CN106462168A - 用于控制阀门的无线装置、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线水定时器和阀门控制系统，包括与路由器进行无线WiFi通信的控制单元和与控制单元进行无线通信并且被设计成连接到水龙头的阀门单元。阀门单元包括被控制单元接收的信号以无线的方式被操作的阀门。

Description

用于控制阀门的无线装置、系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种Wi-Fi浇水系统，其包括被设计成与控制单元进行无线通信的阀门单元，该阀门单元连接到Wi-Fi网络并且配置成由用户通过互联网对其进行编程。
发明内容：
一种无线浇水定时器和阀门控制系统包括与路由器进行无线Wi-Fi通信的控制单元和与控制单元进行无线通信并且被设计成连接到水龙头的阀门单元。阀门单元包括被控制单元接收的信号以无线的方式进行操作的阀门。阀门单元还可以被配置成能够与湿度传感器进行无线通信，并且将从湿度传感器接收到的湿度传感器状态中继转发到控制单元，以便基于该湿度传感器状态对阀门单元进行操作。控制单元还可以被配置成至少基于在互联网上的发送到控制单元的时间表来操作阀门单元。
附图说明：
将参照附图对本发明进行描述，其中：
图1是根据一个实施例的互联网控制型洒水系统的框图；
图2是图1所示的控制单元的框图；
图3是图1所示的阀门单元的框图；
图4是图1所示的系统的阀门单元和控制单元之间周期性发生的常规检测数据交换图；
图5是图1所示的系统的控制单元和互联网服务器之间的通信的架构图；
图6是图1所示的控制单元的一个示例的分解图；
图7是图1所示的阀门单元的一个示例的分解图；
图8是图1所示的阀门单元的另一个示例的分解图；以及
图9是根据一个实施例的阀门程序网格的截图的示例。
具体实施方式：
以下将参照上述附图对本发明的实施例进行描述。在本专利申请中展示和描述的洒水系统被配置为利用房主的私人Wi-Fi网络.
在一个实施例中，如图1中所示，该系统由两个单元构成，即，包含Wi-Fi接口的控制单元10(以下简称“CU”)(例如，位于房屋内或者位于处于家用路由器20的Wi-Fi范围内并且位于外面的阀门单元的范围内的位置)，和包含并且控制一个或多个阀门的阀门单元30(以下简称“VU”)(例如，位于水龙头附近房屋的外面并且处于CU的射频链路范围内)。CU 10通过Wi-Fi连接，而非以太网电缆，连接到路由器20(例如，本地互联网接入点)。以太网设置的缺点包括连接限制(例如，在本地接入点或集线器的端口数量有限)、位置限制(例如，CU的位置可能性由以太网缆线长度决定)，以及一般消费者不喜欢不必要的电缆。Wi-Fi连接改善了CU 10和VU 30之间的通信，因为CU 10可以被放置在一个合适的位置，使其能够经由ISM波段射频链路40与VU 30进行通信，将在下文进行详述。最优选地，将CU 10放置在具有较强Wi-Fi信号的区域中(例如，墙壁、电气设备和可能会影响信号的其他材料)以及在距离VU 30的200英尺范围内。
在该实施例中，例如，CU 10和VU 30之间的通信是通过ISM波段(例如，美国为910MHz和欧洲为833MHz)射频链路40进行，然而，可以使用其他已知的通信媒介。CU 10被配置成控制多个VU 30。在该实施例中，CU 10控制两个VU 30，每个VU 30其中都包含四个阀门50。然而，众所周知是，VU 30可以包含多于或少于四个阀门50。每个VU 30均被配置成可能经由湿度传感器接收器65(例如，Melnor公司现有的湿度传感器和/或美国专利编号7,810,515所描述的“智能浇水定时器”)与湿度传感器60进行无线通信，并且将湿度传感器的状态中继转发到CU 10，CU 10将会基于该状态(例如，基于用户的设置做出浇水/不浇水决定)对VU 30进行控制。CU 10可以由现成的“壁挂”型电源供电，而且VU可以通过标准AA电池供电。
