CN203455652U

CN203455652U - 一种智能家电控制系统

Info

Publication number: CN203455652U
Application number: CN201320546883.7U
Authority: CN
Inventors: 张振亮; 薛晨洋; 陈钢; 陈良
Original assignee: SUZHOU YUANCHENG INTELLIGENCE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Suzhou Sigma Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2023-09-04

Abstract

本实用新型公开了一种智能家电控制系统，包括智能网关、智能节点，以及远程终端，所述的智能网关、智能节点和远程终端通过网络连接，所述的智能网关包括主控制芯片，以及与主控制芯片电连接的Flash芯片、韦根接口、RS485接口、网络处理芯片、Z-WAVE通信芯片、WIFI无线网卡、5VDC-IN继电器、红外线检测发送装置和MINI-USB-B接口；所述的智能节点包括主控制芯片，以及与主控制芯片电连接的网络处理器芯片、红外线检测发送装置、LED显示屏、温湿度传感器、开关、MINI-USB接口和电源。其使用简单，对智能家电控制效果稳定。

Description

一种智能家电控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于物联网技术的智能家电控制系统。

背景技术

目前，国内大部分智能家电采用电力载波技术或其他有线技术进行智能家电的控制，或采用ZWAVE等无线技术进行控制，但是由于目前智能家电标准的不统一，导致不同厂商智能家电设备间无法直接通信，数据不能有效利用，达不到预期的智能控制效果；远程控制家电一般采用不太稳定的花生壳动态域名方案，这种方案虽然免费，但很不稳定，有的收费方案使产品复杂化，易用性极低，如果没有专业知识很难用起来，同时设备升级需要电脑配合，比较麻烦。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种使用简单，智能控制效果稳定的智能家电控制系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种智能家电控制系统，包括智能网关、智能节点，以及远程终端，所述的智能网关、智能节点和远程终端通过网络连接，

所述的智能网关包括主控制芯片，以及与主控制芯片电连接的Flash芯片、韦根接口、RS485接口、网络处理芯片、Z-WAVE通信芯片、WIFI无线网卡、5VDC-IN继电器、红外线检测发送装置和MINI-USB-B接口；

所述的智能节点包括主控制芯片，以及与主控制芯片电连接的网络处理器芯片、红外线检测发送装置、LED显示屏、温湿度传感器、开关、MINI-USB接口和电源。

作为上述方案的进一步优化，所述的主控制芯片为32位ARM处理器，用于和智能节点组成网络，同时连接远程云端，提供更多红外码和设备控制信息以实现远程控制。

作为上述方案的进一步优化，所述的温湿度传感器监测温度范围为-40～125℃，湿度范围为0～100%相对湿度。

作为上述方案的进一步优化，所述的远程终端为智能手机、PAD或笔记本计算机。

作为上述方案的进一步优化，所述的Flash芯片内置有全球红外码库。

本实用新型的有益效果主要表现为：使用本实用新型的智能家电控制系统，不需要用遥控器控制家电设备，只需用手机就可遥控家里的所有红外控制的家电；克服了国内智能家电设备配置复杂、通信协议混乱以及升级麻烦的缺点，同时本实用新型采用模组化开放设计，不仅可以接入各种红外控制的家电产品，还可以接入其他公司开发的基于ZigBee或Z-Wave的智能设备，比如智能窗帘、智能锁、智能影音等并进行控制，解决了设备间协议不兼容的问题；最后本平台可以实现家电的真正智能控制，用户可以根据需要“DIY”（自己动手）自己的家电管理。智能节点内置红外收发模块、ZigBee模块、实时时钟模块、常用传感器模块和供电模块。用户可以任意DIY，根据时间、温度、人体运动、噪声等因素来对家电设备进行远程控制，比如每天晚上10点关闭空调，温度高于35度开启空调，无人时自动关灯等。

附图说明

图1是本实用新型的智能网关结构示意图。

图2是本实用新型的智能节点结构示意图。

图3是本实用新型的数据流向示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对实用新型作进一步的具体描述。

