專利名稱：智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能家居系統(tǒng)的控制方法，特別是一種在社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)上對家庭控制網(wǎng)中的電器設(shè)備進行控制的方法。
背景技術(shù)：
利用信息化了的電器設(shè)備構(gòu)建的家庭控制網(wǎng)(又稱家庭控制系統(tǒng)或智能家居系統(tǒng))。例如用配置了有單片機的電視機，電冰箱，微波爐，個人計算機，由單片機集中監(jiān)控的電燈、插座、電爐等設(shè)備構(gòu)建的家庭控制網(wǎng)。由于網(wǎng)內(nèi)各電器設(shè)備具有CPU處理功能(即被信息化了)的特點，因此，通過一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備使社區(qū)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上的用戶對家庭控制網(wǎng)內(nèi)各電器設(shè)備進行控制成為可能。但目前的網(wǎng)關(guān)設(shè)備通常不僅要求具有對不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)格式、傳輸速率和媒體驅(qū)動方式等協(xié)議的轉(zhuǎn)換和通信轉(zhuǎn)發(fā)的功能，還要具有網(wǎng)絡(luò)控制器、瀏覽器或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的功能。這樣的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其配置很高，基本上具有一臺個人計算機的功能，用于智能家居系統(tǒng)中，會使家庭控制網(wǎng)的構(gòu)建成本很高，難以被廣大家庭接受。然而，一種既能滿足遠程用戶對家庭控制網(wǎng)內(nèi)各電器設(shè)備進行監(jiān)控的要求，僅僅具有網(wǎng)絡(luò)物理層協(xié)議轉(zhuǎn)換和通信轉(zhuǎn)發(fā)的功能，而又不需要過多增加家庭控制網(wǎng)用戶(即家庭)的開支以實現(xiàn)控制的經(jīng)濟化、大眾化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，目前還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法。按本發(fā)明構(gòu)建的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其配置很低，基本上只有一臺個人計算機百分之五的成本，用于智能家居系統(tǒng)中，可使家庭控制網(wǎng)的構(gòu)建成本大幅度降低，使社區(qū)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)用戶對家庭控制網(wǎng)內(nèi)各電器設(shè)備進行控制成為現(xiàn)實。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法，其特征在于該方法是采用家庭總線通信控制器、社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)通訊控制器和單片機控制處理模塊構(gòu)成網(wǎng)關(guān)設(shè)備。
上述的智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法。所述的家庭總線通信控制器采用家庭總線端口收發(fā)控制模塊及家庭總線接口組成，家庭總線通信控制器是一種串行接口總線通信控制器，家庭總線端口收發(fā)控制模塊的構(gòu)成包括接口部分，總線部分和通信邏輯控制部分；接口部分的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1；總線處理部分的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2；通信邏輯控制部分包括通信控制單元、錯誤計數(shù)和錯誤處理電路，載波監(jiān)聽多路訪問沖突監(jiān)測電路；其中接口部分與單片機的異步串行通信接口連接，實現(xiàn)與單片機收發(fā)通信；總線部分與家庭控制總線連接，完成與家庭控制網(wǎng)中的電器設(shè)備進行收發(fā)通信，并將傳輸?shù)男畔醇彝タ偩€的幀格式進行打包或解包；社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)通信控制器采用對應(yīng)的社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)端口通信收發(fā)控制器電路和接口組成，其中，社區(qū)網(wǎng)采用對應(yīng)的社區(qū)網(wǎng)通信控制器電路，互聯(lián)網(wǎng)或電話網(wǎng)采用相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)電路組成；社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)端口收發(fā)控制器與單片機的并行通信接口連接，實現(xiàn)與單片機收發(fā)通信，其網(wǎng)端接口部分與社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)線連接，實現(xiàn)與遠程用戶進行收發(fā)通信，并將傳輸?shù)男畔瓷鐓^(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)的幀格式進行打包或解包；單片機控制處理模塊采用單片機、外接隨機存儲器、可擦寫的配置存儲器及監(jiān)控電路組成；單片機控制處理模塊實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)設(shè)備上電后的自舉啟動、各個模塊的初始化、將家庭總線端口和外部網(wǎng)端口初始化并置于監(jiān)聽狀態(tài)、隨時等待接收兩端發(fā)來的請求信號。
