CN204810290U - 一种新型无线智能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型无线智能系统，包括联网设备和非联网设备，所述联网设备或非联网设备与智能控制设备之间都无线连接，所述联网设备包括BLE？MESH类设备、BLE？MESH网关、WIFI类设备、路由器以及云服务器，所述非联网设备为BLE类设备，所述新型无线智能系统内包括有蓝牙和WIFI两种数据传输网络。本实用新型是以BLE、BLE？MESH、WIFI三类手机等移动设备可以直接对接的无线通信技术为基础，结合了硬件电路、手机APP(或其他控制软件)、云服务器等技术手段，实现的一套家居电子、电器产品自动化控制、传感互联等功能的系统。

Description

一种新型无线智能系统

技术领域

本实用新型属于智能家居和智能系统的领域，特别是涉及一种新型无线智能系统。

背景技术

智能家居系统的无线方案比较多，主要的技术方案有WIFI、蓝牙、ZIGBEE、2.4GRF、433/315M等，但是现有技术都会存在各种各样的问题：

(1)WIFI技术：功耗大，很难用作电池供电的产品应用；需要连接上路由器才能通信，一般会有个配置路由器SSID和密码的过程，连接过程比较麻烦；并且受限于路由器的负载能力，一般系统中的设备接入不了太多；目前WIFI模块的成本也比较高，对于灯泡、插座、开关这类小智能设备来说显得过于昂贵。

(2)蓝牙技术：目前的蓝牙方案手机连接的数量有限；通信距离有限；基于BLEMESH的蓝牙方案可以解决容量、距离的问题，但是蓝牙无法接入网络端，无法远程控制，数据吞吐量也有限。

(3)ZIGBEE技术：手机无法直接连接，需要借助一个网关才能够对接手机和网络；系统内包含协调器、路由器和终端多个身份的设备，系统拓扑结构复杂；设备组网、退网复杂，不适合普通消费者使用，非常容易造成困惑。

(4)2.4G和433/315M技术：手机无法直接连接，需要借助一个网关才能够对接手机；设备间无法组网，距离比较近；所有数据都是没有经过加密，相当于明文传输，系统安全性具有很大的风险。

综合上述目前的现状是，现有的智能家居系统可以选择的方案很多，但是都存在各式各样的问题，集中于几点：功耗、系统容量、组网、数据带宽即吞吐量、操作难易程度、安全性等方面。主要原因是上面阐述的各类方案都不是为智能家居系统设计的，不具备或者缺失了智能家居系统需要的某些特性(例如组网、群组、联动、低功耗等)，单独某一种技术方案的不完备性，依托其构建的智能系统也会存在各种短板，严重阻碍了智能家居和其他智能系统的落地和普及。

实用新型内容

为了解决上述各个通信技术方案存在的问题，设计出真正适合智能家居系统使用的技术方案，本实用新型提出了一种新型无线智能系统，结合多种通信技术方式扬长避短，并且还从系统的通信组网、智能控制设备接入、群组联动、云端接入等方面进行了创新，真正解决智能家居和其他智能系统的应用需求。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种新型无线智能系统，包括联网设备和非联网设备，所述联网设备或非联网设备与智能控制设备之间都无线连接，所述联网设备包括BLEMESH类设备、BLEMESH网关、WIFI类设备、路由器以及云服务器，所述非联网设备为BLE类设备，所述新型无线智能系统内包括有蓝牙和WIFI两种数据传输网络。

所述BLE类设备内置低功耗BLE模块，为标准的低功耗蓝牙设备，仅可以被智能控制设备通过蓝牙方式直接连接并通信、控制。所述BLE模块不会接入云端，一般用于对安全性要求比较高不接入公共Internet网络的设备，以及用于没有远程控制需求的设备。

所述BLEMESH类设备内置BLEMESH模块，各BLEMESH类设备之间可通过蓝牙网络相互连接、通信。各BLEMESH模块之间通过发送和监听蓝牙广播数据包的方式，相互通信，并将广播数据包由近及远不断广播、接力传递，蓝牙网络距离可以通过不断接力而无限延伸下去，从而形成一个蓝牙智能设备的大范围网络。需要注明的是这种网络并没有特别的去进行组件网络的操作，而是一种基于蓝牙广播接力的自组网形式。智能控制设备可以连接任何一个BLEMESH类设备，从而接入整个BLEMESH类设备的蓝牙网络并控制整个蓝牙网络。