在上文所述浇水系统的操作中，用户将通过移动设备、平板电脑或个人电脑，使用基于网页的GUI界面(图形用户界面)对浇水时间表进行编程。CU 10将经由Wi-Fi来联系网页服务器20，以更新其时间表(例如，不断地，间隔时间，根据命令，等等)。服务器20从GUI设置200中提取基本信息以使CU 10运行编程好的浇水时间表，并将其发送到CU 10。CU 10然后通过对每个VU 40下达阀门操作命令400，来执行编程好的(多个)浇水周期。CU 10可以被配置成持续状态，例如，被配置成一个七日程序，并且不断运行该程序直到其被用户修改。因此，如果出于任何原因导致互联网连接中断，CU 10将根据其下载的末次时间表来继续浇水。
CU 10可以被配置成上传当前阀门状态410，和湿度传感器状态420(如果可用)，以便用户可以通过简单的状态指示器看到正在发生的内容。CU 10可以被配置成每当CU 10联系服务器20时上传该信息，或者设置成在其他所期望的时间间隔来上传该信息。
在操作过程中，VU 30被配置成联系CU 10(例如，使用ISM射频)以便接收用于VU30的每一个阀门50的最新设置。VU 30不保持任何时间表设置，并且基本上为“哑声”(例如，根据当时的命令打开或关闭阀门)。如果VU 30与CU 10断开联系，那么在一定次数的尝试后(例如，尝试5次后)或者一定的时间(例如，5分钟)后，作为安全措施，VU 30将关闭所有阀门50。
在来自CU 10的命令下，VU 30将决定湿度传感器60与系统1进行连接，并且如果连接，VU 30将会把接收的传感器信息中继转发到CU 10。对湿度传感器60的控制(例如，开关该传感器并且等待信号)处于CU 10的控制下，如果用户通过编程来实现该控制，则将在浇水周期之前和期间使用CU 10。
在一实施例中，为了保证CU 10以及与其相关联的VU 30的安全，例如，拥有类似系统的邻居是无法访问并非属于其系统的一部分的组件的，每一个CU 10和VU 30都将具有标识符，例如序列号。例如，CU 10的标识符可以基于独一无二的MAC地址(例如，可以连接到互联网的所有设备所需的标识符)，VU 30可以使用16位编号进行标识。这样可以制造带有唯一序列号的64k阀门单元。可以使用其他已知的标识符来对每一个设备进行唯一标识。
CU 10的一个实施例如图2和图6所示，如下所述。
如图6所示的实施例，CU 10总成包括前壳体100，后壳体110，设置在前壳体和后壳体之间的空间中的印刷电路板(PCB)总成120。前壳体100包括前标签部分105和一个或多个开口，该开口配置成发出例如由LED产生的光。PCB总成120包括(多个)LED122(例如，指示器/状态灯)，电源连接器124配置成可容纳电源适配器126和(多个)LED垫片128。前壳体100附接到后壳体110，并且被设计成将PCB总成120固定在二者之间。
如图2所示的实施例，CU 10包括用于和家用路由器或服务器20通信的无线模块150，微控制器160，和用于和VU 30通信的通信手段170(例如，ISM波段射频)。
在该实施例中，和无线SPI型接口(串行外围接口)对应的的微控制器160包括能让微控制器10获得其所具有的接口种类的信息，这可以像硬接线输入/输出进行通信一样简单，当检测到不同的无线模块时，微控制器将会运行合适的软件来支持此无线格式。
实时时钟(RTC)保持跟踪时间和并根据预定的用户界面设置来安排浇水操作。RTC是在每当CU 10对服务器20进行检测时进行更新/同步。
在该实施例中，CU 10的功能至少包括以下内容：支持所有Wi-Fi通信；基于外部用户/网页输入运行定时功能；当(多个)外部VU 30发出请求时，将手动阀门控制命令中继转发到(多个)外部VU 30；在收到请求时将阀门状态410发送到网页GUI；在/当合适时，更新本地状态指示器。在另一个实施例中，CU 10的功能是在需要时，支持所有所需的Z-Wave或Zigbee设备和命令类，并且支持列入家庭自动化网络所需的所有Z-Wave、Zigbee功能。
