CN210297739U - 一种采用自定义无线协议的智能家居系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种采用自定义无线协议的智能家居系统，包括主节点通信设备、从节点通信设备和功能设备，所述主节点通信设备和从节点通信设备均承载自定义无线通信协议，所述主节点通信设备与从节点通信设备之间、所述从节点通信设备与功能设备之间均采用星型网络拓扑。本实用新型通过自定义的无线协议，实现智能家居的告警，以及控制照明设备、空调设备、监控设备等，实现了智能家居，使用简单，降低了智能家居的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能家居技术，特别涉及一种采用自定义无线协议的智能家居系统。
背景技术
随着信息技术和物联网发展，人们的生活习惯和工作方式也不断发生改变，也对我们传统的住宅提出了挑战。人们对家居的要求早已不再是简单的物质空间，更为关注的是一个安全、舒适以及美观，方便的居住环境，先进的通信设施，完备高效的信息终端，自动，智能的家电，网络化的资源管理等，这使得智能家居成为一种趋势，但是智能家居设备的价格是一个很关键的因素，如何降低智能家居的成本是智能家居系统的一个关键性问题
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种采用自定义无线协议的智能家居系统。
为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：
一种采用自定义无线协议的智能家居系统，包括主节点通信设备、从节点通信设备和功能设备，所述主节点通信设备和从节点通信设备均承载自定义无线通信协议，所述主节点通信设备与从节点通信设备之间、所述从节点通信设备与功能设备之间均采用星型网络拓扑；
所述从节点通信设备包括第一类从节点通信设备和第二类从节点通信设备，所述功能设备包括第一类功能设备和第二类功能设备；所述主节点通信设备与从节点通信设备之间采用第一类自定义协议通信；所述第一类从节点通信设备与第一类功能设备之间采用第二类自定义协议通信；所述第二类从节点通信设备与第二类功能设备之间采用第三类自定义协议通信。
优选地，第一类自定义协议、第二类自定义协议、第三类自定义协议分别为蓝牙协议、ZigBee协议、ANT协议。
优选地，该系统还包括智能终端，所述智能终端与主节点通信设备进行通信。
优选地，所述第一类自定义协议为用作主从节点通信设备之间的数据传输，主节点通信设备处于监听接收消息状态，如果有数据需要发送，就结束监听，直接发送数据，数据发送后等待应答消息，如果没有收到应答，则认为消息发送失败，随机延迟一段时间后，重发该消息。
优选地，所述第二类自定义协议为从节点设备和第一类功能设备之间的协议，所述第一类自定义协议和所述第二类自定义协议不在同一个信道上，从节点通信设备定期发送同步信号，第一类功能设备定期接收同步信号以保证同步，功能设备定期从从节点通信设备接收数据，并回复响应，功能设备收不到数据，则从节点通信设备在重传时加大接收窗口。
优选地，所述第三类自定义协议为从节点通信设备和第二类功能设备之间的协议，第二类功能设备在不发送消息时不接收任何消息，在其发送消息之后，马上开一个窗口接收应答消息，从节点通信设备在接收到第二类功能设备的消息后，根据消息类型发送相应的消息，如果没有消息要发送，则发一个应答给第二类功能设备，第二类功能设备定时向从节点通信设备发送保活消息，表明链路正常。
采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：
本实用新型通过自定义的无线协议，实现智能家居的告警，以及控制照明设备、空调设备、监控设备等，实现了智能家居，使用简单，降低了智能家居的成本。
附图说明
图1为本实用新型功能模块图；
图2为本实用新型实施例的功能模块图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步说明。
