CN107196681A - 基于蓝牙模块的智能家居网络 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于蓝牙模块的智能家居网络，其包括若干受控设备以及用于对所述受控设备进行监控的监控主机，在每个受控设备上均设置蓝牙模块以及数据处理器，蓝牙模块通过数据处理器与受控设备连接，监控主机上安装有能与蓝牙模块通信的蓝牙适配器；所述蓝牙模块与数据处理器间通过串口HCI指令进行实时数据通信，监控主机与蓝牙适配器间利用蓝牙HCI USB传输层进行数据传输。本发明受控设备通过数据处理器与蓝牙模块连接，利用蓝牙模块与蓝牙适配器间建立蓝牙网络，即能形成所需的智能家居网络，通过监控主机实现对所有受控设备的监控，成本低，使用方便，适应范围广，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种家居网络，尤其是一种基于蓝牙模块的智能家居网络，属于智能家居的技术领域。
背景技术
智能家居从上世纪八十年代兴起于日本和欧美，九十年代末引入中国，目前美国有7000万家庭依靠智能家庭网络设备生活。近年来，以美国微软公司及摩托罗拉公司等为首的一批国际知名企业先后进入智能家庭网络的研究及开发领域，分辨开发了“梦幻之家”、“家庭主任”、“居所之门”等家庭智能设备，3COM公司研发出家用无线网关等网络产品，并与Microsoft联手开发通用式即插即用的家庭网络系统，该系统方便地连接家电与网络，可以高速传输文字、语音、视听等咨询。这套产品也适用于小型办公室。
国内厂商也在进行智能化家庭网络产品的研发和生产，一大批大型IT企业利用自身在资金与技术等方面的优势，在低端市场上已占据了相当重要的地位。清华同方在智能化家庭网络领域与建设部智能化专家委员会共同设立了智能住宅开放实验室，还取得了著名综合布线厂商西蒙、百通全线产品在中国的总代理资格。北京德达创先科技集团先后开发了LDM-2000，智能家居控制器、HomeNet网络化综合管理系统，并开通了中国智能建筑服务网络提供智能化建筑的在线咨询与在线技术支持该网站已成为国内建筑化领域的权威网站。
但目前，现有的智能家居网络仍然存在诸多不足，难以满足简易智能家居的使用需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于蓝牙模块的智能家居网络，其结构紧凑，成本低，使用方便，适应范围广，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述基于蓝牙模块的智能家居网络，包括若干受控设备以及用于对所述受控设备进行监控的监控主机，在每个受控设备上均设置蓝牙模块以及数据处理器，蓝牙模块通过数据处理器与受控设备连接，监控主机上安装有能与蓝牙模块通信的蓝牙适配器；
所述蓝牙模块与数据处理器间通过串口HCI指令进行实时数据通信，监控主机与蓝牙适配器间利用蓝牙HCI USB传输层进行数据传输。
所述蓝牙适配器上连接有适配器天线，在每个蓝牙模块上均设置有蓝牙天线。
所述蓝牙模块采用平面封装，蓝牙模块与数据处理器焊接于同一个PCB板上。
本发明的优点：受控设备通过数据处理器与蓝牙模块连接，利用蓝牙模块与蓝牙适配器间建立蓝牙网络，即能形成所需的智能家居网络，通过监控主机实现对所有受控设备的监控，成本低，使用方便，适应范围广，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明蓝牙模块与数据处理器的连接示意图。
附图标记说明：1-监控主机、2-蓝牙适配器、3-适配器天线、4-数据处理器、5-受控设备、6-电源、7-蓝牙模块以及8-蓝牙天线。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示：为了能降低成本，提高适应的便捷性以及适应范围，本发明包括若干受控设备5以及用于对所述受控设备5进行监控的监控主机1，在每个受控设备5上均设置蓝牙模块7以及数据处理器4，蓝牙模块7通过数据处理器4与受控设备5连接，监控主机1上安装有能与蓝牙模块7通信的蓝牙适配器2；
所述蓝牙模块7与数据处理器4间通过串口HCI指令进行实时数据通信，监控主机1与蓝牙适配器2间利用蓝牙HCI USB传输层进行数据传输。
具体地，所述蓝牙适配器2上连接有适配器天线3，在每个蓝牙模块7上均设置有蓝牙天线8；受控设备5为家居用电器设备，如空调、电视机等，具体可以根据需要进行选择，此处不再赘述。监控主机1可以采用常用的PC电脑。工作时，监控主机1发送控制命令通过蓝牙适配器2发送，并由蓝牙模块7接收，指令被多个蓝牙模块接7收后由对应的数据处理器4进行识别，并作出相应的动作，最终完成对受控设备5的控制。
如图2所示，数据处理器4采用单片机，数据处理器4的选择直接影响到整个家居网络的性能以及效率，本发明数据处理器4采用C8051F120芯片，C8051F120是Cygnal公司的一种与8051兼容的高速SOC单片机，它具有高速CIP.51内核、灵活的I/O交叉开关、先进的时钟系统、JTAG系统调试接口以及多源复位系统。它性能卓越，内核采用流水线结构，速度可达100MIPS，比普通的51快40倍，而且在资源丰富、体积小、功耗低、集成度高且调试方便。下面列出了它的一些主要特性：
