一種智能家居組網(wǎng)設(shè)備與控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新型智能家居電器設(shè)備的組網(wǎng)控制方法技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種智能藍(lán)牙、W1-Fi等智能家用電器設(shè)備之間的組網(wǎng)與控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，由于信息技術(shù)的快速發(fā)展，家用電器設(shè)備的智能化發(fā)展迅速崛起。智能家居就是將微處理器、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)引入家電設(shè)備后形成的家電產(chǎn)品，具有自動(dòng)感知住宅空間狀態(tài)、家電自身狀態(tài)或家電服務(wù)狀態(tài)的功能，能夠自動(dòng)控制及接收住宅用戶(hù)在住宅內(nèi)或遠(yuǎn)程的控制指令；同時(shí)，智能家電作為智能家居的組成部分，能夠與住宅內(nèi)其它家電、家居或設(shè)施互聯(lián)組成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能家居功能。如何利用現(xiàn)有并且取得普及的信息技術(shù)，讓信息技術(shù)與家電設(shè)備進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，研發(fā)出新穎、低成本的應(yīng)用型智能家居產(chǎn)品，具有極大的社會(huì)價(jià)值。
[0003]隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，智能終端手持產(chǎn)品和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普及，特別是近年快速普及的智能手機(jī)、平板電腦、智能手表或智能眼鏡等。利用智能終端內(nèi)置的APP軟件，與家居設(shè)備進(jìn)行連接，消費(fèi)者就可以利用智能設(shè)備對(duì)家居設(shè)備進(jìn)行安全操作和管理，家居設(shè)備也可以將信息及時(shí)反饋到智能終端設(shè)備上，讓用戶(hù)及時(shí)了解家居設(shè)備的使用狀態(tài)和住宅環(huán)境。
[0004]藍(lán)牙技術(shù)是一種支持設(shè)備短距離通信的無(wú)線電技術(shù)，能夠在包括智能手機(jī)、平板電腦、智能手表、智能眼鏡等相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。新一代藍(lán)牙是建立在藍(lán)牙4.0技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上，當(dāng)前新的智能設(shè)備幾乎全部采用藍(lán)牙4.0的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)牙4.0技術(shù)特點(diǎn)是傳輸速率高，功耗低。
[0005]W1-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在無(wú)線局域網(wǎng)的范疇是指“無(wú)線相容性認(rèn)證”，實(shí)質(zhì)上是一種商業(yè)認(rèn)證，同時(shí)也是一種無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以前通過(guò)網(wǎng)線連接電腦，而無(wú)線保真則是通過(guò)無(wú)線電波來(lái)連網(wǎng)；常見(jiàn)的就是一個(gè)無(wú)線路由器，那么在這個(gè)無(wú)線路由器的電波覆蓋的有效范圍都可以采用無(wú)線保真連接方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)前采用的是802.1lb標(biāo)準(zhǔn)，理論數(shù)據(jù)速率可達(dá)11Mbit，實(shí)際的物理層數(shù)據(jù)速率支持1、2、5.5、llMbit可調(diào)，覆蓋范圍從100_300m。隨著802.llg/a、802.16e、802.1ll,WiMAX等技術(shù)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的制定和完善，加上無(wú)線保真聯(lián)盟對(duì)市場(chǎng)快速的反應(yīng)能力，W1-Fi正在進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的階段。
[0006]微控制單元MCU (Microcontroller Unit)又稱(chēng)單片微型計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)，單片機(jī)是把中央處理器CPU的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存、計(jì)數(shù)器、USB, A/D轉(zhuǎn)換、UART,PLC、DMA等周邊接口，甚至IXD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉，具有良好兼容性的智能家居組網(wǎng)設(shè)備與控制方法，來(lái)滿(mǎn)足未來(lái)家用電器設(shè)備與信息技術(shù)結(jié)合的需求。
