CN107040438A - 一种基于路由器的智能家居控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于路由器的智能家居控制系统，包括：智能终端、云服务器、路由器和智能电器，其中：智能终端接收用户输入的账户信息及其控制信号，并将账户信息及控制信号发送给云服务器；云服务器根据账户信息将控制信号转发给相应的路由器；路由器对控制信号进行处理获得控制指令，并将控制指令发送给智能电器；智能电器根据接收到的控制指令完成指令操作此外，本发明还公开了一种基于路由器的智能家居控制方法。通过本发明可以实现远程控制智能电器，不受传输距离的影响，用户只要能上网便可轻松控制智能电器，提高了用户的生活品质，增强了系统实用性和可靠性。

Description

一种基于路由器的智能家居控制系统及方法

技术领域

本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种基于路由器的智能家居控制系统及方法。

背景技术

人们为提高生活质量的投入也越来越多，家是人们修生养息的产生，在任的一生中其重要性不言而喻。为了保证家居的安全、以及生活的便利，家居自动化、智能化的程度必然也越来越高，但是目前人们的基本生活当中电视、冰箱、空调、加湿器等家用电器都是需要单独按键控制，在大都市的快节奏的发展下，人们需要更加高效和舒适的生活，希望较为便捷的远程控制家居。

比如，现有的空气净化器只能通过净化上的按键进行控制，而空气净化器净化空气需要一段时间，对于外出上班的人，不能提前将净化器打开。

一种远程无线控制式空气净化器(申请号CN105650732A申请人曾祥龙)公开了一种远程无线控制式空气净化器。通过该方法，远程控制终端可以通过无线网络将命令发送给信号通讯器，信号通讯器与控制器通信连接，控制器接收到指令后控制空气净化器运作，从而实现对空气净化器的远程控制。

但现有的技术中主要存在以下缺点：

在该系统的设计中，信号通讯器直接接收远程控制终端通过无线网络发来的指令。该方案中，远程控制终端与信号通讯器之间，使用无线电波作为数据传送的媒介，其传输距离一般仅为几十米至上百米，因此这样的设计受传输距离的影响，如果传输距离较长时，无线信号接收器对信号的接收将受到影响，甚至可能无法接收到信号，因此也不能有效控制空气净化器，无法实现真正的远程控制。

发明内容

本发明提供一种基于路由器的智能家居控制系统及方法，让用户在任何可以上网的地方都能远程控制智能电器，不受物理距离长短的限制。

本发明公开了一种基于路由器的智能家居控制系统，包括：智能终端、云服务器、路由器和智能电器，其中：所述智能终端接收用户输入的账户信息及其控制信号，并将所述账户信息及控制信号发送给所述云服务器；所述云服务器根据所述账户信息将所述控制信号转发给相应的路由器；所述路由器对所述控制信号进行处理获得控制指令，并将所述控制指令发送给智能电器；所述智能电器根据接收到的所述控制指令完成指令操作。

进一步地，所述智能终端还根据用户的申请预先向云服务器注册账户，所述云服务器还存储所述账户与路由器的绑定信息。

进一步地，所述云服务器包括第一信号收发模块、第一存储模块、第一查找模块，其中：所述第一信号收发模块接收所述智能终端发送的账户信息及控制信号；所述第一查找模块根据所述账户信息在所述第一存储模块中查找与所述账户信息绑定的路由器，并通过所述第一信号收发模块将所述控制信号转发给所述路由器。

进一步地，所述路由器包括第二信号收发模块、信号处理模块；其中：所述第二信号收发模块接收所述云服务器转发的所述控制信号，并通过所述信号处理模块对所述控制信号进行处理获得控制指令，然后发送所述控制指令给智能电器。

进一步地，所述路由器还包括第二查找模块、第二存储模块，其中：所述第二查找模块根据所述第二信号收发模块接收的控制信号，在所述第二存储模块存储的智能电器地址表中查找所述智能电器。