前述的智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法。所述的家庭總線端口收發(fā)控制模塊中，接口端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)器，與收發(fā)器相接的串—并轉(zhuǎn)換電路和并—串轉(zhuǎn)換電路；所述的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1的構(gòu)成包括接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的總線端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)器，與其相接的并—串轉(zhuǎn)換電路和串—并轉(zhuǎn)換電路；所述的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2的構(gòu)成包括總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的通信控制單元包括，發(fā)送控制寄存器堆，累加和校驗電路，循環(huán)冗余碼生成電路，接收控制寄存器堆，累加和生成電路，地址檢查電路，循環(huán)冗余碼校驗電路，超時檢查電路。
前述的智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)方法。所述的家庭總線端口收發(fā)控制模塊中；接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)1、接口緩沖區(qū)控制電路1；接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)2、接口緩沖區(qū)控制電路2；總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)3、總線緩沖區(qū)控制電路1；總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)4、總線緩沖區(qū)控制電路2；接收控制寄存器堆包括幀特征字寄存器堆2、接口發(fā)送控制寄存器堆、總線接收控制寄存器堆、應(yīng)答電路2和應(yīng)答電路4；發(fā)送控制寄存器堆包括幀特征字寄存器堆1、接口接收控制寄存器堆、總線發(fā)送控制寄存器堆、應(yīng)答電路1和應(yīng)答電路3；接口端串行異步收發(fā)器包括接口異步收發(fā)器(UART)、幀格式打包電路1、幀格式解包電路1；總線端串行異步收發(fā)器包括總線異步收發(fā)器(UART)、幀格式打包電路2、幀格式解包電路2。
前述的智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法。網(wǎng)關(guān)設(shè)備的工作方式是，網(wǎng)關(guān)設(shè)備僅對家庭控制網(wǎng)與社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)之間傳輸?shù)男畔?，按物理層和?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議進行轉(zhuǎn)換。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明根據(jù)智能家居系統(tǒng)的特點，提供了一種在社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)上對家庭控制網(wǎng)中的電器設(shè)備進行控制的簡化方法和產(chǎn)品。這種控制方法既能滿足遠程用戶對家庭控制網(wǎng)內(nèi)各電器設(shè)備進行監(jiān)控的要求，又不需要過多增加家庭控制網(wǎng)用戶的開支，可以實現(xiàn)家庭控制網(wǎng)遠程控制的經(jīng)濟化、大眾化。應(yīng)用本發(fā)明，現(xiàn)有的智能家居系統(tǒng)較容易實現(xiàn)在遠程的瀏覽器上對家庭控制網(wǎng)內(nèi)的電器設(shè)備進行直觀的控制操作。本發(fā)明具有資源占用少，實施成本低，易于實施，實施效果好的特點，可廣泛應(yīng)用于家庭控制網(wǎng)，遠程集中抄表系統(tǒng)，安防集中控制報警系統(tǒng)或類似的集中控制系統(tǒng)中，作為區(qū)域的集中遠程接入設(shè)備。


