專利名稱：：基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置以及遠(yuǎn)程雙向傳輸控制方法，特別涉及一種帶移動(dòng)信息收發(fā)模塊及ZigBee模塊的網(wǎng)關(guān)和帶ZigBee模塊的空調(diào)(稱為ZigBee空調(diào))的基于ZigBee技術(shù)的智能遠(yuǎn)程控制裝置與方法。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著移動(dòng)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展、人們生活水平的不斷提高以及生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)移動(dòng)性、網(wǎng)絡(luò)化、智能化家居的要求也越來越高，而對(duì)遠(yuǎn)程空調(diào)的智能控制便是其中一個(gè)重要方面。目前所使用的遙控方式主要為紅外近距離遙控，而它們?cè)诤艽蟪潭壬喜⒉荒軡M足用戶的遠(yuǎn)程遙控需求。一方面，紅外遙控受到距離限制，方向性強(qiáng)，使用局限性明顯；另一方面，無法聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制、遠(yuǎn)程移動(dòng)控制困難。隨著ZigBee規(guī)范及移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)的普及，上述問題的解決也就成為可能。在室內(nèi)安裝一個(gè)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)與ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)接入的網(wǎng)關(guān)，建立一個(gè)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)等移動(dòng)通訊終端作為遠(yuǎn)程控制設(shè)備，內(nèi)嵌ZigBee無線通訊模塊的ZigBee空調(diào)自動(dòng)加入ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用綁定功能，既能進(jìn)行單路遠(yuǎn)程控制與査詢，又能靈活實(shí)現(xiàn)多路控制與査詢。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee規(guī)范的基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置包括用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)與ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)彼此雙向通訊的網(wǎng)關(guān)、設(shè)于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中的ZigBee空調(diào)、以及通過移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)關(guān)和ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程?hào)嗽儾⒖刂芞igBee空調(diào)的移動(dòng)通訊終端。所述移動(dòng)通訊終端為具備收發(fā)短信息功能以與ZigBee空調(diào)進(jìn)行信息交互的手機(jī)。網(wǎng)關(guān)中的移動(dòng)信息收發(fā)模塊用于自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)通訊終端遙控指令或ZigBee空調(diào)反饋信息;網(wǎng)關(guān)中的第一ZigBee無線通訊模塊用于建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與ZigBee空調(diào)綁定，轉(zhuǎn)發(fā)遙控指令和反饋信息；ZigBee空調(diào)中的第二ZigBee無線通訊模塊自動(dòng)加入已建立的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)并與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行無線通訊、綁定，進(jìn)行遙控指令解釋并轉(zhuǎn)發(fā)給空調(diào)CPU或反饋信息給遠(yuǎn)程移動(dòng)通訊終端。網(wǎng)關(guān)包括用于轉(zhuǎn)發(fā)短信息的移動(dòng)信息收發(fā)模塊，與移動(dòng)信息收發(fā)模塊相連的用于自動(dòng)建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)并接受ZigBee空調(diào)的IEEE地址綁定請(qǐng)求、轉(zhuǎn)發(fā)遙控指令、反饋信息并記錄綁定關(guān)系的第一ZigBee無線通訊模塊，與第一ZigBee無線通訊模塊相連的用于控制第一ZigBee無線通訊模塊接受與ZigBee空調(diào)進(jìn)行綁定請(qǐng)求的綁定確認(rèn)按鈕、以及與第一ZigBee無線通訊模塊相連的用于指示第一ZigBee無線通訊模塊綁定狀態(tài)的綁定確認(rèn)LED。所述ZigBee空調(diào)包括空調(diào)CPU、用于自動(dòng)加入所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)、發(fā)起綁定請(qǐng)求、解釋轉(zhuǎn)發(fā)遙控指令和反饋信息的第二ZigBee無線通訊模塊，與第二ZigBee無線通訊模塊相連的用于綁定請(qǐng)求的綁定按鈕，與第二ZigBee無線通訊模塊相連的用于綁定指示的綁定LED，第二ZigBee無線通訊模塊具有與空調(diào)CPU相連的接口。所述移動(dòng)通訊終端為手機(jī)等移動(dòng)通訊設(shè)備，具備收發(fā)短信息功能，用于在移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下與遠(yuǎn)程ZigBee空調(diào)進(jìn)行信息交互，根據(jù)指令協(xié)議中應(yīng)用指令幀格式以短信方式發(fā)送指令信息。所述移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)為GSM網(wǎng)絡(luò)或3G網(wǎng)絡(luò)或CDMA網(wǎng)絡(luò)等公用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)為符合ZigBee/802.15.4規(guī)范的泛在網(wǎng)絡(luò)。所述指令協(xié)議包括規(guī)范移動(dòng)通訊終端發(fā)送査詢和控制信息的應(yīng)用指令幀格式，規(guī)范ZigBee空調(diào)反饋狀態(tài)信息和空調(diào)溫度的應(yīng)用信息幀格式，規(guī)范ZigBee空調(diào)與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行綁定的綁定時(shí)序。所述的綁定為綁定確認(rèn)按鈕與第二ZigBee無線通訊模塊IEEE地址的綁定，綁定關(guān)系記錄在第一ZigBee無線通訊模塊綁定表中。所述第二ZigBee無線通訊模塊與空調(diào)CPU相連的接口的數(shù)據(jù)格式為保留空調(diào)紅外遙控模式下的數(shù)據(jù)傳輸格式。所述移動(dòng)通訊終端與遠(yuǎn)程ZigBee空調(diào)之間信息傳輸是雙向的、實(shí)時(shí)的。所述的基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置，其控制方法及步驟a.