器2连接，同时与无线模块5之间通过射频信号建立通讯连接，其中无线网关模块4和无线模块5之间的射频信号采用470-510MHz的频段，该频段信号相比WIFI信号通信距离远和穿透性好，如以TI的CC1100E的芯片为例，在470-510MHz无线通信距离可以达到1000m左右，可以使整个家庭都每个落都能有射频信号覆盖。

所述无线网关模块4包括：市电转换为直流电的网关电源模块44，控制用电设备通断的开关模块43，与无线路由器3建立通讯访问互联网的WIFI模块41，与无线模块5射频信号连接用于收发无线数据的网关射频模块42，该网关微处理器40用于解析射频信号、控制协调WIFI模块41工作，解析响应手持终端指令。

该无线网关模块4还包括与网关微处理器40信号连接的网关指示灯45和对输入的市电转换为直流电适应每个模块工作所需的网关电源模块44，其中该网关指示灯45用来指示无线网关模块4的工作状态，更于直观了解状态。

所述无线模块5直接与电器或开关连接，用于控制电器或开关的通断，同时建立与无线网关模块4之间的射频通讯，通过无线网关模块4实现与无线路由器3的连接，进而实现与连接互联网的服务器2进行连接，从而在互联网上访问和控制家里的电器或开关。

具体地说，无线模块5包括与开关模块53连接的无线模块处理器50和输入电源的市电转换为直流电输出适应每个模块工作所需的电源模块54，以及与网关射频模块42匹配的射频模块52，所述开关模块53根据指令输出开关控制信号对开关或电器进行控制。

所述网关射频模块42块负责收发射频信号，通过射频信号与无线网关模块4连接，接受无线网关模块4转发给无线模块5的信息，无线模块5的回应信息也通过网关射频模块42发送给无线网关模块4。所述开关模块53与电器或开关连接，其包含继电器或断路器的单元电路，可以控制用电设备的通断。

该无线模块5还可以设有无线模块指示灯55，该无线模块指示灯55用来指示无线模块5的工作状态，更于直观了解状态。本智能家居远程控制系统只需要无线网关模块4与无线路由器3之间进行无线连接，如采用WIFI连接，且只占用无线路由器3的一个连接接口。同时在无线路由器3修改密码时，只需修改无线网关模块4的密码即可。由于使用了穿透性更好，距离更远的频段的射频信号，智能家居系统不受WIFI覆盖的影响，可以覆盖整个家庭。也避免了无线路由器带多个接口设备时，容易出现接口数量不够用现象发生。

为了便于了解其工作过程，具体描述通过操作手持终端，实现由无线模块控制电器或开关。

配置流程如下：

S11步骤，读取WIFI密码，每一个无线网关模块4和无线模块5在出厂时都预设好唯一的MAC地址作为身份标识。无线网关模块4在第一次上电时，其内部的WIFI模块41会处于配置状态，监视WIFI网络中的所有报文，并扫描所在区域的WIFI列表。

S12步骤，建立无线网关模块4与无线路由器3、手持终端1通讯连接，由手持终端1输入WIFI密码和WIFI的名称，向无线网关模块4发送UDP广播包。无线网关模块4通过UDP包获取配置信息，即WIFI名称及对应的WIFI密码，然后无线网关模块4就退出配置状态，切换到TCP/IP的通信模式连接到无线路由器3。

S13步骤，将无线模块5入网并在无线网关模块4注册，当无线网关模块4与无线路由器3建立通讯连接后，无线模块5与手持终端1建立通讯连接，并将无线模块5的MAC地址反馈给手持终端1，用户可以在手持终端的操作界面上，将该无线网关模块设定为个性化的名称，例如“xx客厅”，“xx房间”等。

S14步骤，手持终端1绑定电器或开关和无线模块5的地址，当每个与电器或开关连接的无线模块5在初次上电后，都会通过射频信号自动与无线网关模块连接，并将每个无线模块各自的MAC地址反馈给无线网关模块。无线网关模块将每个无线模块的MAC地址列表发送给手持终端，手持终端可以在操作界面上展示各个无线模块5的MAC地址。可以将手持终端1界面上的每个无线模块5的MAC地址设定为无线模块对应的电器名称，例如“冰箱”，“台灯”等。在手持终端1上就会出现各个连接无线模块的电器或开关，便于操作。

