基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括基于RS-485總線的物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，負(fù)責(zé)RS-485總線接入設(shè)備和ARM處理器之間的通訊任務(wù)；以太網(wǎng)遠(yuǎn)程控制模塊，負(fù)責(zé)接收用戶從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送的控制命令，用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居遠(yuǎn)程控制；基于GPRS的報(bào)警和控制模塊，負(fù)責(zé)接收智能家居中安防報(bào)警系統(tǒng)的各種報(bào)警信息并發(fā)送故障報(bào)告到用戶的手機(jī)；人機(jī)交互模塊，用于和用戶之間進(jìn)行信息傳輸；設(shè)備接口部分，用于連接各種設(shè)備。本發(fā)明利用多接口將家中所有電器設(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)、集中控制的設(shè)想，以及利用一個(gè)智能控制終端實(shí)現(xiàn)整體控制。
【專利說明】基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了智能家居的不斷發(fā)展。也不斷改變?nèi)藗兊?工作和生活，人們對(duì)生活質(zhì)量提高需求日漸加大。目前市場上的智能家居控制系統(tǒng)已經(jīng)有 一個(gè)比較完整的體系和功能?；谙M(fèi)者對(duì)智能家居的需求，主要功能應(yīng)包括家用設(shè)備控 制，智能燈光控制，安防報(bào)警，門禁，紅外線監(jiān)控，遠(yuǎn)程服務(wù)。隨著智能家居行業(yè)的發(fā)展，更多 的新東西會(huì)逐漸成為智能家居控制系統(tǒng)的重要組成部分。智能家居控制系統(tǒng)，改變了人們 的生活方式，使人們的生活質(zhì)量發(fā)生了巨大變化，讓人們享受了新奇，好玩，時(shí)尚的生活。智 能家居從人們認(rèn)識(shí)到慢慢接受到需要，未來人們的生活或許離不開智能家居。智能家居控 制系統(tǒng)會(huì)將不同的家庭智能設(shè)備連接在一起，通過各種總線技術(shù)，構(gòu)建成一個(gè)功能齊全，安 全可靠，聰明絕頂?shù)默F(xiàn)代化智能系統(tǒng)。它可以調(diào)動(dòng)人的主觀能動(dòng)性，促進(jìn)人與生活環(huán)境之間 的協(xié)調(diào)，使人們更自由地向往能夠控制生活環(huán)境。從消費(fèi)者的角度出發(fā)，智能家居控制系統(tǒng) 應(yīng)具備多種類型的家用設(shè)備互聯(lián)的控制功能，各種遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能，可靠的系統(tǒng)報(bào)警功 能以及和諧的互動(dòng)功能。
[0003] 智能家居設(shè)備互聯(lián)控制是智能家居控制系統(tǒng)的一個(gè)基本特征。在智能家居而言， 對(duì)家電、電腦、光源控制、互聯(lián)網(wǎng)和智能設(shè)備常常使用分散控制、分散管理等方式，它的明顯 缺點(diǎn)是，各種家用設(shè)備不能聯(lián)網(wǎng)，用戶不能統(tǒng)一控制。在這種情況下，開發(fā)出一套具有多電 器接口，并將家中所有電器設(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)，集中控制的裝置具有重要的意義。通過智能控制 終端，無論在家里還是外地都可以自由控制各種家用電氣設(shè)備，不能因?yàn)樵O(shè)備的類型多種 多樣而難以控制。即使家用電器的控制參數(shù)是多種多樣，也有一些共同的特征。例如，所有 設(shè)備都有控制開關(guān)，這樣你就可以使用二進(jìn)制〇和1來表示這兩種狀態(tài)。對(duì)于某些設(shè)備的 齒輪控制，燈光的亮度調(diào)節(jié)、空調(diào)溫度控制等這些設(shè)備，本文通過添加控制參數(shù)，在控制命 令添加中控制字段來控制這些設(shè)備。因此，對(duì)于智能家居的電氣控制，控制參數(shù)的問題考慮 是很重要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，利用多接 口將家中所有電器設(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)、集中控制的設(shè)想，以及利用一個(gè)智能控制終端實(shí)現(xiàn)整體 控制。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0006] 一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括：