1)、高速、流水线结构的8051兼容的CIP.51内核；2)、真正8位500ksps的ADC，带PGA和8通道模拟多路开关；3)、2周期的16×16的乘法和累加引擎；4)、8448(8K+256)字节的片内RAM；5)、可寻址64K字节地址空间的外部数据存储器接口；6)、硬件实现的SPI、SMBus/12C和两个UART串行接El[10l；7)、5个通用的16位定时器；具有6个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列；8)、FLASH存储器具有在系统中重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新固件；9)、片内JTAG调试电路允许非侵入式(不占用片内资源)、全速、在系统测试；10)、可在工业温度范NI(.45"C一+85。c)N用2.7V～3.6V的电压工作。11)、C8051F120为100脚TQFP封装。
蓝牙模块7采用ROK 101008芯片，单片机C8051F120具有两个UART，在此选用UART0。在编程时候可通过交叉开关设置，将UART0分配到两个管脚上，例如P0.0(TXD)和P0.I(RXD)，分别与蓝牙模块7的RXD(AS)和TXD(B5)相连，用于传输控制信号。另外，单片机端需另外分配两个管脚，例如P1.6和P1.7，分别作为流量控制信号CTS和RTS，分别与蓝牙模块的RTS(A6)和CTS(B6)相连。若CTS为1则允许对方发送，若CTS为0则禁止对方发送。
蓝牙模块的电压管理器共有3个输入，分别是Vcc(C6)、Vcc_io(C4)和ON(C2)。Vcc提供电源电压，典型值是3.3V：Vet io为UART提供一个独立的电源回路，可以与单片机逻辑接口相同，可以连接到Vcc；ON信号控制内部电压稳压器导通或关断。将Vcc、Vcc io和ON连接在一起使用时，不需要考虑蓝牙模块的加电顺序；否则，则要严格按照“GND.Vet—ON.Vccio”的顺序加电，断电时候顺序相反。在此处采用前者，将Vet、Vcc io和ON一起连接到3.3V的外部电源上。
蓝牙模块7的ANT管脚连接到50欧的天线，天线的电压驻波比小于2：1。，单片机和蓝牙模块7是焊接在一个PCB板上的。由于蓝牙模块采用平面封装，而且引脚很密集，要想直接焊接到PCB板上很困难，而且天线也很难焊接上去。本发明实施例中，先将蓝牙模块焊接到此辅助电路板上，然后将要用到的蓝牙模块的部分引脚引出来，通过插座将蓝牙模块7连接到PCB板上，这样就使得蓝牙模块7的装卸变得很方便。辅助电路板引出的管脚有GND.地线、VCC.3.3V、数据收发线RXD和TXD、流控线RTS和CTS、使能信号线.EN、复位信号线。
工作时，需要对数据处理器4以及蓝牙模块7进行初始化，初始化包括系统初始化和蓝牙初始化。系统初始化包括系统时钟初始化、管脚分配、串口初始化、定时器初始化等，蓝牙初始化是通过UART给蓝牙模块发送一系列初始化指令，蓝牙模块返回事件，交互完成一系列的复位、鉴权、读地址等初始化操作。
蓝牙交互就是初始化完成后，若蓝牙模块7作从设备，则等待远端蓝牙适配器3的建链请求，如果接受请求，则继续等待建链成功，获得一个连接句柄，从而即可进行数据交换；若本地蓝牙作主设备，则进行一系列主动查询、建链、发送数据、断链等操作。
处理数据就是将有效数据转存到相应位置等一系列后续操作。需要注意的是，在程序的主循环中，需要实时判断串口接收缓冲区是否有数据，有数据则调用HCI状态机进行处理。
本发明受控设备5通过数据处理器4与蓝牙模块7连接，利用蓝牙模块7与蓝牙适配器3间建立蓝牙网络，即能形成所需的智能家居网络，通过监控主机1实现对所有受控设备5的监控，成本低，使用方便，适应范围广，安全可靠。
Claims (3)
1.一种基于蓝牙模块的智能家居网络，其特征是：包括若干受控设备(5)以及用于对所述受控设备(5)进行监控的监控主机(1)，在每个受控设备(5)上均设置蓝牙模块(7)以及数据处理器(4)，蓝牙模块(7)通过数据处理器(4)与受控设备(5)连接，监控主机(1)上安装有能与蓝牙模块(7)通信的蓝牙适配器(2)；
所述蓝牙模块(7)与数据处理器(4)间通过串口HCI指令进行实时数据通信，监控主机(1)与蓝牙适配器(2)间利用蓝牙HCI USB传输层进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的基于蓝牙模块的智能家居网络，其特征是：所述蓝牙适配器(2)上连接有适配器天线(3)，在每个蓝牙模块(7)上均设置有蓝牙天线(8)。
3.根据权利要求1所述的基于蓝牙模块的智能家居网络，其特征是：所述蓝牙模块(7)采用平面封装，蓝牙模块(7)与数据处理器(4)焊接于同一个PCB板上。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108803365A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-13 | 西安科技大学 | 一种家居智能控制系统 |
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2017
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