在该实施例中，用于CU 10的硬件可以包括：来自壁挂型直流电源180的输入电源滤波/调制调节；微控制器160，诸如德州仪器PN MSP430G2955；Wi-Fi模块150，诸如德州仪器PN CC3000；ISM射频芯片170，诸如SiLabs Si4455；已知的本地状态指示器以及PCB，诸如在PCB路径中包含2.5GHz和910MHz天线的4层PCB。
所选用的微控制器可以自带包括闪存、RAM以及所有必要的支持功能，诸如CPU时钟，通电复位电路等，功能齐全无需额外的支持设备。所选的微控制器还可以包括大量外围设备，包括多个串行接口，其中两个是SPI(例如，其中一个需要接口连接到CC3000WiFi模块，另一个接口连接到ISM波段射频)。
状态指示器162被设计成显示CU 10中的各种通信功能的状态，诸如电源指示器(例如，红灯)、网页接口状态(例如，在尝试建立一个用户家用路由器20的连接时闪烁红灯)、以及网页服务状态(例如，当未注册而是以实体等其他方式的连接时闪烁绿灯)。
瞬时接触开关包括，例如，复位开关164和配置开关166。复位开关164被配置成引发微控制器160进行硬复位来将CU 10恢复到其初始状态。在这种状态下，例如，将会丢失所有路由器配置信息，并且可能要求用户每当首次使用时，都需要在服务器重新为CU 10注册。复位开关164可以被设计成难以接触到，例如，可以经由前面板上的小孔访问，并且只能通过回形针或类似物品来开启。配置开关166被设计成开启可能要求用户执行的一个“智能配置”过程，以便使CU 10得以访问家用路由器20和互联网的(例如，使用智能手机或电脑上的德州仪器智能配置应用程序连接CC3000模块的配置过程)。在一个实施例中，配置开关166由PCB触点构成，该PCB触点在被按下时被导电弹性垫短路(例如，与在Melnor公司的3012型定时器上使用的相似)。
下面描述在图7和图8的分解图中所示的VU 30的不同实施例。
图7展示了VU 30总成的一个实施例，其包括前壳体310，后壳体320，和设置在由前后壳体限定的空间中的PCB总成340和阀门总成350。还可以包括侧盖330来限定该空间。在该实施例中，阀门总成350包括四个并列设置并且在VU内沿纵向延伸的电磁阀。阀门总成350(直接或经由快速连接)连接到水龙头，以将水从水龙头连通到每个阀门50。在该实施例中，PCB总成340包括四个并列设置并且在VU 30内沿纵向延伸的PCB触摸垫342，例如，一个触摸垫342对应于阀门总成350的每个阀门50。PCB定位支架360夹在PCB总成340和阀门总成350之间，并且在VU 30内沿纵向延伸。前壳体310包括沿纵向延伸的前表面。在该实施例中，前表面包括四个与阀门单元30中的阀门50数量对应的开/关触摸垫342。每个触摸垫342均被设置成如果用户触摸区域A，则与对应的触摸垫A进行接触，这这样可以开/关阀门单元A。后壳体320被配置成固定电池终端370和电池(例如，该实施例中的四节AA电池)。后壳体还被配置成容纳湿度传感器插槽380(例如，该插槽还可以被配置在VU的另一部分上)。
在该实施例中，VU 30为电池供电并且包括至少一个与VU 30内的每个阀门50相关联的电容式开关402(例如，手动激活阀门)。可以为每个阀门50使用两个(或更多)电容式开关402，以便提供可以用来防止错误激活的额外感测(例如，4个阀门和8个电容式开关)。VU30定期“唤醒”，诸如，每隔100ms，来扫描开关，并且每隔一分钟，它会使通信手段410(例如，ISM波段射频)从CU 10获得阀门状态410，以保持一分钟的时间解析度。可以针对不同的时间段来设置“唤醒”时间段。在运行期间，如果图3所示的实施例中展示的阀门50需要打开/关闭，它会激活升压器404，并且在电源足够高或者达到预定阈值时，启用阀门驱动器406。在该实施例中，无论是上述的程序下还是在手动控制(例如，电容式开关)下，当阀门已被打开时，适当的LED状态指示灯408会闪烁。
