一种智能家居控制系统及控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种智能家居控制系统，包括家居用电设备，其特征在于：还包括控制终端，能发送用于控制家居用电设备工作状态的控制信号；无线路由器，所述控制终端通过无线网路与无线路由器连接；网关，与所述无线路由器连接，无线路由器将控制终端发出的控制信号转发给网关，所述网关包括对控制终端发出的控制信号进行识别和解码的MCU电路，与MCU电路连接的用于将解码后的控制信号进行无线射频发送的第一射频收发模块；家居用电设备上安装有能接收第一射频收发模块发出的控制信号的第二射频收发模块。本发明整个系统的构成成本非常便宜，非常的经济适用。
【专利说明】一种智能家居控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能家居控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]在智能手机及其他智能移动终端普及后，各种智能家居系统孕育而生，方便了大众的起居生活。
[0003]但大多数智能家居控制系统，价格贵，操作复杂，让普通消费者望而生畏。其原因在于，设计者将家居生活中许多简单的要求通过复杂的技术来实现了。目前的智能家居系统大都采用WIF1、ZigBee、Bluetooth、KNX、X10等技术来实现，这类技术都是由产业联盟或利益集团制定了复杂而庞大的协议，导致这些技术的使用芯片制程复杂，成本高昂，适合使用在大数据无线传输，或高保密数据传输。当每一个用电设备上都置入一个这类技术的模块电路，必然导致整个系统价格高昂，并且单一控制动作实现需要重重协议的审核，也必然造成操作复杂。
[0004]多数家居生活中的用电设备控制只是简单的ON与0FF，或调光、调速等动作，而且也不需要极高的保密操作等级，数据的传输速率要求也不高于10Kbit/S，WIF1、ZigBee,Bluetooth、KNX、XlO等技术的无线传输速率远大于这个要求，所以技术上的浪费使用就导致了产品价格的昂贵与操作的复杂。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种经济适用的智能家居控制系统。
[0006]本发明进一步所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种经济适用的智能家居控制系统的控制方法。
[0007]本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为:该智能家居控制系统，包括家居用电设备，其特征在于:还包括
[0008]控制终端，能发送用于控制家居用电设备工作状态的控制信号；
[0009]无线路由器，所述控制终端通过无线网路与无线路由器连接；
[0010]网关，与所述无线路由器连接，无线路由器将控制终端发出的控制信号转发给网关，所述网关包括对控制终端发出的控制信号进行识别和解码的MCU电路，与MCU电路连接的用于将解码后的控制信号进行无线射频发送的第一射频收发模块；
[0011]家居用电设备上安装有能接收第一射频收发模块发出的控制信号的第二射频收发模块。
[0012]作为改进，所述网关还包括具有存储器的存储电路，该存储电路与MCU电路连接，所述存储器用于保存无线路由器IP地址、控制终端识别码、家居用电设备地址编码和家居用电设备工作状态控制数据编码。
[0013]较好的，所述MCU电路包括微处理器，所述存储电路包括存储芯片，该存储芯片的数据输入输出引脚与微处理器的某一数据输入输出引脚连接，该存储芯片的时钟输入引脚与微处理器的一时钟输出引脚连接。
[0014]再改进，所述网关还包括指示电路，该指示电路与MCU电路连接。
[0015]较好的，所述指示电路包括电源指示灯、无线路由器连接指示灯、控制终端连线指示灯，电源指示灯、无线路由器连接指示灯、控制终端连线指示灯的正极分别连接一电阻后与稳压直流电源连接，电源指示灯、无线路由器连接指示灯、控制终端连线指示灯的负极分别与微处理器的某一数据输入输出引脚连接。