进一步地，所述智能电器包括：网络通信模块、控制模块、操作模块，所述控制模块分别与所述网络通信模块及操作模块相连，其中：所述网络通信模块发送所述智能电器的标识信息给所述路由器，建立所述智能电器与所述路由器之间的通信连接；所述控制模块根据接收的所述控制指令控制所述操作模块进行相应的操作。

进一步地，所述智能电器为智能空气净化器，所述智能空气净化器包括：空气净化模块、控制模块、探测模块、和通讯模块，其中：当所述通讯模块接收到开机运行所述智能空气净化器指令后，所述控制模块开启所述空气净化模块进空气行净化工作；当所述通讯模块接收到所述路由器转发的所述查看指令后，控制所述探测模块探测当前环境获取空气质量数据，并将所述空气质量数据通过所述路由器反馈给所述云服务器，以便所述云服务器根据存储的所述路由器与账户的绑定信息，将所述反馈的空气质量数据发送给所述账户所在的智能终端。

本发明还公开了一种基于路由器的智能家居控制方法，包括步骤：

S100接收智能终端获取的账户信息及控制信号；

S200根据所述账户信息查找到相应的路由器；

S300通过所述路由器将所述控制信号发送给智能电器，控制所述智能电器完成相应的操作。

进一步地，所述智能家居控制方法还包括：

S010预先通过所述智能终端向云服务器注册账户，并通过所述账户信息绑定路由器，所述云服务器建立并存储所述账户信息对应的账户与所述路由器的绑定信息。

进一步地，所述通过所述路由器将所述控制信号发送给智能电器还包括：

根据所述控制信号，在路由器预先存储的智能电器地址表中查找所述智能电器，并将所述控制信号发送至所述智能电器。

本发明至少具有以下有益效果之一：

1、本发明克服了原先智能电器只能直接操作或者短距离操作的技术问题。

2、本发明提供的智能家居控制系统，云服务器与路由器之间长连接，根据账号与路由器的绑定关系，即可通过路由器来控制智能电器。不受传输距离影响，只要用户能上网就可以轻松实现远程控制。

3、与现有技术相比，无需在客户端绑定众多智能电器的信息，只需要绑定路由器的信息即可，简单而便捷。

4、用户可通过智能终端的APP随时查看智能电器的状态，或者通过智能电器获取想要的信息，系统的实用性和可靠性非常强，提升了用户的生活品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例的系统框图；

图2为本发明第二实施例的系统框图；

图3为本发明第三实施例中的智能空气净化器框图；

图4为本发明第四实施例的智能家居控制方法流程图；

图5为本发明第五实施例的智能家居控制方法流程图；

图6为本发明第六实施例中的净化装置控制系统示意图；

图7为本发明第六实施例中的指令执行数据流示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种基于路由器的智能家居控制系统，实施例一如图1所示，包括：智能终端10、云服务器20、路由器30和智能电器40，其中：所述智能终端10接收用户输入的账户信息及其控制信号，并将所述账户信息及控制信号发送给所述云服务器20；所述云服务器20根据所述账户信息将所述控制信号转发给相应的路由器30；所述路由器30对所述控制信号进行处理获得控制指令，并将所述控制指令发送给智能电器40；所述智能电器40根据接收到的所述控制指令完成指令操作。

智能终端可以为手机、IPAD、电脑等，上面有智能家居的应用程序，用户通过APP来注册或登录账号，进而控制智能电器40的开关等。智能电器40可以为智能电视、智能空气净化器、智能加湿器、智能洗衣机、智能空调等等。

本实施例中的信号传递如下：

智能终端10联网后将用户的控制信号发送给云服务器20，云服务器20收到后，根据发送来的账号找到对应的路由器30，从而再将该控制信号转发给所对应的路由器30，路由器30对接收的控制信号进行处理后再发送控制指令给智能电器40，智能电器40接收到控制指令后执行相应的操作，完成指令。当然，智能电器40也可以将当前的状态信息发送给路由器30，经云服务器20反馈给智能终端10，让用户了解智能电器40的状态。