根据该实施例，VU 30被配置成当CU 10发出命令时或当用户“按动”或“碰触”其中一个手动电容式开关402时，仅打开和关闭阀门。该配置(例如，“哑声”)需要更小并且更便宜的微控制器，而非更加智能的配置。
该基于PCB的电容式触摸开关的设计的一个优点在于，减少了通常在VU 30上见到的外部组件的数量，它们可能会因为使用或因为其他因素而断裂或者受损。另一个优点是方便控制。用户简单地触摸开关就可以打开阀门，并且再次触摸开关就可以关闭阀门。另一个优点与美观相关，即，外观设计相对简洁。
图8展示了VU 30总成的另一个实施例，其包括多个触摸按钮3420，而非以上所描述的以及在图3和图7中所展示的电容式触摸开关402或者触摸垫342。根据该实施例，VU 30被配置成当CU 10发出命令或当用户“按动”多个按钮的其中一个时，打开和关闭阀门。
VU 30被配置成监测射频链路故障并且在出现此类故障时，关闭所有运行的程序的阀门。在这种情况下，例如，只有用户可以通过电容式开关342或按钮3420使用本地控制器从而来开启阀门。在VU 30无法在预定的时间内与CU 10对话时(例如，在多次一分钟签入通信尝试期间)，会发生射频链路故障和阀门关闭。
在该实施例中，VU 30的功能至少包括以下内容：支持所有系统设置和初始化请求；从可选的湿度传感器接收器65接收当前湿度传感器数据；从CU 10接收阀门控制数据；扫描电容式开关342或按钮3420来进行本地手动操作；根据CU 10的要求或本地用户的要求启动阀门5；将湿度状况、电池和阀门状态410传输到CU 10；控制升压器电路404启动电磁阀；控制阀门驱动器406打开和关闭阀门50；更新本地阀门状态指示器；并且监测CU 10通信故障(例如，由于断电、间断的射频链路、或者硬件故障)。
在该实施例中，用于VU的硬件包括：微控制器400，诸如德州仪器PN MSP430G2755；电池或电池组；ISM波段射频收发芯片410，诸如SiLabs PN Si4455；可能应用在PCB腐蚀中的天线，诸如螺旋线圈天线；升压器电缆组件404；阀门驱动器组件406；用于手动阀门控制的电容式开关402；阀门状态指示器408；和湿度传感器接收器连接器410，诸如3针连接器；以及PCB，诸如2层或4层PCB。
在本发明所述的浇水系统的系统设置和操作期间，数据在服务器20、CU 10和VU30之间进行交换。以下是对在系统部件之间传送的数据的简要描述。
首先，对服务器20和CU 30之间传送的数据进行描述。该数据包括设置数据和时间表数据。
举个例子，在设置过程的开始期间，用户在能够访问基于网页的GUI界面之前，注册CU序列号或标识码。注册可能需要登录到支持GUI界面的网站，登录需要使用与用户的CU10相关的CU序列号(例如，可能标记在其壳体上)。如果序列号有效，用户将可以访问GUI界面，在该GUI界面中用户将输入、或注册要和CU 10一起使用的VU 30的序列号或标识码(例如，同样标记在VU壳体上)。接下来，在GUI界面上，用户将能够输入用于每个VU 30的(多个)阀门50的详细的浇水时间表(例如，时间表数据)。同时可以注册其他VU 30，或者稍后注册，如果未与CU 10同时购买。GUI界面本身在下文进行描述。CU 10不能存储VU标识码。相反，每当服务器20下载时间表数据时，时间表数据的开始处是用户输入的用于目标VU 30的VU标识码。CU 10针对来自VU 30的请求检查该标识码，以确认它们是相同的代码，如果不是(例如，如果收到来自邻居的VU的请求)，CU 10将会忽略该请求。当CU 10接收到来自VU 30发来的具有相匹配的标识码的请求时，CU 10将会向VU 20发送阀门或区域命令。根据另一实施例，GUI界面将会对由CU和VU制造商分配的获得批准的标识码的数据库进行维护。