附圖1是實施本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)設(shè)備構(gòu)成及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建示意圖；附圖2本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；附圖3是家庭總線端口收發(fā)控制模塊的電路結(jié)構(gòu)框圖1；附圖4是家庭總線端口收發(fā)控制模塊的電路結(jié)構(gòu)框圖2；附圖5是家庭總線端口收發(fā)控制模塊的電路結(jié)構(gòu)框圖3；附圖6是網(wǎng)關(guān)設(shè)備的電路原理圖；附圖7是本發(fā)明的設(shè)備初始化程序流程框圖；附圖8是本發(fā)明的通信過程程序流程框圖。
具體實施例方式
實施例智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法，如附圖1所示，該方法采用家庭總線通信控制器、社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)通信控制器和單片機控制處理模塊構(gòu)成網(wǎng)關(guān)設(shè)備。以實現(xiàn)家庭控制網(wǎng)與社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)之間的信息傳輸。
如附圖2所示，家庭總線通信控制器采用家庭總線端口收發(fā)控制模塊及家庭總線接口組成。家庭總線通信控制器是一種串行接口總線通信控制器，家庭總線端口收發(fā)控制模塊的構(gòu)成包括接口部分，總線部分和通信邏輯控制部分。如附圖3所示，接口部分的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1；總線處理部分的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2；通信邏輯控制部分包括通信控制單元、錯誤計數(shù)和錯誤處理電路，載波監(jiān)聽多路訪問沖突監(jiān)測電路；其中接口部分與單片機的異步串行通信接口連接，實現(xiàn)與單片機收發(fā)通信；總線部分與家庭控制總線連接，完成與家庭控制網(wǎng)中的電器設(shè)備進行收發(fā)通信，并將傳輸?shù)男畔醇彝タ偩€的幀格式進行打包或解包。社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)通信控制器采用對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信控制器電路和接口組成。如社區(qū)網(wǎng)采用以太網(wǎng)(本例即采用以太網(wǎng))，對應(yīng)的社區(qū)網(wǎng)通信控制器則采用以太網(wǎng)通信控制器電路構(gòu)成；互聯(lián)網(wǎng)或電話網(wǎng)的通信控制器則采用相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)電路組成。社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)端口收發(fā)控制器與單片機的并行通信接口連接，實現(xiàn)與單片機收發(fā)通信，其網(wǎng)端接口部分與社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)線連接，實現(xiàn)與遠程用戶進行收發(fā)通信，并將傳輸?shù)男畔瓷鐓^(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)的幀格式進行打包或解包；單片機控制處理模塊采用單片機、外接隨機存儲器、可擦寫的配置存儲器及監(jiān)控電路組成；單片機控制處理模塊實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)設(shè)備上電后的自舉啟動、各個模塊的初始化、將家庭總線端口和外部網(wǎng)端口初始化并置于監(jiān)聽狀態(tài)、隨時等待接收兩端發(fā)來的請求信號。
如附圖4所示，家庭總線端口收發(fā)控制模塊的接口端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)器，與收發(fā)器相接的串—并轉(zhuǎn)換電路和并—串轉(zhuǎn)換電路；數(shù)據(jù)緩沖處理單元1的構(gòu)成包括接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；總線端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)器，與其相接的并—串轉(zhuǎn)換電路和串—并轉(zhuǎn)換電路；數(shù)據(jù)緩沖處理單元2的構(gòu)成包括總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；通信控制單元包括，發(fā)送控制寄存器堆，累加和校驗電路，循環(huán)冗余碼生成電路，接收控制寄存器堆，累加和生成電路，地址檢查電路，循環(huán)冗余碼校驗電路，超時檢查電路。
