CN201917818U - 基于物联网的电器控制系统 - Google Patents

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于洋
尹文明
孙浩
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Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的电器控制系统，其包括：RFID卡；RFID读卡器；物联网服务器；RFID卡控制模块；控制转发设备，通过以太网与所述物联网服务器的连接进行互联通讯，以传输所述控制指令；继电器模块，连接所述控制转发设备以响应相应的所述控制指令，用于相应的自动控制电路的通断，且根据上位机的控制信息受控制管理于所述控制转发设备；以及被控电器，在其主电路上配置有相应的所述自动控制电路。本实用新型成本低，且操作方便。

Description

基于物联网的电器控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种电器控制系统，具体是涉及一种电器远程控制系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，电器已经进入千家万户，人们往往希望电器向操作方便、节省时间方向发展，于是就产生了最新型的智能化电器，但价格往往很昂贵，影响其普及；另一方面，导致大量老型号电器在设计寿命内前就面临大面积更新的问题，造成不必要的浪费。当前，射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术的理论不断得到丰富和完善，RFID产品种类更加丰富，成本不断降低，应用也越来越广泛。比如在物流、零售、制造业、服装业、医疗、身份识别、防伪、资产管理、交通、食品、动物识别、图书馆、汽车、航空和军事等领域。
对于电器的远程控制，一种方案是基于电话网的，中国第02109998.7号发明专利就公开了一种基于电话网的远程控制系统。其基本方案是当需要控制电器时，首先要对所控制的所有电器都设置开机、关机密码，密码数据存入存储器的指定单元，并设定密码数据的结束标志，对用红外遥控开、关机的电器还要采用红外录制的方法将其遥控器的开、关机红外脉冲编码和延时、温控等红外脉冲编码录制到存储器中，当在异地拨打电话，振铃延时摘机后，微处理机接收异地电话送来的数据信息，然后与存储器中存放的设备密码逐个比较，若相同则从存储器规定的单元找出该设备的控制码或已录制好的红外脉冲数据经微处理器的I/O端口送往发射电路，由相应的接收电路接收到相应信号后，接通电器，实现电器的远距离控制。显然，上述控制过程不仅需要花费较长时间，而且操作复杂。
发明内容
因此，本实用新型的目的在于提供一种成本低，且操作方便的基于物联网的电器控制系统。
本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型基于物联网的电器控制系统，其包括：
RFID卡，载有含有用户标签和预置指令的信息；
RFID读卡器，通过刷卡操作读取用户RFID卡的所述信息；
物联网服务器，连接并控制对物联网资源进行访问的所述RFID读卡器，验证所述用户标签的有效性；
RFID卡控制模块，通过第一网络模块连接到所述物联网服务器，在用户标签有效的条件下解析所述信息，生成具体的控制指令并回传给所述物联网服务器；
控制转发设备，通过以太网与所述物联网服务器的连接进行互联通讯，以传输所述控制指令；
继电器模块，连接所述控制转发设备以响应相应的所述控制指令，用于相应的自动控制电路的通断，且根据上位机的控制信息受控制管理于所述控制转发设备；以及
被控电器，在其主电路上配置有相应的所述自动控制电路。
依据本实用新型技术方案的基于物联网的电器控制系统采用刷卡控制，操作非常方便；基于物联网，相比于电话网络这种基于简单双工通讯的网络，网络通畅，受到网络噪音的影响小，使用效果好。同时，相比于既有的基于电话网的电器控制系统减少了大量的附件，组网成本低。
上述基于物联网的电器控制系统，所述控制转发设备为MCU模块。
上述基于物联网的电器控制系统，所述RFID读卡器包括第一控制转发器、连接在该控制器上的用于RFID卡读写的RFID模块和连接在该RFID模块上的电感线圈，以及用于连接到所述控制器上以用于其与上位机通讯的接口模块，其中上位机为所述物联网服务器。
上述基于物联网的电器控制系统，所述以太网用于连接转发设备与所述物联网服务器的部分包括通过网络接口与所述物联网服务器相连的交换机和通过网路与所述交换机连接的第二网络模块，其中该第二网络模块与所述转发设备互联通讯。
上述基于物联网的电器控制系统，还包括与所述RFID模块连接的指示器，用于指示刷卡状态。
上述基于物联网的电器控制系统，还包括与所述物联网服务器相连的本地控制部分。
