CN215576153U - 一种485智能家居网关系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种485智能家居网关系统，涉及智能家居技术领域，用以解决现有技术中只能控制单个智能家电的技术问题。该系统包括485总线、任务分配模块、单动模块、联动模块、连个输出模块和多个智能家电。任务分配模块与单动模块和联动模块均连接单动模块连接联动模块，单动模块能够控制联动模块；单动模块和联动模块分别连接一个输出模块，输出模块连接485总线；多个智能家电均与485总线连接。本系统有效解决了一个指令只能控制一个智能家电的技术问题，进而实现了多个智能家电的同时且按设定的控制。

Description

一种485智能家居网关系统

技术领域

本申请涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种485智能家居网关系统。

背景技术

Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了同一控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。当在同一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。

在智能家居领域，485技术的灵活性为用户带来非常大的好处。但现有智能家电的控制均为单线控制，即一个指令只能控制一个智能家电。而在很多应用场景中，需要同时对多个智能家电进行控制。

实用新型内容

本申请实施例通过提供一种485智能家居网关系统，解决了现有技术中只能控制单个智能家电的技术问题，实现了多个智能家电的联动控制。

本实用新型实施例提供了一种485智能家居网关系统，包括485总线、任务分配模块、单动模块、联动模块、连个输出模块和多个智能家电。所述任务分配模块与所述单动模块和所述联动模块均连接，所述任务分配模块用于将信号分配给所述单动模块或所述联动模块；所述单动模块，用于接收所述任务分配模块的任务信号并控制一个所述智能家电；所述联动模块，用于接收所述任务分配模块的任务信号并同时控制多个所述智能家电；所述单动模块连接所述联动模块，所述单动模块能够控制所述联动模块；所述单动模块和所述联动模块分别连接一个所述输出模块，所述输出模块连接所述485总线；多个所述智能家电均与所述485总线连接；所述输出模块用于将任务信号通过所述485总线传递给所述智能家电。

在一种可能的实现方式中，485智能家居网关系统还包括信息输入模块、信息采集模块和信息处理模块。所述信息输入模块、所述485总线、所述信息采集模块和所述信息处理模块依次连接；所述信息处理模块连接所述任务分配模块；所述信息输入模块，用于接收输入的指令信号并上传至所述485总线；所述信息采集模块，用于采集所述485总线的信息并下发给所述信息处理模块进行处理；所述信息处理模块，用于将采集的信息转译处理为符合485Modbus协议要求的信号。

在一种可能的实现方式中，所述信息输入模块包括远程输入模块和有线输入模块。所述远程输入模块，用于接收输入的远程无线信号；所述有线输入模块，用于接收输入的本地有线信号。

在一种可能的实现方式中，所述信息处理模块包括分类模块和判断模块。所述分类模块，用于将采集的信号进行单动或联动分类处理；所述判断模块，用于判断采集的信号的准确性。

在一种可能的实现方式中，多个所述智能家电串联，和/或，并联。所述单动模块，对应所述智能家电并联运行；所述联动模块，对应所述智能家电串联运行。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例通过采用了任务分配模块将不同的信号分配给单动模块或联动模块，并在联动模块中设定指定智能家电串联，联动模块接收到任务信号能够通过输出模块与485总线通讯，控制连接于495总线上的多个指定的智能家动作，同时单动模块与联动模块连接，有效解决了一个指令只能控制一个智能家电的技术问题，进而实现了多个智能家电的同时且按设定的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种485智能家居网关系统的流程图；

图2为本申请实施例提供的SP3485E芯片引脚图；

图3为本申请实施例提供的ENC28J60芯片引脚图；

图4为本申请实施例提供的STM32F103RCT6-64芯片引脚图。

附图标号：1-信息输入模块；11-远程输入模块；12-有线输入模块；2-485总线；3-信息采集模块；4-信息处理模块；41-分类模块；42-判断模块；5-任务分配模块；6-单动模块；7-联动模块；8-输出模块；9-智能家电。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

