CN106647300A - 智能家居的室内温度智能检测与控制方法及系统 - Google Patents

智能家居的室内温度智能检测与控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种智能家居的室内温度智能检测与控制方法及系统，由智能网关、温度检测模块和温度控制模块组成；其中智能网关包括网关ZigBee数传单元和WiFi无线连接器；温度检测模块包括检测ZigBee数传单元和温度传感器；温度控制模块包括控制ZigBee数传单元和红外学习遥控器。本发明能够通过手机实现室内温度的智能采集与调控，使得室内湿度始终保持在所需的温度水平上。

Description

智能家居的室内温度智能检测与控制方法及系统
技术领域
本发明涉及智能家居控制领域，具体涉及一种智能家居的室内温度智能检测与控制方法及系统。
背景技术
智能家居(英文：smart home,home automation)是以住宅为平台，利用综合布线、网络通信、自动控制等技术集成家居生活有关设施，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居便利性、舒适性，实现环保节能的居住环境。室内环境因子主要包括温度、湿度、光照度、可燃气体和PM2.5等监测。其中温度是人居室内环境的重要参数，温度的高低直接决策人居环境的舒适度，智能控制室内温度是智能家居发展的必然趋势。普通的家居温度监测系统只能单一地监测温度的变化情况，很少有将温度检测与控制集成的设备或装置。此外，市场上智能家居应用产品无一列外地通过控制台人工控制温度的监测和调控，并未见手机信号自动触发的，脱离PC机器的，全自动的智能检测与调控室内温度的方法和装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种智能家居的室内温度智能检测与控制方法及系统，其能够通过手机实现室内温度的智能采集与调控。
为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种智能家居的室内温度智能检测与控制方法，包括智能网关的控制过程、温度检测模块的温度检测过程、以及温度控制模块的温度控制过程。
所述智能网关的控制过程包括：
1)WiFi无线连接器检测辖域范围内是否存在合法手机用户；
2)若存在则由网关ZigBee数传单元给温度检测模块下达检测命令，而后等待回收来自温度检测模块的实时温度；
3)网关ZigBee数传单元负责分析处理实时温度，得出是否调节温度、做何种调节、以及如何调节的结论；
4)如果需要调节，则由网关ZigBee数传单元给温度控制模块下达相应调节指令和调节方法。
所述温度检测模块的温度检测过程包括：
1)检测ZigBee数传单元接收来自智能网关的网关ZigBee数传单元的检测温度指令；
2)检测ZigBee数传单元指令温度传感器感应周边温度并回传给检测ZigBee数传单元；
3)检测ZigBee数传单元收到感应温度后转换为数字格式的实时温度，并回传给网关ZigBee数传单元。
所述温度控制模块的温度控制过程包括：
1)控制ZigBee数传单元接收来自智能网关的网关ZigBee数传单元调节指令；
2)控制ZigBee数传单元给红外学习遥控器下达相应调控指令；
3)红外学习遥控器接到调控指令后，给家用空调发射相应调控命令。
基于上述方法所实现的一种智能家居的室内温度智能检测与控制系统，由智能网关、温度检测模块和温度控制模块组成；其中智能网关包括网关ZigBee数传单元和WiFi无线连接器；温度检测模块包括检测ZigBee数传单元和温度传感器；温度控制模块包括控制ZigBee数传单元和红外学习遥控器；
智能网关的WiFi无线连接器与手机相连，WiFi无线连接器连接网关ZigBee数传单元；温度检测模块的温度传感器连接检测ZigBee数传单元，检测ZigBee数传单元与智能网关的网关ZigBee数传单元相连，温度传感器采集室内温度；温度控制模块的红外学习遥控器连接控制ZigBee数传单元，控制ZigBee数传单元与智能网关的网关ZigBee数传单元相连，红外学习遥控器连接室内温度调节器。
与现有技术相比，本发明具有如下特点：
1)整个系统的启动由辖域内合法手机用户信号触发，即作为控制中心的智能网关一旦发现指定区域内存在合法用户则系统开始工作，完全脱离了PC机器和手机客户端的人工操作。
2)3个ZigBee数传单元技术及其相关硬件(手机、WiFi无线连接器、温度传感器、红外学习遥控器，及家用空调)构成一个无线通信网路，该网络由Gateway.ZigBee数传单元控制。
3)温度检测模块只负责检测指定区域的周边温度，由智能网关控制，Gateway.ZigBee数传单元和Collect.ZigBee数传单元基于IEEE 802.15.4无线通信协议传递相关信息。
4)温度控制模块负责调节指定区域温度，由智能网关控制，Gateway.ZigBee数传单元和Control.ZigBee数传单元基于IEEE 802.15.4无线通信协议传递相关信息。
附图说明
图1为一种智能家居的室内温度智能检测与控制系统的结构示意图。
图2为智能网关控制程序流程图。
图3为温度检测模块程序流程图。
图4为温度控制模块程序流程图。
具体实施方式