[0007] 基于RS-485總線的物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，負(fù)責(zé)RS-485總線接入設(shè)備和ARM處理器之 間的通訊任務(wù)；ARM處理器通過檢測電路，以確定所述接入設(shè)備的生命周期中。同時(shí)有序 的輪詢總線上家用電器的運(yùn)行狀態(tài)，通過發(fā)送一個(gè)查詢或控制命令來監(jiān)視或控制設(shè)備的運(yùn) 行。并接收任何一臺(tái)家用設(shè)備的反饋信息。主要的任務(wù)分類包括：接入設(shè)備檢測任務(wù)，接受 任務(wù)總線，總線發(fā)送任務(wù)。
[0008] 以太網(wǎng)遠(yuǎn)程控制模塊，負(fù)責(zé)接收用戶從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送的控制命令，用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)智能 家居遠(yuǎn)程控制；在使用時(shí)，我們必須首先驗(yàn)證用戶是否有權(quán)限來控制家居系統(tǒng)，如果系統(tǒng)收 到了正確的用戶控制指令，ARM處理器將通過RS-485總線直接向相應(yīng)的智能家電發(fā)送控制 命令進(jìn)行控制。主要的任務(wù)包括以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送任務(wù)和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接收任務(wù)。
[0009] 基于GPRS的報(bào)警和控制模塊，負(fù)責(zé)接收智能家居中安防報(bào)警系統(tǒng)的各種報(bào)警信 息并發(fā)送故障報(bào)告到用戶的手機(jī)；
[0010] 此外，用戶可以遠(yuǎn)程查詢和控制家居設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。其遠(yuǎn)程控制功能和以太網(wǎng) 控制功能相同，當(dāng)系統(tǒng)接收到用戶控制短消息后，ARM處理器將通過RS-485總線直接向相 應(yīng)的智能家電發(fā)送控制命令進(jìn)行控制。主要的任務(wù)包括短消息發(fā)送任務(wù)和短消息接收任 務(wù)。
[0011] 人機(jī)交互模塊，用于和用戶之間進(jìn)行信息傳輸。必須經(jīng)過人機(jī)交互模塊作為橋梁 才能完成。用戶可以設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，包括工作模式的設(shè)置，報(bào)警號(hào)碼的權(quán)限設(shè)置等等。主要 的任務(wù)包括液晶屏菜單顯示任務(wù)、按鍵處理任務(wù)和語音提示任務(wù)。
[0012] 設(shè)備接口部分，用于連接各種設(shè)備。
[0013] 其中，所述設(shè)備接口部分包括：
[0014] 常用電器接口，用于連接家用電器；
[0015] 安防設(shè)備接口，用于連接安防設(shè)備；
[0016] 監(jiān)控設(shè)備接口，用于連接監(jiān)控設(shè)備；
[0017] 其中，所述人機(jī)互換部分包括液晶顯示屏，用于顯示菜單并提示用戶信息和操作 說明；
[0018] 接收控制按鈕模塊，用于控制系統(tǒng)；
[0019] 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，用于顯示準(zhǔn)確的時(shí)間和作為鬧鐘使用；
[0020] 存儲(chǔ)器，用于保存系統(tǒng)參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)信息；
[0021] 語音提示模塊，用于進(jìn)行語音報(bào)警。
[0022] 其中，所述系統(tǒng)使用的核心處理器為LPC2378ARM處理器。
[0023] 本發(fā)明的有益效果如下：利用多接口將家中所有電器設(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)、集中控制的 設(shè)想，以及利用一個(gè)智能控制終端實(shí)現(xiàn)整體控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的框架圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中LPC237所帶外設(shè)的匯總 圖。
[0026] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中RS-485網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中MAX232芯片接口原理圖。
[0029] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中人機(jī)交互部分結(jié)構(gòu)圖。