本实施例提供了一种485智能家居网关系统，请一并参照说明书附图中图1至图4。

参照图1所示，一种485智能家居网关系统，包括485总线2、任务分配模块5、单动模块6、联动模块7、连个输出模块8和多个智能家电9。任务分配模块5与单动模块6和联动模块7均连接，任务分配模块5用于将信号分配给单动模块6或联动模块7；单动模块6，用于接收所述任务分配模块5的任务信号并控制一个智能家电9；联动模块7，用于接收所述任务分配模块5的任务信号并同时控制多个智能家电9；单动模块6连接联动模块7，单动模块6能够控制联动模块7；单动模块6和联动模块7分别连接一个输出模块8，输出模块8连接485总线2；多个智能家电9均与485总线2连接；输出模块8用于将任务信号通过485总线2传递给智能家电9。

多个智能家电9串联，和/或，并联。单动模块6，对应智能家电9并联运行；联动模块7，对应智能家电9串联运行。

智能家电9包括灯光照明、电动窗帘、暖通(空调、地暖、新风)、远程监控等。在一些应用场景中，需要同时启动多个智能家电9，例如，回家后自动开启室内照明，新风系统和电视。单动模块6对应一个智能家电9，启动单动模块6，能够开启或关闭一个智能家电9，例如，打开电视，打开新风，关闭客厅空调等。联动模块7对应多个智能家电9，可以在客户端进行自由组合设置，例如设定第一联动模块为客厅灯+新风+客厅空调；第二联动模块为主卧灯+主卧空调+电动窗帘等等。

具体操作过程为任务分配模块5将单动信号发送给单动模块6，将联动信号发送给联动模块7。单动模块6接收到任务信号，将任务信号传递给输出模块8，经输出模块8处理成符合485协议的信号并上传至485总线2。485总线2将任务信号传递给指定智能家电9进行动作。

联动模块7编辑有多个智能家电9，联动模块7接收到任务信号，将任务信号传递给输出模块8，经输出模块8处理成符合485协议的信号并上传至485总线2。485总线2将任务信号传递给多个智能家电9进行动作。

单动模块6能够触发联动模块7，即，当一个智能家电9编辑于联动模块7中，且与其他智能家电9形成抵触关系时，该单动信号能够触发联动模块7中的其他智能家电9。例如联动模块7编辑浴室的照明灯与浴霸不能同时开启，在浴霸打开的状态下，进行打开浴室的照明灯的单动操作时，也能触发联动模块7中，浴霸的关闭。

485智能家居网关系统还包括信息输入模块1、信息采集模块3和信息处理模块4。信息输入模块1、485总线2、信息采集模块3和信息处理模块4依次连接。

信息输入模块1，用于接收输入的指令信号并上传至485总线2。信息输入模块1包括远程输入模块11和有线输入模块12。远程输入模块11，用于接收输入的远程无线信号；有线输入模块12，用于接收输入的本地有线信号。远本地有线信号即有线连接的智能家电9，如灯具的开关，空调的开关等。程无线信号包括客户端信号，云平台信号以及传感器信号等。客户端可以安装于手机，电脑等操作终端。云平台能够联网采集网络信息，传感器包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器等，多个传感器安装于不同位置，并远程输入模块11通讯连接。信息输入模块1将各个通讯渠道的输入信号传输到485总线2上，供信息采集模块3进行采集。

本实施例采用485总线2的电气安装系统，与传统的电气安装系统有很大的区别。采用485总线2的电气控制系统中，控制设备和执行器采用总线相连，这样可以实现独立操作，也可跨区域操作。485总线2的接法是在区域总线下面接主干线，主干线下面继续接主线，在一条总线之间使用隔离器来区分，在485智能家电9中，智能家电9通过同一条总线进行通信，传感器发送命令，在485智能家居网关中，每一个连接在485总线2上的装置都有相应的485地址，当传感器中的输出模块8输出处理完成的信息后，在485总线2上的各个智能家电9根据485地址查看自己的是否和自己相关，若相关进行相应的操作，若不相关，则不变。当输出模块8上输出的信息被各个相关的智能家电9执行了之后，相应的在485总线2上的状态信息也要发生相应的变化，此时，信息采集模块3实时采集和修改连接在485总线2上的各个智能家电9的状态，以保证当操作信息中出现与485总线2上的某个智能家电9时，并且需要进行状态的对比查看时，能够得到最新最准确的状态信息。

执行器受控于多个传感器，驱动与传感器之间的逻辑关系可随时被修改，开关的状态可被显示，从而实现智能化控制功能。选择家庭智能终端、智能照明、智能家电9、电话远程控制、智能安全防范、智能电动窗帘等系统，进行集中控制与管理。

