專利名稱：一種基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能家居領(lǐng)域，具體涉及一種基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們越來越注重生活環(huán)境的舒適、安全與便利。近年來興起的智能家居系統(tǒng)滿足了人們的這種需求，有效地在家具環(huán)境中組建家庭信息網(wǎng)絡(luò)，將各種家電產(chǎn)品結(jié)合成一個有機(jī)整體，對家電設(shè)備進(jìn)行集中或異地的智能化控制與管理，并且能夠與外界進(jìn)行信息交流，更好地為人們提供家居環(huán)境的各類信息。家庭控制子網(wǎng)則是家庭網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)所有與家電、能源、安全控制和管理有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)部分。藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)以其低成本、低功耗、安全性好、傳輸性能優(yōu)越、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點(diǎn)成為實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)的主要無線技術(shù)之一。目前，商品化的家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品多數(shù)是簡單的網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)，允許多臺計算機(jī)互連，實(shí)現(xiàn)單一因特網(wǎng)接入以及外設(shè)和文件共享。還有一 些則是家庭環(huán)境中數(shù)據(jù)、語音和視頻的分布式系統(tǒng)。本系統(tǒng)提出了家庭網(wǎng)絡(luò)中一種基于藍(lán)
牙技術(shù)的家庭控制子網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方案，給出了家庭控制子網(wǎng)的核心-智能家居控制器的
設(shè)計方法和設(shè)備研制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)家庭控制子網(wǎng)對家電設(shè)備的基本操作。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
微處理器采用三星公司的S3C2440作為智能家居控制器的CPU，通過S3C2440的外設(shè)接口連接存儲器(Flash和SDRAM)、藍(lán)牙模塊、IXD、觸摸屏和GPRS模塊等芯片，F(xiàn)lash和SDRAM是智能家居控制的程序存放和運(yùn)行的地方；
藍(lán)牙模塊，作為通信接口與其他藍(lán)牙設(shè)備形成藍(lán)牙鏈路；
人機(jī)交互接口，LCD顯不信息的輸出，觸摸屏用于信息的輸入；
GPRS模塊，通過3G網(wǎng)絡(luò)使用手機(jī)隨時隨地控制家庭中的設(shè)備；
協(xié)議結(jié)構(gòu)，采用藍(lán)牙的串口應(yīng)用模型承載mxp，構(gòu)成家庭控制子網(wǎng)協(xié)議的基本結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，圖像質(zhì)量與攝像機(jī)及光照條件等因素密切相關(guān)，為了提高圖像的質(zhì)量和對圖像的識別效率，在識別圖像之前，需要對圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該設(shè)計中將移動控制終端和家庭控制子網(wǎng)關(guān)在物理實(shí)現(xiàn)上集成在一起，既起到了控制子網(wǎng)關(guān)作用，又起移動控制終端的作用；考慮到設(shè)計成本、開發(fā)周期等要求，使用PC模擬家庭主網(wǎng)關(guān)；采用友善之臂的QQ2440(ARM9)開發(fā)板作為智能家居控制器的開發(fā)平臺，選用嵌入式Linux作為智能家居控制器的操作系統(tǒng)，并在Linux系統(tǒng)中掛接各種不同的通信協(xié)議模塊；智能家居控制器充當(dāng)了家庭控制子網(wǎng)關(guān)和移動控制終端。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，本系統(tǒng)采用三星公司的S3C2440作為智能家居控制器的CPU，具有功耗低、接口豐富、運(yùn)行速度較快、價格低等優(yōu)點(diǎn)，并通過S3C2440的外設(shè)接口連接存儲器(Flash和SDRAM)、藍(lán)牙模塊、IXD、觸摸屏和GPRS模塊等芯片。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，控制子網(wǎng)執(zhí)行下列步驟
(1)進(jìn)入初始化界面，用戶可以選擇操作模式是遠(yuǎn)程操作或本地操作；
(2)選擇要操作的家用電器，并對其進(jìn)行操作；
(3)在沒有用戶操作時，智能家居控制定時輪詢每一個家電的運(yùn)行狀態(tài)，如果隔一段時間后收不到信息家電的應(yīng)答，就產(chǎn)生報警，并將家電報警信息存儲于數(shù)據(jù)庫中，為以后維修家電提供資料，如果遇到緊急情況如天然氣泄漏或火災(zāi)，智能家居控制器可以通過家庭主網(wǎng)關(guān)通知在線用戶或者物業(yè)，如果智能家居控制集成有GPRS模塊，還可以通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)通知用戶。 本發(fā)明提供了基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)，基于ARM9的智能家居控制器，用PC模擬家庭主網(wǎng)關(guān)，用單片機(jī)加藍(lán)牙模塊作為信息家電，并把三者結(jié)合組成了家庭控制子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了家庭控制子網(wǎng)對家電設(shè)備的基本操作。本發(fā)明的有益效果在于
