CN114810644B - 一种基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及物联网技术领域，且公开了一种基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统，包括WIFI/combo模块，所述WIFI/combo模块的外部集成包括电机驱动、物理按键、数码管和指示灯等部件，所述WIFI/combo模块的内部集成云端业务处理定制mqtt SDK，所述物理按键用于用户通过设备侧物理按键来控制电风扇。该基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统，通过设置WIFI/combo模块，当用户通过设备侧物理按键控制电风扇时，WIFI/combo模块通过识别是何种控制指令，并正确控制电风扇进行动作，相应的指示灯珠亮起，同时，WIFI模块将设备变化的状态上报到物理网平台云端(如图1所示json格式的{“switch”:1})，APP从云端获取变化的状态值，最终APP端与设备端实现状态的同步。

Description

一种基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体为一种基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统。
背景技术
物联网(Internet of Things，简称IoT)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理，物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络，目前市场上通过WIFI/COMBO模块直接接入云服务器的智能家居设备大多带有主控MCU,主控MCU直接控制外设工作(如智能风扇，MCU直接使用外设，PWM控制风速，模式，GPIO控制蜂鸣器，数码管，定时器控制倒计时关闭等等)，那么云端如何知道当前风扇的各种属性的状态(如风扇是低档还是中档，开关状态，风的模式是睡眠风还是正常风)以及手机APP怎么控制风扇和更新风扇的状态的。
现有的主流智能家居设备的整体方案基本是MCU+WIFI/COMBO模块，跟设备最为紧密的MCU将设备的状态转换为一连串HEX进制数字，并将这串数字通过异步通用收发器(UART)发送到WIFI模块，WIFI模块通过解析包头，包长度以及实际的设备状态信息，最终将设备的状态上报至云端，此时云端又将状态发送到APP，APP同步设备的状态，当APP控制风速为中档时，云端将控制消息发送至WIFI模块，WIFI模块解析到控制风速为中档这个命令时，从串口发送一连串的HEX数字到MCU，MCU解析到风速中档的HEX数字后，直接控制外设PWM实现对风速的调节，还是曾在以下缺陷：一方面，设备、云端和APP三者同步的基础就是MCU与WIFI/COMBO模块双方约定好的通信协议，但是传统通信协议无法表示如体温37.5，湿度25.674，温度34.2等这些单精度浮点型的数据，这就导致设备端无法上报单精度数据至云端，APP也无法显示，在上一方面的基础上，当设备端的多个功能都需要使用到浮点型数据时，传统方案更显得缺陷累累，会造成通信双方无法识别某一浮点型数据对应的具体功能，从而出现紊乱情况，给一些实际有这方面应用需求的场景带来不少困难，故本发明旨在建立一种可靠解决物联网平台浮点型属性表控制的异步收发器通信的智能风扇整体方案。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统，具备方便使用的优点，解决了传统通信方案无法有效管控单精度数据功能的缺陷，满足各种需要使用到单精度数据功能的应用场景，如温湿度传感器数据，体温数据上报至物联网平台云服务器，并在APP上精准显示，目前改方案已应用到实际产品中，大大节省了人力，时间成本，方便数据统计与后期维护。
(二)技术方案
为实现上述方便使用的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统，包括WIFI/combo模块，所述WIFI/combo模块的外部集成包括电机驱动、物理按键、数码管和指示灯等部件，所述WIFI/combo模块的内部集成云端业务处理定制mqtt SDK；
所述物理按键用于用户通过设备侧物理按键来控制电风扇；
所述指示灯珠用于WIFI/combo模块通过识别控制指令，并正确控制电风扇进行动作，相应的指示灯珠亮起；
所述mqtt SDK用于快速接入物联网云平台，并在APP上进行可视化的显示与控制。
优选的，所述用户通过设备侧物理按键控制电风扇时，WIFI/combo模块通过识别是何种控制指令，并正确控制电风扇进行动作，相应的指示灯珠亮起。
优选的，所述指示灯珠亮起的同时，WIFI模块将设备变化的状态上报到物理网平台云端json格式的{“switch”:1}，APP从云端获取变化的状态值，最终APP端与设备端实现状态的同步。
优选的，所述当用户通过APP进行控制时，间接通过物联网云端下发控制指令到WIFI/combo模块所示json格式的{“switch”:1}，WIFI模块解析云端下发的json格式数据，正确识别需要控制的功能以及对应的值。
优选的，所述识别对应的值后，通过相应格式的HEX数据通知到设备侧中控，由中控直接控制电风扇进行相应动作。
优选的，所述json下发的数据为{“switch”:1.325}时,即浮点型数据。
优选的，所述浮点型数据表示方案为：类型id(1字节)+整数部分(2个字节)+小数部分(3个字节)+属性id+属性值，整数部分的2字节可表示1-65535内的数字，小数部分可表示0-16777216(2的24次方)范围内的数字，2字节最多表示到5位的65535。
