本發(fā)明屬于智能家居技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種分布式KNX智能家居系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

KNX是家居和樓宇控制領(lǐng)域唯一的開放式國際標(biāo)準(zhǔn)，是由歐洲三大總線協(xié)議EIB、BatiBus和EHS合并發(fā)展而來。KNX標(biāo)準(zhǔn)目前已被批準(zhǔn)為歐洲標(biāo)準(zhǔn)(CENELEC EN 50090&CEN EN 13321-1)、國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 14543-3)、美國標(biāo)準(zhǔn)(ANSI/ASHRAE 135)和中國指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)(GB/Z 20965)，已經(jīng)成為“HBES技術(shù)規(guī)范-住宅與樓宇控制”的國家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件。

KNX協(xié)議以EIB為基礎(chǔ)，兼顧了BatiBus和EHS的物理層規(guī)范，并吸收了BatiBus和EHS中配置模式等優(yōu)點，提供了家居和樓宇自動化的完全解決方案。KNX擁有可由廠家獨立設(shè)計和測試工具(ETS)；提供多種通信介質(zhì)(TP,PL,RF和IP)；提供多種系統(tǒng)配置模式(A,E,S模式)。通過KNX總線系統(tǒng)，對家居和樓宇的照明、遮光/百葉窗、安防系統(tǒng)、能源管理、供暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)、信號和監(jiān)控系統(tǒng)、服務(wù)界面及樓宇控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、計量、視頻/音頻控制、大型家電等進(jìn)行控制。

智能家居是利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)、依照人體工程學(xué)原理，融合個性需求，將與家居生活有關(guān)的各個子系統(tǒng)如安防、燈光控制、窗簾控制、煤氣閥控制、信息家電、場景聯(lián)動、地板采暖等有機(jī)地結(jié)合在一起，通過網(wǎng)絡(luò)化綜合智能控制和管理，實現(xiàn)“以人為本”的全新家居生活體驗。智能家居中，核心在于系統(tǒng)的集成能力，即把燈光、遮陽系統(tǒng)、窗簾系統(tǒng)、HVAC暖通空調(diào)系統(tǒng)、中央背景音樂系統(tǒng)、家庭影院系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等完美的融合起來的能力。而這個能力，很大程度上取決與該系統(tǒng)的開放性。這就需要一種標(biāo)準(zhǔn)，或者有一個大部分設(shè)備廠家都能認(rèn)可并采用的“語言”，即控制協(xié)議。這就牽涉到自動控制領(lǐng)域中的“現(xiàn)場總線技術(shù)”，我們稱之為Field Bus。這種技術(shù)要求控制與智能“本地化”與“模塊化”，讓控制系統(tǒng)的傳感器與控制器都具有獨立的運算、處理、發(fā)送信號的能力，相互獨立又相互聯(lián)系，構(gòu)成一個控制網(wǎng)絡(luò)中的“Internet”。由于KNX協(xié)議發(fā)展較早，控制方式比較單一，已經(jīng)無法適應(yīng)最新的控制需求。

如圖3所示，在傳統(tǒng)項目中中，我們所使用的使用的設(shè)備，所需要的線纜都是采用分布式的結(jié)構(gòu)，比如燈光控制，對于一個三聯(lián)開關(guān)，內(nèi)部只有四根強(qiáng)電線纜，火線1根，燈光控制線3根。優(yōu)點是，這種布線結(jié)構(gòu)符合中國整個建筑市場，設(shè)計和工程溝通成本低，一般物業(yè)即可解決維護(hù)，可以迅速解決客戶問題。缺點是，只能實現(xiàn)本地簡單的控制

如圖2所示，現(xiàn)有的控制方式，比如燈光，采用集中式的智能解決方案，即把所有燈光的控制線纜和供電回路都統(tǒng)一放在一個集中的電箱，再由分布在各個區(qū)域的智能面板去控制，通過編程便可以實現(xiàn)客戶的需求。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是實現(xiàn)了智能化控制，缺點是，改變了傳統(tǒng)布線的結(jié)構(gòu)，電箱內(nèi)有大量的線纜，施工難度大，后期維護(hù)成本高，必須專業(yè)人員才能進(jìn)行維護(hù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種分布式KNX智能家居系統(tǒng)。

一種分布式KNX智能家居系統(tǒng)，包括家庭網(wǎng)關(guān)和多個分布式KNX模塊，分布式KNX模塊通過KNX總線連接至家庭網(wǎng)關(guān)，分布式KNX模塊包括KNX協(xié)議接口，不僅接收來自家庭網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)的控制指令，同時也向其他分布式KNX模塊發(fā)送控制指令，

家庭網(wǎng)關(guān)通過家庭局域網(wǎng)連接至互聯(lián)網(wǎng)，與云端的應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行通訊，采用MQTT通訊協(xié)議，實時發(fā)送家居設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，并接收云端應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送過來的控制指令，