[0016]再改进，所述网关还包括电源电路，该电源电路的输入端与外部市电连接，该电源电路的输出端输出稳压直流电源。
[0017]再改进，第一射频收发模块的数据输入输出接口与微处理器的某一数据输入输出引脚连接。
[0018]再改进，所述网关还包括网络接口电路，该网络接口电路与MCU电路连接。
[0019]较好的，所述控制终端为用户手机或其他智能移动终端。
[0020]上述方案中，网关与家居用电设备都具有射频的双向收发功能，第一射频收发模块和第二射频收发模块之间采用ISM频段进行通信，例如可以采用315Mhz或434Mhz或630Mhz或868Mhz或2.4Ghz等公共频率，发射功率小于10mW，保证在100米范围内能有效发射与接收，以满足大多数家居需要.这类频率使用不需要申请，不会对公众与环境带来危害。并且这类频段的射频收发技术成熟，控制芯片模块便宜，智能控制终端和无线路由器都是消费者现有的，所以整个系统的构成成本非常便宜。
[0021]本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为:具有上述结构的智能家居控制系统的控制方法，其特征在于:控制终端利用无线网路与无线路由器连接，将用于控制家居用电设备工作状态的控制信号发送给无线路由器，无线路由器将控制家居用电设备工作状态的控制信号转发给网关，网关对控制家居用电设备工作状态的控制信号进行识别并回馈信号给无线路由器，再由无线路由器将反馈信号发送给控制终端，网关同时将接收到的控制家居用电设备工作状态的控制信号解码后，由自身的第一射频收发模块以ISM频段发射出去，同一家居的用电设备通过自身的第二射频接收器接收到控制终端发出的控制信号，然后进行地址与产品码识别，再执行对家具用电设备的控制动作，家具用电设备执行完成相应动作后再发射结果信号，由网关接收到后，通过无线路由器，传递给控制终端。
[0022]第一射频收发模块和第二射频收发模块在射频信号编码上采用简单通用的OOK方式，地址码加数据码组成编码，地址码与数据码根据控制动作的复杂程度与安全要求可以定义任意位数，不再需要其他任何协议，保证了产品操作的简单。
[0023]当使用者在外地时，智能移动终端可以使用移动通信网络上网后，再经过互联网识别到已连上网的无线路由器，然后传输信号给网关，以实现远程控制。
[0024]与现有技术相比，本发明的优点在于:控制终端发出的用于控制家居用电设备工作状态的控制信号通过无线路由器和网关转发给家具用电设备，而网关与家居用电设备都具有射频的双向收发功能，第一射频收发模块和第二射频收发模块之间采用采用公共频段进行通信，能满足大多数家居需要，并且公共频段使用不需要申请，不会对公众与环境带来危害，并且这类频段的射频收发技术成熟，控制芯片模块便宜，智能控制终端和无线路由器都是消费者现有的，所以整个系统的构成成本非常便宜，非常的经济适用。【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例中智能家居控制系统的构架框图；
[0026]图2为本发明实施例中智能家居控制系统的模块连接框图。
[0027]图3为本发明实施例中网关电路图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0029]如图1所示的智能家居控制系统，其包括:
[0030]多个家居用电设备，如台灯a、电风扇b、电暖气C、电冰箱d、电热水器e、电视机f、空调g、吊扇h等等
[0031 ] 控制终端I，能发送用于控制家居用电设备工作状态的控制信号，这里的控制终端采用安装有家具智能控制软件的智能手机或其他智能移动终端；
[0032]无线路由器2，所述控制终端通过无线网路与无线路由器连接，这里的无线网络可以为移动网络或WIFI ；
[0033]网关3，与所述无线路由器2有线连接，无线路由器将控制终端发出的控制信号转发给网关，所述网关包括对控制终端发出的控制信号进行识别和解码的MCU电路31，与MCU电路31连接的用于将解码后的控制信号进行无线射频发送的第一射频收发模块32，与MCU电路连接的指示灯电路33、存储电路34和网络接口电路35，以及为各模块提供稳定直流电压的电源电路36 ；
