专利名称：支持两种访问模式的智能家居系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能家居系统。
背景技术：
随着人们对生活品质的追求与物联网技术的不断发展，智能家居将会是未来家庭的必然选择，具有广阔的市场前景。智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。当前的智能家居系统大致分为两种基于PC的智能家居系统和基于GSM的智能 家居系统。基于PC的智能家居系统大多将控制器连接到PC上，客户端通过浏览器实现对智能家居系统的访问和发送指令。比如有人公开了一种智能家居外围设备控制平台(申请号200810154851.6)包括计算机、外围设备管理器、手持遥控器和外围电路组成。但是，这种系统首先在灵活性方面有所欠缺，用户要访问该系统必须通过PC，给用户带来诸多不便。其次，这种系统的访问方式属于被动访问，系统无法主动联系到用户。基于GSM的智能家居系统通过移动通信网络，利用短消息和用户实现交互。比如有人公开了一种智能家居控制器(申请号200910037832)，主要包括人机交互单元、音视频应用单元、最小处理单元、设备控制接口和3G应用单元。这种系统具有访问方式灵活的优点，用户可以随时随地获得家中的信息。但是，短消息包含的信息量很少，同时系统无法保留以往的信息供日后查询。而且系统采用的模块成本高昂，尤其3G的资费较高，必然会影响其在市场上的推广。因此，当前的智能家居系统在访问的灵活性或者传输的信息量等方面存在一定的局限性。所以，设计一种访问灵活、数据存储和传输能力强的智能家居系统是非常必要的。
发明内容为了克服已有智能家居的访问灵活性差、数据存储和传输能力较弱的不足，本实用新型提供一种访问灵活性良好、数据存储和传输能力强的支持两种访问模式的智能家居系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是—种支持两种访问模式的智能家居系统，包括无线响应节点、无线控制节点和服务器，所述无线响应节点的无线开关或无线传感器安装在家居内，所述无线响应节点与所述无线控制节点通过无线网络通讯连接，所述服务器通过Internet网络与所述无线控制节点连接；所述无线控制节点包括电源、处理器、GSM模块、红外射频收发模块、串口和存储元件，所述电源与处理器连接，所述处理器与所述GSM模块、红外射频收发模块和串口连接，所述GSM模块与GSM天线连接，所述红外射频收发模块与红外天线连接，所述处理器与存储元件连接；所述服务器包括用以根据用户通过Internet网络登录到服务器，通过所述无线控制节点的串口将请求发送给所述无线响应节点的Internet网络模式控制模块；用以通过所述GSM模块或红外射频收发模块接收到客服端命令，发送给所述无线响应节点的无线网络模式控制模块。本实用新型的有益效果主要表现在(I)为了避免增加很多电线造成对室内环境美观的破坏和给生活带来的不便，本实用新型设计了无线继电器开关来实现对电器的控制；(2)本发明支持GSM和Internet两种访问方式，用户能够根据自己的需求选择适合的访问方式。(3)本发明中的服务器采用Telnet协议，不需要用户专门安装客户端程序就可以访问服务器。服务器将室内的环境信息和用户对电器的操作信息记录下来。用户可以通过远程登录来访问这些信息，并支持多个用户同时登录。