信息采集模块3，用于采集485总线2的信息并下发给所述信息处理模块4进行处理。信息采集模块3能够采集的信息，即485总线2上的信息包括信息输入模块1输入的信息和智能家电9的状态信息。智能家电9的状态信息包括开关信息及其他信息，例如照明设备的状态信息包括开关信息，亮度信息；空调的状态信息包括开关信息、温度信息等；电视的状态信息包括开关信息，声音信息等。

信息处理模块4连接任务分配模块5，用于将采集的信息转译处理为符合485Modbus协议要求的信号。

信息处理模块4包括分类模块41和判断模块42。分类模块41，用于将采集的信号进行单动或联动分类处理。判断模块42，用于判断采集的信号的准确性。

信息处理模块4中，优先不启动判断模块42，即对采集的信号的准确性不进行判断，不进行智能家电9的状态对比。对于分类模块41中分类为单动指令时，不查看动作的智能家电9的状态而直接进行动作。这样，即使动作的智能家电9当下的状态与采集的信号相同，智能家电9也进行动作，但状态并未改变。对于分类模块41中分类为联动指令时，不管联动的智能家电9的状态，只管将信号传递给各个智能家电9，动作后的智能家电9的状态满足采集的信号即可。

在另一实施例中，启动判断模块42。对于分类模块41中分类为单动指令时，首先查看动作的智能家电9的状态，若采集的信息与智能家电9当前的状态相同，则不进行动作；若采集的信息与智能家电9当前的状态不同，则进行动作。

对于分类模块41中分类为单动指令时，首先查看所有动作的智能家电9的状态，若采集的信息与所有智能家电9当前的状态相同，则不进行动作；若采集的信息与某智能家电9当前的状态不同，则仅该智能家电9进行动作；以此对采集的错误的信号进行修正。

此外，信息处理模块4能够将采集的信息处理符合485传输协议的信息。

在另一实施例中，还包括智能匹配模块。智能匹配模块与信息采集模块3、任务分配模块5连接，即与信息处理模块4并列。

当485总线2上连接的设备状态进行改变时，信息采集模块3都会进行采集并发送到智能匹配模块进行存储。智能匹配模块的优先级低于信息输入模块1。当信息输入模块1有指令信号时，则485智能家居网关系统按照指令信号进行操作。当信息输入模块1无指令信号时，且满足智能匹配信号的设定时，智能匹配信号能够按照设定进行自动启动信息处理模块4。例如，家居主人每天5:30回家，启动第一联动模块，即启动客厅灯+新风+客厅空调。智能匹配模块设定：5：00-6：00-点，门口的人体感应器感应到物体移动，且启动第一联动模块，连续五天，即进入智能匹配模式。在第6天的5：00-6：00-点，门口的人体感应器感应到物体移动，即启动联动模式1，并进行数据存储。若信息输入模块1启动第一联动模块或无操作，则会持续智能匹配模式。若信息输入模块1关闭第一联动模块，则退出智能匹配模式。

具体的，参照图2至图4所示，采用STM32F103RCT6-64芯片作为主控芯片，SP3485E芯片和ENC28J60芯片构建485总线2。ENC28J60芯片为通讯芯片，受STM32F103RCT6-64芯片控制管理。

在STM32F103RCT6-64芯片上VBAT引脚给RTC和备份区域供电，目的是在VDD断电时保证相关区域的数据内容有效，一般都连接到外部电池，这个功能属于备选功能，如果不需要则了可以直接来捏到VDD上。

STM32F103RCT6-64芯片的供电方案中，每个VDD各连接一个0.1uF陶瓷电容，VDD3需要再接一个4.7～10uF的钽电容，VDDA：10nF陶瓷电容+1nF钽电容，VREF+：可接VDDA，也可接外部参考源，此时，需要接10nF陶瓷电容+1nF钽电容；PC13/PC14/PC15：内部连接了模拟开关，只能通过少量的电流，驱动能力不够(不能用于点亮LED)，且不能同时使用，尽量不用；进入待机模式之后，PA0-WKUP引脚上的上升沿，作为待机模式唤醒条件；TIM1/TIM8：BKIN为故障信号，用来关闭TIM1的输出，ETR为外部触发输入引脚，可用来对脉冲计数，CH1～CH4为4路输入捕获/PWM输出信号，CH1、CH1N、CH2、CH2N、CH3、CH3N为三相电机控制信号，带N为反向信号。其余各个引脚的详细连接方法及功能查看STM32F103RCT6-64使用手册。