上述基于物联网的电器控制系统，所述本地控制部分包括与所述物联网服务器互联的第三控制器和与该第三控制器互联的本地继电器模块，以及本地继电器模块驱动的本地电器。
上述基于物联网的电器控制系统，所述物联网服务器带有数据库。
附图说明
下面结合说明书附图以示例的方式阐述本实用新型的技术方案，使本领域的技术人员更好的理解本实用新型，其中：
图1为依据本实用新型技术方案的一种电器控制系统的控制流程图。
图2为一种基于本实用新型的电器控制系统的原理框图。
图3为刷卡操作流程图。
图4为若刷卡有效性判断流程图。
图5为刷卡匹配的流程图。
图6为远程控制流程图。
图中：1、USB转换串口模块，2、MCU模块，3、RFID模块，4、电感线圈，5、警铃，6、网络模块，7、路由器设备，8、第二网络模块，9、交换机，10、上位机。
具体实施方式
物联网(The Internet of things)的定义是：通过RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。“物联网”的概念是在1999年提出的，它的定义很简单：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。国际电信联盟2005年一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。
物联网在国际上又称为传感网，据悉，这是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。南京邮电大学校长、博士生导师杨震教授说，世界上的万事万物，小到手表、钥匙，大到汽车、楼房，只要嵌入一个微型感应芯片，把它变得智能化，这个物体就可以“自动开口说话”。再借助无线网络技术，人们就可以和物体“对话”，物体和物体之间也能“交流”，这就是物联网。“如果物联网再搭上互联网这个桥梁，在世界任何一个地方我们都可以即时获取万事万物的信息。可以这么说，物联网加上互联网等于智慧地球。”
本方案主要基于RFID卡读卡器、物联网服务器、信息传输(网络模块)、智能控制模块(RFID卡刷卡控制模块)及被控设备构建电器控制系统。其控制流程为：用户持卡在RFID卡读卡器上刷卡，读卡器读取刷卡信息，然后将刷卡信息发送至物联网服务器，物联网服务器判断用户所刷卡的卡号在配置文件里进行匹配，然后判断所刷卡的有效性，如果所刷卡无效，则不作任何响应，如果所刷卡有效，则将刷卡信息传送至RFID卡刷卡控制模块，此处传送控制信息的方法为网络模块使用互联网传输方法进行传输；RFID卡刷卡控制模块接收到刷卡信息后，分析刷卡信息，这里分析内容包括：刷卡信息的控制命令类型和被控设备标识，然后搜索有权限的卡号并匹配卡信息，然后将解析后的控制指令利用网络模块发送至物联网服务器；物联网服务器根据解析后的控制指令内容利用网络模块发送至转发设备(继电器)；转发设备接收到相关控制信息后，将控制指令发送至相应被控设备；被控设备相应控制命令并执行相关操作。
参照说明附图2的实现电路图，读卡器包括USB转换串口模块1、MCU模块2、RFID模块3、电感线圈4和警铃5，其中USB转串口模块1一方面将USB数据转换成串口数据，另一方面对RFID模块3和MCU模块供电；MCU模块2则通过其数据端口读取RFID模块传出的卡信息数据，经过编码处理后通过其串口将数据传入上位机10；RFID模块3，为读写模块，主要用于RFID卡的读、写和加密操作；RFID集成芯片的电感线圈4则是产生电磁场传递电磁能给RFID卡实现读写功能；而对于响铃5，则是用于状态指示，比如上电时响声指示，读卡成功时的声响指示；对于MCU模块6则是接收上位机命令信息作出对本地继电器的控制管理。
以太网传输由路由器设备7、第二网络模块8和交换机9组成，其中路由设备9用于将信息流或数据流分组选择路由，而MCU模块9接收上位机命令信息作出对远程继电器的控制管理。
对于上位机10，应当具有数据库功能，实现对RFID卡有效性的验证和对MCU控制命令的下达。
刷卡操作流程可以参考说明书附图3所示的流程，另参考说明书附图4，具体实现方法如下：当服务器检测到有刷卡信息时，便检测所刷卡的有效性，如果所刷卡无效，则不作出任何响应，如果所刷卡有效，则将刷卡信息传送至RFID卡刷卡控制模块。
参考说明书附图5，RFID卡刷卡控制模块接收到刷卡信息后，读取卡信息并搜索有权限的卡，获取发送目标，获取发送速度，分析刷卡信息内容并根据分析结果生成相关控制命令，根据控制命令匹配有权限的卡号，如果匹配失败，则显示相关异常信息，如果匹配成功，则将相关控制命令发送至服务器。
参考说明书附图6，当服务器接收到RFID卡刷卡控制模块发送过来的控制命令后，连接相关控制设备，如果连接不成功，则提示相关异常信息，如果连接成功，则将控制命令发送至相关控制设备，相关控制设备接收到控制命令后连接要控制的电器装置，并执行相关命令，如果执行命令失败，则提示相关异常信息，如果执行命令成功，则向远程客户端返回一个BOOL值。

