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：
本发明涉及ー种智能家居系统。
背景技术：
由于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。智能家居通过融合网络技术，计算机技术和传感技木，将各种网络和设备联系在一起。但是当前的智能家居系统在访问的灵活性，和传输的信息量等方面有所局限。所以设计ー种访问灵活，数据存储和传输能力更强的智能家居系统是很有必要的。当前的智能家居大致分为两种基于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。比如有人公开了ー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。但在灵活性上有所欠缺，用户要访问该系统必须通过PC，给用户带来诸多不便。其次这种方案，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。比如有人公开了ー种智能家居控制器(申请号200910037832)，主要包括人机交互単元，音视频应用単元，最小处理单元，设备控制接口和3G应用单元。这种方案访问方式灵活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。而且其中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。还有ー种基于GPRS的无线智能家居(申请号200910013337. 5)可以实现在家庭内部传输Internet数据。但是本产品采用高端的ARM控制器和外围设备，产品的价格必然成为产品推广的一大障碍。
发明内容
为了克服已有智能家居系统的灵活性较差、数据存储能力较差、传输能力较弱、成本较高的不足，本发明提供ー种灵活性良好、数据存储能力良好、传输能力较强、成本低廉的支持两种访问模式的智能家居系统。本发明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、服务器、客户端和移动终端，所述无线响应节点为安装无线控制开关的待控制的家居电器，所述无线响应节点与所述无线控制节点连接，所述无线控制节点与所述服务器连接，所述服务器通过Internet网络与客户端连接，所述无线控制节点包括GSM模块、红外射频收发模块和智能控制模块，所述移动終端与所述GSM模块通讯连接，所述智能控制模块包括GSM工作方式控制单元，用以根据移动终端的用户号码对用户的身份进行验证，对用户命令做出解析，该用户命令对应ー个无线响应节点，将用户命令发送给相应的无线响应节点；、
Internet工作方式控制单元,用以接收服务器的客户请求,该客户请求对应ー个无线响应节点，形成用户命令，将用户命令发送给相应的无线响应节点。进ー步，所述服务器包括用于接收来自客户端的请求，对客户端的控制权限进行验证，验 证合格后将客户端的请求通过串ロ发送给无线控制节点的身份验证模块。再进ー步，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ロ连接，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。本发明的有益效果主要表现在(1)为了避免增加很多电线造成对美观的破坏和给生活带来的不便，本发明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更适合的访问方式。(3)本服务器采用Telnet协议，所以不需要用户专门安装客户端程序就可以访问服务器。服务器将屋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是智能家居系统的结构示意图。图2是智能家居系统的无线控制节点的原理框图。图3是通过移动终端实现对家电的控制的示意图。图4是通过以太网实现对家电的控制的示意图。图5是智能家居系统实例示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进ー步描述。參照图I 图5，ー种支持两种访问模式的智能家居系统，包括无线响应节点(SP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；另ー种模式是通过以太网登录到服务器实，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。參照图2，本智能家居系统无线控制节点的系统框图。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I、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、直接与处理器相连的串ロ可以直接和服务器连接。在硬件部分，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エ作频段采用2. 4GHz。由于处理器采用了单片机，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。于是，控制节点的软件部分分为GSM和红外射频收发两个部分。然而除了实现对移动终端的命令的解析之外还必须提供一些其他的必要的服务。首先是要设计无线控制节点与服务器之间的接ロ程序。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。其次是网络管理模块，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，如无线响应节点的増加、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。參照图3，表示系统工作的GSM模式通过移动終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ー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后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。參照图4,表示系统工作的Internet模式客户端通过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，増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參考第一种工作模式；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。实例參照图5，智能家居的实施实例。本实例显示了未来智能家居系统中的组要组成安装无线开关的智能家电、控制装置、家用电脑以及移动终端和客户端组成。在GSM模式下，用户可以通过移动終端向控制装置发送短信命令。短信通过移动通信网络到达控制装置后，控制装置首先对发送命令者的权限做出判断，具体做法是与保存在控制装置中的具有控制权限的号码做比对。当确定号码有管理权限时，控制装置将解析收到的命令以确定，需要做出响应的电器编号和执行操作。控制节点将这些命令用红外收发模块发送到智能家电处。这些智能家电收到信号后首先判断电器编号是否和自身吻合，然后根据命令做出响应的响应。完成后，家电发送响应完成情况的反馈给控制装置。最后控制装置将家电的反馈信息编辑为短信形式通过移动通信网络发送给移动終端。
在Internet模式下，客户端通过网络连接到家用电脑，客户端会被要求以管理者的身份登录。在核对完客户端的登录信息后，家用电脑开始接收来自客户端的指令。如果客户端要实现对电器的控制，必须发送命令给家用电脑如，“电器I开”。家用电脑在接收到命令后，将命令通过串ロ传递给控制装置。控制装置对命令解析完之后，发送给智能家电。智能家电在核对完家电的编号和响应操作后，执行操作并反馈信息给控制装置。控制装置将反馈信息通过串ロ发送给家用电脑。电脑通过网络将智能家电的反馈信息发送给客户端。客户端还可以通过网络实现对系统数据的管理。房屋内部的环境变化和用户对系统的每次操作都以日志的形式保存在家用电脑里。所以客户端可以通过网络实现对系统的所有信息实现查询和管理。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，本发明的保护范围不 应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明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、服务器、客户端和移动终端，所述无线响应节点为安装无线控制开关的待控制的家居电器，所述无线响应节点与所述无线控制节点连接，所述无线控制节点与所述服务器连接，所述服务器通过Internet网络与客户端连接，所述无线控制节点包括GSM模块、红外射频收发模块和智能控制模块，所述移动终端与所述GSM模块通讯连接，所述智能控制模块包括 GSM工作方式控制单元，用以根据移动终端的用户号码对用户的身份进行验证，对用户命令做出解析，该用户命令对应一个无线响应节点，将用户命令发送给相应的无线响应节占. Internet工作方式控制单元,用以接收服务器的客户请求,该客户请求对应一个无线响应节点，形成用户命令，将用户命令发送给相应的无线响应节点。
2.如权利要求I所述的支持两种访问模式的智能家居系统，其特征在于所述服务器包括用于接收来自客户端的请求，对客户端的控制权限进行验证，验证合格后将客户端的请求通过串口发送给无线控制节点的身份验证模块。
3.如权利要求I或2所述的支持两种访问模式的智能家居系统，其特征在于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。
全文摘要
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、服务器、客户端和移动终端，所述无线响应节点为安装无线控制开关的待控制的家居电器，所述无线响应节点与所述无线控制节点连接，所述无线控制节点与所述服务器连接，所述服务器通过Internet网络与客户端连接，所述无线控制节点包括GSM模块、红外射频收发模块和智能控制模块，所述移动终端与所述GSM模块通讯连接，智能控制模块包括GSM工作方式控制单元和Internet工作方式控制单元。本发明提供一种灵活性良好、数据存储能力良好、传输能力较强、成本低廉的支持两种访问模式的智能家居系统。
文档编号G08C23/04GK102739485SQ20121023376
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6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