[0008]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種智能家居組網(wǎng)設(shè)備，其包括子模塊單元、遙控器單元、橋聯(lián)器單元、藍(lán)牙/ W1-Fi雙模芯片單元、雙向通訊無(wú)線模塊單元、MCU單元、人體紅外傳感器單元、電源單元、智能APP終端設(shè)備單元、無(wú)線路由器單元、云端服務(wù)器單元；MCU單元與藍(lán)牙/ W1-Fi雙模芯片單元實(shí)時(shí)通訊，MCU單元通過(guò)藍(lán)牙/ W1-Fi雙模芯片單元和無(wú)線路由器單元分別向云端服務(wù)器單元和智能APP終端設(shè)備單元傳輸采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；MCU單元與雙向通訊無(wú)線模塊單元實(shí)時(shí)通訊，實(shí)現(xiàn)MCU單元分別與子模塊單元和遙控器單元的實(shí)時(shí)通訊，并雙向傳輸控制指令和數(shù)據(jù)；
MCU單元與無(wú)線路由器單元利用W1-Fi技術(shù)雙向連接，同時(shí)將信息通過(guò)無(wú)線路由器單元上傳到云端服務(wù)器單元，MCU單元利用雙向通訊無(wú)線模塊單元與子模塊單元雙向連接；所述遙控器單元分別與橋聯(lián)器單元、子模塊單元和無(wú)線路由器單元雙向連接，MCU單元與電源單元連接，橋聯(lián)器單元與人體紅外傳感器單元連接，藍(lán)牙/ W1-Fi雙模芯片單元與MCU單元雙向連接，橋聯(lián)器單元與無(wú)線路由器單元雙向連接，橋聯(lián)器單元與子模塊單元雙向連接:智能APP終端設(shè)備單元通過(guò)無(wú)線路由器單元對(duì)橋聯(lián)器單元進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)交換，橋聯(lián)器單元對(duì)子模塊單元進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)所有家用電器設(shè)備的無(wú)線互聯(lián)互通。
[0009]所述藍(lán)牙/W1-Fi雙模芯片單元是基于藍(lán)牙和W1-Fi近離通訊的無(wú)線收發(fā)芯片和網(wǎng)絡(luò)通訊芯片，其將智能APP終端設(shè)備單元發(fā)出的數(shù)據(jù)指令接收后再傳送給MCU單元，MCU單元將數(shù)據(jù)指令通過(guò)藍(lán)牙/W1-Fi雙模芯片單元發(fā)送給智能APP終端設(shè)備單元和云端服務(wù)器。
[0010]所述子模塊單元為雙向通訊無(wú)線模塊的子模塊單元，所述子模塊單元中的子模塊不受數(shù)量限制。
[0011]所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為家居安防狀態(tài)、設(shè)備開(kāi)關(guān)信息、燈光亮度色溫信息、故障信息、電量、室內(nèi)空氣質(zhì)量和室內(nèi)環(huán)境溫度濕度。
[0012]所述智能APP終端設(shè)備單元為位于主控?zé)裟K單元外部的基于安卓、蘋(píng)果和Windows操作系統(tǒng)的藍(lán)牙智能APP終端設(shè)備。
[0013]所述遙控器單元是基于雙向通訊無(wú)線模塊、紅外模塊和W1-Fi模塊的遙控器單
J L.ο
[0014]一種智能家居組網(wǎng)設(shè)備的控制方法，MCU單元將信息通過(guò)藍(lán)牙/ W1-Fi雙模芯片單元和無(wú)線路由器單元發(fā)送給智能APP終端設(shè)備單元，通過(guò)智能APP終端設(shè)備單元內(nèi)置的APP客戶(hù)端軟件顯示家居安防狀態(tài)、設(shè)備開(kāi)關(guān)信息、燈光亮度色溫信息、故障信息、電量、室內(nèi)空氣質(zhì)量和室內(nèi)環(huán)境溫度濕度；所述智能APP終端設(shè)備單元實(shí)時(shí)發(fā)送特定的代碼，MCU單元通過(guò)讀取藍(lán)牙RSSI的值后自動(dòng)識(shí)別用戶(hù)，并自動(dòng)開(kāi)啟門(mén)鎖、安防設(shè)備開(kāi)關(guān)、燈光開(kāi)關(guān)、自動(dòng)控制亮度、色溫、播放音樂(lè)、調(diào)整室內(nèi)環(huán)境的溫度濕度；智能APP終端設(shè)備單元發(fā)送特定的代碼到云端服務(wù)器單元，實(shí)現(xiàn)智能APP終端設(shè)備單元對(duì)橋聯(lián)器單元和子模塊單元的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。
[0015]藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG),是一個(gè)以制定藍(lán)牙規(guī)范與推動(dòng)藍(lán)牙技術(shù)宗旨的跨國(guó)組織。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟是會(huì)員制，任何企業(yè)和個(gè)人都可以注冊(cè)。但是生產(chǎn)藍(lán)牙產(chǎn)品時(shí)，必須通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的認(rèn)證。藍(lán)牙最大發(fā)射功率為3種:ClassA 20dB/m(10mw) ；ClassB4dB/m(2.5mw) ；ClassC OdB/m(Imw) o藍(lán)牙最大傳輸速度:空中數(shù)據(jù)速率:lMb/s。
[0016]頻段:藍(lán)牙、W1-F1、使用ISM2.4GHZ頻段，無(wú)需申請(qǐng)和許可，并使用跳頻技術(shù)，防止同頻干擾。優(yōu)化后的藍(lán)牙通訊距離可達(dá)100米。
[0017]安全:藍(lán)牙和W1-Fi使用AES-128加密方式，3毫秒的低延遲特性。利用現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法破譯。