Claims (8)

1.一种基于物联网的电器控制系统，其特征在于其包括：
RFID卡，载有含有用户标签和预置指令的信息；
RFID读卡器，通过刷卡操作读取用户RFID卡的所述信息；
物联网服务器，连接并控制对物联网资源进行访问的所述RFID读卡器，验证所述用户标签的有效性；
RFID卡控制模块，通过第一网络模块连接到所述物联网服务器，在用户标签有效的条件下解析所述信息，生成具体的控制指令并回传给所述物联网服务器；
控制转发设备，通过以太网与所述物联网服务器的连接进行互联通讯，以传输所述控制指令；
继电器模块，连接所述控制转发设备以响应相应的所述控制指令，用于相应的自动控制电路的通断，且根据上位机的控制信息受控制管理于所述控制转发设备；以及
被控电器，在其主电路上配置有相应的所述自动控制电路。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的电器控制系统，其特征在于：所述控制转发设备为MCU模块。
3.根据权利要求1或2所述的基于物联网的电器控制系统，其特征在于：所述RFID读卡器包括第一控制转发器、连接在该控制器上的用于RFID卡读写的RFID模块(3)和连接在该RFID模块上的电感线圈(4)，以及用于连接到所述控制器上以用于其与上位机(10)通讯的接口模块，其中上位机为所述物联网服务器。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的电器控制系统，其特征在于：所述以太网用于连接转发设备与所述物联网服务器的部分包括通过网络接口与所述物联网服务器相连的交换机(9)和通过网路与所述交换机连接的第二网络模块(8)，其中该第二网络模块与所述转发设备互联通讯。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的电器控制系统，其特征在于：还包括与所述RFID模块连接的指示器，用于指示刷卡状态。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的电器控制系统，其特征在于：还包括与所述物联网服务器相连的本地控制部分。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的电器控制系统，其特征在于：所述本地控制部分包括与所述物联网服务器互联的第三控制器和与该第三控制器互联的本地继电器模块，以及本地继电器模块驱动的本地电器。
8.根据权利要求1所述的基于物联网的电器控制系统，其特征在于：所述物联网服务器带有数据库。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102768514A (zh) * 2012-07-06 2012-11-07 南京物联传感技术有限公司 一种家居控制系统及其控制方法
CN104615021A (zh) * 2014-12-30 2015-05-13 北京奇虎科技有限公司 利用公交卡进行烹饪电器控制的方法及智能控制系统
CN108255088A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 烹饪控制方法及装置

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