图I是系统应用场景不意图。图2是系统无线控制节点的硬件结构示意图。图3是GSM访问方式示意图。图4是Internet访问方式示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明，对基于GPRS的智能家居及其服务器系统及其工作方式做进一步介绍参照图I 图4，一种支持两种访问模式的智能家居系统包括智能家居控制节点硬件部分、智能家居控制节点GSM工作方式部分、智能家居控制系统Internet工作方式部分和智能家居系统服务器。所述智能家居控制节点硬件部分是用于实现智能家居所有控制功能的硬件结构。该硬件结构要能够实现与移动电话用户之间的交互，并且能够通过红外射频与无线响应节点之间的信号传递与服务器之间通信。所述智能家居控制节点硬件部分，包括主控芯片，以及与所述主控芯片连接的电源模块、晶振模块、ISP下载模块、FLASH模块，E2PR0M模块，GSM模块和RF2401模块。所述智能家居控制节点GSM工作方式部分设计智能家居控制节点在GSM模式下的工作流程。在此模式下，控制节点主要接收来自移动终端的短信并解析出来，分析是对哪个无线响应节点的命令并通过红外射频信号将相应无线响应节点的代号和命令发送出去。所述智能家居控制节点GSM工作方式部分中，智能家居控制节点首先根据用户的号码对用户的身份验证，确认其具有控制权限后，对用户的命令做解析。然后将用户的命令发送命令给相应的无线响应节点。等待无线相应节点的反馈，如果反馈超时将失败信息发送给用户，否则返回操作成功。所述智能家居控制系统Internet工作方式部分，由于智能家居控制节点本身不具备网络功能，必须通过服务器来接受来自网络的指令。所以这部分主要包括服务器本身能接受的来自网络的指令和服务器，及其与智能家居控制节点之间的软件接口 ；所述智能家居控制系统Internet工作方式部分，服务器接收到来自客户端的请求后，同样需要对客户的控制权限做验证；如果客户具有控制权限，将客户的请求通过串口发送给智能家居控制节点，智能家居控制节点将用户命令发送给响应节点；然后，等待无线响应节点的反馈。如果超时，将返回操作失败；如果成功，将返回操作成功。控制节点将返回信息发送给服务器，服务器再通过网络发送给客户端。所述智能家居系统服务器程序部分主要包括对客户端身份的认证、客户端命令的解析、对智能家居控制节点的命令的发送、对来自智能家居控制节点的数据的存储和对客户端请求的反馈等。所述智能家居系统服务器程序部分，主要提供对来自网络的客户端的登录接口、客户端请求的处理和转发、以及对整个系统的历史数据的存储并提供查询服务。参照图1，本系统包括无线响应节点(即安装无线开关的电器和无线传感装置等)(WN)、无线控制节点(CN)、服务器(S)、客户端(C)和移动终端(MT)。本系统支持两种工作模式一种通过移动终端发送短信到无线控制节点通过无线控制节点向无线响应节点发送指令；另一种模式是通过Internet登录到服务器，利用服务器传递命令给无线控制节点，从而实现对无线响应节点的控制。 参照图2，本系统的无线控制节点包括电源、处理器、GSM模块、红外射频收发模块、天线、串口和个存储原件。各种设备的连接情况如下1)无线控制节点的处理器通过I2C实现对GSM模块和红外射频收发模块的控制。2) GSM模块和红外射频收发模块通过各自的天线分别实现与移动终端和无线响应节点的连接。3)通过串口可以直接和服务器连接。进一步，GSM模块可选用的芯片比较多而且技术成熟可靠。GSM模块主要任务是接受来自移动中断的指令和发送反馈给移动终端，以及与处理器之间的通信。红外射频收发模块主要负责在发送端和接收端之间建立链路，主要任务有在有信道噪声和信号干扰的情况下，保持通信质量而使用的信号调制方式和编码方式。为了与一般产品兼容它的工作频段采用2. 4GHz ο进一步，处理器一般可采用单片机，所以软件部分不需要操作系统。软件方面，除了要实现GSM的收发短信的功能之外，还必须将无线收发功能融入进来。控制节点的软件部分分为GSM和红外射频收发两个部分。此外，除了实现对移动终端的命令的解析之外，软件部分还必须提供一些其他的必要的服务。首先，设计无线控制节点与服务器之间的接口程序。这些功能首先要能够实现客户端通过网络对无线控制节点的操作和设置，其次，必须能够对客户端在管理节点发出的命令做出响应。