CN106842977A - 一种智能家居控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能家居控制系统，包括手机、云端实时服务器、和家庭智能网关，所述云端实时服务器通过3G或4G网络连接手机，云端实时服务器还通过光纤和网络运营商连接家庭智能网关，家庭智能网关通过家庭电力总线分别连接单片开关、双联开关、温湿度测量开关、五孔插座、有害气体检测插座和三孔插座，家庭智能网关还通过wifi、蓝牙、zigbee等通讯方式连接其他智能设备，本发明产品将移动通信网络，光纤网络，家庭电力线网络有机的组合在了一起，形成一套安全的闭环网络，为客户提供各种智能化服务，具有节约成本、节约用电、减少辐射、集中管理的优点。

Description

一种智能家居控制系统

技术领域

本发明涉及一种智能控制系统，具体是一种智能家居控制系统。

背景技术

电力载波通讯即PLC，是英文Power line Communication的简称。电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以客户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便的智能家居控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能家居控制系统，包括手机、云端实时服务器和家庭智能网关，所述云端实时服务器通过3G或4G网络连接手机，云端实时服务器还通过光纤和网络运营商连接家庭智能网关，家庭智能网关通过家庭电力总线分别连接单片开关、双联开关、温湿度测量开关、五孔插座、有害气体检测插座和三孔插座，家庭智能网关还通过wifi、蓝牙、zigbee等通讯方式连接其他智能设备，双联开关还通过电力线连接客厅餐厅照明模块，单连开关还通过电力线连接走廊阳台照明模块，温湿度测量开关还通过电力线连接居室照明测温模块，五孔插座还通过电力线连接用电负载，有害气体检测插座还通过电力线连接油烟机，三孔插座还通过电力线连接大功率用电负载。

作为本发明的优选方案：所述手机为使用Audriod系统或iso系统的智能手机。

作为本发明的优选方案：所述有害气体检测插座为内部设有燃气泄漏检测报警器的三孔插座。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明产品将移动通信网络，光纤网络，家庭电力线网络有机的组合在了一起，形成一套安全的闭环网络，为客户提供各种智能化服务，具有节约成本、节约用电、减少辐射、集中管理的优点。

附图说明

图1为本发明的整体方框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

请参阅图1，一种智能家居控制系统，包括手机、云端实时服务器和家庭智能网关，所述云端实时服务器通过3G或4G网络连接手机，云端实时服务器还通过光纤和网络运营商连接家庭智能网关，家庭智能网关通过家庭电力总线分别连接单片开关、双联开关、温湿度测量开关、五孔插座、有害气体检测插座和三孔插座，家庭智能网关还通过wifi、蓝牙、zigbee等通讯方式连接其他智能设备，双联开关还通过电力线连接客厅餐厅照明模块，单连开关还通过电力线连接走廊阳台照明模块，温湿度测量开关还通过电力线连接居室照明测温模块，五孔插座还通过电力线连接用电负载，有害气体检测插座还通过电力线连接油烟机，三孔插座还通过电力线连接大功率用电负载，

手机为使用Audriod系统或iso系统的智能手机。

有害气体检测插座为内部设有燃气泄漏检测报警器的三孔插座。

本发明的工作原理是：1、组网方式，由于智能手机的兴起与普及，互联网刮起了一场智能设备旋风，随之而来的物联网时代，如何更有效率的组网是一个非常重要的问题。电力载波技术诞生已经快40年了，但目前国内发展比较缓慢，其应用并且主要集中在智能电表、智能路灯等工业领域，但其作为节省成本、节省空间、一专多能的一项通讯技术，在家庭物联网时代有着非常广阔的应用前景。有鉴于此，公司研发团队设计了一款集成了无线路由器和载波总控器的智能家庭网关，通过电信运营商、家庭智能网关和云端实时服务器，将智能手机与智能开关插座组成一个相对闭环的网络，以达到家庭中所有用电设备互联互通的目的。

2、云端服务，所有终端设备和服务器之间全部都是双向异步通讯，比如，智能手机与云端实时服务器之间就是如此，智能手机将命令发给云端实时服务器，服务器收到后返回给手机收到消息，智能手机反馈给客户，同时服务器在向家庭智能网关发送命令，客户感觉不到任何延迟。同样服务器与家庭智能网关，家庭智能网关与智能开关插座之间全部都是此类双向异步通讯，为此云端服务器的数据通讯方式采用IBM的MQTT通讯协议，数据交换格式采用google的Protobuf，为保证数据安全，采用多种数据加密方式，以保证数据在互联网上传输的安全性。