优选的，所述多个功能都采用浮点型数据时，Wifi/combo模块与设备中控都对属性id和类型id组合判断各个功能进行区别管控。
优选的，所述物联网平台报文下发至wifi/combo模块时，模块在事先建立好的属性表中查询该功能对应的属性id，根据通信方案的格式推送到中控端。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统，具备以下有益效果：
1、该基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统，通过设置WIFI/combo模块，当用户通过设备侧物理按键控制电风扇时，WIFI/combo模块通过识别是何种控制指令，并正确控制电风扇进行动作，相应的指示灯珠亮起，同时，WIFI模块将设备变化的状态上报到物理网平台云端(如图1所示json格式的{“switch”:1})，APP从云端获取变化的状态值，最终APP端与设备端实现状态的同步，当用户通过APP进行控制时，间接通过物联网云端下发控制指令到WIFI/combo模块(如图1所示json格式的{“switch”:1})，WIFI模块解析云端下发的json格式数据，正确识别需要控制的功能以及对应的值后，通过相应格式的HEX数据通知到设备侧中控，由中控直接控制电风扇进行相应动作。
2、该基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统，通过设置浮点型数据，当json下发的数据为{“switch”:1.325}时,即浮点型数据，可准确表示到单精度浮点型数据小数点后的6位，与传统的HEX通信协议比较，可准确表示单精度数据的HEX，如湿度125.6748转换成HEX形式与WIFI/combo模块进行通信，通信方案为：04(类型id)+7D(整数部分125的HEX)+1A5C(小数部分6748的HEX)+属性id+属性值，另外通信方案灵活多变，根据不同应用场合的需求，整数部分和小数部分的字节数可做相应调整，当多个功能都采用浮点型数据时，对各个功能进行区别管控时，Wifi/combo模块与设备中控都对属性id和类型id组合判断，当物联网平台报文下发至wifi/combo模块时，模块在事先建立好的属性表中查询该功能对应的属性id，根据通信方案的格式推送到中控端，当中控端需要将设备功能上报至平台时，中控同样对排列管控好的属性id进行查询，按同样方式通知到WIFI/combo模块，最终，以组合识别属性id与类型id的方式，区分不用功能使用相同浮点型数据的情况。
附图说明
图1为本发明物联网平台属性控制框架示意图；
图2为本发明IOT设备-智能风扇框架详解示意图；
图3为本发明浮点型数据示意图。
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1-3，一种基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统，包括WIFI/combo模块，WIFI/combo模块的外部集成包括电机驱动、物理按键、数码管和指示灯等部件，WIFI/combo模块的内部集成云端业务处理定制mqtt SDK；
物理按键用于用户通过设备侧物理按键来控制电风扇；
指示灯珠用于WIFI/combo模块通过识别控制指令，并正确控制电风扇进行动作，相应的指示灯珠亮起；
mqtt SDK用于快速接入物联网云平台，并在APP上进行可视化的显示与控制。
在实施案列中，用户通过设备侧物理按键控制电风扇时，WIFI/combo模块通过识别是何种控制指令，并正确控制电风扇进行动作，相应的指示灯珠亮起，指示灯珠亮起的同时，WIFI模块将设备变化的状态上报到物理网平台云端json格式的{“switch”:1}，APP从云端获取变化的状态值，最终APP端与设备端实现状态的同步，当用户通过APP进行控制时，间接通过物联网云端下发控制指令到WIFI/combo模块所示json格式的{“switch”:1}，WIFI模块解析云端下发的json格式数据，正确识别需要控制的功能以及对应的值，识别对应的值后，通过相应格式的HEX数据通知到设备侧中控，由中控直接控制电风扇进行相应动作；
通过设置WIFI/combo模块，当用户通过设备侧物理按键控制电风扇时，WIFI/combo模块通过识别是何种控制指令，并正确控制电风扇进行动作，相应的指示灯珠亮起，同时，WIFI模块将设备变化的状态上报到物理网平台云端(如图1所示json格式的{“switch”:1})，APP从云端获取变化的状态值，最终APP端与设备端实现状态的同步，当用户通过APP进行控制时，间接通过物联网云端下发控制指令到WIFI/combo模块(如图1所示json格式的{“switch”:1})，WIFI模块解析云端下发的json格式数据，正确识别需要控制的功能以及对应的值后，通过相应格式的HEX数据通知到设备侧中控，由中控直接控制电风扇进行相应动作。
在实施案列中，json下发的数据为{“switch”:1.325}时,即浮点型数据，浮点型数据表示方案为：类型id(1字节)+整数部分(2个字节)+小数部分(3个字节)+属性id+属性值，整数部分的2字节可表示1-65535内的数字，小数部分可表示0-16777216(2的24次方)范围内的数字，2字节最多表示到5位的65535，多个功能都采用浮点型数据时，Wifi/combo模块与设备中控都对属性id和类型id组合判断各个功能进行区别管控，物联网平台报文下发至wifi/combo模块时，模块在事先建立好的属性表中查询该功能对应的属性id，根据通信方案的格式推送到中控端；