[0030] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中主機(jī)輪詢從機(jī)的工作流 程。
[0031] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中從機(jī)應(yīng)答的工作流程圖。
[0032] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中DP83848I接收數(shù)據(jù)的流 程圖。
[0033] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中DP83848I發(fā)送數(shù)據(jù)的流 程圖。
[0034] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中GPRS報(bào)警控制模塊的短 消息任務(wù)工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步 詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā) 明。
[0036] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，控制系 統(tǒng)包括
[0037] 基于RS-485總線的物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，負(fù)責(zé)RS-485總線接入設(shè)備和ARM處理器之 間的通訊任務(wù)；ARM處理器通過檢測電路，以確定所述接入設(shè)備的生命周期中。同時(shí)有序 的輪詢總線上家用電器的運(yùn)行狀態(tài)，通過發(fā)送一個(gè)查詢或控制命令來監(jiān)視或控制設(shè)備的運(yùn) 行。并接收任何一臺(tái)家用設(shè)備的反饋信息。主要的任務(wù)分類包括：接入設(shè)備檢測任務(wù)，接受 任務(wù)總線，總線發(fā)送任務(wù)。
[0038] 以太網(wǎng)遠(yuǎn)程控制模塊，負(fù)責(zé)接收用戶從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送的控制命令，用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)智能 家居遠(yuǎn)程控制；在使用時(shí)，我們必須首先驗(yàn)證用戶是否有權(quán)限來控制家居系統(tǒng)，如果系統(tǒng)收 到了正確的用戶控制指令，ARM處理器將通過RS-485總線直接向相應(yīng)的智能家電發(fā)送控制 命令進(jìn)行控制。主要的任務(wù)包括以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送任務(wù)和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接收任務(wù)。
[0039] 基于GPRS的報(bào)警和控制模塊，負(fù)責(zé)接收智能家居中安防報(bào)警系統(tǒng)的各種報(bào)警信 息并發(fā)送故障報(bào)告到用戶的手機(jī)；
[0040] 此外，用戶可以遠(yuǎn)程查詢和控制家居設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。其遠(yuǎn)程控制功能和以太網(wǎng) 控制功能相同，當(dāng)系統(tǒng)接收到用戶控制短消息后，ARM處理器將通過RS-485總線直接向相 應(yīng)的智能家電發(fā)送控制命令進(jìn)行控制。主要的任務(wù)包括短消息發(fā)送任務(wù)和短消息接收任 務(wù)。
[0041] 人機(jī)交互模塊，用于和用戶之間進(jìn)行信息傳輸。
[0042] 必須經(jīng)過人機(jī)交互模塊作為橋梁才能完成。用戶可以設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，包括工作模 式的設(shè)置，報(bào)警號(hào)碼的權(quán)限設(shè)置等等。主要的任務(wù)包括液晶屏菜單顯示任務(wù)、按鍵處理任務(wù) 和語首提不任務(wù)。
[0043] 所述設(shè)備接口部分包括：
[0044] 常用電器接口，用于連接家用電器；
[0045] 安防設(shè)備接口，用于連接安防設(shè)備；
[0046] 監(jiān)控設(shè)備接口，用于連接監(jiān)控設(shè)備；
[0047] 如圖6所示，所述人機(jī)互換部分包括液晶顯示屏，用于顯示菜單并提示用戶信息 和操作說明；
[0048] 接收控制按鈕模塊，用于控制系統(tǒng)；
[0049] 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，用于顯示準(zhǔn)確的時(shí)間和作為鬧鐘使用；
[0050] 存儲(chǔ)器,用于保存系統(tǒng)參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)信息；