参照图2所示，SP3485E这款高集成度器件，支持在双绞线网络总线上发射及接收数据，符合家庭及建筑物自动化485标准。当用户将单动模快中的智能家电9编入联动模块7中后，单动模块6也可触发联动模块7。包括单动模块6和联动模块7可交叉使用，一个智能加点中的元器件，既可以在单动模块6中使用，也可以在联动模块7中使用。即当同一个智能家电9处于不同的模块中，被操作时触发不同的结果，当在单动模块6中时，只改变本身的状态，当在联动模块7中，可触发改变联动模块7中的下一个智能家电9的状态。

参照图3所示，远程输入模块11建立在ENC28J60上，485智能家居网关与上位机采用网络通讯方式，集成了ENC28J60网络芯片。ENC28J60是带有行业标准串行外设接口(SerialPeripheral Interface，SPI)的独立以太网控制器。它可作为任何配备有SPI的控制器的以太网接口。ENC28J60符合IEEE802.3的全部规范，采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。它还提供了一个内部DMA模块，以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算。与主控制器的通信通过两个中断引脚和SPI实现，数据传输速率高达10Mb/s。两个专用的引脚用于连接LED，进行网络活动状态指示。通过内置MAC+PHY芯片来实现简单的以太网物理层连接，PHY芯片方面，内置了一块10MBASE-T芯片，可以满足目前通信需要。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种485智能家居网关系统，其特征在于，包括485总线(2)、任务分配模块(5)、单动模块(6)、联动模块(7)、两个输出模块(8)和多个智能家电(9)；

所述任务分配模块(5)与所述单动模块(6)和所述联动模块(7)均连接，所述任务分配模块(5)用于将信号分配给所述单动模块(6)或所述联动模块(7)；

所述单动模块(6)，用于接收所述任务分配模块(5)的任务信号并控制一个所述智能家电(9)；

所述联动模块(7)，用于接收所述任务分配模块(5)的任务信号并同时控制多个所述智能家电(9)；

所述单动模块(6)连接所述联动模块(7)，所述单动模块(6)能够控制所述联动模块(7)；

所述单动模块(6)和所述联动模块(7)分别连接一个所述输出模块(8)，所述输出模块(8)连接所述485总线(2)；多个所述智能家电(9)均与所述485总线(2)连接；所述输出模块(8)用于将任务信号通过所述485总线(2)传递给所述智能家电(9)。

2.根据权利要求1所述的485智能家居网关系统，其特征在于，还包括信息输入模块(1)、信息采集模块(3)和信息处理模块(4)；

所述信息输入模块(1)、所述485总线(2)、所述信息采集模块(3)和所述信息处理模块(4)依次连接；

所述信息处理模块(4)连接所述任务分配模块(5)；

所述信息输入模块(1)，用于接收输入的指令信号并上传至所述485总线(2)；

所述信息采集模块(3)，用于采集所述485总线(2)的信息并下发给所述信息处理模块(4)进行处理；

所述信息处理模块(4)，用于将采集的信息转译处理为符合485Modbus协议要求的信号。

3.根据权利要求2所述的485智能家居网关系统，其特征在于，所述信息输入模块(1)包括远程输入模块(11)和有线输入模块(12)；

所述远程输入模块(11)，用于接收输入的远程无线信号；

所述有线输入模块(12)，用于接收输入的本地有线信号。

4.根据权利要求2所述的485智能家居网关系统，其特征在于，所述信息处理模块(4)包括分类模块(41)和判断模块(42)；

所述分类模块(41)，用于将采集的信号进行单动或联动分类处理；

所述判断模块(42)，用于判断采集的信号的准确性。

5.根据权利要求1所述的485智能家居网关系统，其特征在于，多个所述智能家电(9)串联，和/或，并联；

所述单动模块(6)，对应所述智能家电(9)并联运行；

所述联动模块(7)，对应所述智能家电(9)串联运行。

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