本实施例的智能家居控制系统实现了基于路由器30的远程操控，客户终端只需注册绑定账户与路由器30，便可将控制信号转达给智能电器40，完成操控。即使用户增添或者更换了智能电器40，只要路由器30没有更换，便无需在客户端对绑定信息做修改。具体的，用户在智能终端10的APP上注册账号，注册时将账号与路由器30进行绑定。可以通过路由器30的唯一标识DeviceID来绑定，也可以通过路由器30的MAC地址或IP地址来绑定。注册完成，云服务器20也存储了注册的账户信息及对应绑定的路由器30信息。

较佳的，所述路由器上电后便会自动上报自身的标识信息(注册时与账号绑定的标识信息)，并申请建立一条与云服务器的TCP长连接，用于信息的交互。如此减少了请求响应时间，保证了信息通道的通畅。

本发明的第二实施例，如图2所示，上述实施例一中的云服务器20包括第一信号收发模块21、第一存储模块23、第一查找模块22，其中：所述第一信号收发模块21接收所述智能终端10发送的账户信息及控制信号；所述第一查找模块22根据所述账户信息在所述第一存储模块23中查找与所述账户信息绑定的路由器30，并通过所述第一信号收发模块21将所述控制信号转发给所述路由器30。

云服务器20在用户注册的时候便存储了账号与路由器30的对应关系表，在收到该账号的控制信息时，便可快速查找到与该账号绑定的路由器30，从而将控制信息发送给绑定的路由器30，由路由器30来转给智能家居，完成操控。

如图2所示，上述实施例一中的路由器30包括第二信号收发模块31、信号处理模块32；其中：所述第二信号收发模块31接收所述云服务器20转发的所述控制信号，并通过所述信号处理模块32对所述控制信号进行处理获得控制指令，然后所述第二信号收发模块31发送所述控制指令给智能电器40。

较佳的，如图2所示，所述路由器30还包括第二查找模块33、第二存储模块34，其中：所述第二查找模块33根据所述第二信号收发模块31接收的控制信号，在所述第二存储模块34存储的智能电器40地址表中查找到所述智能电器40。

当智能电器40较多时，路由器30同样要对控制的智能电器40进行统一管理。具体的，通过第二存储模块34存储各智能电器40的类别名称或者标识信息。按类别名称，比如，冰箱、电视机、洗衣机、净化器、加湿器等。当接收到转发来的控制信号“打开加湿器”时，路由器30根据该控制信号，先从第二存储模块34中查找到加湿器，将控制信号进行处理，转为控制指令，发送给加湿器，加湿器在接收到打开的控制指令后，打开加湿器，完成操作。当然，完成操作后，还可以将“加湿器已打开”的反馈信息反馈给用户。

如图2所示，上述实施例一中的智能电器40包括：网络通信模块41、控制模块42、操作模块43，所述控制模块42分别与所述网络通信模块41及操作模块43相连，其中：所述网络通信模块41发送所述智能电器40的标识信息给所述路由器30，建立所述智能电器40与所述路由器30之间的通信连接；所述控制模块42根据接收的所述控制指令控制所述操作模块43进行相应的操作。

通过智能电器的标识信息使得路由器可以快速查找到对应的智能电器，当然这个标识信息可以是智能电器自身读取的信息，也可以是用户自行设置的标识信息，比如用户设置客厅的电视机为“电视机1”、主卧室的电视为“电视机2”的标识信息，那么用户在远程控制时，通过智能终端上输入“关闭电视机2”的控制信号后发送给云服务器，云服务器在收到该控制信号后，根据发送的账号，查找到绑定的路由器，进而将该控制信号转发给相应的路由器，路由器在收到该控制信号后，根据控制信号“关闭电视机2”找到对应的电视机(主卧室的电视机)，并将关闭的控制指令发送给主卧室的电视，主卧室的电视在收到关闭的控制指令后执行关闭操作。