[0051] 語音提示模塊，用于進(jìn)行語音報(bào)警。
[0052] 其中，人機(jī)交互模塊，作為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，人機(jī)交互是負(fù)責(zé)提 供友好的交互界面和功能，使人和機(jī)器和諧相處的部分，通過良好的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)，可 以增加用戶依賴性。人機(jī)交互終端作為智能家居控制系統(tǒng)的組成部分，是一個(gè)人和設(shè)備進(jìn) 行信息交互的平臺(tái)，智能控制系統(tǒng)通過它和用戶之間進(jìn)行信息傳輸。其硬件組件應(yīng)該包括 液晶顯示屏，信息控制按鈕，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，信息存儲(chǔ)器，狀態(tài)指示燈，語音提示。通過智能鍵查 詢、設(shè)備狀態(tài)顯示和語音提示實(shí)現(xiàn)智能系統(tǒng)和用戶的交流。如圖6所示為人機(jī)交互部分的 結(jié)構(gòu)采用DS1302芯片作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，DS1302芯片是美國DALLAS公司推出一個(gè)的高性 能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。帶RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可以設(shè)置日期和時(shí)間。DS1302芯片接口電路簡 單，價(jià)格便宜，使用方便，易于操作。實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊能夠顯示準(zhǔn)確的時(shí)間，用戶可以設(shè)置鬧鐘 功能。
[0053]內(nèi)存模塊是一種非易失性外部存儲(chǔ)器模塊，用于保存系統(tǒng)參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)信息， 如用戶設(shè)置的報(bào)警中心號(hào)碼。系統(tǒng)采用FM24C64A串行電可擦除只讀存儲(chǔ)器（EEPROM)，該模 塊可串聯(lián)具有高擴(kuò)展性，被廣泛用于低電壓和低功耗的領(lǐng)域。
[0054] 接收控制按鍵模塊是人機(jī)交互設(shè)計(jì)的重要輸入接口部分，用戶可以通過鍵盤控制 系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)置了 16個(gè)按鍵，其中包括數(shù)字0-9,菜單（功能）鍵，確定鍵和四個(gè)方向鍵。
[0055] 液晶顯示屏和菜單顯示處理的人機(jī)交互設(shè)計(jì)的主要部分，用于顯示菜單并提示用 戶信息和操作說明。液晶顯示屏為用戶提供了極大的方便，用戶可以隨時(shí)了解每個(gè)家用電 器運(yùn)行狀態(tài)，以及當(dāng)前出現(xiàn)的故障信息。用戶可以通過設(shè)置菜單功能，實(shí)施供全方位的監(jiān)控 和控制操作。因此菜單顯示以及相應(yīng)的信息處理模塊也是需要工作量最大的模塊。本系統(tǒng) 采用的液晶顯示屏是0CM1264,自帶中英文字庫，方便的軟件開發(fā)。通過按鍵操作，用戶可以 設(shè)置系統(tǒng)，檢查和控制各種家用電器。
[0056] 該模塊系統(tǒng)與用戶直接進(jìn)行通信的通道。通過控制系統(tǒng)的設(shè)置功能，對(duì)家居環(huán)境 變量進(jìn)行設(shè)置，系統(tǒng)就會(huì)提供相應(yīng)的背景音樂。如果在家里的危險(xiǎn)情況時(shí)，語音提示報(bào)警模 塊。同時(shí)控制系統(tǒng)調(diào)用遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)來通知用戶，用戶根據(jù)報(bào)警信息進(jìn)行相應(yīng)處理。系統(tǒng) 采用的是HMA-TTS語音合成模塊，該模塊是一種模塊化的產(chǎn)品，是在嵌入式系統(tǒng)中移植國 語音合成軟件SMA-TTS。體積小巧、合成音質(zhì)好、功耗很低、易于使用，無需外部輔助電路。 加上電源和揚(yáng)聲器就可以通過UART串口控制使用。也可以按照用戶的需要對(duì)合成控制接 口進(jìn)行定制，以滿足智能家居應(yīng)用對(duì)語音合成要求。