[0034]家居用电设备上安装有能接收第一射频收发模块发出的控制信号的第二射频收发模块。
[0035]所述网关中，存储电路与MCU电路连接，所述存储电路用于保存无线路由器IP地址、控制终端识别码、家居用电设备地址编码和家居用电设备工作状态控制数据编码。
[0036]所述MCU电路包括微处理器IC5，所述存储电路包括存储器IC2，该存储器IC2的数据输入输出引脚SDA与微处理器IC5的某一数据输入输出引脚连接，该存储器IC2的时钟输入引脚SCL与微处理器IC5的一时钟输出引脚连接。
[0037]所述指示电路包括电源指示灯LED1、无线路由器连接指示灯LED2、控制终端连线指示灯LED3，电源指示灯LEDl、无线路由器连接指示灯LED2、控制终端连线指示灯LED3的正极分别连接一电阻后与稳压直流电源连接，电源指示灯LED1、无线路由器连接指示灯LED2、控制终端连线指示灯LED3的负极分别与微处理器IC5的某一数据输入输出引脚连接。
[0038]所述电源电路的输入端与外部市电连接，该电源电路的输出端输出稳压直流电源，电源电路采用常规电路。
[0039]所述第一射频收发模块的数据输入输出接口与微处理器IC5的某一数据输入输出引脚连接。
[0040]网关与家居用电设备都具有射频的双向收发功能，第一射频收发模块和第二射频收发模块之间采用ISM频段进行通信，例如可以采用315Mhz或434Mhz或630Mhz或868Mhz或2.4Ghz等公共频率，发射功率小于10mW，保证在100米范围内能有效发射与接收，以满足大多数家居需要.这类频率使用不需要申请，不会对公众与环境带来危害。并且这类频段的射频收发技术成熟，控制芯片模块便宜，智能控制终端和无线路由器都是消费者现有的，所以整个系统的构成成本非常便宜。
[0041 ] 本实施例中，微处理器IC5采用PIC16F66型号的微处理器芯片，存储器IC2采用型号存储器IC2采用型号为HT24C06的存储芯片，第一射频收发模块和第二射频收发模块均采用现有技术任何型号的无线射频收发模块；微处理器IC5的63引脚与第一射频收发模块的数据输入输出引脚连接，微处理器IC5的28引脚与存储器IC2的数据输入输出引脚SDA连接，微处理器IC5的27引脚与存储器IC2的时钟输入引脚SCL连接；微处理器IC5的31引脚与电源指示灯LEDl的负极连接，微处理器IC5的43引脚与无线路由器连接指示灯LED2的负极连接，微处理器IC5的44引脚与控制终端连线指示灯LED3的负极连接，电源指示灯LED1、无线路由器连接指示灯LED2、控制终端连线指示灯LED3的正极分别连接一电阻R9、R10、R11后与+3V稳压直流电源连接。
[0042]上述智能家居控制系统的控制方法为:控制终端利用无线网路与无线路由器连接，将用于控制家居用电设备工作状态的控制信号发送给无线路由器，无线路由器将控制家居用电设备工作状态的控制信号转发给网关，网关对控制家居用电设备工作状态的控制信号进行识别并回馈信号给无线路由器，再由无线路由器将反馈信号发送给控制终端，网关同时将接收到的控制家居用电设备工作状态的控制信号解码后，由自身的第一射频收发模块以ISM频段发射出去，同一家居的用电设备通过自身的第二射频接收器接收到控制终端发出的控制信号，然后进行地址与产品码识别，再执行对家具用电设备的控制动作，家具用电设备执行完成相应动作后再发射结果信号，由网关接收到后，通过无线路由器，传递给控制终端。
[0043]第一射频收发模块和第二射频收发模块在射频信号编码上采用简单通用的OOK方式，地址码加数据码组成编码，地址码与数据码根据控制动作的复杂程度与安全要求可以定义任意位数，不再需要其他任何协议，保证了产品操作的简单。
[0044]当使用者在外地时，智能移动终端可以使用移动通信网络上网后，再经过互联网识别到已连上网的无线路由器，然后传输信号给网关，以实现远程控制。
【权利要求】