(1)基于藍(lán)牙的控制子網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)采用以智能家居控制器為中心的完全星型組網(wǎng)方式，所有子網(wǎng)設(shè)備直接與智能家居控制器進(jìn)行通信以完成子網(wǎng)的控制和管理功能，組網(wǎng)簡單，實(shí)現(xiàn)了即插即用，適合于絕大多數(shù)家庭；
(2)整個系統(tǒng)采用藍(lán)牙無線通信，很好地克服了有線方式連線繁瑣、安裝復(fù)雜和維護(hù)困難等缺點(diǎn)；
(3)管理各種家庭控制子網(wǎng)設(shè)備的添加和刪除，當(dāng)新的設(shè)備加入到家庭控制子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時，家庭控制子網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以通過添加設(shè)備文件來添加新的設(shè)備，同時具有刪除設(shè)備的功能。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I的家庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框 圖2是本發(fā)明實(shí)施例I的智能家居控制器硬件框 圖3是本發(fā)明實(shí)施例I的基于藍(lán)牙技術(shù)的信息家電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例I的分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? 圖5是本發(fā)明實(shí)施例I的家庭控制子網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)；
圖6控制子網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例做進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明提供的一種家庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖。家庭網(wǎng)絡(luò)按照設(shè)備、網(wǎng)關(guān)連接時所使用的物理傳輸介質(zhì)和底層協(xié)議的類型，可劃分為家庭主網(wǎng)和家庭控制子網(wǎng)2個不同的網(wǎng)段，其結(jié)構(gòu)如圖I所示。圖2是智能家居控制器硬件框圖。三星公司的S3C2440具有功耗低、接口豐富、運(yùn)行速度較快、價格低等優(yōu)點(diǎn)，所以選擇它作為智能家居控制器的CPU，并通過S3C2440的外設(shè)接口連接存儲器(Flash和SDRAM)、藍(lán)牙模塊、IXD、觸摸屏和GPRS模塊等芯片。Flash和SDRAM是智能家居控制的程序存放和運(yùn)行的地方；藍(lán)牙模塊是通信接口，與其他藍(lán)牙設(shè)備形成藍(lán)牙鏈路；LCD和觸摸屏模塊是人機(jī)交互接口，LCD用于信息的輸出，觸摸屏用于信息的輸入；GPRS模塊是為了以后系統(tǒng)的擴(kuò)展而設(shè)計的，用戶可以通過3G網(wǎng)絡(luò)用手機(jī)隨時隨地控制家庭中的設(shè)備。圖3是基于藍(lán)牙技術(shù)的信息家電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。考慮到設(shè)計成本、開發(fā)周期等要求，使用PC模擬家庭主網(wǎng)關(guān)。使用友善之臂的QQ2440(ARM9)開發(fā)板作為智能家居控制器的開發(fā)平臺，選用嵌入式Linux作為智能家居控制器的操作系統(tǒng)，并在Linux系統(tǒng)中掛接各種不同的通信協(xié)議模塊。目前，雖然家用電器并不具有藍(lán)牙功能，但一般采用微處理器的控制方式，所以在研究家居控制網(wǎng)絡(luò)時，利用簡單的微處理器控制系統(tǒng)代替家用電器設(shè)備，通過串口來實(shí)現(xiàn)與藍(lán)牙模塊之間的通信，從而模擬實(shí)現(xiàn)了家用電器設(shè)備的藍(lán)牙接入功能。主網(wǎng)關(guān)、智能家居控制器以及模擬信息家電設(shè)備的藍(lán)牙模塊都采用愛立信R0K101008。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，智能家居控制器充當(dāng)了家庭控制子網(wǎng)關(guān)和移動控制終端。 圖4為分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。由藍(lán)牙設(shè)備組成的微微網(wǎng)(Piconet)中，最多可以有8臺活動設(shè)備，每一臺藍(lán)牙設(shè)備都是對等的，以同樣的方式進(jìn)行工作。然而，當(dāng)一個微微網(wǎng)建立時，只有I臺主設(shè)備，其他7臺活動設(shè)備都是從屬設(shè)備。在這個微網(wǎng)內(nèi)，最多可以有256臺設(shè)備。除了這8臺設(shè)備外，其余的設(shè)備都處于停等狀態(tài)。此外，多個獨(dú)立的、非同步的微微網(wǎng)還可以構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)(Scatternet)。