当CU 10通电时，用户可以使用智能手机、电脑或平板电脑来进行“智能配置”操作，在此之后，CU 10将会被连接到，例如，用户的家用Wi-FI路由器20。CU 10然后将会自动连接到GUI服务器，并且使用用于识别的CU标识码来获得时间表数据。如果CU10已经如上文所述被注册，GUI界面将会下载时间表数据，以便用于与CU 10相关的VU 30。接下来，对时间表数据进行描述。
在操作期间，CU 10被配置成定期联系GUI服务器，例如，询问是否已经对时间表进行任何更改。在必要时，GUI服务器将会下载新的时间表。另外，CU 10将会上传当前阀门和湿度传感器60(如果有)的状态。下载到CU 10的数据可以包括以下内容：CU标识码；(多个)VU标识码；用于VU 1、1区(或阀门号)、2区等的6个周期的周日(第0天)时间表和设置；用于VU 1、1区(或阀门号)、2区等的6个周期的周一(第1天)时间表和设置；用于VU 1的一周内其他天的时间表和设置；用于VU 2、1区(或阀门号)、2区等的6个周期的周日(第0天)时间表和设置；等。
因此，有一个数据块与一周内每一天每个周期的每个区相关联。这里是一个示例：
如果周期开始时间和周期停止时间相同，那么，周期处于非活动状态。该示例包括6个字节/周期/区域，或者6×6×4＝144个字节/天每个区域。另外，每个区可能存在与每一天相关联的降雨延迟或传感器使用数据(但不与周期相关)：
字段说明 范围 字节数
降雨延迟 0或1 1
传感器使用 0或1 1
举例，降雨延迟在用户“调用”其之后的午夜开始，并且在24小时递增扩展。因此，每天无论时间表是怎样的，都会有将于延迟标志来指示CU10，于是将不会进行浇水。而且还有一个额外的字节用于指示CU10，如果有附接的传感器用于该区。
每个区每天有2个额外的字节，或者每天共有额外的8个字节。在该示例中，对4个阀门(1VU)的总时间表要求一天是152(＝144+8)字节，并且，一个周是1064字节(＝7x152)。因此，对于2个阀门单元的整个周的时间表数据将是2128字节。
接下来，对从CU 10到GUI服务器传送的数据进行描述。该数据包括设置数据和时间表数据。
在一个示例中，在用户已经开始使用CU和/或VU标识码进行下载后，CU 10使用“确认”进行响应。在该示例中，在成功接收时间表数据后，CU通过将当前状态直接发送到托管GUI的网页服务处，来进行响应。每当其执行其与推送器服务的常规“心跳”联系时，后者将使用时间表进行响应。根据一实施例，CU将当前系统状态上传到GUI网页服务器，如下所示：
字段说明 范围 字节数
CU识别号 MAC地址 6
VU识别号 0x0001到0xFFFF 2
阀门状态 用于每个阀门的开/关位 1
VU射频链路状态 接触良好/接触断开 1
VU电池电量 0–3.0V(0-255步) 1
传感器水和电池标志 每个标志为0/1 1
接下来，对从CU传送到VU的数据进行描述。该数据包括命令数据。
VU被配置成响应来自CU的命令，发回有关其电池状态的数据，并且中继转发传感器状态。一旦VU接收到包含其自有标识符的命令数据包，VU将会响应。根据一实施例，可用的命令包括：
字段说明 范围 字节数
VU识别号 0x0001到0xFFFF 2
阀门和传感器命令 用于每个阀门和1个传感器的开/关 1
接下来，对从VU传送到CU的数据进行描述。该数据包括VU状态数据。
根据一实施例，VU定期苏醒并且向CU登入(例如，每隔一分钟)。CU通过将阀门和湿度传感器命令发送到VU进行响应。VU通过复述命令并且添加其电池和湿度传感器状态，来确认收到命令。该数据包括：
字段说明 范围 字节数
VU识别号 0x0001到0xFFFF 2
阀门状态 用于每个阀门的开/关 1
VU电池电量 0–3.0V(0-255步) 1
传感器状态 - 1
传感器标志状态还可以包括用来指示是否已连接传感器接收器，和其功能状态以及传感器浇水和电池标志的数位。
接下来，对GUI到CU数据包描述进行说明。