所述WIFI类设备内置WIFI模块，通过WIFI网络，接收智能控制设备发送的路由器SSID和密码，可主动连接到路由器，并通过路由器直接与云端服务器通信。WIFI类设备主要是一些通信数据量大，有联网需求的设备，例如IPC、云音箱等；也可以是一些单独的小设备，例如WIFI插座等。

所述BLEMESH网关同时内置BLEMESH模块和WIFI模块。所述BLEMESH网关可以通过内置的BLEMESH模块与系统其它BLEMESH类设备相互通信，也可以通过内置的WIFI模块连接到路由器，与云端服务器通信。系统的BLEMESH类设备如果需要与云端服务器相互通信，可以先将数据通过BLEMESH模块发送到所述BLEMESH网关，再由BLEMESH网关将数据通过WIFI发送到云端，接收数据通路反过来。通过这种方式可以将整个系统中的BLEMESH类设备也接入云端。系统可以有多个BLEMESH网关，用于解决路由器信号覆盖范围窄的问题。

所述新型无线智能系统内的任一联网设备或非联网设备，均会在刚接入蓝牙或WIFI网络时由智能控制设备统一分配一个网络内唯一的16bit的设备编码，智能控制设备、云服务器等可以通过这个网络内的唯一编码跟系统内具体的设备通信，系统内的设备也可以通过这个网络内的唯一编码相互通信。所述新型无线智能系统最多能够容纳65535个设备。

所述系统内任意两个或多个设备可通过智能控制设备建立群组联动关系。系统内的联网设备或非联网设备，根据控制数据的方向又可以分为输入类(例如灯具，接收命令)设备、输出类(例如开关，发出命令)设备、以及输入/输出类设备，可以对输入类设备、输出类设备、输入/输出类设备分别进行配置、建立群组、建立联动等操作，也可以混合配置不同类设备，建立群组、建立联动等操作。

所述智能控制设备和云端服务器除了WIFI网络连接外，还可以通过手机移动网络连接。

所述系统中的联网设备或非联网设备，可根据具体需要自由选择数量。例如，路由器的WIFI信号距离有限，别墅类的应用可以通过安置多个路由器，从而扩大WIFI类设备的接入范围。

所述新型无线智能系统可同时与多个智能控制设备连接，所述智能控制设备为智能手机、PAD或电脑中的一种或几种的组合。任一智能控制设备只要连接了系统中其中的任何一个联网设备，都可以获取到整个系统的控制能力。另外，系统允许多台智能控制设备通过各个节点的联网设备接入到整个联网设备网络中。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提出的一种新型无线智能系统，是以BLE、BLEMESH、WIFI三类手机(或其他移动设备)可以直接对接的无线通信技术为基础，结合了硬件电路、手机APP(或其他控制软件)、云服务器等技术手段，系统创新性的解决以下几点问题：

1，设备之间可以相互无线通信并接力传递数据，解决系统的组网通信问题；

2，系统每个设备分配一个16bit的设备ID，整个网络容量可以最大为65535个，解决系统容量问题。

3，用户的手机、PAD等可以通过直接连接系统中的任何一个设备，而接入系统并控制整个系统，解决系统的多手机用户接入问题。

4，对于有低功耗要求的设备，优先选择BLE或者BLEMESH方案，通过休眠、唤醒等工作模式切换，解决低功耗问题。

5，系统内的各类设备之间可以建立群组，产生不同效果的联动，解决系统的联动问题。

6，系统基于蓝牙和WIFI技术，而非315/433M这种明文通信技术，安全性得到很大的保证。另外系统中对安全性要求更加苛刻的设备，可以使用BLE这种不接入网络的技术，保证这类设备不会受到云端攻击。

7，系统的WIFI设备可以直接接入云端，蓝牙设备可以通过蓝牙网关接入云端，解决系统的网络接入问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意框图；

