CN204481840U - 一种低功耗的智能家居装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于蓝牙通信技术应用领域，具体是一种低功耗的智能家居装置。系统主要硬件包括移动终端、显示屏、蓝牙芯片、处理器、电源管理电路、信号采集电路、键盘。用户可以通过移动终端（1）蓝牙与智能家居管理盒子（3）通信，家居管理盒子负责与家电低功耗蓝牙组网，并进行智能管理家用电器House Appliances（2）。移动终端则可以通过配置家居管理盒子来统一管理家用电器HA。通过蓝牙时分配对通信来实现组网，一个处理器管理一个或多个从设备，更好的实现了低功耗的电源管理。这样的系统可以实现：低功耗，低成本，信道干扰小，电磁辐射小，信息安全等特点。

Description

一种低功耗的智能家居装置
技术领域
本实用新型属于蓝牙通信技术应用设计领域，涉及一种低功耗的智能家居装置，应用于智能家居的设计。具有低功耗，分级管理，成本低廉，抗干扰，信息安全等特点。
背景技术
随着物联网的热潮的袭卷，近期各类智能家居在悄然崛起。云平台的新家电初试市场方向，现有一般采用基于Wi-Fi的通信控制方案。现在几乎人人手里都有一台智能手机，手机均集成有Wi-Fi的通信与蓝牙的通信功能，如果采用zigbee低功耗方案，面临的缺点是方案难以推广开来。
在家里大家一般会采用Wi-Fi联网，但一个房间里的家电都是覆盖了Wi-Fi信号，多个Wi-Fi会在信道直接之间产生信道干扰，不仅影响上网体验，Wi-Fi设备的耗电要比蓝牙BLE和Zigbee大得多，而且电磁波辐射也大。
相比之下，后起之秀的低功耗蓝牙BLE避开了以上的缺点，也在功耗做的比zigbee功耗还要低。理论上一个纽扣电池可以给BLE芯片供电一年以上，从能量角度可见射频辐射之小。BLE发射功率小不代表其覆盖范围小，因为BLE的灵敏度一般是在-90dbm到-70dbm之间，更高效的利用了发射能量。平时手机蓝牙是闲置的，也不会因连接家电而占用了Wi-Fi上网体验。在蓝牙协议里头，蓝牙BLE在2.4G的公共的39个信道上进行通信，蓝牙BLE具有自适应跳频，可以避开受到干扰的信道。同时仅采用3个信道进行广播，建立蓝牙间的连接仅需3ms。有一缺点是BLE只能进行以1主机8个从机的星型组网。但在这里方案中可以通过时分快速配对组网，那样可组起多个从机，BLE缺点可以不考虑了。
还有一点就是安全问题，人们越来越关心信息泄露之类的安全问题。Wi-Fi在信息方面加密没BLE做的好。BLE在数据传输方面做了AES128加密，更好的保证了信息安全。 
实用新型内容
本实用新型的目的主要为降低智能家居中控制装置的功耗，也为解决智能家居的成本、信息安全、抗干扰能力以及解决蓝牙多设备组网问题。这种蓝牙组网管理方案更具考虑人体健康，贴近绿色生活。
为此，本实用新型提供了一种低功耗的智能家居装置，包括：移动终端、家居智能管理盒子、家用电器三大部分组成；移动终端可以为手机或者平板电脑；家居智能管理盒子由第一处理器MCU，键盘，电源管理和保护电路，第一OLED显示屏和双模蓝牙4.0构成，其中，键盘和第一OLED显示屏连接到第一处理器MCU的I/O接口，双模蓝牙4.0分别连接到第一处理器MCU的UART硬件接口，电源管理和保护电路给单板供电和保护；家用电器由第二处理器MCU，控制电路，用电采集电路，按键，第二OLED显示屏和蓝牙BLE芯片构成，其中，控制电路、用电采集电路、按键和第二OLED显示屏分别连接到第二处理器MCU的I/O接口，蓝牙BLE芯片连接到第二处理器MCU的UART硬件接口。
上述一种低功耗的智能家居管理装置，所述的家电显示屏采用OLED，在耗电方面更加节能。
本实用新型的有益效果是：在智能家居组网上，移动端与家居智能管理盒子之间采用蓝牙通信，不同手机支持的蓝牙2.0和4.0等，因为要考虑到蓝牙兼容性的问题，所以智能盒子采用的是双模的4.0蓝牙芯片，这样可以做到与各个版本的蓝牙都兼容。智能盒子与家用电器之间均采用BLE通信，家用电器上只需集成单模的BLE芯片，可以很好的降低成本和功耗。
附图说明
附图给出该智能家居管理装置的组网示意图：
图1是一种低功耗的智能家居管理装置的示意图：
图2是家居智能管理盒子的内部设计：
图3是家用电器内部控制与通信电路：
附图1标记说明：1、移动终端；2、家用电器；3、家居智能管理盒子；
附图2标记说明：4、第一处理器MCU；5、键盘；6、电源管理和保护电路；7 、第一OLED显示屏；8、双模蓝牙4.0；
附图3标记说明：9、家用电器（HA1-HA6等）第二处理器MCU；10、控制电路；11、用电采集电路；12、按键；13、 第二OLED显示屏；14、蓝牙BLE芯片。
具体实施方式
下面结合附图，对本方案的实用新型为解决智能家居的低功耗、信息安全、抗干扰能力以及解决蓝牙多设备组网等技术问题做进一步说明：如图1，家居智能管理盒子3与家用电器2（例如HA1-HA6）进行时分配对，进行组网。以一个主机与多个从机独立互相配对，短时间内进行数据传输结束后，保持长时间断开，等待下一次连接。智能管理盒子3可以定时采集家电的用电情况，对其进行合理管理与任务分配，其内部硬件如图2，由第一处理器MCU4、键盘5、电源管理与保护电路6、第一OLED显示屏7、双模蓝牙4.0 8组成。家用电器2的内部则需要一块如图3的硬件电路模块。该模块负责根据用户的设定，进行自动化管理家用电器的使用，其内部电路控制模块由第二处理器MCU9、控制电路10、用电采集电路11、按键12、第二OLED显示屏13、蓝牙BLE14组成。
通过智能互动，这个家居管理装置，可以很大程度上解决了没必要的功耗，手机也无须时时刻刻连接家用电器，实现分级控制，使得系统更加稳定，更加实用。
以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种低功耗的智能家居装置，其特征在于包括：移动终端（1）、家居智能管理盒子（3）、家用电器（2）三大部分组成；移动终端（1）可以为手机或者平板电脑；家居智能管理盒子（3）由第一处理器MCU（4），键盘（5），电源管理和保护电路（6），第一OLED显示屏（7）和双模蓝牙4.0（8）构成，其中，键盘（5）和第一OLED显示屏（7）连接到第一处理器MCU（4）的I/O接口，双模蓝牙4.0（8）分别连接到第一处理器MCU（4）的UART硬件接口，电源管理和保护电路（6）给单板供电和保护；家用电器（2）由第二处理器MCU（9），控制电路（10），用电采集电路（11），按键（12），第二OLED显示屏（13）和蓝牙BLE芯片（14）构成，其中，控制电路（10）、用电采集电路（11）、按键（12）和第二OLED显示屏（13）分别连接到第二处理器MCU（9）的I/O接口，蓝牙BLE芯片（14）连接到第二处理器MCU（9）的UART硬件接口。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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