如上文所述，一个VU一周的时间表数据需要1064个字节，或每天需要152个字节。该数据能够以一天的数据包进行下载，例如，双阀门单元系统一周需要14个数据包。从GUI发送到CU的数据包的类型不止一种，但大多时候它们是时间表更新。其他可能的数据表类型可能包括对更新CU软件代码、要闪存的新代码等的说明。时间表更新数据包类型将包含阀门单元识别号和天数。在下一部分将介绍GUI和推送器之间的协议和数据流的示例。
接下来，对CU到VU以及VU到CU的数据包描述进行说明。图4示出了一实施例。
CU到VU数据包类型包括响应来自VU的“登入”数据包的常规阀门操作。VU到CU的数据包类型包括常规登入和登入数据包的“确认”接收。
根据一实施例，VU 30使CU 10知道其是否以已连接湿度传感器60，使得其可以在必要时修改其浇水时间表。需要传送的其他数据包括，例如：(1)VU 30已附接湿度传感器接收器65；(2)CU 10需要告知VU 30将其打开并收听传感器数据；(3)VU 30需要告知CU 10湿度传感器标志有那些；以及(4)CU 10需要告知VU 30去关闭接收器65。
从CU 10到VU 30的命令数据包长度可能和任何一个VU到CU的数据包的长度都不同，因此，VU 30将不会错误地去尝试读取来自CU 10(例如，VU识别号不匹配等)的另一个VU30的传输。
在该系统中，几个设备可以使用和CU到VU射频链路相同的频率，并且由于其彼此之间的邻近性是未知的，因此，根据一实施例，假设所有接收器可以收听到所有发送器。根据下面这个示例，有两个VU 30(例如，每个均传输一分钟更新请求)；两个湿度传感器(例如，每个均大约每隔15秒传输状态)；和一个CU(例如，其只在收到VU有关信息的请求时进行传输)。在该示例中，湿度传感器60不会与具有相匹配的标识符的接收器以外的任何接收器65直接对话。然而，湿度传感器60产生了可能会由其他接收器拾取的射频信号，该其他接收器将会拒绝与其格式和标识符不符的任何信号。尽管如此，在任何一个发送器以其频率进行传输时，不会发生任何其他射频通信，这被称为碰撞，其被下列方式所容纳。
根据一实施例，由于接收器芯片被配置成检测另一个发送器何时处于启用状态，因此可以通过检查现有传输来避免碰撞，并且如果检测到一个则在进行另一次传输尝试时进行延迟。例如，可以进行几次传输尝试，最多可达10次，在此之后，VU 30将会等待(例如，直到下一分钟或下一个设置的时间)并再次尝试。
一个碰撞可能性可以包括两个或两个以上同时进行传输的VU 30，这种情况可能会在二者碰巧同时开始进行传输尝试时发生，或者如果在当CU 10响应一个更早的请求时另一个进行传输尝试，或者如果邻居恰好安装有类似的系统并且(多个)VU 30的其中一个处于“家用”VU30的范围内并且恰好同时进行传输的情况下发生。
另一个碰撞可能性可以包括一个或多个同时进行传输的传感器60。该传感器无法检测碰撞，因此不具备等待的能力(例如，然而，可以被设计成在延迟后，例如，15秒后，重新传输相同的数据。)
碰撞的可能性部分取决于传送器的数量以及传输时长。由于没有很多能够尝试同时通信的设备，并且正在通信的数据非常小，因此，该系统中的碰撞应当是相当罕见的，并且数据吞吐量并未特别受到影响。
图5是展示了用于CU 10到网页服务器20通信(反之亦然)的架构图。
在该实施例中，推送器为一种双向通信信道，其使用网路套接字来与客户端对话并使用REST API来定向HTTP POST以便将数据从服务器发送到客户端。所有消息均通过推动器的服务器被路由。推送器被配置成对通信信道进行划分，使得数据被包含在一个被称为应用程序的容器中。要接收/发送消息，接收器/发送器需要订阅应用程序。
该应用程序从推送器的网络前台创建。创建应用程序会生成一些应用程序特定的证书，例如，应用程序标识符，密匙和秘密密匙。接收器/发送器利用这些证书以便在特定应用程序中发送消息。
每个应用程序可以进一步具有信道。信道可以根据用户要求创建，并且接收器可以订阅该信道，并且发送器可以在信道中公布信息。只有订阅该信道的接收器才能接收专用于该信道的消息。每个信道可以具有多个接收器。多个发送器可以将消息发送到每个信道。