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输)是IBM开发的一个即时通讯协议，已经成为物联网的重要组成部分。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来做传感器和致动器(比如通过Twitter让房屋联网)的通信协议。

Protobuf是google的一种数据交换的格式，它独立于语言，独立于平台。google提供了多种语言的实现：java、c#、c++、go和python，每一种实现都包含了相应语言的编译器以及库文件。由于它是一种二进制的格式，比使用xml或json进行数据交换，要快许多。可以把它用于分布式应用之间的数据通信或者异构环境下的数据交换。作为一种效率和兼容性都很优秀的二进制数据传输格式，可以用于诸如网络传输、配置文件、数据存储等诸多领域。

3、智能网关，OpenWrt作为一个嵌入式的Linux发行版，近些年在家庭路由器中有着广泛的应用，OpenWrt是使用框架来构建应用程序，而无需建立一个完整的固件来支持；对于客户来说，这意味着其拥有完全定制的能力，可以用前所未有的方式使用该设备。在家庭智能网关中嵌入式开发的C语言程序，以保证网关与云端实时服务器保持连接，并通过C语言的应用代码，控制智能开关插座。家庭智能网关作为一个家庭中唯一可以24小时提供网络服务的工具，我们的研发团队给他起了一个好听而实用的名称，叫做“云盒”，它形象的描述了我们设计一台家庭私有服务器的思路和分布式部署、分布式计算的理念。

4、智能终端，我们的智能终端包括六类产品：单联开发，双联开关，温湿度检测开关，16A三孔插座，10A五孔插座，有害气体检测插座，这些开关插座，全部都是墙壁嵌入式开关插座，内嵌中央处理器，使用C语言开发的程序与家庭智能网关通过PLC保持实时通讯。通用的功能包括：分路通断，电量采集。分路通断就是通过不同的命令控制开关或插座的分路通断电源。将每个开关插座的用电数据(瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率、总耗电量)上传给家庭智能网关即为电量采集功能。添加了温湿度传感器和有害气体传感器的终端，将数据上传给家庭智能网关分析，可以给客户更好的居家体验。该系列产品完全满足包括家庭照明，各种家用电器通断控制的基本需求，并可以帮助在客户忘记关闭电源的情况下，提醒客户并远程关闭电源，用以节约用电并提高居家的安全性，预防火灾发生。

最后，作为一套整体解决方案，我们的产品是跨学科的、跨语言的、跨领域的。学科包括：电子电路、结构工程、信息技术、质量管理等等。语言包括：人类语言和计算机语言，人类语言即客户可以使用智能手机通过语音控制家中的智能开关插座，计算机语言包括：Java、C、Lua、Object C、Andriod、Extjs等等。领域包括：电子信息，移动通讯，云计算，大数据、人工智能等等。同时通过整套解决方案创新家庭生活方式，让我们的生活安全无忧。让客户用电变得更安全，更节能，更便捷。

本发明的突出特点是：节省成本：

如上所述，其他智能产品如果需要在客户家庭中形成网络化的体系管理，就必须重新针对整个家庭进行装修和布线，客户为此需要付出巨大的财力、精力和时间成本。在互联网时代，最大的无形成本就是时间成本，客户可能在一次智能化改造中需要等几个月的时间，这是普通客户负担不起的。而我们公司提供给客户的产品可以充分利用现有家庭中的电力线组成的网络，将各种不同的家用电器组合在一起，客户不需要重新装修，只需要换上我们的产品，即可达到基本的智能化、网络化控制的目的。

采用电力载波技术还可以完美的解决无线信号不良，不能在大空间穿墙使用的问题等等。

节约用电

我们提供给客户的产品，总耗电量极低，基本不会影响客户家中的总体用电量，并且可以通过我们的产品在客户忘记关闭用电设备的情况下，帮助客户远程关闭电源，以达到节约用电的目的。众所周知，各种电器设备每年待机耗电量非常巨大，如下图所示，家电待机一年浪费267度电。当然下图的统计方式比较片面，但是也有一定的现实意义，仅供参考。生活必须的电器该用还得用，只要使用我们公司的产品，帮助客户改变一些不良的用电习惯，用节省下来的电费多开几个小时空调岂不更好。

减少辐射

最近几年无线电电磁辐射问题愈来愈受到人们的重视，科学上对无线电电磁辐射对人体的影响还没有做出权威的结论，尤其是对孕妇，胎儿，老人等各种弱势人群的影响。然而，由于我们的产品使用的是电力线作为数据传输的介质，所以，在家庭智能化使用过程中，中不会产生任何的无线电电磁辐射。目的是在不影响客户正常使用wifi网络上网的情况下，控制我们的智能开关插座，不产生任何瞬时的强电磁辐射，从而减少家庭中的电磁污染。