[0018]成本:藍(lán)牙和W1-Fi的使用不需要授權(quán)和許可，擁有跨廠商和跨平臺(tái)的互操作性，低成本。
[0019]范圍:目前藍(lán)牙采用Class B設(shè)計(jì)的智能藍(lán)牙終端有效距離約20-30米，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)備約50-100米距離。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的智能APP終端設(shè)備單元通過(guò)無(wú)線路由器單元對(duì)橋聯(lián)器單元進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)交換，橋聯(lián)器單元對(duì)子模塊單元進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)所有家用電器設(shè)備的無(wú)線互聯(lián)互通。本發(fā)明是一種性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉，具有良好兼容性的智能家居組網(wǎng)設(shè)備與控制方法，來(lái)滿(mǎn)足未來(lái)家用電器設(shè)備與信息技術(shù)結(jié)合的需求。
[0021]為進(jìn)一步提高人機(jī)互聯(lián)互動(dòng)，本發(fā)明配備一臺(tái)智能終端設(shè)備，智能終端可以是智能手機(jī)，智能乎表，平板電腦，智能眼鏡等，并且在智能終端內(nèi)安裝APP客戶(hù)端軟件，智能終端設(shè)備內(nèi)置安裝的APP軟件對(duì)家用電器設(shè)備進(jìn)行操作后，家用電器設(shè)備將執(zhí)行后的狀態(tài)反饋給終端，如包括:家居安防狀態(tài)、設(shè)備開(kāi)關(guān)信息、燈光亮度色溫信息、故障信息、電量、室內(nèi)空氣質(zhì)量、室內(nèi)環(huán)境溫度濕度等。用戶(hù)還可以通過(guò)APP軟件發(fā)送指令來(lái)操作同一局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備，同時(shí)也可以通過(guò)云端服務(wù)器單元遠(yuǎn)程對(duì)智能終端設(shè)備發(fā)送指令來(lái)控制設(shè)備，并且還可以通過(guò)APP軟件讀取設(shè)備狀態(tài)信息，從而判斷設(shè)備狀態(tài)是否正常。
[0022]橋聯(lián)器單元是所有家用電器設(shè)備的通訊中級(jí)橋接端口，將收到的實(shí)時(shí)信息通過(guò)藍(lán)牙/ W1-Fi雙模芯片單元發(fā)送給智能藍(lán)牙終端設(shè)備和無(wú)線路由器，局域網(wǎng)內(nèi)橋聯(lián)器的數(shù)量最多為255個(gè)。子模塊單元是單臺(tái)家用電器設(shè)備的通訊連接端口，將實(shí)時(shí)信息通過(guò)雙向通訊無(wú)線模塊發(fā)送到MCU單元，MCU單元將此信息通過(guò)藍(lán)牙/ W1-Fi雙模芯片單元發(fā)送給智能藍(lán)牙終端設(shè)備；并且子模塊不受數(shù)量的限制，可以依據(jù)設(shè)備數(shù)量實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)控制。
[0023]藍(lán)牙/ W1-Fi雙模芯片單元采用EP001型號(hào)，符合藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)和W1-Fi標(biāo)準(zhǔn)，采用貼片陶瓷天線或板載天線發(fā)射無(wú)線電信號(hào)。電源單元用于給其他功能單元供電，如LM5019電源解決方案。雙向通訊無(wú)線模塊單元用于橋聯(lián)器單元與子模塊單元的連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，采用ISM2.4GHZ頻段以下的ASK / FSK收發(fā)一體芯片。遙控器單元用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所有已經(jīng)組網(wǎng)的家用電器設(shè)備進(jìn)行無(wú)線遙控的操作功能。操作可以通過(guò)無(wú)線電、紅外線、藍(lán)牙/ W1-Fi等方式，并具備與各電器設(shè)備、橋聯(lián)器、無(wú)線路由器之間的雙向通訊。
[0024]無(wú)線路由器單元用于實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的互聯(lián)互動(dòng)和功能操作，并且通過(guò)寬帶連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和遠(yuǎn)程控制。云端服務(wù)器單元用于保存用戶(hù)的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，并且完成大數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)。人體傳感器單元是用于檢測(cè)室內(nèi)人員位置的傳感器，如人體紅外傳感器、超聲波傳感器等。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明智能家居組網(wǎng)設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1-子模塊單元；2-遙控器單元；3-橋聯(lián)器單元；4_藍(lán)牙/ W1-Fi雙模芯片單元；5-雙向通訊無(wú)線模