[0057] 如圖2所示，所述系統(tǒng)使用的核心處理器為LPC2378ARM處理器。飛利浦生產(chǎn)的 LPC2378ARM處理器是一個(gè)合適的選擇，性價(jià)比很高的LPC2378,具有豐富的接口，非常適合 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換，并且具備多設(shè)備接口的應(yīng)用程序。它是基于32位實(shí)時(shí)仿真ARM7TDMI-S內(nèi) 核結(jié)構(gòu)，并擁有高速嵌入式的512KB閃存和58KB的SRAM，具有在系統(tǒng)編程（ISP)和應(yīng)用編 程（IAP)的能力。芯片有4個(gè)UART，3個(gè)I2C，3個(gè)SPI/SSP等串行接口，帶DMA的10/100M 以太網(wǎng)MAC接口，超過104通用IO接口。
[0058] 如圖3所示，RS-485總線的電氣特性是多點(diǎn)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，通信接口允許多點(diǎn)雙 向通信于簡單的一對(duì)雙絞線上，它具有噪聲抑制，高數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍匦浴?相對(duì)簡單的硬件接口，在總線上家用設(shè)備同時(shí)只有一個(gè)處于發(fā)送狀態(tài)，而其他設(shè)備則處于 接收狀態(tài)下。在由多個(gè)單片機(jī)組合的串行通訊網(wǎng)絡(luò)中，使用主從式體系結(jié)構(gòu)：從機(jī)器只能被 動(dòng)地發(fā)送命令或數(shù)據(jù)，當(dāng)需要主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)和命令時(shí)，由主機(jī)來控制。
[0059] 本文設(shè)計(jì)的RS-485總線接口部分，是直接與嵌入式處理器的串行端口0相連接， 并且通過TXDRXD兩個(gè)引腳，以及一個(gè)電平轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)通信的。在并行傳輸模式下，RS-485 傳輸線上需要連接終結(jié)電阻。采用兩種不同的接線方式時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。如果采 用四條線的接線方法，只能實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的數(shù)據(jù)通信。而使用兩條線的接線方式，就能達(dá)到多 點(diǎn)的雙向通信。本文中的嵌入式處理器就是主設(shè)備，而其他接入的家居設(shè)備說是從設(shè)備。
[0060] 如果家居設(shè)備需要接入RS-485網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須通過微控制器、檢測電路和電流調(diào)理 電路來實(shí)現(xiàn)。微控制器的一個(gè)引腳和RS-485的輸出相連，通過對(duì)這個(gè)引腳電平的跳變進(jìn)行 檢測，決定智能電器接入狀態(tài)的改變。信號(hào)調(diào)理電路的功能，是隔離智能電器的輸出電平和 總線中的電信號(hào)。使用SN75176芯片可將單片機(jī)中的串行接口轉(zhuǎn)變成RS-485接口，這樣就 可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)接入家居電器和嵌入式開發(fā)板的串口通信。
[0061] 本發(fā)明系統(tǒng)使用ARM處理器LPC2378中帶DMA的10/100M以太網(wǎng)模塊，大大提高 了數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收速率，提高了系統(tǒng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，減少了微處理器的工 作量。ARM處理器中以太網(wǎng)模塊的RMI接口芯片與以太網(wǎng)PHY芯片（DP83848I)連接。
[0062] 如圖4所示，以太網(wǎng)模塊的框圖，由以下幾部分組成：
[0063] 主機(jī)寄存器模塊。用于設(shè)置以太網(wǎng)工作模式，可以通過讀取狀態(tài)寄存器，可以了解 以太網(wǎng)工作狀況。
[0064] 總線接口是連接AHB總線和以太網(wǎng)DM的接口。使模塊能及時(shí)的讀取SRAM，來實(shí) 現(xiàn)讀、寫描述符，以及收發(fā)數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。
[0065] DMA發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和數(shù)據(jù)總線的信息傳輸。發(fā)送DMA管理 器是把傳輸數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)和描述符寫入到存儲(chǔ)器；模塊可以重新發(fā)送該數(shù)據(jù)和處理異常終 止，并且控制數(shù)據(jù)的發(fā)送。接收管理器的功能是負(fù)責(zé)檢測信息，同時(shí)對(duì)特定的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行過 濾，并存儲(chǔ)有效數(shù)據(jù)。