参照图1，本实用新型提供一种采用自定义无线协议的智能家居系统，其特征在于，包括主节点通信设备、从节点通信设备和功能设备，所述主节点通信设备和从节点通信设备均承载自定义无线通信协议，所述主节点通信设备与从节点通信设备之间、所述从节点通信设备与功能设备之间均采用星型网络拓扑。
该系统还包括智能终端，所述智能终端与主节点通信设备进行通信。
所述从节点通信设备包括第一类从节点通信设备和第二类从节点通信设备，所述功能设备包括第一类功能设备和第二类功能设备。所述主节点通信设备与从节点通信设备之间采用第一类自定义协议通信。所述第一类从节点通信设备与第一类功能设备之间采用第二类自定义协议通信。所述第二类从节点通信设备与第二类功能设备之间采用第三类自定义协议通信。
第一类自定义协议、第二类自定义协议、第三类自定义协议分别为蓝牙协议、ZigBee协议、ANT协议。
本实用新型的工作原理为：
主节点通信设备通用通信协议连接到互联网，为智能家居系统的控制节点，从节点通信设备受主节点通信设备控制，同时控制智能家居的功能设备，如智能监控，智能开关等，第一类功能设备随时准备接收从节点的命令，第二类功能设备按一定规律向从节点通信设备上报测得的信息。
主节点通信设备和从节点通信设备均采用承载自定义无线协议的电子设备，可以安装在通用的智能电源插座盒内。
主节点通信设备采用一直接收，随时发送的模式，还可包含WIFI等通用网络功能，可以通过路由器连接到互联网，或通过无线广域网连接到互联网，例如4G网络。主节点通信设备作为主控节点，可以通过手机等智能终端连接该设备，并控制该智能家居系统。
从节点通信设备有两个功能，一是负责和主节点进行实时通信，从主节点接受命令，上报信息给主节点；二是和功能设备通信，收集第二类功能设备上报的数据，向第一类功能设备下达命令。
智能开关、照明设备等智能家居设备为第一类功能设备，其和从节点通信设备之间的通信采用定时接收的方法，以节省电能。该类设备接收从节点设备发送下来的命令，并根据命令执行相应的操作，例如智能开关执行接通或关断命令，智能照明设备执行控制灯的亮度命令。
智能告警装置、传感器设备为第二类功能设备。该类设备由于对安装位置有比较苛刻的要求，通常无法接电源，而是使用电池供电，因此对功耗要求比较苛刻，所以该类设备采用低能耗的通信方式，只有在需要进行数据上报时才发送消息，例如光线传感器在光线强度剧烈变化、或光线强度超过一定强度、或弱于一定强度时才上报消息。
以上四类设备共同构成一个智能家居系统。手机等智能终端通过和主节点通信设备通信，控制这个智能家居系统，对主节点通信设备下达控制命令，并把相应的控制参数传递给智能家居系统；主节点通信设备通过从节点通信设备把相应的命令和参数传给各个功能设备，功能设备根据命令和参数，测量环境数据，并上报给主节点通信设备，主节点通信设备根据手机设置的参数判断是否执行相应的操作，并把命令传给功能设备，如果需要向手机上报，就向手机上报相应的信息。
该自定义协议有三种类型，协议类型1为蓝牙协议，用作主从节点通信设备之间的数据传输，主节点通信设备平时一直处于监听接收消息状态，如果有数据需要发送，就结束监听，直接发送数据，数据发送后等待应答消息，如果没有收到应答，则认为消息发送失败，随机延迟一段时间后，重发该消息。
协议类型2为ZigBee协议，其为从节点设备和第一类功能设备之间的协议，协议类型1和协议类型2不在同一个信道上，从节点通信设备定期发送同步信号，第一类功能设备定期接收同步信号以保证同步，功能设备定期从从节点通信设备接收数据，并回复响应，功能设备收不到数据，则从节点通信设备在重传时加大接收窗口。
协议类型3为ANT协议，其为从节点通信设备和第二类功能设备之间的协议，第二类功能设备平时不接收任何消息，其在发送消息之后，马上开一个窗口接收应答消息。从节点通信设备在接收到第二类功能设备的消息后，根据消息类型可以发送相应的消息，并捎带应答，如果没有消息要发送，则发一个应答给第二类功能设备。第二类功能设备定时向从节点通信设备发送保活消息，表明链路正常。
协议的底层网络地址采用地址编码加协议类型加负载的加CRC校验的结构。
实施例1，一种根据光线强度控制灯光亮度的系统。
