智能小区网络通信系统的制作方法
【专利摘要】一种智能小区网络通信系统，包括上位机、智能控制器模块、无线通信模块、RS485通信模块和人机交互模块。该小区通信网络系统有效的提高了数据传输的准确度，并使控制过程稳定可靠。
【专利说明】智能小区网络通信系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能小区的网络通信，尤其涉及一种网络通信终端系统。
【背景技术】
[0002]无线通信控制系统网络，起源于20世纪初，在20世纪90年代中期以前，有线网络发展较快，无线网络只用于军事、海上等特殊环境[2] ;20世纪90年代中期以后，民用无线网络技术开始迅猛发展，广泛应用于资源无线共享、无线数据传输、设备监控、无线智能家居及无线智能交通等领域并显示已经成为当今国际热点研究课题之一，具有广阔的应用前景。1998年，美国SiliconWave公司推出的蓝牙射频芯片SiW1502，被应用于智能住宅无线网络，但传输距离不到10米，只能基本满足公寓内无限通信的要求。2000年，美国Cypress公司推出了单片射频收发芯片CYWUSB6935，在空旷地传输距离达到50米，实现了智能小区内楼间通信，但当有墙体建筑物等障碍时，其传输距离减小，传输速率下降，制约了其在智能小区无线网络中的应用.2002年，Nordic公司推出了单片射频收发器nRF905，在空旷地传输距离达到300米以上，同时采用了 CRC校验和密钥管理，提高了数据传输的抗干扰性与安全性，满足了智能小区无线通信控制终端系统设计的要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对目前蓝牙技术和802.1lb在数据传输距离方面的局限性，提出了采用较为低廉nRF905发射接收模块和MSP430系列单片机，结合外围设备构建网络通信控制终端，实现智能化小区控制网络的无线数据通信的设计方案。在智能化小区控制网络中，每一个通信控制终端与小区控制中心的通信控制系统的结构是一致的，均由主机(上位机)、单片机(下位机)、NRF905发射接收模块和RS232 / 485接口等部分组成，每个系统主机通过本地无线传输网络同其它系统进行通信、传输控制命令和反馈信息。通信控制终端与小区控制中心构成小区通信系统，结构如图1所示。
[0004]该系统工作时，由上位机提供一个控制终端软件，当需要与其它通信控制点通信时，用户只需登陆到PC机，就可以发出通信数据与通信命令.通过RS232 / 485端口将控制命令和信息反馈到下位机.由下位机通过串口对NRF905发射接收模块进行初始化设置及发射接收控制指令，在nRF905对数据进行打包和冗余检验处理后对其作相应的发射接收处理，从而完成整个网络通信过程。
[0005]一种小区通信网络系统，包括上位机、智能控制器模块、无线通信模块、RS485通信模块和人机交互模块，其中智能控制器模块用于信息采集、安防操作和状态监控，其接受键盘控制、语音控制或红外遥控，经由上位机的控制实现家用电器的定时、记忆和自适应控制功能，并通过互联网在异地远程监控家电工作状态，该智能控制器主控芯片选用MSP430F449十六位高速单片机；无线通信模块选用Nordic VLSI公司推出的单片视频收发器nRF905作为通信控制芯片，无线通信模块的天线采用PBC环形天线或单端鞭状天线，单片视频收发器nRF905的数据口与智能控制器主控芯片MSP430F449的串口 TXD、RXD分别通过20K电阻连接，单片视频收发器nRF905的电源输入引脚连接电压转换芯片LMl 117的输出端，电压转换芯片LM1117的输入端连接5V直流电压源；RS485通信模块包括RS485接口，通过该RS485接口实现上位机与智能控制器模块的通信连接。
[0006]更近一步的，电压转换芯片LM1117的接地端与电压输入端之间、接地端与电压输出端之间连接有电容器，电压转换芯片LMl117的电压输出端还连接有220 μ H的电感，上述电容器与电感构成了高频信号滤波电路，以滤除各种高频干扰。
[0007]更近一步的，智能控制器模块还包括GPRS通信模块和Zigbee通信模块，操作者通过手机或平板电脑经由GPRS通信模块与小区通信网络实现连接，或通过手持Zigbee通信模块与智能控制器模块中的Zigbee通信模块实现远程连接，以最终实现操作者对小区通信网络的远程操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1智能小区网络通信系统控制结构图；
[0009]图2智能小区网络通信系统终端结构图；
[0010]图3电压转换模块。
【具体实施方式】
[0011]为使本实用新型实施目的、技术方案和优点更加清楚，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。
[0012]实施例如下:
[0013]智能化小区网络通信控制终端的硬件主要由智能控制器模块、RNF905通信模块、RS232通信模块设计、人机交互模块和各类接口模块构成，各功能模块设计描述如下:
[0014](一 )智能控制器模块设计
[0015]智能控制器是智能家居控制终端的核心，承担信息采集、安防和状态监控等任务，可实现多种控制方式，从直接的键盘控制、红外遥控和语音控制，到通过管理和设置上位机，实现家用电器的定时、记忆及自适应等自动控制功能，甚至可以通过互联网在异地远程监控家电工作状态。智能控制器通过无线收发模块与底层功能模块相互通讯，底层各个模块通过无线收发模块作为一个节点直接连接到家庭网络上，各个节点具有唯一的设备地址，节点之间采用对等通讯协议，便于系统进一步的扩展.智能控制器的主控芯片需要运行实时多任务操作系统(RTOS)以有效提高嵌入式平台的资源利用率，高效地驱动外围模块运行，因此，本系统的智能控制器主控芯片选用MSP430F449十六位高速单片机。
[0016](二)nRF905通信模块设计
[0017]nRF905是Nordic VLSI公司推出的单片视频收发器，由频率合成器、功率合成器、晶体振荡器和调制器组成，外围元件少，不需外加声表面振荡器，天线可采用PBC环形天线或单端鞭状天线，发射功率最大为lOdBm。接收灵敏度为460dBm，在开阔地传输距离可达600m以上，可以满足小区内无线通信的需求.在与智能控制器连接过程中，须将控制器串口的TXD与RXD用IOk电阻连接，再接至nRF905的数据口，由软件程序完成串行通信，发送数据时需要将接收中断关闭.其它配置接口与工作模式接口可用控制器I/O直接控制，为增强器件的抗干扰性，在电源口并入100 μ F、47 μ F、0。IyF三种电容滤掉各类电磁干扰。
[0018](三)电压转换模块
[0019]器件对加到输入脚或输出脚的电压通常是有限制的。这些引脚由二极管或分离元件接到Vcc。如果接入的电压过高，电流将会通过二极管或分离元件流向电源，持续的电流将会损坏二极管和电路元件.而现行的电压输出模块中多为5伏电压，因而需要设计出一个输出稳定的5V转3V的电压调节模块.在该系统中选用专为通信控制芯片转换电压的芯片LM1117，具有功耗低，体积小等优点。由于电压中含有许多高频干扰源，这些高频成分很容易经过电源进入通信系统中。另外，系统自身的发送频率也会经过电源感应反馈到通信系统造成干扰。因而在电源电路中加入220 μ H的电感，与并入多个电容构成滤波电路以抑制各种高频信号。电压转换模块硬件结构如图2所示。
[0020](四)RS232/ 485通信模块设计
[0021]本实用新型采用三线RS232 / 485接口实现单片机和计算机之间的通信。由于单片机与计算机进行通信前，相关时间序列和相应准备已经约定，所以当二者通信时，建立相应的连接并确认连接正确后，即可进行数据收发。
[0022]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所阐明的技术方案进行修改，或者对其中部分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实用新型各实施例所阐明的技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种智能小区网络通信系统，包括上位机、智能控制器模块、无线通信模块、RS485通信模块和人机交互模块，其特征在于: 智能控制器模块用于信息采集、安防操作和状态监控，其接受键盘控制、语音控制或红外遥控，经由上位机的控制实现家用电器的定时、记忆和自适应控制功能，并通过互联网在异地远程监控家电工作状态，该智能控制器主控芯片选用MSP430F449十六位高速单片机； 无线通信模块选用Nordic VLSI公司推出的单片视频收发器nRF905作为通信控制芯片，无线通信模块的天线采用PBC环形天线或单端鞭状天线，单片视频收发器nRF905的数据口与智能控制器主控芯片MSP430F449的串口 TXD、RXD分别通过20K欧姆的电阻连接，单片视频收发器nRF905的电源输入引脚连接电压转换芯片LM1117的输出端，电压转换芯片LMl 117的输入端连接5V直流电压源； RS485通信模块包括RS485接口，通过该RS485接口实现上位机与智能控制器模块的通信连接； 智能控制器模块还包括GPRS通信模块和Zigbee通信模块，操作者通过手机或平板电脑经由GPRS通信模块与小区通信网络实现连接，或通过手持Zigbee通信模块与智能控制器模块中的Zigbee通信模块实现远程连接，以最终实现操作者对小区通信网络的远程操作。
2.如权利要求1所述的一种智能小区网络通信系统，其特征在于:电压转换芯片LMl117的接地端与电压输入端之间、接地端与电压输出端之间连接有电容器，电压转换芯片LMl 117的电压输出端还连接有220 μ H的电感，上述电容器与电感构成了高频信号滤波电路，以滤除各种闻频干扰。
【文档编号】G05B19/418GK203480677SQ201320569656
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】李树新 申请人:河北烽联信息技术有限公司