发送器发送的消息在每个信道中可以有不同的事件名称，例如，控制事件，数据事件，MSG事件。这些事件可以是用户定义的，并且每个事件都可能具有与其相关联的消息。此外，还有一些推送器内部家政事件需要由末端单元时常进行服务，例如，推进器订阅消息，推动器连接保持消息等。
推动器的每个末端单元可能都需要登录到应用程序并且订阅信道以便收听消息。
接下来，对从CU到网络的数据流的一示例进行描述，反之亦然(例如，假设服务器正在运行，使用应用程序创建推送器帐户，并且在推送器中配置Webhooks，使得无论何时在推送器应用程序中订阅信道，其都会向服务器报告)。
首先，CU 10连接到路由器20。接下来，CU 10连接到推送器并且订阅与其标识符相同的信道名称。由于该信道被刚刚进行订阅的CU 10占据，因此，推送器将会向服务器发送说明该信道已被占据的Webhook。服务器然后将生成，例如，用于该信道的哈希密匙(hashkey)，将该哈希密匙存储在其数据库中，并且将该哈希密匙经由推送器发送到CU 10。
一旦CU 10获得哈希密钥，CU 10将会：(a)为当前会话存储哈希密钥，(b)创建状态消息，(c)将其CU标识码附加到消息上，(d)对整个消息进行编码以便传输，以及(e)创建GET消息以发布到服务器并发送消息。
一旦服务器将接受该消息，服务器会：(a)检查哈希密匙，以确定消息源自哪个CU，(b)解码这个编码的消息，并检索CU标识码和消息，以及(c)将CU标识码与哈希密匙的所有者相匹配。如果哈希密匙所有者和CU标识码匹配，则消息有效，对消息进行排序以便进一步处理。如果哈希密钥不匹配，则忽略该消息。
当服务器将消息发送到特定的CU 10时，服务器对来自二进制数据的消息进行编码，并且利用定义的应用程序和作为信道名称的CU标识码来触发用于推送器的消息。在CU10上，推送器将会传送该消息，并且CU 10将会在缓存中读取该消息，解码缓存，将二进制数据读取到结构中，并且更新调度程序。
接下来，对使用移动设备将CU 10连接到Wi-Fi网络的方法的一个示例进行描述。在初始设置后，系统被设计成可以从移动设备或计算机对其进行编程。
用户经由电源适配器126将CU 10插入电源插座。优选地，将CU 10放置在具有较强Wi-Fi信号的区域，以及处于VU 30范围内200英尺的范围内。
在下载(例如，从App Store或Google Play)和安装无线浇水定时器和洒水系统移动应用程序(“Wi-Fi CU App”)之前，用户确认其移动设备(例如，智能手机或平板电脑)已以连接到所需的Wi-Fi网络。
在将系统1连接到网络之前，用户启动所下载的Wi-Fi CU App，并且确认其已经连接到理想的Wi-Fi网络(例如，家用网络)。
用户访问GUI网站，创建个人帐户，并且，例如，通过输入CU 10的序列号(例如，位于CU 10的后盖上或者位于系统随附的打包资料里)注册系统。用户还可以输入具体位置的信息(例如，区号，邮政编码，城市/州等)，以便提供本地天气信息。作为该注册内容的一部分，用户还可以输入连接到CU 10的每个VU 30的序列号。
用户将(多个)VU 30连接到(多个)外部水龙头并打开(多个)水龙头。
用户将浇水的软管的第一端连接到VU 30的所需的开口，并且将该软管的第二端连接到洒水设备。
使用者将湿度传感器60插入靠近洒水设备的区域，并且将湿度传感器60配置成可以与系统1通信。
用户还可以通过电脑或移动设备访问其与GUI界面(网页)上的和系统相关联的个人账户，来对控制器进行编程。图9给出了与系统相关联的网页的一个示例，其是阀门程序网格的截图。该网格被配置成使用户能够输入阀门具体程序信息，诸如，第一次浇水周期的开始时间，浇水时间(分钟)，浇水周期之间的时间(例如，每隔4、6、8或12个小时浇水一次，或者每1、2、3、4、5、6或7天浇水一次)，以及经济模式(例如，通过在浇水周期期间重复打开和关闭阀门来节省水，实现更多渗透，更少流失)。每个阀门可以具有其自己的浇水程序。