参照图2，用户通过手机向主节点通信设备发送命令，打开智能照明设备。手机把智能照明设备的控制策略传给主节点通信设备。主节点通信设备通知从节点通信设备打开智能照明设备。从节点通信设备通知智能照明设备上电，打开智能照明设备，同时，光线传感器接收窗口的光线定期上报光线强度，光线传感器按如下策略上报：如果光线强度变化缓慢，就定时上报，如果光线强度变化快，就按强度的变化上报，光线强度变化的越剧烈上报的越快。光线传感器将光线强度上报给从节点通信设备，从节点通信设备上报给主节点通信设备，主节点通信设备按照手机传下来的控制策略进行控制，如果光线强度比较强，说明阳光开始变强，如果光线突然变强，可能是窗帘突然打开，这时则根据光线强度，调低灯的亮度。
实施例2，一种根据报警关闭开关的系统。
参照图2，手机向主控设备设置告警控制策略，厨房的烟雾传感器定时检测烟雾，如果烟雾超过门限则及时上报告警，如果没有超过门限则定时上报烟雾值，如果烟雾超过门限，烟雾传感器上报告警，告警线上报到从节点通信设备，再上报到主节点通信设备。主节点通信设备根据控制策略，通过智能开关，关掉部分对火灾敏感的电器的电源，或容易引起火灾的电源，如电视机、微波炉、电热水器的电源。同时主节点通信设备向手机上报火灾告警、烟雾等级或已经关掉了上述电源。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种采用自定义无线协议的智能家居系统，其特征在于，包括主节点通信设备、从节点通信设备和功能设备，所述主节点通信设备和从节点通信设备均承载自定义无线通信协议，所述主节点通信设备与从节点通信设备之间、所述从节点通信设备与功能设备之间均采用星型网络拓扑；所述从节点通信设备包括第一类从节点通信设备和第二类从节点通信设备，所述功能设备包括第一类功能设备和第二类功能设备；
其中，所述主节点通信设备与从节点通信设备之间采用第一类自定义协议通信；
所述第一类从节点通信设备与第一类功能设备之间采用第二类自定义协议通信；
所述第二类从节点通信设备与第二类功能设备之间采用第三类自定义协议通信。
2.根据权利要求1所述的采用自定义无线协议的智能家居系统，其特征在于，第一类自定义协议、第二类自定义协议、第三类自定义协议分别为蓝牙协议、ZigBee协议、ANT协议。
3.根据权利要求1或2所述的采用自定义无线协议的智能家居系统，其特征在于，该系统还包括智能终端，所述智能终端与主节点通信设备进行通信。
4.根据权利要求1或2所述的采用自定义无线协议的智能家居系统，其特征在于，所述第一类自定义协议为用作主从节点通信设备之间的数据传输，主节点通信设备处于监听接收消息状态，如果有数据需要发送，就结束监听，直接发送数据，数据发送后等待应答消息，如果没有收到应答，则认为消息发送失败，随机延迟一段时间后，重发该消息。
5.根据权利要求1或2所述的采用自定义无线协议的智能家居系统，其特征在于，所述第二类自定义协议为从节点设备和第一类功能设备之间的协议，所述第一类自定义协议和所述第二类自定义协议不在同一个信道上，从节点通信设备定期发送同步信号，第一类功能设备定期接收同步信号以保证同步，功能设备定期从从节点通信设备接收数据，并回复响应，功能设备收不到数据，则从节点通信设备在重传时加大接收窗口。
6.根据权利要求1或2所述的采用自定义无线协议的智能家居系统，其特征在于，所述第三类自定义协议为从节点通信设备和第二类功能设备之间的协议，第二类功能设备在不发送消息时不接收任何消息，在其发送消息之后，马上开一个窗口接收应答消息，从节点通信设备在接收到第二类功能设备的消息后，根据消息类型发送相应的消息，如果没有消息要发送，则发一个应答给第二类功能设备，第二类功能设备定时向从节点通信设备发送保活消息，表明链路正常。
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|---|---|---|---|---|
| CN114088108A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 航天科工惯性技术有限公司 | 一种测试方法、装置、系统及计算机可读存储介质 |
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