如附圖5所示，家庭總線端口收發(fā)控制模塊的接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)1、接口緩沖區(qū)控制電路1；接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)2、接口緩沖區(qū)控制電路2；總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)3、總線緩沖區(qū)控制電路1；總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)4、總線緩沖區(qū)控制電路2；接收控制寄存器堆包括幀特征字寄存器堆2、接口發(fā)送控制寄存器堆、總線接收控制寄存器堆、應(yīng)答電路2和應(yīng)答電路4；發(fā)送控制寄存器堆包括幀特征字寄存器堆1、接口接收控制寄存器堆、總線發(fā)送控制寄存器堆、應(yīng)答電路1和應(yīng)答電路3；接口端串行異步收發(fā)器包括接口異步收發(fā)器(UART)、幀格式打包電路1、幀格式解包電路1；總線端串行異步收發(fā)器包括總線異步收發(fā)器(UART)、幀格式打包電路2、幀格式解包電路2。
附圖6是本發(fā)明的一種網(wǎng)關(guān)設(shè)備的電路原理圖，圖中的芯片U4即為家庭總線端口收發(fā)控制模塊，它是一種串行接口總線通信控制器。
網(wǎng)關(guān)設(shè)備的工作方式是，網(wǎng)關(guān)設(shè)備僅對家庭控制網(wǎng)與社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)之間傳輸?shù)男畔?，按物理層和?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議進行轉(zhuǎn)換。
由于現(xiàn)有家庭控制系統(tǒng)中，各控制對象的單片機中都有一個可編程的具有UART(異步收發(fā)器)功能的全雙工串行通信接口閑置未用，因此將串行接口總線通信控制器與此通信接口相接，既不用改造現(xiàn)有控制對象，又利用了控制對象閑置的資源，并且采用串行接口通信方式，連線只有幾根，而采用并行接口通信方式，則需要十幾根。
家庭總線通信控制器的工作原理家庭總線采用通用異步串行通信的方式向家庭總線通信控制器的異步串行接口IRX發(fā)送含有起始符、數(shù)據(jù)長度、控制命令字、目標地址、數(shù)據(jù)塊、校驗和以及結(jié)束符的幀序列。經(jīng)過串行接口總線通信控制器內(nèi)部接口端串行異步收發(fā)器，還原成8位的位流，由串—并轉(zhuǎn)換電路變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)存入接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。同時，送累加和校驗電路，確定傳輸數(shù)據(jù)是否正確無誤，將結(jié)果送發(fā)送控制寄存器堆。發(fā)送控制寄存器堆從接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中提取控制命令字、目標地址和傳輸數(shù)據(jù)，并存入總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，加入本地地址，同時通過循環(huán)冗余碼生成電路把校驗碼存入校驗字段，并組織總線傳輸幀。(總線傳輸幀是具有起始符、目標地址、本地地址、控制命令字、長度、數(shù)據(jù)塊、校驗字段和結(jié)束符的幀序列。)發(fā)送控制寄存器堆根據(jù)不同的控制字決定將數(shù)據(jù)發(fā)送到總線是采用廣播方式還是信息傳遞方式，啟動發(fā)送。根據(jù)載波偵聽多址訪問沖突檢測提供的信號，當為總線空閑，允許發(fā)送，則啟動發(fā)送?？偩€發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)將數(shù)據(jù)送并—串轉(zhuǎn)換電路形成串行序列。最后由總線端串行異步收發(fā)器經(jīng)異步串行總線接口BTX向通信總線發(fā)送總線傳輸幀。發(fā)送過程中采用“邊說邊聽”的方式確定是否發(fā)送成功，具體是由異步串行總線接口的BRX收到發(fā)送到總線的位序列和發(fā)送的位序列輸入到載波偵聽多址訪問沖突檢測電路比較是否一致。如果一致，則繼續(xù)發(fā)送；如果不一致則立即通知發(fā)送控制寄存器堆和錯誤計數(shù)錯誤處理電路，停止發(fā)送。如果錯誤計數(shù)溢出，則進行錯誤處理，停止發(fā)送、產(chǎn)生出錯標志等。
相反，如果通信總線發(fā)來一傳輸幀序列，首先經(jīng)過異步串行總線接口BRX輸入到總線端串行異步收發(fā)器，還原為8位的位流，送串并轉(zhuǎn)換電路、循環(huán)冗余碼校驗電路、超時檢查電路。串—并轉(zhuǎn)換后則存入總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；循環(huán)冗余碼檢驗電路得到結(jié)果后送接收控制寄存器堆，確定傳輸幀是否有效；超時檢查電路則提供幀序列是否結(jié)束的信號，使整個接收電路能夠準確復位，進入新的等待接收狀態(tài)。地址檢查電路則從總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中提取目標地址字段與本地地址比較，確定是發(fā)往本地的傳輸幀。由接收控制寄存器堆拷貝總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中目標地址、控制命令字和數(shù)據(jù)塊存入接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。同時由累加和生成電路得到校驗和，也存入接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。接收控制寄存器堆啟動接口發(fā)送，接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)經(jīng)并串轉(zhuǎn)換電路形成8位位流，送入接口端串行異步收發(fā)器經(jīng)異步串行接口ITX發(fā)往設(shè)備。