本发明的第三实施例，在上述任一实施例的基础上，所述智能电器为智能空气净化器500，如图3所示，所述智能空气净化器500包括：空气净化模块501、控制模块502、探测模块503、和通讯模块504，其中：当所述通讯模块504接收到开机运行所述智能空气净化器500指令后，所述控制模块502开启所述空气净化模块501进空气行净化工作；

当所述通讯模块504接收到所述路由器转发的所述查看指令后，控制所述探测模块503探测当前环境获取空气质量数据，并将所述空气质量数据通过所述路由器反馈给所述云服务器，以便所述云服务器根据存储的所述路由器与账户的绑定信息，将所述反馈的空气质量数据发送给所述账户所在的智能终端。

该智能空气净化器500接收的开机运行的指令既可以是来自于用户直接按加湿器上的打开按钮或遥控器上的打开按钮，也可以是用户通过智能终端远程发送的打开空气净化器的控制指令。当用户在外面想查看家里的空气质量时，可先通过智能终端上的APP发送查看空气质量的控制信号，云服务器在收到该查看控制信号后通过存储的绑定信息查找到对应的路由器，然后将该查看控制信号发送给对应的路由器，路由器收到该查看控制信号并进行处理后，向智能空气净化器500发送查看空气质量的控制指令，空气净化器在收到后查看指令后，通过探测模块503探测当前空气质量，并将探测获取的空气质量数据反馈给路由器，再经云服务器返回给智能终端，便于用户了解当前家里的空气质量。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种基于路由器的智能家居控制方法，上述实施例中的智能家居控制系统可执行该方法。本发明第四实施例的方法如图4所示，包括：

S100接收智能终端获取的账户信息及控制信号；

S200根据所述账户信息查找到相应的路由器；

S300通过所述路由器将所述控制信号发送给智能电器，控制所述智能电器完成相应的操作。

云服务器接收到智能终端发送来的账户信息及控制信号后，在存储的绑定信息中，查找到与该账户绑定的路由器，然后将控制信号转发给该路由器，通过路由器来转发控制信号给智能电器，智能电器在接收到控制信号后进行相应的操作。

本发明方法的第五实施例，如图5所示，包括：

S010通过所述智能终端注册账户，绑定路由器，建立并存储所述账户与所述路由器的绑定信息；

S100接收智能终端获取的账户信息及控制信号；

S200根据所述账户信息查找到相应的路由器；

S300通过所述路由器将所述控制信号发送给智能电器，控制所述智能电器完成相应的操作。

通过智能终端向云服务器完成注册，并绑定路由器，注册完成后，云服务器也存储了该账户与路由器的绑定信息。路由器上电开机后，会向云服务器上报其自身的唯一标识信息(通过该标识信息同样可以在云服务器查找到该路由器绑定的账户)，请求与云服务器建立TCP长连接，便于通信。上述步骤S200中所说的相应的路由器即指与账户绑定的路由器。

较佳的，上述任一方法实施例中，通过所述路由器将所述控制信号发送给智能电器包括：根据所述控制信号，在路由器预先存储的智能电器地址表中查找所述智能电器，并将所述控制信号发送至所述智能电器。路由器中会存储各智能电器的地址信息，因此，当路由器接收到控制信号后，会根据控制信号从存储的地址表中找到目的智能电器，然后将控制信号发给该目的智能电器。

本发明的第六实施例，智能电器以空气净化器为例，智能空气净化器控制系统如图6所示，包括：运行在智能终端100上的App(移动客户端应用软件)、云服务器200、智能路由器300和空气净化装置400。空气净化装置400中集成：网络通讯模块410、控制模块420、空气净化模块430；网络通讯模块410负责与路由器之间建立网络连接，控制模块420负责控制空气净化模块430的动作。空气净化模块430负责净化空气，包含但不限于空气的加湿、过滤。