操作流程如下：

S21步骤，手持终端1输入控制指令，手持终端通过点击界面上对应的电器或开关，输入控制对应电器或开关的指令，并通过Internet向服务器2发送操作的控制指令，手持终端1发出的控制指令中包含电器或开关对应的无线模块1的MAC地址和电器或开关操作指令。

S22步骤，无线网关模块4通过服务器2和无线路由器3接收控制指令，对控制指令进行解析，确定与MAC地址对应的无线模块1。

S23步骤，无线网关模块4以射频信号转发控制指令，无线网关模块将收到的手持终端控制指令通过射频信号向与MAC地址对应的无线模块5进行转发。

S24步骤，对控制指令进行解析和响应，控制开关模块，无线模块对收到网关转发的控制命令进行解析，将自带的MAC地址与收到的控制命令中MAC地址是否相同，如果不相同，丢弃该命令，如果相同，无线模块通过控制开关模块来执行控制命令中包含操作。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.智能家居远程控制系统，其特征在于，包括与无线网关模块无线通讯的无线模块，每个无线模块分别与电器或开关的控制信号连接，所述无线网关模块通过无线信号与无线路由器连接，该无线路由器通过网络与存储无线模块和电器或开关对应关系的服务器连接，以及通过网络向服务器发送控制指令的手持终端，该控制指令经无线路由器、无线网关模块及无线模块执行控制电器或开关操作。

2.根据权利要求1所述的智能家居远程控制系统，其特征在于，所述无线网关模块包括：

网关电源模块，将市电转换为直流电；

WIFI模块，与路由器建立通讯访问互联网；

射频模块，网关微处理器和收发无线数据，与连接无线模块；

网关微处理器，用于解析射频信号、控制协调WIFI模块41工作，解析响应手持终端指令。

3.根据权利要求2所述的智能家居远程控制系统，其特征在于，所述开关模块包含继电器或断路器的单元电路。

4.根据权利要求2所述的智能家居远程控制系统，其特征在于，所述无线网关模块还包括与网关微处理器信号连接的指示灯。

5.根据权利要求1所述的智能家居远程控制系统，其特征在于，所述无线网关模块和无线模块之间的射频信号为用470-510MHz的频段。

6.根据权利要求1所述的智能家居远程控制系统，其特征在于，所述无线网关模块包括与开关模块连接的无线模块处理器和输入电源的市电转换为直流电输出适应每个模块工作所需的电源模块，以及与网关射频模块匹配的射频模块。

7.根据权利要求1所述的智能家居远程控制系统的控制方法，包括配置步骤和操作步骤，其中配置步骤包括，

读取WIFI密码，每一个无线网关模块和无线模块在出厂时都预设好唯一的MAC地址作为身份标识，无线网关模块在第一次上电时，其内部的WIFI模块会处于配置状态，监视WIFI网络中的所有报文，并扫描所在区域的WIFI列表；

建立无线网关模块与无线路由器、手持终端通讯连接，由手持终端输入WIFI密码和WIFI的名称，向无线网关模块发送UDP广播包，无线网关模块通过UDP包获取配置信息中的WIFI名称及对应的WIFI密码后，无线网关模块退出配置状态，切换到TCP/IP的通信模式连接到无线路由器；

将无线模块入网并在无线网关模块注册，当无线网关模块与无线路由器建立通讯连接后，无线模块与手持终端建立通讯连接，并将无线模块的MAC地址反馈给手持终端；

手持终端绑定电器或开关和无线模块的地址，当每个与电器或开关连接的无线模块在初次上电后，通过射频信号自动与无线网关模块连接，并将每个无线模块各自的MAC地址反馈给无线网关模块，无线网关模块将每个无线模块的MAC地址列表发送给手持终端；

操作步骤包括，

手持终端输入控制指令，手持终端通过点击界面上对应的电器或开关，输入控制对应电器或开关的指令，并通过Internet向服务器发送操作的控制指令，手持终端发出的控制指令中包含电器或开关对应的无线模块的MAC地址和电器或开关操作指令；

无线网关模块通过服务器和无线路由器接收控制指令，对控制指令进行解析，确定与MAC地址对应的无线模块；

无线网关模块以射频信号转发控制指令，无线网关模块将收到的手持终端控制指令通过射频信号向与MAC地址对应的无线模块进行转发；

对控制指令进行解析和响应，控制开关模块，无线模块对收到网关转发的控制命令进行解析，将自带的MAC地址与收到的控制命令中MAC地址是否相同，不同时，丢弃该命令，相同时，无线模块通过控制开关模块来执行控制命令中包含操作。