CN106789614A

CN106789614A - 一种智能家居网关

Info

Publication number: CN106789614A
Application number: CN201710023709.7A
Authority: CN
Inventors: 张春花
Original assignee: Nanning Heivr Information Technology Co Ltd
Current assignee: Nanning Heivr Information Technology Co Ltd
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明公开一种智能家居网关，包括中央控制中心，与所述中央控制中心分别电连接的通信模块、控制模块、ZigBee模块、红外模块、电源模块和RAM存储器。所述中央控制中心内置有Z‑wave模块，通信模块包括以太网模块、wifi模块、GPRS模块和子网穿透模块，控制模块包括智能插座、智能阀门机械手、智能电机控制模块和智能灯光控制模块。使用本发明的技术方案可以实现家居设备统一且远程控制和双向反馈等，结构简单、通用性高、可扩展性强、低功耗、低成本。

Description

一种智能家居网关

技术领域

本发明涉及物联网应用中的智能家居交互和控制领域，尤其涉及一种智能家居网关。

背景技术

随着科技日益发展，物联网以其智能化的业务处理能力深入到基础服务、工业应用、家庭应用以及其他行业的各个领域，同时随着人们生活水平的提高，家居生活在物联网的影响下也正从传统家居向智能家居过渡。智能家居体系主要有三部分构成，分别为控制终端、智能家居网关以及家庭设备，其中，智能家居网关作为智能家居的核心部分，主要作用为数据转发、协议转换以及管理控制。

目前智能家居的发展各个地区参差不齐，这就导致家庭网络由多种异构感知通信网络构成，包括有线的RS485/Modbus协议、CAN协议，无线WIFI协议、IEEE.802.15.4/Zigbee协议等等，这些不同的协议都需要经过家庭智能网关转换成统一标准，所以通常用的智能网关都具有多个协议接口，甚至同时兼顾有线和无线数据传输模块，这就导致智能家居网关成本较高、并且功耗较大，需要频繁更换电池，给人们生活带来诸多不便，也极大地影响了用户的使用体验和成本。因此，开发一种能统一且远程控制，简单、高效、低成本和低功耗的智能家居网关已是本领域技术人员亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种开发简单、通用性高、兼容性强、低功耗、低成本的智能家居网关，以克服上述背景技术中的不足之处。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种智能家居网关，应用于包括智能家居设备、外部通信设备的智能家居系统，包括中央控制中心，与所述中央控制中心分别电连接的通信模块、控制模块、ZigBee模块、红外模块、电源模块和RAM存储器，所述通信模块用于连接所述外部通信设备与中央控制中心，作为控制信号和反馈信号的载体，将控制信号从所述外部通信设备传递到所述中央控制中心，或将反馈信号从所述中央控制中心传递到所述外部通信设备；所述中央控制中心用于接收、处理和反馈信号并控制与其分别电连接的通信模块、控制模块、ZigBee模块、红外模块、电源模块和RAM存储器；所述控制模块用于将不同的控制信号转发给相应的智能家居设备，并对所述智能家居设备进行操控，同时将所述智能家居设备的状态信息反馈给所述中央控制中心；所述RAM存储器用来存储数据以及指令。

优选的，所述中央控制中心内置有Z-wave模块。

优选的，所述通信模块包括以太网模块、wifi模块、GPRS模块和子网穿透模块，用于实现该智能家居网关与所述外部通信设备的多方式通信，以获取用户的控制指令。

优选的，所述控制模块包括智能插座、智能阀门机械手、智能电机控制模块和智能灯光控制模块。

优选的，所述ZigBee模块通过UART接口连接到所述中央控制中心上，外接用无线控制的所述智能家居设备。

优选的，所述红外模块通过UART接口连接到所述中央控制中心上，外接用红外遥控的所述智能家居设备，所述红外模块采用软件解码的方式获得红外编码信号。

优选的，所述电源模块采用电池供电。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

（1）实现家居设备统一控制：通过智能家居网关可以实现对所有智能家居设备的统一控制，用户通过外部通信设备，就可以对所有智能家居设备进行多种操作。

（2）实现家居设备远程控制：通过智能家居网关可以实现对所有智能家居设备远程控制，让用户能随时随地掌控家中的情况。

（3）实现家居设备双向反馈：用户可以通过外部通信设备查看家居设备的实时状态，避免盲目操作导致误操作。

（4）采用ZigBee模块实现智能家居设备与智能家居网关的无线传输，具有低功耗、低成本的优势。

（5）利用红外模块自主学习的优势使得所述智能家居网关具有可扩展性。

附图说明

图1是本发明一种智能家居网关的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种智能家居网关，应用于包括智能家居设备、外部通信设备的智能家居系统。该智能家居网关包括：中央控制中心，与所述中央控制中心分别电连接的通信模块、控制模块、ZigBee模块、红外模块、电源模块和RAM存储器，所述RAM存储器用来存储数据以及指令，所述电源模块采用电池供电。其中：

中央控制中心用于处理来自与其电性连接的各个模块的数据信息、命令信息和控制信息，中央控制中心内置有Z-wave模块。Z-wave 模块主要用于以符合 Z-wave 标准协议的无线通信方式连接该智能家居网关与智能家居设备以进行数据交互和控制。例如，用户的控制指令可以通过其外部通信设备发送到该智能家居网关，该智能家居网关的处理器将用户的指令通过Z-wave 模块精确送达给符合Z-wave 标准的智能家居设备，比如符合Z-wave标准的窗帘电机、灯光开关、门锁等；同时也可以通过 Z-wave 模块获取上述符合Z-wave标准的智能家居设备的实时工作状态。在本实施例中，中央控制中心可以采用深圳恒众鑫智能技术有限公司生产的型号为ZC-KK1的智能家居主机控制器。