智能路由器300与空气净化装置400之间建立了网络连接；App(移动客户端应用软件)中包含账号的注册与登录，该账号由云服务器200进行维护，用户可以在App上自行注册账号；每台路由器有一个唯一的标识Device ID，通过App将账号与Device ID进步绑定，这样，用户与智能路由器300之间通过账号与绑定关系建立对应关系；当智能路由器300上电开机之后，智能路由器300系统软件自动向云服务器200上报自身的Device ID等信息，并请求建立一条与云服务器200之间的TCP长连接；此外，当用户通过移动客户端登录自己的账号之后，将账号与智能路由器300进行绑定，云服务器200将账号信息和Device ID等信息存储于自身数据库中，建立账号与Device ID之间的对应关系。

用户在远程情况下，控制空气净化装置400的实际过程如下：用户启动App并登录自己的账号，发送空气净化装置400的控制指令(包括开关指令及空气净化装置400属性设置指令)，该指令先通过App直接发送至云服务器200，云服务器200通过账号和Device ID的对应关系，找到对应的智能路由器300，将指令通过TCP长连接转发至智能路由器300，智能路由器300收到指令后转发至空气净化装置400，空气净化装置400的控制模块420根据指令控制空气净化模块430的开关及属性的设置，空气净化模块430执行动作，从而实现远程下空气净化装置400的控制。

智能路由器300为普通的智能路由器300，具有独立的操作系统并运行特定的系统软件；并成功接入英特网中，在开机上电接入英特网后便自动向云服务器200发送网络请求，上报自己的Device ID等信息，并请求与云服务之间建立一条TCP长连接。

云服务器200用于维护与智能路由器300之间的TCP长连接，存储用户账号信息与设备Device ID的绑定关系等信息，转发智能终端100与智能路由器300之间的通讯数据。

App可完成账号的注册与登录、账号与路由器之间的绑定，只要接入了英特网就可以与云服务器200间直接通讯。

将智能路由器300与空气净化装置400之间建立网络连接；智能路由器300开机并成功接入英特网后，智能路由器300系统软件便会自动向云服务器200发送网络请求，上报自身的Device ID等信息；并与云服务器200之间建立一条TCP长连接；用户通过App注册并登陆自己的账号后，与智能路由器300进行绑定；由于每台智能路由器300都有一个唯一的标识Device ID，这样路由器对应的Device ID和账号信息保存在云服务器200的数据库中。用户在App登录账号后，将空气净化器控制指令发送至云服务器200，云服务根据账号找到对应的Device ID，根据Device ID将指令转发至对应的智能路由器300，智能路由器300再将指令转发至空气净化装置400，空气净化装置400的控制模块420根据指令控制空气净化模块430的开关及属性的设置，空气净化模块430执行动作，从而实现远程下空气净化装置400的控制。空气净化装置400将指令执行的结果返回至路由器并最终返回至App让用户知晓。

该方案不受实际距离想影响，理论上按照上述步骤，App只要能成功接入英特网就能远程控制空气净化器。

完整的指令执行过程如图7的数据流示意图所示，具体如下：

S701将路由器上电并接入英特网；

S702将路由器与空气净化装置之间建立网络连接；使路由器与空气净化装置可以进行网络通讯；

S703路由器系统自动向云服务器发送网络请求；向云服务器上报自身的DeviceID等信息；并与服务器之间建立一条TCP长连接；

S704通过App注册并登陆账号；

S705通过App与路由器建立绑定关系；

S706通过App向云服务器发送空气净化器控制指令；

S707云服务器根据账号与路由器的绑定关系，将指令转发至对应的路由器；

S708路由器将收到的指令转发至空气净化装置；

S709空气净化装置根据收到的指令完成相应动作，并返回指令执行的结果。

本实施例采用了智能路由器为中心设计，通过智能路由器与空气净化装置之间进行网络连接；再通过云服务器与智能路由器之间的TCP长连接，根据账号与智能路由器的绑定关系，将App的指令转发至智能路由器，再智能路由器将指令转发至空气净化装置，从而实现远程下空气净化装置。相对于2中方案，本方案通过App与云服务器之间网络通讯完成远程控制，不受传输距离的影响，理论上用户只要能上网就能实现远程控制空气净化器，提高系统的可用性和可靠性，进一步生活品质，使人们生活更加舒适、轻松。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于路由器的智能家居控制系统，其特征在于，包括：