一种智能家居的室内温度智能检测与控制系统，如图1所示，其利用3个ZigBee数传单元构成一个协议为IEEE 802.15.4无线通信网络平台。其中一个ZigBee数传单元(即网关ZigBee数传单元，Gateway.ZigBee)与WiFi无线连接器集成构成智能网关，智能网关是整个系统的控制中心，负责不间断地定位合法手机用户。另一个ZigBee数传单元(即检测ZigBee数传单元，Collect.ZigBee)与温度传感器集成构成温度检测模块，温度检测模块在接到来自智能网关的监测温度指令后获取实时温度并回传给智能网关。第三个ZigBee数传单元(即控制ZigBee数传单元，Control.ZigBee)与红外学习遥控器相连构成温度控制模块，温度控制模块在接到来自智能网关的调控指令后向家用空调发射调控指令。智能网关的WiFi无线连接器与手机相连，WiFi无线连接器连接网关ZigBee数传单元。温度检测模块的温度传感器连接检测ZigBee数传单元，检测ZigBee数传单元与智能网关的网关ZigBee数传单元相连，温度传感器采集室内温度。温度控制模块的红外学习遥控器连接控制ZigBee数传单元，控制ZigBee数传单元与智能网关的网关ZigBee数传单元相连，红外学习遥控器连接室内温度调节器(即家用空调)。智能网关一旦发现指定区域内存在合法手机用户，则给温度检测模块下达温度检测指令，智能网关回收温度检测模块的实时监测温度后，及时进行分析处理，判断是否需要调节温度及如何调节，如果需要调节则向温度控制模块下达调节温度的指令及调节的方法。
下面对系统的各个单元模块进行详细说明：
1、智能网关
通过串口集成网关ZigBee数传单元(Gateway.zigbee)和WiFi无线连接器构成智能网关。WiFi无线连接器的白线UART_TX、棕线UART_RX分别接到网关ZigBee数传单元的P0_2、P0_3接口，WiFi无线连接器电源线的红线VCC5V、黑线接地分别接到网关ZigBee数传单元提供的VCC5V、GND接口。该智能网关负责探测辖域范围内是否存在合法用户，如果存在合法用户则向温度检测模块发送温度采集指令，然后接收来自温度检测模块中的实时温度数据，对数据进行简易分析后，决定是否调节温度，如果需要调节温度，则向温度控制模块发送调控指令，从而实现温度数据的采集、分析与调控的目的。
网关ZigBee数传单元：WiFi无线连接器探测指定范围内是否存在该系统的合法手机用户，分析来自WiFi无线连接器的信息，决定是否启动系统；指令Collect.zigbee采集实时温度信号，接收分析自来Collect.zigbee的温度信号，决定是否调节温度；指令control.zigbee调调控温度。
WiFi无线连接器：负责探测合法手机用户，并将手机的无线信号发送给Gateway.zigbee。
2、温度检测模块
集成检测ZigBee数传单元(Collect.zigbee)和型号为DS18B20的温度传感器构成温度检测模块。将温度传感器DS18B20直接插到Collect.zigbee的温度传感器插槽。该模块接收来自智能网关的温度采集指令，并进行实施温度采集，而后经过模数转换后将所得的实时温度数据回传给智能网关。
检测ZigBee数传单元(Collect.zigbee)：接收Gateway.zigbee下达温度检测指令，并下达给温度传感器，接收来自温度传感器的模拟信号，并将其转换为数字信号，而后回传给Gateway.zigbee。
温度传感器：负责实时探测室内温度，并将探测到实时模拟信号传送给温度控制模块中的Collect.zigbee。
3、温度控制模块
集成控制ZigBee数传单元(Control.zigbee)与红外学习控制模块构成温度控制模块。红外学习遥控器的棕线UART_TX、白线UART_RX分别接到Control.zigbee模块的P0_2、P0_3接口，红外学习遥控器电源线的红线VCC5V、黑线接地分别接到Control.zigbee模块提供的VCC5V、GND接口。该模块接收来自智能网关的温度调控指令，并将指令传送给红外学习控制器，通过红外学习控制器向家用空调发射红外信号从而控制人居室内温度。
控制ZigBee数传单元(Control.zigbee)：接收Gateway.zigbee发送的调控指令，并传送给红外学习控制模块，通过该模块向家用空调发送调控命令。
红外学习遥控器：负责接收Control.zigbee的控制指令后，发射相应红外信号给家用空调，控制空调温度。
基于上述系统所实现的智能家居的室内温度智能检测与控制方法，包括智能网关所实现的控制过程、温度检测模块所实现的温度检测过程、以及温度控制模块所实现的温度控制过程。其各过程具体如下：
1、智能网关的控制过程
智能网关由网关ZigBee数传单元和WiFi(型号为HLK-RM04)模块通过串口链接而成，其程序流程图如图2所示，包括步骤如下：
1)由WiFi无线连接器探测指定区域内是否存在合法手机用户；
2)如果在以温度检测与控制装置为中心的指定区域内存在合法手机用户，则转第三步，否则转第一步；
3)由Gateway.ZigBee数传单元给温度检测模块下达检测实时温度指令；
4)等待回收来自温度检测模块回传的实时温度C；
5)如果温度C大于调控上限sup则给温度控制模块下达制冷指令及目的温度C1；
如果C小于调控下限inf，则给温度控制模块下达制热指令及目的温度C2；
6)转第一步。
2、温度检测模块的温度检测过程
温度检测模块由检测ZigBee数传单元和温度传感器(型号为DS18B20)模块集成，其程序流程图如图3所示，包括步骤如下：
1)Collect.ZigBee数传单元接收来自智能网关的Gateway.ZigBee数传单元的温度检测指令；
2)将温度测试指令传送给温度传感器；
3)温度传感器接到测试指令后，感应周围温度，获得模拟温度数据，并将其回传给Collect.ZigBee数传单元；
4)Collect.ZigBee数传单元将模拟的温度数据转换为数字数据；
5)Collect.ZigBee数传单元将实时的数字数据回传给Gateway.ZigBee数传单元。
3、温度控制模块的温度控制过程
温度控制模块由控制ZigBee数传单元和红外学习遥控器集成，其程序流程图如图4所示，包括步骤如下：
1)Control.ZigBee数传单元接收来自智能网关的Gateway.ZigBee数传单元的调控温度指令及目标温度；
2)如果是制冷指令，
则Control.ZigBee数传单元将制冷指令及目标温度传送给红外学习遥控器，进一步传送给家用空调，启动制冷模式，设置目标温度，
否则Control.ZigBee数传单元将制热指令及目标温度传送给红外学习遥控器，进一步传送给家用空调，启动制热模式，设置目标温度。