[0066]RMII負(fù)責(zé)與DP83848進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。
[0067] 基于GPRS的遠(yuǎn)程報(bào)警網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的目的，主要是提高智能家居控制系統(tǒng)的安全性， 因此，遠(yuǎn)程報(bào)警需要具有高實(shí)時(shí)性和高可靠性。
[0068] 遠(yuǎn)程報(bào)警網(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)部分：現(xiàn)場采集終端，監(jiān)控中心和GPRS服務(wù)中心?，F(xiàn)場采 集終端包括RS-485總線上連接的家用電器，以及各種傳感器（例如溫度傳感器，濕度傳感 器等），實(shí)時(shí)將家庭安全信息數(shù)據(jù)采集并及時(shí)的傳送到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心將所接收的數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理并分析是否報(bào)警和故障信息。如果收到一個(gè)工作不正常的狀態(tài)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程報(bào)警系 統(tǒng)通過GPRS服務(wù)中心發(fā)送報(bào)警信息給用戶，保證用戶財(cái)產(chǎn)安全。
[0069] 系統(tǒng)GPRS模塊采用SMCOM公司生產(chǎn)的SM300CZ模塊。SM300CZ模塊可以在三 頻/四頻GSM/GPRS設(shè)備工作，提供超過10級(jí)多時(shí)隙和級(jí)4編碼能力。它結(jié)構(gòu)緊湊，雙列直 插式板對(duì)板連接器，結(jié)構(gòu)緊湊，能滿足各種工業(yè)應(yīng)用對(duì)模塊尺寸的苛刻要求；內(nèi)嵌功能強(qiáng)大 的TCP/IP協(xié)議棧，功耗低；使用增強(qiáng)型AT命令集的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)語言，短消息，GPRS數(shù)據(jù) 的高速傳輸。遠(yuǎn)程報(bào)警網(wǎng)絡(luò)和RS-485總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合設(shè)計(jì)起到遠(yuǎn)程報(bào)警和控制的功能。
[0070] 本文GPRS的遠(yuǎn)程報(bào)警控制部分的關(guān)鍵是：①采用嵌入式系統(tǒng)來發(fā)實(shí)現(xiàn)送和接收 短消息的功能；②現(xiàn)場采集終端采集異常信號(hào)進(jìn)行理性分析處理，當(dāng)檢測到異常信息，諸如 發(fā)現(xiàn)火情應(yīng)該立即打開自動(dòng)滅火裝置；③攝像頭捕捉圖像信息通過串行端口發(fā)送給無線通 信模塊，然后通過GPRS發(fā)送給用戶。
[0071] 如圖5所示，控制系統(tǒng)和串行通信模塊。通過使用繼電器，對(duì)家用電氣設(shè)備進(jìn)行打 開和關(guān)閉操作。該設(shè)備的控制終端必須由ARM控制器的I/O引腳直接控制。連接到ARM處 理器的SM300通信模塊需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。而MAX232是最常用的電平轉(zhuǎn)換芯片。
[0072] 家居設(shè)備的即插即用通信協(xié)議
[0073]按照統(tǒng)一設(shè)備編號(hào)UDS對(duì)智能家電進(jìn)行編碼，UDS長度3個(gè)字節(jié)，不同智能家電具 有不同的電氣設(shè)備號(hào)。系統(tǒng)家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址分為2個(gè)字節(jié)，即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備ID。第一個(gè)字節(jié) 代表一級(jí)地址，其中的2個(gè)位用于區(qū)分設(shè)備的種類；第二字節(jié)代表二級(jí)地址。為了方便訪問 控制終端能夠?qū)γ總€(gè)設(shè)備進(jìn)行查詢和控制，將每個(gè)電器和控制終端連接。控制終端為每臺(tái) 設(shè)備以自動(dòng)方式或者手動(dòng)方式分配物聯(lián)網(wǎng)的ID，從而使每一個(gè)家居設(shè)備都有一個(gè)唯一的編 號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問該設(shè)備的目的。編碼方法是：當(dāng)一個(gè)新的裝置連接的智能控制終端，為保 留的家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址分配統(tǒng)一的設(shè)備序列號(hào)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備ID與設(shè)備序 列號(hào)UDS的轉(zhuǎn)換。考慮到家庭網(wǎng)絡(luò)的一級(jí)地址保留位是bit2到bit7,可以將二級(jí)地址用來 表示家用電器的編號(hào)，通過一級(jí)地址編碼可以區(qū)分設(shè)備類型。UDS結(jié)構(gòu)定義：bit〇-bit7表 不設(shè)備編號(hào)，bit8_bit20表不廠商號(hào)，bit21_bit23表不版本號(hào)。