综上所述，可以看出，本发明实现了多个发明目的，并且获得了其它有益效果。在不脱离本发明范围的情况下，可以对上述结构进行各种更改，因此，以上描述中所包含的以及附图中所示出的所有内容都应被解释为说明性的，而非限制性的。

Claims (14)

1.一种无线浇水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述系统包括：
与路由器进行无线WiFi通信的控制单元；
与控制单元进行无线通信并且被设计成连接到水龙头的阀门单元，其中，
所述阀门单元包括经由所述控制单元接收的信号以无线的方式进行操作的阀门。
2.根据权利要求1所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述控制单元被配置成操作多个阀门单元。
3.根据权利要求1所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述的阀门单元和控制单元之间的无线通信是通过ISM波段射频链路来完成的。
4.根据权利要求1所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述阀门单元包括多个阀门，每个阀门均以无线的方式被所述控制单元操作。
5.根据权利要求1所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述阀门单元被配置成与湿度传感器进行无线通信并且将从所述湿度传感器接收的湿度传感器状态中继转发到所述控制单元，并且所述控制单元被配置成基于所述湿度传感器状态对所述阀门单元进行操作。
6.根据权利要求1所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述控制单元被配置成至少基于通过互联网服务器发送到所述控制单元的时间表来操作所述阀门单元。
7.根据权利要求6所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述控制单元被配置成遵守所述时间表，并且根据所述时间表继续对所述阀门单元进行操作直到所述时间表被用户修改。
8.根据权利要求1所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述控制单元被配置成在预定的时间将阀门状态上传到互联网服务器。
9.根据权利要求8所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述预定的时间是所述控制单元每次联系所述服务器的时间。
10.根据权利要求1所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述阀门单元被配置成如果所述阀门单元与所述控制单元失去联系达到预定的时间量，则关闭所有阀门。
11.根据权利要求1所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，还包括与所述系统进行无线通信的湿度传感器，其中，所述阀门单元被配置成将从所述湿度传感器接收的传感器信息中继转发到所述控制单元。
12.根据权利要求1所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，所述阀门单元包括电容式触摸开关，所述电容式触摸开关被配置成可以被手动打开和关闭所述阀门单元上的每一个所述阀门。
13.根据权利要求6所述的无线水定时器和阀门控制系统，其特征在于，可以基于本地天气信息对通过互联网服务器发送到控制单元的所述时间表进行修改。
14.一种使用无线水定时器和阀门控制系统的方法，其特征在于，所述方法包括：
经由WiFi通信将控制单元连接到路由器；
经由无线通信将阀门单元连接到控制单元；以及
从控制单元将阀门操作命令信号发送到阀门单元，其中，所述命令信号打开和关闭阀门单元上的阀门。
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