幀特征字寄存器堆1是根據(jù)幀解包的結(jié)果，將代表幀的特征字存儲到相應(yīng)的寄存器堆，如命令字、幀長度、源地址、目的地址、本地更新地址、本地更新控制寄存器等。接口發(fā)送控制寄存器堆是控制接口發(fā)送接口緩沖區(qū)控制電路2何時啟動工作；判斷接口發(fā)送條件，啟動發(fā)送；控制累加和生成(累加和生成模塊)；控制接口幀格式打包(幀格式打包1)?？偩€接收控制寄存器堆是校驗接收幀正誤，判斷幀頭、幀尾，判斷循環(huán)冗余碼(循環(huán)冗余碼校驗?zāi)K)，判斷信息位長度，判斷接收超時(超時檢查模塊)，通過源地址、目的地址，判斷幀發(fā)送方向；監(jiān)察接口狀態(tài)，判斷是否向接口搬移幀信息；控制總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)控制模塊2何時啟動工作。幀特征字寄存器堆模塊2根據(jù)幀解包的結(jié)果，將代表幀的特征字存儲到相應(yīng)的寄存器堆，如命令字、幀長度、源地址、目的地址、本地更新地址、本地更新控制寄存器等。接口接收控制寄存器堆是校驗接收幀正誤，判斷幀頭、幀尾，判斷累加和(累加和檢查模塊)，判斷幀長度，判斷接收超時(超時檢查模塊)；監(jiān)察總線狀態(tài)，判斷是否向總線搬移幀信息；控制接口緩沖區(qū)控制電路1何時啟動工作?？偩€發(fā)送控制寄存器堆是控制總線緩沖區(qū)控制模塊1何時啟動工作；判斷總線發(fā)送條件，啟動發(fā)送；控制循環(huán)冗余碼生成(循環(huán)冗余碼生成模塊)；控制總線幀格式打包(幀格式打包模塊)。數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包含接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)4塊RAM，每塊大小為8*32bit。緩沖區(qū)控制電路用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(RAM)的讀寫控制信號、讀寫地址和清空緩沖區(qū)信號。幀結(jié)構(gòu)解包模塊是根據(jù)不同類型幀結(jié)構(gòu)的特點，對幀數(shù)據(jù)進行解包。幀結(jié)構(gòu)打包模塊是根據(jù)不同類型幀結(jié)構(gòu)的特點，對幀數(shù)據(jù)進行打包。異步收發(fā)器(UART)模塊是接收和發(fā)送標準起止式字符結(jié)構(gòu)，一個起始位、8位數(shù)據(jù)位和一個停止位。采樣頻率為接口波特率的十六分之一。如果字符結(jié)構(gòu)錯誤，接口端自動丟棄；總線端則進行致命錯誤檢測(致命錯誤檢測模塊)應(yīng)答判斷模塊對接收的應(yīng)答幀進行相應(yīng)的處理；對非應(yīng)答幀的校驗結(jié)果進行相應(yīng)的應(yīng)答處理；對芯片設(shè)置幀進行應(yīng)答和軟復位(只有接口有此功能)；根據(jù)總線應(yīng)答情況控制接口啟動發(fā)送傳輸應(yīng)答幀(只有總線有此功能)。載波監(jiān)聽、沖突檢測模塊用于實時監(jiān)聽總線，沖突檢測，判斷地址優(yōu)先級。致命錯誤檢測電路是當固定格式的字符結(jié)構(gòu)含有一個或多個非法位時，則檢測到一個形式錯誤，當累計到128個形式錯誤時產(chǎn)生總線錯誤(致命錯誤)。并控制接口發(fā)送控制寄存器堆啟動接口發(fā)送傳輸致命錯誤幀。
網(wǎng)關(guān)設(shè)備的工作過程網(wǎng)關(guān)設(shè)備僅對家庭控制網(wǎng)與社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)之間傳輸?shù)男畔次锢韺雍蛿?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議轉(zhuǎn)換。每個家庭控制網(wǎng)中信息化了的電器設(shè)備的各種信息代碼，傳至網(wǎng)關(guān)設(shè)備時，網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以不對這些信息進行處理和分類，而是將其按社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議進行轉(zhuǎn)換，傳送給社區(qū)服務(wù)器或廣域網(wǎng)用戶，由社區(qū)服務(wù)器或廣域網(wǎng)用戶自己轉(zhuǎn)換為網(wǎng)頁代碼和瀏覽器的主頁面；用戶在瀏覽器的控制頁面上選定明確的控制操作后，將鏈接的設(shè)備控制特征信息和控制代碼傳送至該網(wǎng)關(guān)設(shè)備，網(wǎng)關(guān)設(shè)備將這些控制特征信息和控制代碼，按物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議進行轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)發(fā)至被選定的電器設(shè)備，并將所選定電器設(shè)備執(zhí)行結(jié)果的信息代碼，轉(zhuǎn)發(fā)到遠程用戶，由遠程用戶轉(zhuǎn)換成網(wǎng)頁代碼和用戶的瀏覽器頁面信息。當然，網(wǎng)關(guān)設(shè)備也可根據(jù)需要，對所轉(zhuǎn)換的信息進行一些處理和分類及存儲。