图2为实施例一中本实用新型设备低功耗联动处理功能框图；

其中：1、BLE类设备；2、BLEMESH类设备；3、BLEMESH网关；4、WIFI类设备；5、智能控制设备；6、路由器；7、云服务器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

如图1所示，本实用新型为一种新型无线智能系统，包括联网设备和非联网设备，所述联网设备或非联网设备与智能控制设备5之间都无线连接，所述联网设备包括BLEMESH类设备2、BLEMESH网关3、WIFI类设备4、路由器6以及云服务器7，所述非联网设备为BLE类设备1，所述新型无线智能系统内包括有蓝牙和WIFI两种数据传输网络。

所述BLE类设备1内置低功耗BLE模块，为标准的低功耗蓝牙设备，仅可以被智能控制设备5通过蓝牙方式直接连接并通信、控制。所述BLE模块不会接入云端，一般用于对安全性要求比较高不接入公共Internet网络的设备，以及用于没有远程控制需求的设备。例如智能门锁，可以采用BLE方案，这样必须要在门锁一定范围内才能够控制，因为无法远程控制所以排除了很大的安全性风险。

所述BLEMESH类设备2内置BLEMESH模块，各BLEMESH类设备2之间可通过蓝牙网络相互连接、通信。各BLEMESH模块之间通过发送和监听蓝牙广播数据包的方式，相互通信，并将广播数据包由近及远不断广播、接力传递，蓝牙网络距离可以通过不断接力而无限延伸下去，从而形成一个蓝牙智能设备的大范围网络。需要注明的是这种网络并没有特别的去进行组件网络的操作，而是一种基于蓝牙广播接力的自组网形式。智能控制设备5可以连接任何一个BLEMESH类设备2，从而接入整个BLEMESH类设备2的蓝牙网络并控制整个蓝牙网络。

所述WIFI类设备4内置WIFI模块，通过WIFI网络，接收智能控制设备5发送的路由器SSID和密码，可主动连接到路由器6，并通过路由器6直接与云端服务器7通信。WIFI类设备4主要是一些通信数据量大，有联网需求的设备，例如IPC、云音箱等；也可以是一些单独的小设备，例如WIFI插座等。

所述BLEMESH网关3同时内置BLEMESH模块和WIFI模块。所述BLEMESH网关3可以通过内置的BLEMESH模块与系统其它BLEMESH类设备2相互通信，也可以通过内置的WIFI模块连接到路由器，与云端服务器通信。系统的BLEMESH类设备2如果需要与云端服务器相互通信，可以先将数据通过BLEMESH模块发送到所述BLEMESH网关3，再由BLEMESH网关3将数据通过WIFI发送到云端，接收数据通路反过来。通过这种方式可以将整个系统中的BLEMESH类设备2也接入云端。系统可以有多个BLEMESH网关3，用于解决路由器信号覆盖范围窄的问题。

所述新型无线智能系统内的任一联网设备或非联网设备，均会在刚接入蓝牙或WIFI网络时由智能控制设备5统一分配一个网络内唯一的16bit的设备编码，智能控制设备5、云服务器7等可以通过这个网络内的唯一编码跟系统内具体的设备通信，系统内的设备也可以通过这个网络内的唯一编码相互通信。所述新型无线智能系统最多能够容纳65535个设备。

比如通过智能手机，为系统的每一个设备分配唯一的16bit短ID；通过WIFI及路由器6，整个系统可以接入Internet，并可以跟架构在阿里云、亚马逊等提供第三方云服务的平台远程对接。

所述系统内任意两个或多个设备可通过智能控制设备5建立群组联动关系。系统内的联网设备或非联网设备，根据控制数据的方向又可以分为输入类(例如灯具，接收命令)设备、输出类(例如开关，发出命令)设备、以及输入/输出类设备，可以对输入类设备、输出类设备、输入/输出类设备分别进行配置、建立群组、建立联动等操作，也可以混合配置不同类设备，建立群组、建立联动等操作。

输入类设备的群组联动控制具体实现方法：以LED灯具为例，LED灯具是典型的输入类设备，对于一般的家庭而言，不同的房间和客厅里面都会有至少一盏的LED灯，可以对这些灯具进行群组配置。例如卧室里面的天花灯可能有10盏，这10盏可以配置到一个群组统一控制；客厅的筒灯可以配置成一个群组，客厅的射灯可以配置成一个群组，客厅的所有灯可以加到同一个群组。