最后是网络管理模块，要确保系统的客户端可以在网络节点登陆到管理模块对无线控制节点进行网络配置，如无线响应节点的增力口、删除、修改和查看、发布监测任务、节点的激活和禁止等。这些网络配置将固定保存到服务器的存储器设备当中。参照图3，系统的GSM访问方式通过移动终端实现对无线节点的控制。用户可以通过移动终端(手机)发送短信到无线控制节点，如“电灯开”;无线控制节点收到短信后将分析移动终端的号码来判断该用户是否有权限控制无线响应节点。通过在无线控制节点中保存一个具有控制权限的号码列表来保证能够控制无线响应节点的一定是被授权的号码。如果移动终端的号码具有控制权限，无线控制节点将解析短信内容，将对应的无线响应节点编号和执行操作解析出来。无线控制节点将通过红外射频收发模块以一定格式发送信号。无线响应节点收到射频信号后解析出来判断电器的编号是否和自身的吻合。如果是，无线响应节点完成相应操作，然后通过红外射频模块发送操作成功或失败的信号。无线控制节点将接收到的来自无线响应节点的反馈，然后将反馈信息编辑成短信发送给远端的移动终端。参照图4,系统的Internet访问方式中，客户端通过Internet登录到服务器实现对无线节点的控制和对系统的管理。系统服务器端的软件是基于TCP的系统数据管理和设备管理的网络软件。远端的客户端可以通过Telnet协议连接到服务器，来实现对整个系统的数据访问和设备的管理。这样在客户端部分就不需要任何客户端软件，增大了系统访问的灵活性。当有客户端连接到服务器时，服务器会要求客户端以管理者的身份登录到服务器。核对客户端的用户密码正确后，服务器开始接收来自客户端的指令。对设备的控制流程可参考第一种工作模式；对系统的数据管理可以直接在服务器和客户端之间完成。用户对系统的操作以及用户个人信息都以日志的形式保存在服务器的存储器中，服务器可以通过直接对文件的读写来获取和输入信息，然后通过套接字将信息传递给远端的客户端。 本实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求1.一种支持两种访问模式的智能家居系统，其特征在于所述智能家居系统包括无线响应节点、无线控制节点和服务器，所述无线响应节点的无线开关或无线传感器安装在家居内，所述无线响应节点与所述无线控制节点通过无线网络通讯连接，所述服务器通过Internet网络与所述无线控制节点连接；所述无线控制节点包括电源、处理器、GSM模块、红外射频收发模块、串口和存储元件，所述电源与处理器连接，所述处理器与所述GSM模块、红外射频收发模块和串口连接，所述GSM模块与GSM天线连接，所述红外射频收发 模块与红外天线连接，所述处理器与存储元件连接；所述服务器包括用以根据用户通过Internet网络登录到服务器，通过所述无线控制节点的串口将请求发送给所述无线响应节点的Internet网络模式控制模块；用以通过所述GSM模块或红外射频收发模块接收到客服端命令，发送给所述无线响应节点的无线网络模式控制模块。
专利摘要一种支持两种访问模式的智能家居系统，包括无线响应节点、无线控制节点和服务器，所述无线响应节点的无线开关或无线传感器安装在家居内，所述无线响应节点与所述无线控制节点通过无线网络通讯连接，所述服务器通过Internet网络与所述无线控制节点连接；所述无线控制节点包括电源、处理器、GSM模块、红外射频收发模块、串口和存储元件，所述电源与处理器连接，所述处理器与所述GSM模块、红外射频收发模块和串口连接，所述GSM模块与GSM天线连接，所述红外射频收发模块与红外天线连接，所述处理器与存储元件连接。本实用新型提供一种访问灵活性良好、数据存储和传输能力强的支持两种访问模式的智能家居系统。
文档编号H04L12/28GK202475469SQ20122001164
公开日2012年10月3日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者乐孜纯, 付明磊, 吕韬, 索凯华, 高均超 申请人:浙江工业大学