上電后，如附圖7所示，首先對設(shè)備各模塊進行初始化CPU從配置EEPROM中讀入初始化參數(shù)，對相關(guān)模塊和端口進行初始化初始化單片機系統(tǒng)的串行口，定時器，中斷系統(tǒng)。
初始化以太網(wǎng)通信控制器。
設(shè)置家庭總線端的IP地址及端口號；設(shè)置以太網(wǎng)通信控制器端的IP地址、子網(wǎng)掩碼及以太網(wǎng)端端口號。
設(shè)置家庭總線通信控制器芯片U4的串口和總線的波特率。初始化通信接口芯片的寫工作ID，開放總線，局部廣播允許。
初始化家庭總線端串口使其處于監(jiān)聽狀態(tài)。
初始化后，如附圖8所示，設(shè)備發(fā)出請求的通信過程如下單片機首先判斷是否收到從家庭總線控制器芯片發(fā)來的數(shù)據(jù)幀，如果收到一幀數(shù)據(jù)，先判斷接收到的數(shù)據(jù)幀是否正確，如果接收正確，(接收錯誤發(fā)出錯應(yīng)答幀)立即要申請和以太網(wǎng)遠端用戶PC建立一個連接，在連接建立后，(如果建立連接失敗，則丟棄這一幀數(shù)據(jù))把數(shù)據(jù)幀傳送到遠端；這時再檢測是否收到從遠端發(fā)來的數(shù)據(jù)幀如果有的話，在接收后轉(zhuǎn)發(fā)到家庭總線通信控制器。在轉(zhuǎn)發(fā)完之后再檢測家庭總線端串口是否收到新的數(shù)據(jù)幀。如果收到新的數(shù)據(jù)幀，接下來就要把新收到的數(shù)據(jù)幀也發(fā)送到遠端用戶PC，在延時一段時間后確認家庭總線端串口接收緩沖區(qū)內(nèi)無數(shù)據(jù)后，關(guān)閉已建立的連接。
在監(jiān)聽端口的過程中，如果有以太網(wǎng)遠端用戶PC發(fā)來的建立連接的請求，則響應(yīng)這個連接請求。在這時檢測是否收到遠端用戶PC發(fā)來的數(shù)據(jù)幀，如果收到，立即轉(zhuǎn)發(fā)到家庭總線通信控制器的串口，轉(zhuǎn)發(fā)完之后，把收到發(fā)自家庭總線控制器的回應(yīng)幀轉(zhuǎn)發(fā)給遠端用戶PC。同時檢測串口是否收到從家庭總線通信控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)幀，如果有則立即轉(zhuǎn)發(fā)到遠端PC。在執(zhí)行完這一步后等待遠端PC關(guān)閉這個連接。
權(quán)利要求
1.智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法，其特征在于該方法是采用家庭總線通信控制器、社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)通訊控制器和單片機控制處理模塊構(gòu)成網(wǎng)關(guān)設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法，其特征在于所述的家庭總線通信控制器采用家庭總線端口收發(fā)控制模塊及家庭總線接口組成，家庭總線通信控制器是一種串行接口總線通信控制器，家庭總線端口收發(fā)控制模塊的構(gòu)成包括接口部分，總線部分和通信邏輯控制部分；接口部分的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1；總線處理部分的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)單元和與其相接的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2；通信邏輯控制部分包括通信控制單元、錯誤計數(shù)和錯誤處理電路，載波監(jiān)聽多路訪問沖突監(jiān)測電路；其中接口部分與單片機的異步串行通信接口連接，實現(xiàn)與單片機收發(fā)通信；總線部分與家庭控制總線連接，完成與家庭控制網(wǎng)中的電器設(shè)備進行收發(fā)通信，并將傳輸?shù)男畔醇彝タ偩€的幀格式進行打包或解包；社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)通信控制器采用對應(yīng)的社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)端口通信收發(fā)控制器電路和接口組成，其中，社區(qū)網(wǎng)采用對應(yīng)的社區(qū)網(wǎng)通信控制器電路，互聯(lián)網(wǎng)或電話網(wǎng)采用相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)電路組成；社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)端口收發(fā)控制器與單片機的并行通信接口連接，實現(xiàn)與單片機收發(fā)通信，其網(wǎng)端接口部分與社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)線連接，實現(xiàn)與遠程用戶進行收發(fā)通信，并將傳輸?shù)男畔瓷鐓^(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)的幀格式進行打包或解包；單片機控制處理模塊采用單片機、外接隨機存儲器、可擦寫的配置存儲器