如圖4所示，M是PiconetA中的主設(shè)備；S是微微網(wǎng)中的從設(shè)備；S/M在不同時刻扮演不同的角色,既是PiconetA中的從設(shè)備,也是PiconetB中的主設(shè)備，起連接兩個網(wǎng)絡(luò)的作用。圖5為家庭控制子網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)。針對家庭環(huán)境控制子網(wǎng)中數(shù)據(jù)流量較小的特點(diǎn)，采用藍(lán)牙的串口應(yīng)用模型(SerialP0rtPr0file，SPP)承載UDCP，構(gòu)成了家庭控制子網(wǎng)協(xié)議的基本結(jié)構(gòu)，從家庭內(nèi)通過智能家居控制器和從互聯(lián)網(wǎng)通過Web控制家電的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖5所示。圖6是本系統(tǒng)的控制子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。在控制子網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要包括信息家電程序、智能家居控制器程序和主網(wǎng)關(guān)程序。其中家庭主網(wǎng)關(guān)程序在PC上運(yùn)行，而且PC模擬了和控制子網(wǎng)相關(guān)的一些運(yùn)用程序(IACServer命令)，并通過藍(lán)牙模塊與智能家居控制器建立藍(lán)牙鏈路，智能家居控制器是整個控制子網(wǎng)的核心。
權(quán)利要求
1.一種基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)，其特征是，該系統(tǒng)包括 微處理器采用三星公司的S3C2440作為智能家居控制器的CPU，通過S3C2440的外設(shè)接口連接存儲器、藍(lán)牙模塊、IXD、觸摸屏和GPRS模塊等芯片，F(xiàn)lash和SDRAM是智能家居控制的程序存放和運(yùn)行的地方； 藍(lán)牙模塊，作為通信接口與其他藍(lán)牙設(shè)備形成藍(lán)牙鏈路； 人機(jī)交互接口，LCD顯不信息的輸出，觸摸屏用于信息的輸入； GPRS模塊，通過3G網(wǎng)絡(luò)使用手機(jī)隨時隨地控制家庭中的設(shè)備； 協(xié)議結(jié)構(gòu)，采用藍(lán)牙的串口應(yīng)用模型承載mxp，構(gòu)成家庭控制子網(wǎng)協(xié)議的基本結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)，其特征是，家庭控制子網(wǎng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所有信息家電從節(jié)點(diǎn)直接與智能家居控制器主設(shè)備進(jìn)行通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2中所述的一種基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)，其特征是，采用三星公司的S3C2440作為智能家居控制器的CPU，連接存儲器(Flash和SDRAM)、藍(lán)牙模塊、IXD、觸摸屏和GPRS模塊等芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)，協(xié)議結(jié)構(gòu)采用藍(lán)牙的串口應(yīng)用模型承載m)CP，構(gòu)成家庭控制子網(wǎng)協(xié)議的基本結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的一種基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)，控制子網(wǎng)執(zhí)行下列步驟 (1)進(jìn)入初始化界面，用戶可以選擇操作模式是遠(yuǎn)程操作或本地操作； (2)選擇要操作的家用電器，并對其進(jìn)行操作； (3)在沒有用戶操作時，智能家居控制定時輪詢每一個家電的運(yùn)行狀態(tài)，如果隔一段時間后收不到信息家電的應(yīng)答，就產(chǎn)生報警，并將家電報警信息存儲于數(shù)據(jù)庫中，如果遇到緊急情況如天然氣泄漏或火災(zāi)，智能家居控制器通過家庭主網(wǎng)關(guān)通知在線用戶或者物業(yè)，如果智能家居控制集成有GPRS模塊，通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)通知用戶。
全文摘要
發(fā)明涉及一種基于藍(lán)牙的智能家居控制系統(tǒng)，基于ARM9的智能家居控制器，用PC模擬家庭主網(wǎng)關(guān)，該系統(tǒng)包括微處理器采用三星公司的S3C2440作為智能家居控制器的CPU，并通過S3C2440的外設(shè)接口連接存儲器(Flash和SDRAM)、藍(lán)牙模塊、LCD、觸摸屏和GPRS模塊等芯片，F(xiàn)lash和SDRAM是智能家居控制的程序存放和運(yùn)行的地方；藍(lán)牙模塊為通信接口，與其他藍(lán)牙設(shè)備形成藍(lán)牙鏈路；人機(jī)交互接口，LCD和觸摸屏模塊，用于信息的輸出,觸摸屏用于信息的輸入；GPRS模塊是為了以后系統(tǒng)的擴(kuò)展而設(shè)計的,用戶通過3G網(wǎng)絡(luò)用手機(jī)隨時隨地控制家庭中的設(shè)備；協(xié)議結(jié)構(gòu)，由于家庭環(huán)境控制子網(wǎng)中數(shù)據(jù)流量較小，采用藍(lán)牙的串口應(yīng)用模型承載UDCP，構(gòu)成家庭控制子網(wǎng)協(xié)議的基本結(jié)構(gòu)。
文檔編號H04L12/44GK102799152SQ20121024190
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者蘇淳 申請人:太倉博天網(wǎng)絡(luò)科技有限公司