通信模块包括以太网模块、wifi模块、GPRS模块和子网穿透模块，以太网通信模块与 wifi 模块分别通过有线与无线的通信方式将该智能家居网关接入互联网，GPRS模块用于将该智能家居网关接入全球移动通信系统（Global System for MobileCommunications，GSM），以实现用户可随时操作外部通信设备，如电脑或手机，与该智能家居网关实现通信以获知及控制智能家居设备的工作状态。子网穿透模块用于实现该智能家居网关自动与外部通信设备，如用户的电脑或手机的连接。子网穿透模块自动获取智能家居网关所在的公网 IP 地址，同时随机寻找到一个空闲的端口并占用此端口，智能家居网关会实时记录此 IP 地址和端口号数据，间歇性向互联网平台发送心跳包，互联网平台会将信息实时更新至数据库，外部通信设备通过 GPRS、wifi、以太网等通信方式连接到互联网平台获取智能家居网关发布的IP地址和端口号后自动与智能家居网关建立连接以进行数据交互。

控制模块包括智能插座、智能阀门机械手、智能电机控制模块和智能灯光控制模块。其中，智能插座用于连接洗衣机、冰箱、彩电、空调、电饭煲、烧水壶、电脑和排气扇等，智能插座可以智能控制电路的开合，用户通过外部通信设备远程控制智能插座从而达到智能控制上述家居设备的打开与关闭；智能阀门机械手用于连接煤气阀门、水阀阀门和宠物笼开关等，用户通过外部通信设备远程控制智能阀门机械手从而间接控制煤气阀门、水阀阀门和宠物笼开关等设备，关闭或打开相应的阀门，以及给宠物投食等；智能电机控制模块用于连接窗帘电机、链条式推窗器，用户通过外部通信设备远程控制电机控制模块，就可以实现远程打开或关闭窗帘或窗户等；智能灯光控制模块用于控制台灯、室内照明灯、室内灯带等各类灯具，用户通过外部通信设备远程控制智能灯光控制模块，就可以实现远程打开或关闭室内各类灯具的功能。

ZigBee模块通过UART接口连接到所述中央控制中心上，外接用无线控制的智能家居设备，用于上述智能家居设备与所述中央控制中心之间信号的双向传输，是一种近距离、低功耗、低复杂度、低成本的双向无线通信技术，适用于自动控制领域。

红外模块通过UART接口连接到所述中央控制中心上，外接用红外遥控的智能家居设备，所述红外模块采用软件解码的方式获得红外编码信号。家居生活中新增智能家居设备时，所述红外模块可以通过自主学习能力使新的智能家居设备连入智能家居控制系统中，从而使得智能家居网关具有可扩展性。

由于该智能家居网关使用Z-wave 技术与智能家居设备进行通信，Z-wave 技术是一种新型无线通信协议，具有开发简单，通用性高，兼容性强，低功耗，低成本，支持自动组网，双向通讯等优点。而采用ZigBee模块实现智能家居设备与智能家居网关的无线传输，具有低功耗、低成本的优势；利用红外模块自主学习的优势使得智能家居网关具有可扩展性。

Claims

1.一种智能家居网关，应用于包括智能家居设备、外部通信设备的智能家居系统，其特征在于：包括中央控制中心，与所述中央控制中心分别电连接的通信模块、控制模块、ZigBee模块、红外模块、电源模块和RAM存储器，所述通信模块用于连接所述外部通信设备与中央控制中心，作为控制信号和反馈信号的载体，将控制信号从所述外部通信设备传递到所述中央控制中心，或将反馈信号从所述中央控制中心传递到所述外部通信设备；所述中央控制中心用于接收、处理和反馈信号并控制与其分别电连接的通信模块、控制模块、ZigBee模块、红外模块、电源模块和RAM存储器；所述控制模块用于将不同的控制信号转发给相应的智能家居设备，并对所述智能家居设备进行操控，同时将所述智能家居设备的状态信息反馈给所述中央控制中心；所述RAM存储器用来存储数据以及指令。

2.根据权利要求1所述的一种智能家居网关，其特征在于：所述中央控制中心内置有Z-wave模块。

3.根据权利要求1所述的一种智能家居网关，其特征在于：所述通信模块包括以太网模块、wifi模块、GPRS模块和子网穿透模块，用于实现该智能家居网关与所述外部通信设备的多方式通信，以获取用户的控制指令。

4.根据权利要求1所述的一种智能家居网关，其特征在于：所述控制模块包括智能插座、智能阀门机械手、智能电机控制模块和智能灯光控制模块。

5.根据权利要求1所述的一种智能家居网关，其特征在于：所述ZigBee模块通过UART接口连接到所述中央控制中心上，外接用无线控制的所述智能家居设备。

6.根据权利要求1所述的一种智能家居网关，其特征在于：所述红外模块通过UART接口连接到所述中央控制中心上，外接用红外遥控的所述智能家居设备，所述红外模块采用软件解码的方式获得红外编码信号。

7.根据权利要求1所述的一种智能家居网关，其特征在于：所述电源模块采用电池供电。