[0074]RS-485總線主從機(jī)通信協(xié)議
[0075] 總線中主從機(jī)通信的數(shù)據(jù)幀格式是這樣定義的，數(shù)據(jù)幀組成包括幀頭、設(shè)備地址、 命令（功能）、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)、校驗(yàn)和幀尾等字段。其格式為幀頭占1個(gè)字節(jié)、設(shè)備地址占 1個(gè)字節(jié)、命令（功能）占1個(gè)字節(jié)、數(shù)據(jù)長度占1個(gè)字節(jié)、數(shù)據(jù)占N個(gè)字節(jié)、校驗(yàn)和幀尾各 占1個(gè)字節(jié)。
[0076] 系統(tǒng)采用可靠的連接方式。主機(jī)每一次詢問從機(jī)時(shí)，都要使用"握手"機(jī)制。主機(jī) 先向從機(jī)發(fā)送握手信號(hào)，如果從機(jī)在線，則從機(jī)向主機(jī)回發(fā)應(yīng)答信號(hào)。從而在主機(jī)和從機(jī)之 間建立起可靠的連接，然后就可以安全地交換數(shù)據(jù)。交換數(shù)據(jù)結(jié)束后，再依次詢問下一個(gè)從 機(jī)。只有當(dāng)主機(jī)詢問某從機(jī)時(shí)，該從機(jī)才給予應(yīng)答。這種機(jī)制可以避免沒有次序的數(shù)據(jù)通 信對(duì)整個(gè)總線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄_亂
[0077] 主機(jī)發(fā)送給從機(jī)的數(shù)據(jù)幀的幀格式如下：
[0078]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，控制系統(tǒng)包括： 基于RS-485總線的物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，負(fù)責(zé)RS-485總線接入設(shè)備和ARM處理器之間的 通訊任務(wù)； 以太網(wǎng)遠(yuǎn)程控制模塊，負(fù)責(zé)接收用戶從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送的控制命令，用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居 遠(yuǎn)程控制； 基于GPRS的報(bào)警和控制模塊，負(fù)責(zé)接收智能家居中安防報(bào)警系統(tǒng)的各種報(bào)警信息并 發(fā)送故障報(bào)告到用戶的手機(jī)； 人機(jī)交互模塊，用于和用戶之間進(jìn)行信息傳輸； 設(shè)備接口部分，用于連接各種設(shè)備。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備接 口部分包括： 常用電器接口，用于連接家用電器； 安防設(shè)備接口，用于連接安防設(shè)備； 監(jiān)控設(shè)備接口，用于連接監(jiān)控設(shè)備。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述人機(jī)互換部分包括液晶顯示屏，用于顯示菜單并提示用戶信息和操作說明； 接收控制按鈕模塊，用于控制系統(tǒng)； 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，用于顯示準(zhǔn)確的時(shí)間和作為鬧鐘使用； 存儲(chǔ)器，用于保存系統(tǒng)參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)信息； 語音提示模塊，用于進(jìn)行語音報(bào)警。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)使 用的核心處理器為LPC2378 ARM處理器。
【文檔編號(hào)】G05B15/02GK104317255SQ201410331291
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月6日
【發(fā)明者】王東來, 許薇, 馮勰, 姜春風(fēng), 王曉援 申請(qǐng)人:吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院