1.一种智能家居控制系统，包括家居用电设备，其特征在于:还包括 控制终端，能发送用于控制家居用电设备工作状态的控制信号； 无线路由器，所述控制终端通过无线网路与无线路由器连接； 网关，与所述无线路由器连接，无线路由器将控制终端发出的控制信号转发给网关，所述网关包括对控制终端发出的控制信号进行识别和解码的MCU电路，与MCU电路连接的用于将解码后的控制信号进行无线射频发送的第一射频收发模块； 家居用电设备上安装有能接收第一射频收发模块发出的控制信号的第二射频收发模 块。
2.根据权利要求1所述的智能家居控制系统，其特征在于:所述网关还包括具有存储器的存储电路，该存储电路与MCU电路连接，所述存储器用于保存无线路由器IP地址、控制终端识别码、家居用电设备地址编码和家居用电设备工作状态控制数据编码。
3.根据权利要求2所述的智能家居控制系统，其特征在于:所述MCU电路包括微处理器(IC5)，所述存储电路包括存储器(IC2)，该存储器(IC2)的数据输入输出引脚(SDA)与微处理器(IC5)的某一数据输入输出引脚连接，该存储器(IC2)的时钟输入引脚(SCL)与微处理器(IC5)的一时钟输出引脚连接。
4.根据权利要求3所述的智能家居控制系统，其特征在于:所述网关还包括指示电路，该指示电路与MCU电路连接。
5.根据权利要求4所述的智能家居控制系统，其特征在于:所述指示电路包括电源指示灯(LEDl)、无线路由器连接指示灯(LED2)、控制终端连线指示灯(LED3)，电源指示灯(LEDl)、无线路由器连接指示灯(LED2)、控制终端连线指示灯(LED3)的正极分别连接一电阻后与稳压直流电源连接，电源指示灯(LEDl)、无线路由器连接指示灯(LED2)、控制终端连线指示灯(LED3)的负极分别与微处理器(IC5)的某一数据输入输出引脚连接。
6.根据权利要求5所述的智能家居控制系统，其特征在于:所述网关还包括电源电路，该电源电路的输入端与外部市电连接，该电源电路的输出端输出稳压直流电源。
7.根据权利要求3所述的智能家居控制系统，其特征在于:第一射频收发模块的数据输入输出接口与微处理器(IC5)的某一数据输入输出引脚连接。
8.根据权利要求1所述的智能家居控制系统，其特征在于:所述网关还包括网络接口电路，该网络接口电路与MCU电路连接。
9.根据权利要求1~8中任意一项权利要求所述的智能家居控制系统，其特征在于:所述控制终端为用户手机或其他智能移动终端。
10.根据权利要求1~8中任意一项权利要求所述的智能家居控制系统，其特征在于:所述第一射频收发模块和第二射频收发模块之间用ISM频段进行通信。
11.一种如权利要求1所述智能家居控制系统的控制方法，其特征在于:控制终端利用无线网路与无线路由器连接，将用于控制家居用电设备工作状态的控制信号发送给无线路由器，无线路由器将控制家居用电设备工作状态的控制信号转发给网关，网关对控制家居用电设备工作状态的控制信号进行识别，网关同时将接收到的控制家居用电设备工作状态的控制信号解码后，由自身的第一射频收发模块以ISM频段发射出去，同一家居的用电设备通过自身的第二射频接收器接收到控制终端发出的控制信号，然后进行地址与产品码识另O，再执行对家具用电设备的控制动作，家具用电设备执行完成相应动作后再发射结果信号，由网关接收到后，通过无线路由器，传递给控制终端。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于:网关对控制家居用电设备工作状态的控制信号进行识别后将回馈信号发送给无线路由器，再由无线路由器将反馈信号发送给控制终端。
13.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于:第一射频收发模块和第二射频收发模块在射频信号编码上采用OOK方式，地址码加数据码组成编码，地址码与数据码根据控制动作的复杂程度与安全要求定义任意位数。
14.根据权利要求11或12或13所述的控制方法，其特征在于:当使用者在外地时，智能移动终端使用移动通信网络上网后，再经过互联网识别到已连上网的无线路由器，然后传输信号给网关，以实现远程控制。`
【文档编号】G05B19/418GK103699097SQ201310731146
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】秦兵 申请人:宁波江北博泰电子科技有限公司