應(yīng)用服務(wù)器，運行在互聯(lián)網(wǎng)云端，接收家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，通過redis存儲到分布式緩存中，同時可接受WEB服務(wù)器所發(fā)送過來的控制指令，并轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的家庭網(wǎng)關(guān)，

Web服務(wù)器，為用戶前端應(yīng)用提供Web服務(wù)，與前端應(yīng)用采用WebService的通訊方式，對于狀態(tài)數(shù)據(jù)直接到redis分布式緩存中查詢，對于控制指令則直接通過MQTT通訊協(xié)議發(fā)送到應(yīng)用服務(wù)器中。

分布式KNX模塊，可以是燈光模塊、窗簾模塊、溫控模塊或傳感器模塊。

用戶前端應(yīng)用是微信應(yīng)用。

家庭網(wǎng)關(guān)將不同通訊接口和通訊協(xié)議的智能設(shè)備轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的通訊協(xié)議方式并接入到互聯(lián)網(wǎng)中，家庭網(wǎng)關(guān)還響應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用服務(wù)器所發(fā)送過來的控制指令，完成對智能設(shè)備的控制操作。

用戶前端應(yīng)用運行在移動終端，包括智能手機(jī)和平板電腦，用戶可以使用移動終端對家庭內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行控制操作，接入到互聯(lián)網(wǎng)中后，對家居設(shè)備實現(xiàn)控制操作。

本發(fā)明在傳統(tǒng)家居設(shè)備系統(tǒng)上，不改變原有的布線結(jié)構(gòu)，在每個控制面板或智能控制模塊上采用歐洲KNX總線系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)原有強(qiáng)電面板的功能，還可以輕松實現(xiàn)智能控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種集中式的KNX總線結(jié)構(gòu)圖。

圖3是現(xiàn)有技術(shù)中一種分布式的系統(tǒng)圖。

具體實施方式

如圖1所示，分布式KNX模塊，可以是燈光模塊、窗簾模塊、溫控模塊、傳感器模塊等，模塊通過KNX總線連接至網(wǎng)關(guān)，采用KNX通訊協(xié)議。家庭網(wǎng)關(guān)，通過家庭局域網(wǎng)連接至互聯(lián)網(wǎng)，與云端的應(yīng)用服務(wù)器(Application Server)進(jìn)行通訊，采用MQTT通訊協(xié)議，實時發(fā)送設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，并接收云端應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送過來的控制指令。應(yīng)用服務(wù)器，運行在互聯(lián)網(wǎng)云端，接收家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，通過redis存儲到分布式緩存中，同時可接受WEB服務(wù)器所發(fā)送過來的控制指令，并轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的家庭網(wǎng)關(guān)。

Web服務(wù)器，為用戶前端應(yīng)用微信(WeChat)提供Web服務(wù)，與前端應(yīng)用采用WebService的通訊方式，對于狀態(tài)數(shù)據(jù)直接到redis分布式緩存中查詢，對于控制指令則直接通過MQTT通訊協(xié)議發(fā)送到應(yīng)用服務(wù)器中。

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心放置在IDC機(jī)房中，由Web服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器組成。

響應(yīng)移動終端發(fā)出的數(shù)據(jù)請求，并把數(shù)據(jù)結(jié)果返回給移動終端。本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)請求方式是WebService。

接收家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送過來的智能設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲。響應(yīng)WebService程序所發(fā)送過來的數(shù)據(jù)請求，并把數(shù)據(jù)結(jié)果返回給WebService。

家庭終端主要包括放在用戶家里的智能設(shè)備以及家庭網(wǎng)關(guān)。

智能家居設(shè)備主要是指帶有通訊接口的電器設(shè)備和暖通設(shè)備，比如基于KNX總線的燈光窗簾控制模塊、帶有RS485通訊的空調(diào)主機(jī)、帶有RS232通訊的家庭影院設(shè)備等等。

由于智能設(shè)備的通訊接口方式和通訊協(xié)議都沒有標(biāo)準(zhǔn)，因此無法直接把這些設(shè)備接入到互聯(lián)網(wǎng)中，這就需要家庭網(wǎng)關(guān)將這些不同通訊接口和通訊協(xié)議的智能設(shè)備轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的通訊協(xié)議方式并接入到互聯(lián)網(wǎng)中。家庭網(wǎng)關(guān)還可以響應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用服務(wù)器所發(fā)送過來的控制指令，完成對智能設(shè)備的控制操作。

移動終端主要指我們?nèi)粘Ｓ玫闹悄苁謾C(jī)和平板電腦，用戶可以使用移動終端對家庭內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行控制操作，可以是蘋果的iOS操作系統(tǒng)、谷歌的Android操作系統(tǒng)，也可以是微軟的Windows操作系統(tǒng)。當(dāng)然在個人電腦如果接入到互聯(lián)網(wǎng)中，也可以實現(xiàn)控制操作。