智能终端、云服务器、路由器和智能电器，其中：

所述智能终端接收用户输入的账户信息及其控制信号，并将所述账户信息及控制信号发送给所述云服务器；

所述云服务器根据所述账户信息将所述控制信号转发给相应的路由器；

所述路由器对所述控制信号进行处理获得控制指令，并将所述控制指令发送给智能电器；

所述智能电器根据接收到的所述控制指令完成指令操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于路由器的智能家居控制系统，其特征在于，所述智能终端还根据用户的申请预先向云服务器注册账户，所述云服务器还存储所述账户与路由器的绑定信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于路由器的智能家居控制系统，其特征在于，所述云服务器包括第一信号收发模块、第一存储模块、第一查找模块，其中：

所述第一信号收发模块接收所述智能终端发送的账户信息及控制信号；

所述第一查找模块根据所述账户信息在所述第一存储模块中查找与所述账户信息绑定的路由器，并通过所述第一信号收发模块将所述控制信号转发给所述路由器。

4.根据权利要求1所述的一种基于路由器的智能家居控制系统，其特征在于，所述路由器包括第二信号收发模块、信号处理模块；其中：

所述第二信号收发模块接收所述云服务器转发的所述控制信号，并通过所述信号处理模块对所述控制信号进行处理获得控制指令，然后发送所述控制指令给智能电器。

5.根据权利要求4所述的一种基于路由器的智能家居控制系统，其特征在于，所述路由器还包括第二查找模块、第二存储模块，其中：

所述第二查找模块根据所述第二信号收发模块接收的控制信号，在所述第二存储模块存储的智能电器地址表中查找所述智能电器。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种基于路由器的智能家居控制系统，其特征在于，所述智能电器包括：网络通信模块、控制模块、操作模块，所述控制模块分别与所述网络通信模块及操作模块相连，其中：

所述网络通信模块发送所述智能电器的标识信息给所述路由器，建立所述智能电器与所述路由器之间的通信连接；

所述控制模块根据接收的所述控制指令控制所述操作模块进行相应的操作。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种基于路由器的智能家居控制系统，其特征在于，所述智能电器为智能空气净化器，所述智能空气净化器包括：空气净化模块、控制模块、探测模块、和通讯模块，其中：

当所述通讯模块接收到开机运行所述智能空气净化器指令后，所述控制模块开启所述空气净化模块进空气行净化工作；

当所述通讯模块接收到所述路由器转发的所述查看指令后，控制所述探测模块探测当前环境获取空气质量数据，并将所述空气质量数据通过所述路由器反馈给所述云服务器，以便所述云服务器根据存储的所述路由器与账户的绑定信息，将所述反馈的空气质量数据发送给所述账户所在的智能终端。

8.一种基于路由器的智能家居控制方法，其特征在于，包括步骤：

S100接收智能终端获取的账户信息及控制信号；

S200根据所述账户信息查找相应的路由器；

S300通过所述路由器将所述控制信号发送给智能电器，控制所述智能电器完成相应的操作。

9.根据权利要求8所述的一种基于路由器的智能家居控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

S010预先通过所述智能终端向云服务器注册账户，并通过所述账户信息绑定路由器，所述云服务器建立并存储所述账户信息对应的账户与所述路由器的绑定信息。

10.根据权利要求8或9所述的一种基于路由器的智能家居控制方法，其特征在于，所述通过所述路由器将所述控制信号发送给智能电器还包括：

根据所述控制信号，在路由器预先存储的智能电器地址表中查找所述智能电器，并将所述控制信号发送至所述智能电器。