智能小區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種智能小區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，包括上位機、智能控制器模塊、無線通信模塊、RS485通信模塊和人機交互模塊。該小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有效的提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_度，并使控制過程穩(wěn)定可靠。
【專利說明】智能小區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及智能小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)通信，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)通信終端系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線通信控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，起源于20世紀初，在20世紀90年代中期以前，有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展較快，無線網(wǎng)絡(luò)只用于軍事、海上等特殊環(huán)境[2] ;20世紀90年代中期以后，民用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開始迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源無線共享、無線數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備監(jiān)控、無線智能家居及無線智能交通等領(lǐng)域并顯示已經(jīng)成為當今國際熱點研究課題之一，具有廣闊的應(yīng)用前景。1998年，美國SiliconWave公司推出的藍牙射頻芯片SiW1502，被應(yīng)用于智能住宅無線網(wǎng)絡(luò)，但傳輸距離不到10米，只能基本滿足公寓內(nèi)無限通信的要求。2000年，美國Cypress公司推出了單片射頻收發(fā)芯片CYWUSB6935，在空曠地傳輸距離達到50米，實現(xiàn)了智能小區(qū)內(nèi)樓間通信，但當有墻體建筑物等障礙時，其傳輸距離減小，傳輸速率下降，制約了其在智能小區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用.2002年，Nordic公司推出了單片射頻收發(fā)器nRF905，在空曠地傳輸距離達到300米以上，同時采用了 CRC校驗和密鑰管理，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_性與安全性，滿足了智能小區(qū)無線通信控制終端系統(tǒng)設(shè)計的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型針對目前藍牙技術(shù)和802.1lb在數(shù)據(jù)傳輸距離方面的局限性，提出了采用較為低廉nRF905發(fā)射接收模塊和MSP430系列單片機，結(jié)合外圍設(shè)備構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)通信控制終端，實現(xiàn)智能化小區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)通信的設(shè)計方案。在智能化小區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)中，每一個通信控制終端與小區(qū)控制中心的通信控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是一致的，均由主機(上位機)、單片機(下位機)、NRF905發(fā)射接收模塊和RS232 / 485接口等部分組成，每個系統(tǒng)主機通過本地?zé)o線傳輸網(wǎng)絡(luò)同其它系統(tǒng)進行通信、傳輸控制命令和反饋信息。通信控制終端與小區(qū)控制中心構(gòu)成小區(qū)通信系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0004]該系統(tǒng)工作時，由上位機提供一個控制終端軟件，當需要與其它通信控制點通信時，用戶只需登陸到PC機，就可以發(fā)出通信數(shù)據(jù)與通信命令.通過RS232 / 485端口將控制命令和信息反饋到下位機.由下位機通過串口對NRF905發(fā)射接收模塊進行初始化設(shè)置及發(fā)射接收控制指令，在nRF905對數(shù)據(jù)進行打包和冗余檢驗處理后對其作相應(yīng)的發(fā)射接收處理，從而完成整個網(wǎng)絡(luò)通信過程。
[0005]一種小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括上位機、智能控制器模塊、無線通信模塊、RS485通信模塊和人機交互模塊，其中智能控制器模塊用于信息采集、安防操作和狀態(tài)監(jiān)控，其接受鍵盤控制、語音控制或紅外遙控，經(jīng)由上位機的控制實現(xiàn)家用電器的定時、記憶和自適應(yīng)控制功能，并通過互聯(lián)網(wǎng)在異地遠程監(jiān)控家電工作狀態(tài)，該智能控制器主控芯片選用MSP430F449十六位高速單片機；無線通信模塊選用Nordic VLSI公司推出的單片視頻收發(fā)器nRF905作為通信控制芯片，無線通信模塊的天線采用PBC環(huán)形天線或單端鞭狀天線，單片視頻收發(fā)器nRF905的數(shù)據(jù)口與智能控制器主控芯片MSP430F449的串口 TXD、RXD分別通過20K電阻連接，單片視頻收發(fā)器nRF905的電源輸入引腳連接電壓轉(zhuǎn)換芯片LMl 117的輸出端，電壓轉(zhuǎn)換芯片LM1117的輸入端連接5V直流電壓源；RS485通信模塊包括RS485接口，通過該RS485接口實現(xiàn)上位機與智能控制器模塊的通信連接。
[0006]更近一步的，電壓轉(zhuǎn)換芯片LM1117的接地端與電壓輸入端之間、接地端與電壓輸出端之間連接有電容器，電壓轉(zhuǎn)換芯片LMl117的電壓輸出端還連接有220 μ H的電感，上述電容器與電感構(gòu)成了高頻信號濾波電路，以濾除各種高頻干擾。
[0007]更近一步的，智能控制器模塊還包括GPRS通信模塊和Zigbee通信模塊，操作者通過手機或平板電腦經(jīng)由GPRS通信模塊與小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)連接，或通過手持Zigbee通信模塊與智能控制器模塊中的Zigbee通信模塊實現(xiàn)遠程連接，以最終實現(xiàn)操作者對小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)的遠程操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1智能小區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2智能小區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)終端結(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖3電壓轉(zhuǎn)換模塊。