对于家庭的典型的输入类设备插座也是一样。

输入类设备和输出类设备的联动具体实现方法：以LED灯和开关为例，LED灯具是典型的输入类设备，而开关是典型的输出类设备。对于一般的家庭而言，不同房间和客厅都会至少有一盏LED灯和一组开关，可以将每个房间内的开关跟灯具建立联动关系，这样用户操作开关时候，就可以联动控制LED灯具。

再比如，输出类设备门磁传感器贴在门口，可以跟客厅的输入类设备LED建立联动关系，开门的时候自动打开LED灯。

如图2所示，有低功耗要求输出类设备A，跟两个输入类设备B建立了联动，由于设备A有低功耗要求，一般都是用电池供电；大部分时候设备A必须处于低功耗模式，以节省电能。当设备A接收到用户的操作，或者通过传感器感应到周围环境的变化时，自动唤醒进入工作模式。

进入工作模式之后的设备A，再次确认用户的操作和传感器的数值变化，从而直接发送对应的控制命令到设备B，产生联动，执行完控制命令之后，再次进入低功耗模式。

例如，设备A为一个内置温度传感器的设备，设备B是空调，大部分时候设备A处于低功耗模式，并监测周围的环境温度。当温度超过一定数值时，比如超过25度时，设备A自动唤醒并发送开启空调的命令到设备B，完成温度过高开启空调的自动化场景。

所述智能控制设备5和云端服务器7除了WIFI网络连接外，还可以通过手机移动网络连接。

所述系统中的联网设备或非联网设备，可根据具体需要自由选择数量。例如，路由器的WIFI信号距离有限，别墅类的应用可以通过安置多个路由器，从而扩大WIFI类设备的接入范围。

所述新型无线智能系统可同时与多个智能控制设备5连接，所述智能控制设备5为智能手机、PAD或电脑中的一种或几种的组合。任一智能控制设备5只要连接了系统中其中的任何一个联网设备，都可以获取到整个系统的控制能力。另外，系统允许多台智能控制设备5通过各个节点的联网设备接入到整个联网设备网络中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新型无线智能系统，包括联网设备和非联网设备，所述联网设备或非联网设备与智能控制设备(5)之间都无线连接，其特征在于：所述联网设备包括BLEMESH类设备(2)、BLEMESH网关(3)、WIFI类设备(4)、路由器(6)以及云服务器(7)，所述非联网设备为BLE类设备(1)，所述新型无线智能系统内包括有蓝牙和WIFI两种数据传输网络；

所述BLE类设备(1)内置低功耗BLE模块，仅可以被智能控制设备(5)通过蓝牙方式直接连接并通信、控制；

所述BLEMESH类设备(2)内置BLEMESH模块，各BLEMESH类设备(2)之间可通过蓝牙网络相互连接、通信；所述WIFI类设备(4)内置WIFI模块，通过WIFI网络，可主动连接到路由器(6)，并通过路由器(6)直接与云端服务器(7)通信；所述BLEMESH网关(3)同时内置BLEMESH模块和WIFI模块；

所述新型无线智能系统内的任一联网设备或非联网设备，均会在刚接入蓝牙或WIFI网络时由智能控制设备(5)统一分配一个网络内唯一的16bit的设备编码，所述新型无线智能系统最多能够容纳65535个设备。

2.根据权利要求1所述的新型无线智能系统，其特征在于：所述系统内任意两个或多个设备可通过智能控制设备(5)建立群组联动关系。

3.根据权利要求1所述的新型无线智能系统，其特征在于：所述智能控制设备(5)和云端服务器(7)除了WIFI网络连接外，还可以通过手机移动网络连接。

4.根据权利要求1所述的新型无线智能系统，其特征在于：所述系统中的联网设备或非联网设备，可根据具体需要自由选择数量。

5.根据权利要求1所述的新型无线智能系统，其特征在于：所述新型无线智能系统可同时与多个智能控制设备(5)连接，所述智能控制设备(5)为智能手机、PAD或电脑中的一种或几种的组合。