Claims (6)

1.智能家居的室内温度智能检测与控制方法，包括智能网关的控制过程、温度检测模块的温度检测过程、以及温度控制模块的温度控制过程；其特征是，智能网关的控制过程包括：
1)WiFi无线连接器检测辖域范围内是否存在合法手机用户；
2)若存在则由网关ZigBee数传单元给温度检测模块下达检测命令，而后等待回收来自温度检测模块的实时温度；
3)网关ZigBee数传单元负责分析处理实时温度，得出是否调节温度、做何种调节、以及如何调节的结论；
4)如果需要调节，则由网关ZigBee数传单元给温度控制模块下达相应调节指令和调节方法。
2.根据权利要求1所述的智能家居的室内温度智能检测与控制方法，其特征是，所述温度检测模块的温度检测过程包括：
1)检测ZigBee数传单元接收来自智能网关的网关ZigBee数传单元的检测温度指令；
2)检测ZigBee数传单元指令温度传感器感应周边温度并回传给检测ZigBee数传单元；
3)检测ZigBee数传单元收到感应温度后转换为数字格式的实时温度，并回传给网关ZigBee数传单元。
3.根据权利要求1所述的智能家居的室内温度智能检测与控制方法，其特征是，所述温度控制模块的温度控制过程包括：
1)控制ZigBee数传单元接收来自智能网关的网关ZigBee数传单元调节指令；
2)控制ZigBee数传单元给红外学习遥控器下达相应调控指令；
3)红外学习遥控器接到调控指令后，给家用空调发射相应调控命令。
4.实现权利要求1所述方法的智能家居的室内温度智能检测与控制系统，其特征在于，由智能网关、温度检测模块和温度控制模块组成；其中智能网关包括网关ZigBee数传单元和WiFi无线连接器；温度检测模块包括检测ZigBee数传单元和温度传感器；温度控制模块包括控制ZigBee数传单元和红外学习遥控器；
智能网关的WiFi无线连接器与手机相连，WiFi无线连接器连接网关ZigBee数传单元；温度检测模块的温度传感器连接检测ZigBee数传单元，检测ZigBee数传单元与智能网关的网关ZigBee数传单元相连，温度传感器采集室内温度；温度控制模块的红外学习遥控器连接控制ZigBee数传单元，控制ZigBee数传单元与智能网关的网关ZigBee数传单元相连，红外学习遥控器连接室内温度调节器。
5.根据权利要求4所述的智能家居的室内温度智能检测与控制系统，其特征在于，所述温度传感器的型号为DS18B20。
6.根据权利要求4所述的智能家居的室内温度智能检测与控制系统，其特征在于，所述WiFi无线连接器的型号为HLK-RM04。
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