【具體實施方式】
[0011]為使本實用新型實施目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0012]實施例如下:
[0013]智能化小區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信控制終端的硬件主要由智能控制器模塊、RNF905通信模塊、RS232通信模塊設(shè)計、人機交互模塊和各類接口模塊構(gòu)成，各功能模塊設(shè)計描述如下:
[0014](一 )智能控制器模塊設(shè)計
[0015]智能控制器是智能家居控制終端的核心，承擔(dān)信息采集、安防和狀態(tài)監(jiān)控等任務(wù)，可實現(xiàn)多種控制方式，從直接的鍵盤控制、紅外遙控和語音控制，到通過管理和設(shè)置上位機，實現(xiàn)家用電器的定時、記憶及自適應(yīng)等自動控制功能，甚至可以通過互聯(lián)網(wǎng)在異地遠程監(jiān)控家電工作狀態(tài)。智能控制器通過無線收發(fā)模塊與底層功能模塊相互通訊，底層各個模塊通過無線收發(fā)模塊作為一個節(jié)點直接連接到家庭網(wǎng)絡(luò)上，各個節(jié)點具有唯一的設(shè)備地址，節(jié)點之間采用對等通訊協(xié)議，便于系統(tǒng)進一步的擴展.智能控制器的主控芯片需要運行實時多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)以有效提高嵌入式平臺的資源利用率，高效地驅(qū)動外圍模塊運行，因此，本系統(tǒng)的智能控制器主控芯片選用MSP430F449十六位高速單片機。
[0016](二)nRF905通信模塊設(shè)計
[0017]nRF905是Nordic VLSI公司推出的單片視頻收發(fā)器，由頻率合成器、功率合成器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成，外圍元件少，不需外加聲表面振蕩器，天線可采用PBC環(huán)形天線或單端鞭狀天線，發(fā)射功率最大為lOdBm。接收靈敏度為460dBm，在開闊地傳輸距離可達600m以上，可以滿足小區(qū)內(nèi)無線通信的需求.在與智能控制器連接過程中，須將控制器串口的TXD與RXD用IOk電阻連接，再接至nRF905的數(shù)據(jù)口，由軟件程序完成串行通信，發(fā)送數(shù)據(jù)時需要將接收中斷關(guān)閉.其它配置接口與工作模式接口可用控制器I/O直接控制，為增強器件的抗干擾性，在電源口并入100 μ F、47 μ F、0。IyF三種電容濾掉各類電磁干擾。
[0018](三)電壓轉(zhuǎn)換模塊
[0019]器件對加到輸入腳或輸出腳的電壓通常是有限制的。這些引腳由二極管或分離元件接到Vcc。如果接入的電壓過高，電流將會通過二極管或分離元件流向電源，持續(xù)的電流將會損壞二極管和電路元件.而現(xiàn)行的電壓輸出模塊中多為5伏電壓，因而需要設(shè)計出一個輸出穩(wěn)定的5V轉(zhuǎn)3V的電壓調(diào)節(jié)模塊.在該系統(tǒng)中選用專為通信控制芯片轉(zhuǎn)換電壓的芯片LM1117，具有功耗低，體積小等優(yōu)點。由于電壓中含有許多高頻干擾源，這些高頻成分很容易經(jīng)過電源進入通信系統(tǒng)中。另外，系統(tǒng)自身的發(fā)送頻率也會經(jīng)過電源感應(yīng)反饋到通信系統(tǒng)造成干擾。因而在電源電路中加入220 μ H的電感，與并入多個電容構(gòu)成濾波電路以抑制各種高頻信號。電壓轉(zhuǎn)換模塊硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0020](四)RS232/ 485通信模塊設(shè)計
[0021]本實用新型采用三線RS232 / 485接口實現(xiàn)單片機和計算機之間的通信。由于單片機與計算機進行通信前，相關(guān)時間序列和相應(yīng)準備已經(jīng)約定，所以當二者通信時，建立相應(yīng)的連接并確認連接正確后，即可進行數(shù)據(jù)收發(fā)。
[0022]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所闡明的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例所闡明的技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能小區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，包括上位機、智能控制器模塊、無線通信模塊、RS485通信模塊和人機交互模塊，其特征在于: 智能控制器模塊用于信息采集、安防操作和狀態(tài)監(jiān)控，其接受鍵盤控制、語音控制或紅外遙控，經(jīng)由上位機的控制實現(xiàn)家用電器的定時、記憶和自適應(yīng)控制功能，并通過互聯(lián)網(wǎng)在異地遠程監(jiān)控家電工作狀態(tài)，該智能控制器主控芯片選用MSP430F449十六位高速單片機； 無線通信模塊選用Nordic VLSI公司推出的單片視頻收發(fā)器nRF905作為通信控制芯片，無線通信模塊的天線采用PBC環(huán)形天線或單端鞭狀天線，單片視頻收發(fā)器nRF905的數(shù)據(jù)口與智能控制器主控芯片MSP430F449的串口 TXD、RXD分別通過20K歐姆的電阻連接，單片視頻收發(fā)器nRF905的電源輸入引腳連接電壓轉(zhuǎn)換芯片LM1117的輸出端，電壓轉(zhuǎn)換芯片LMl 117的輸入端連接5V直流電壓源； RS485通信模塊包括RS485接口，通過該RS485接口實現(xiàn)上位機與智能控制器模塊的通信連接； 智能控制器模塊還包括GPRS通信模塊和Zigbee通信模塊，操作者通過手機或平板電腦經(jīng)由GPRS通信模塊與小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)連接，或通過手持Zigbee通信模塊與智能控制器模塊中的Zigbee通信模塊實現(xiàn)遠程連接，以最終實現(xiàn)操作者對小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)的遠程操作。
2.如權(quán)利要求1所述的一種智能小區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于:電壓轉(zhuǎn)換芯片LMl117的接地端與電壓輸入端之間、接地端與電壓輸出端之間連接有電容器，電壓轉(zhuǎn)換芯片LMl 117的電壓輸出端還連接有220 μ H的電感，上述電容器與電感構(gòu)成了高頻信號濾波電路，以濾除各種聞頻干擾。
【文檔編號】G05B19/418GK203480677SQ201320569656
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】李樹新 申請人:河北烽聯(lián)信息技術(shù)有限公司