如图1、2和3所示，一种智能家电控制系统，包括智能网关、智能节点，以及远程终端，所述的智能网关、智能节点和远程终端通过网络连接，

所述的智能网关包括主控制芯片，以及与主控制芯片电连接的Flash芯片、韦根接口、RS485接口、网络处理芯片、Z-WAVE通信芯片、WIFI无线网卡、5VDC-IN继电器、红外线检测发送装置和MINI-USB-B接口；所述的智能节点包括主控制芯片，以及与主控制芯片电连接的网络处理器芯片、红外线检测发送装置、LED显示屏、温湿度传感器、开关、MINI-USB接口和电源（电池）。

所述的主控制芯片为32位ARM处理器。所述的温湿度传感器监测温度范围为-40～125℃，湿度范围为0～100%相对湿度。所述的远程终端为智能手机、PAD或笔记本计算机。所述的Flash芯片内置有全球红外码库。

本实施例主要采用ZigBee技术和WIFI技术配合多种传感器，控制器设计而成，可以实现对红外控制家电的控制，以及其他基于ZigBee技术的智能设备的检测和控制，比如智能插座，智能锁等。同时可将这些设备数据通过云平台实现远程查看，分析和利用。本系统除了硬件部分，软件部分采用模组化设计，每个家电类型和ZigBee智能设备都有独立的模组，模组库实时更新，可方便的接入更多家电设备和其他的ZigBee智能设备，并进行管理。各种家电设备能够自组网并通过智能网关接入云平台实现智能诊断和分析，发现问题能及时通过微博、微信、邮件、短信等方式通知使用者。本系统可以根据用户的设置对家电设备和其他智能设备进行合理管理，真正实现家电的智能化。

本实施例实现了多种标准无线通信协议，具有ZigBee，Z-Wave和WIFI通信功能，同时采用了云端方案，使大部分的数据处理都在远程服务器完成，客户端只需简单安装并登陆即可完成就地、远程对家电的控制，克服了国内产品配置复杂、不够智能化的缺点。本实施例配备了大容量存储和快速处理的32位ARM处理器，用于和智能遥控节点组成网络，同时连接远程云端，提供更多红外码和设备控制信息以实现远程控制。另外，本系统可通过网络直接连接到云平台，上传和下载更多不断补充的家电红外码，让用户真正的用一个手机就控制所有的遥控设备。

智能网关利用无线ZigBee，Z-WAVE和WIFI技术，通过在需要控制家电的房间放置智能遥控节点，通过ZigBee组成智能网络,让用户可以通过手机在家，或在任何可以接入网络的地方控制家里的家电设备。同时支持其他厂商的基于ZigBee，Z-Wave的智能设备接入智能网关并进行控制。

本实施例智能网关的一大特点是通信接口丰富，既可以采用有线的韦根接口、RS485接口进行门禁等设备联动，也可以通过WIFI无线接口接入网络，通过无线的红外线检测发送装置接收更多红外码；也可通过Z-WAVE和ZigBee无线接口，实现对智能家电设备的交互、控制。

本实施例智能网关的主控制器芯片采用意法半导体STM32F107系列ARM芯片，工作频率72MHZ，负责与各通信接口的通信，同时管理存储IC，实现业务逻辑的高速处理。本实施例智能网关的存储部分采用两块基于SPI总线的64MBIT的FLASH芯片MX25L64，用来存储红外码，用户配置，操作记录等重要信息。

ZigBee通信采用CC2480芯片实现。CC2480 是 TI 首款经 ZigBee 认证的新 Z-Accel 系列网络处理器产品，它能够简化设计、缩短上市时间。Z-Accel 简化了将 ZigBee 功能添加到新的或现有应用的操作，并允许客户与任何 MCU 进行灵活协作以加速应用开发。CC2480 支持 TI 的 SimpleAPI 和业界领先的 ZigBee Stack、Z-Stack?。

Z-WAVE通信采用ZW0301芯片实现。ZW0301集成了一个RF收发器、一个8051微处理器，闪存和SRAM存储器及一系列外设，包括电池监控和带增强型唤醒定时器超低功率睡眠模式。