及監(jiān)控電路組成；單片機控制處理模塊實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)設(shè)備上電后的自舉啟動、各個模塊的初始化、將家庭總線端口和外部網(wǎng)端口初始化并置于監(jiān)聽狀態(tài)、隨時等待接收兩端發(fā)來的請求信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法，其特征在于所述的家庭總線端口收發(fā)控制模塊中，接口端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括接口端串行異步收發(fā)器，與收發(fā)器相接的串-并轉(zhuǎn)換電路和并-串轉(zhuǎn)換電路；所述的數(shù)據(jù)緩沖處理單元1的構(gòu)成包括接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的總線端串行異步收發(fā)單元的構(gòu)成包括總線端串行異步收發(fā)器，與其相接的并-串轉(zhuǎn)換電路和串-并轉(zhuǎn)換電路；所述的數(shù)據(jù)緩沖處理單元2的構(gòu)成包括總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的通信控制單元包括，發(fā)送控制寄存器堆，累加和校驗電路，循環(huán)冗余碼生成電路，接收控制寄存器堆，累加和生成電路，地址檢查電路，循環(huán)冗余碼校驗電路，超時檢查電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)方法，其特征在于所述的家庭總線端口收發(fā)控制模塊中；接口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)1、接口緩沖區(qū)控制電路1；接口發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)2、接口緩沖區(qū)控制電路2；總線發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)3、總線緩沖區(qū)控制電路1；總線接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括數(shù)據(jù)緩沖區(qū)4、總線緩沖區(qū)控制電路2；接收控制寄存器堆包括幀特征字寄存器堆2、接口發(fā)送控制寄存器堆、總線接收控制寄存器堆、應(yīng)答電路2和應(yīng)答電路4；發(fā)送控制寄存器堆包括幀特征字寄存器堆1、接口接收控制寄存器堆、總線發(fā)送控制寄存器堆、應(yīng)答電路1和應(yīng)答電路3；接口端串行異步收發(fā)器包括接口異步收發(fā)器(UART)、幀格式打包電路1、幀格式解包電路1；總線端串行異步收發(fā)器包括總線異步收發(fā)器(UART)、幀格式打包電路2、幀格式解包電路2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法，其特征在于網(wǎng)關(guān)設(shè)備的工作方式是，網(wǎng)關(guān)設(shè)備僅對家庭控制網(wǎng)與社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)之間傳輸?shù)男畔?，按物理層和?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議進行轉(zhuǎn)換。
全文摘要
一種智能家居系統(tǒng)中通用簡化的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)方法。該方法采用家庭總線通信控制器、社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)通訊控制器和單片機控制處理模塊構(gòu)成網(wǎng)關(guān)設(shè)備。網(wǎng)關(guān)設(shè)備的工作方式是僅對家庭控制網(wǎng)與社區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)之間傳輸?shù)男畔?，按物理層和?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議進行轉(zhuǎn)換。本發(fā)明構(gòu)建的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，配置很低，基本上只有一臺個人計算機百分之五的成本，可使家庭控制網(wǎng)的構(gòu)建成本大幅度降低，使社區(qū)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)用戶對家庭控制網(wǎng)內(nèi)各電器設(shè)備進行控制成為現(xiàn)實。本發(fā)明具有資源占用少，實施成本低，易于實施，實施效果好的特點，可廣泛應(yīng)用于家庭控制網(wǎng)，遠程集中抄表系統(tǒng)，安防集中控制報警系統(tǒng)或類似的集中控制系統(tǒng)中，作為區(qū)域的集中遠程接入設(shè)備。
文檔編號G08C17/00GK1549520SQ0311785
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月10日
發(fā)明者李筑, 謝后賢, 李 筑 申請人:貴州以太科技信息產(chǎn)業(yè)有限責任公司