集中管理

目前互联网最火爆的技术非云计算莫属，但是，远程云计算同样也面临着运维成本高，计算效率低等难题。例如，有些智能产品只卖给客户一个智能开关，这个智能开关必须要实时的与云服务器连接，卖出去一万个，十万个，百万个都是这样，随着越卖越多，云服务器的压力越大，运维成本就越来越高，智能产品的价格还需要不断的降低，这就是很多智能硬件产品公司的越来越不盈利的根源。

然而，我们给客户提供的是一整套方案，将与云服务器的连接只赋予我们的家庭智能网关，由家庭智能网关再去控制其他的设备，这样就巧妙的将云端计算分散到每个家庭中，就相当于在每个家庭中都有我们的服务器在帮助我们降低成本的同时为客户提供更多私有服务，包括私有网络，私有邮件，私有硬盘等等。对云服务器来说，分布部署是特点，对家庭智能网关来说，集中管理是优势。

卖给客户一个智能产品，至少需要保证客户未来十年的使用，减低未来的运维成本，为客户提供长期的服务，也是集中化管理的一大特点。

独有产品

将电力载波技术融入家庭路由器，设计出家庭智能网关，是我们公司设计研发团队独有的创意，智能产品的市场上并没有此类产品，温湿度检测开关，有害气体检测插座都是如此，市场上没有将墙壁式开关插座增加各种传感器的产品。创意的初衷来自于，公司对电力载波技术多年的技术积累、人才培养和大量的市场调查。家庭智能化改造的终极目的是帮助家庭中每一个成员更好的享受安全、便捷、舒适的家庭生活。为了达到此类目的，我们将各种环境检测的功能赋予了我们的智能开关插座，让家庭中不同的环境(温度，湿度，CO浓度，pm2.5浓度，光照，噪音等等)都受到监控，保证每个成员的舒适和安全。智能开关插座全部都是墙壁式的(86式，嵌入到家中墙壁)，在增加了客户粘度的同时，也给我们的研发人员提出了更高的要求，如何设计生产出物美价廉，功能多样的产品，是摆在产品设计人员面前的一道难题。

人工智能

互联网时代，每个人都是“皇帝”，在你不需要出门的情况下，有那么多御用厨师(美团，饿了吗)、那么多御用司机(滴滴专车)在为我们服务，每个人都享受着“皇帝”级别各种专属服务。

人工智能看起来命题很大，其实它也是一个从简单到复杂的过程，为此公司设计团队在APP功能上增加了智能语音机器人，她的名字叫“小远”，好像是喵星人。她不仅可以与人类对话，或听懂人类的语言来控制我们的智能开关插座，还可以根据不同传感器提供的信息分析出客户需要些什么。比如，客户着急出门，忘记关闭家中电器，那么“小远”就会提醒客户是否需要关闭电器。比如，家中电视使用很长时间了，“小远”就可以提醒客户需要注意身体健康了。比如，小朋友放学回到家，“小远”就可以通知家长您的孩子已经家了等等。这样的例子非常多，随着客户需求的不断增多，此类需求也会不断的更新和演化，希望我们的“小远”可以成为更多的家庭的“御用大管家”。

Claims (3)

1.一种智能家居控制系统，包括手机、云端实时服务器和家庭智能网关，其特征在于，所述云端实时服务器通过3G或4G网络连接手机，云端实时服务器还通过光纤和网络运营商连接家庭智能网关，家庭智能网关通过家庭电力总线分别连接单片开关、双联开关、温湿度测量开关、五孔插座、有害气体检测插座和三孔插座，家庭智能网关还通过wifi、蓝牙、zigbee连接其他智能设备，双联开关还通过电力线连接客厅餐厅照明模块，单连开关还通过电力线连接走廊阳台照明模块，温湿度测量开关还通过电力线连接居室照明测温模块，五孔插座还通过电力线连接用电负载，有害气体检测插座还通过电力线连接油烟机，三孔插座还通过电力线连接大功率用电负载。

2.根据权利要求1所述的一种智能家居控制系统，其特征在于，所述手机为使用Audriod系统或iso系统的智能手机。

3.根据权利要求2所述的一种智能家居控制系统，其特征在于，所述有害气体检测插座为内部设有燃气泄漏检测报警器的三孔插座。