本实施例中智能节点属于智能家电平台的一部分，具有ZigBee通信功能，大范围覆盖的红外收发功能和一些辅助的传感器，内置ZigBee模块、温湿度监测模块、运动监测模块、噪音监测模块。利用传感器，可根据用户要求实现定时开关机，无人关机，低温开机或高温开机等功能。本实施例智能节点的主控制器芯片采用意法半导体的STM32F103系列ARM芯片，负责各传感器模块的控制，通信处理。ZigBee通信采用CC2480芯片实现。CC2480 是 TI 首款经 ZigBee 认证的新 Z-Accel 系列网络处理器产品，它能够简化设计、缩短上市时间。Z-Accel 简化了将 ZigBee 功能添加到新的或现有应用的操作，并允许客户与任何 MCU 进行灵活协作以加速应用开发。CC2480 支持 TI 的 SimpleAPI 和业界领先的 ZigBee Stack、Z-Stack?。温湿度监测部分采用SMTH08I温湿度监测器，温度监测范围-40-125℃，湿度监测范围0-100%RH。

本实施例软件平台采用模组化设计，可方便接入各种设备进行管理，并提供温度，湿度，噪声等物理量供用户DIY管理家电设备。

系统搭建完成后，智能网关和智能节点通过ZigBee自己组成网络并同步时间和数据。智能遥控网关则通过WIFI加入家庭网络，并登陆远端服务器，根据用户需要下载相应的设备红外码和设备信息，以实现对家电或其他智能设备的控制。

用户控制时仅需打开手机，或PAD的WIFI，或者PC接入网络，就可以通过客户端与智能网关交互，从而控制各个节点与家电和其他智能设备的通信。

ZigBee技术的主要优点有：

（1）省电，两节五号电池可使用长达六个月至两年的时间；

（2）可靠，采用了碰撞避免机制；

（3）安全，ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，各种应用可以灵活确定其安全属性；

（4）成本低；

（5）时延短；

（6）网络容量大。

ZigBee技术的特点完全符合家庭网络通讯的需要，且自组网能力强，安全可靠，因此选择ZigBee技术构建智能家电无线网络系统。

所谓 Wi-Fi，其实就是 IEEE 802.11b 的别称，是由一个名为“无线以网相容联盟”（Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA）的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证”，它是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。随着技术的发展，以及IEEE 802.11a 及IEEE 802.11g等标准的出现，现在IEEE 802.11 这个标准已被统称作Wi-Fi。从应用层面来说，要使用Wi-Fi，用户首先要有 Wi-Fi 兼容的用户端装置。

WIFI突出优势如下：

其一，无线电波的覆盖范围广，基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有50英尺左右（约合15米），而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右（约合100米），办公室自不用说，即便在整栋大楼中也可使用。最近，由Vivato公司推出的一款新型交换机，该款产品能够把目前Wi-Fi无线网络300英尺（接近100米）的通信距离扩大到4英里（约6.5公里）。

其二，虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到54mbps，符合个人和社会信息化的需求。

其三，厂商进入该领域的门槛比较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。也就是说，厂商不用耗费资金来进行网络布线接入，从而节省了大量的成本。

本实施例利用ZigBee和WIFI技术将家庭中需要红外遥控的设备通过YC-ZWGT103智能遥控网关和YC-ZBIR103智能遥控节点设备组成智能遥控网络，对家里的需要使用遥控器的设备（比如：机顶盒，电视机，空调，冰柜，EVD等）进行管理，控制，省去了找遥控器的麻烦，只需要使用手机就可以在家里或者任何有网络的地方控制家电设备。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims

1.一种智能家电控制系统，包括智能网关、智能节点，以及远程终端，所述的智能网关、智能节点和远程终端通过网络连接，

2.根据权利要求1所述的一种智能家电控制系统，其特征在于，所述的主控制芯片为32位ARM处理器。

3.根据权利要求1所述的一种智能家电控制系统，其特征在于，所述的温湿度传感器监测温度范围为-40～125℃，湿度范围为0～100%相对湿度。

4.根据权利要求1所述的一种智能家电控制系统，其特征在于，所述的远程终端为智能手机、PAD或笔记本计算机。

5.根据权利要求1所述的一种智能家电控制系统，其特征在于，所述的Flash芯片内置有全球红外码库。