通过设置浮点型数据，当json下发的数据为{“switch”:1.325}时,即浮点型数据，可准确表示到单精度浮点型数据小数点后的6位，与传统的HEX通信协议比较，可准确表示单精度数据的HEX，如湿度125.6748转换成HEX形式与WIFI/combo模块进行通信，通信方案为：04(类型id)+7D(整数部分125的HEX)+1A5C(小数部分6748的HEX)+属性id+属性值，另外通信方案灵活多变，根据不同应用场合的需求，整数部分和小数部分的字节数可做相应调整，当多个功能都采用浮点型数据时，对各个功能进行区别管控时，Wifi/combo模块与设备中控都对属性id和类型id组合判断，当物联网平台报文下发至wifi/combo模块时，模块在事先建立好的属性表中查询该功能对应的属性id，根据通信方案的格式推送到中控端，当中控端需要将设备功能上报至平台时，中控同样对排列管控好的属性id进行查询，按同样方式通知到WIFI/combo模块，最终，以组合识别属性id与类型id的方式，区分不用功能使用相同浮点型数据的情况。
综上所述，该基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统，通过设置WIFI/combo模块，当用户通过设备侧物理按键控制电风扇时，WIFI/combo模块通过识别是何种控制指令，并正确控制电风扇进行动作，相应的指示灯珠亮起，同时，WIFI模块将设备变化的状态上报到物理网平台云端(如图1所示json格式的{“switch”:1})，APP从云端获取变化的状态值，最终APP端与设备端实现状态的同步，当用户通过APP进行控制时，间接通过物联网云端下发控制指令到WIFI/combo模块(如图1所示json格式的{“switch”:1})，WIFI模块解析云端下发的json格式数据，正确识别需要控制的功能以及对应的值后，通过相应格式的HEX数据通知到设备侧中控，由中控直接控制电风扇进行相应动作。
并且，通过设置浮点型数据，当json下发的数据为{“switch”:1.325}时,即浮点型数据，可准确表示到单精度浮点型数据小数点后的6位，与传统的HEX通信协议比较，可准确表示单精度数据的HEX，如湿度125.6748转换成HEX形式与WIFI/combo模块进行通信，通信方案为：04(类型id)+7D(整数部分125的HEX)+1A5C(小数部分6748的HEX)+属性id+属性值，另外通信方案灵活多变，根据不同应用场合的需求，整数部分和小数部分的字节数可做相应调整，当多个功能都采用浮点型数据时，对各个功能进行区别管控时，Wifi/combo模块与设备中控都对属性id和类型id组合判断，当物联网平台报文下发至wifi/combo模块时，模块在事先建立好的属性表中查询该功能对应的属性id，根据通信方案的格式推送到中控端，当中控端需要将设备功能上报至平台时，中控同样对排列管控好的属性id进行查询，按同样方式通知到WIFI/combo模块，最终，以组合识别属性id与类型id的方式，区分不用功能使用相同浮点型数据的情况，解决了传统通信方案无法有效管控单精度数据功能的缺陷，满足各种需要使用到单精度数据功能的应用场景，如温湿度传感器数据，体温数据上报至物联网平台云服务器，并在APP上精准显示，目前改方案已应用到实际产品中，大大节省了人力，时间成本，方便数据统计与后期维护。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种基于物联网的异步收发器通信的智能风扇整体系统，包括WIFI/combo模块，其特征在于：所述WIFI/combo模块的外部集成包括电机驱动、物理按键、数码管和指示灯珠，所述WIFI/combo模块的内部集成云端业务处理定制mqtt SDK；
所述物理按键用于用户通过设备侧物理按键来控制电风扇；
所述指示灯珠用于WIFI/combo模块通过识别控制指令，并正确控制电风扇进行动作，相应的指示灯珠亮起；
所述mqtt SDK用于快速接入物联网平台云端，并在APP上进行可视化的显示与控制；
用户通过设备侧物理按键控制电风扇时，WIFI/combo模块通过识别是何种控制指令，并正确控制电风扇进行动作，相应的指示灯珠亮起；
指示灯珠亮起的同时，WIFI/combo模块将设备变化的状态上报到物联网平台云端json格式的{“switch”:1}，APP从云端获取变化的状态值，最终APP端与设备端实现状态的同步；
当用户通过APP进行控制时，间接通过物联网平台云端下发控制指令到WIFI/combo模块所示json格式的{“switch”:1}，WIFI/combo模块解析云端下发的json格式数据，正确识别需要控制的功能以及对应的值；
识别对应的值后，通过相应格式的HEX数据通知到设备中控端，由设备中控端直接控制电风扇进行相应动作；
json下发的数据为{“switch”:1.325}时,即浮点型数据；
所述浮点型数据表示方案为：类型id+整数部分+小数部分+属性id+属性值，类型id为1个字节，整数部分为2个字节，小数部分为3个字节，整数部分的2个字节可表示1-65535内的数字，小数部分的3个字节可表示0-16777216范围内的数字；
多个功能都采用浮点型数据时，WIFI/combo模块与设备中控端都对属性id和类型id组合判断各个功能进行区别管控；
物联网平台云端报文下发至WIFI/combo模块时，模块在事先建立好的属性表中查询该功能对应的属性id，根据通信方案的格式推送到设备中控端。
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基于物联网的智能家用风扇控制系统设计;陈述涵;;科技创新导报(28);全文 *

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