網(wǎng)關(guān)初始化5;b.網(wǎng)關(guān)接入移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)；c.網(wǎng)關(guān)作為協(xié)調(diào)器建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)；d.ZigBee空調(diào)初始化；e.ZigBee空調(diào)作為ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)加入ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)；f.ZigBee空調(diào)與網(wǎng)關(guān)綁定；g.手機(jī)接入移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制/査詢。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)本實(shí)用新型嚴(yán)格按照ZigBee/802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，易于互聯(lián)和組網(wǎng)，具有良好的通用性。(2)本實(shí)用新型具有完備的指令協(xié)議，不改變空調(diào)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，可移植性強(qiáng)。(3)本實(shí)用新型支持雙向多路遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)査詢和控制，準(zhǔn)確可靠。(4)本實(shí)用新型采用基于IEEE地址的綁定技術(shù)，空調(diào)終端掉電后重啟能自動(dòng)恢復(fù)綁定狀態(tài)，新設(shè)備加入靈活方便。(5)本實(shí)用新型具有良好的可擴(kuò)展性，可被廣泛用于遠(yuǎn)程智能化控制領(lǐng)域。圖l為本實(shí)用新型的基于ZigBee技術(shù)的應(yīng)用示意圖2為本實(shí)用新型的網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)框圖3為本實(shí)用新型的空調(diào)ZigBee模塊結(jié)構(gòu)框圖4為本實(shí)用新型的網(wǎng)關(guān)中移動(dòng)信息收發(fā)模塊工作流程圖;圖5為本實(shí)用新型的網(wǎng)關(guān)中ZigBee模塊工作流程圖6為本實(shí)用新型的空調(diào)ZigBee模塊工作流程圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖l-6對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖l，本實(shí)施例的基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)雙向傳輸智能控制裝置包括手機(jī)作為移動(dòng)通訊終端l，根據(jù)指令協(xié)議經(jīng)移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)2實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程的ZigBee空調(diào)5査詢與控制；網(wǎng)關(guān)4用于建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)3，實(shí)現(xiàn)與ZigBee空調(diào)5綁定和解綁定，自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)通訊終端l的遙控指令或ZigBee空調(diào)5的反饋信息；ZigBee空調(diào)5的ZigBee模塊自動(dòng)加入已建立的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)3并與網(wǎng)關(guān)4進(jìn)行無線通訊、綁定，進(jìn)行遙控指令解釋并轉(zhuǎn)發(fā)給空調(diào)CPU11或反饋信息給網(wǎng)關(guān)4。如圖2-3，ZigBee空調(diào)5的綁定按鈕12控制第二ZigBee無線通訊模塊10發(fā)送綁定請(qǐng)求信息，網(wǎng)關(guān)4的綁定按鈕8控制第一ZigBee無線通訊模塊7發(fā)送綁定應(yīng)答信息，實(shí)現(xiàn)ZigBee空調(diào)5與網(wǎng)關(guān)4的綁定，由LED9、LED13指示綁定結(jié)果。6第一ZigBee無線通訊模塊7、第二ZigBee無線通訊模塊10可選用型號(hào)為CC2430/CC2431、JN5139等射頻芯片。第一ZigBee無線通訊模塊7還作為ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，用于自動(dòng)建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)3、接受ZigBee空調(diào)5綁定請(qǐng)求、并具有自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)信息收發(fā)模塊6收到的指令信息或ZigBee空調(diào)5反饋信息功能。第二ZigBee無線通訊模塊10還作為網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)加入已建立的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)3并與網(wǎng)關(guān)4進(jìn)行綁定和無線通訊。移動(dòng)信息收發(fā)模塊6可選用型號(hào)為MC37i、MC39i等移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)接入模塊，以短信息形式自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)來自移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)2的指令信息或來自ZigBee空調(diào)5的反饋信息。移動(dòng)信息收發(fā)模塊6與第一ZigBee無線通訊模塊7間的信息傳輸在AT指令控制下完成。移動(dòng)信息收發(fā)模塊6的工作過程如圖4所示，當(dāng)移動(dòng)信息收發(fā)模塊6上電啟動(dòng)時(shí)，首先進(jìn)行初始化并接入移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)2。當(dāng)成功接入網(wǎng)絡(luò)后，等待接收數(shù)據(jù)信息。若收到來自移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)2的空調(diào)指令短信息，則向第一ZigBee無線通訊模塊7指示，接收到相應(yīng)指令后向其轉(zhuǎn)發(fā)短信息，并釋放短信息存儲(chǔ)區(qū)；若收到來自第一ZigBee無線通訊模塊7的信息，則向移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)2轉(zhuǎn)發(fā)該信息。網(wǎng)關(guān)中ZigBee模塊的工作過程如圖5所示。當(dāng)?shù)谝籞igBee無線通訊模塊7上電啟動(dòng)時(shí)，首先進(jìn)行初始化，作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器自動(dòng)建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)3。當(dāng)成功建立網(wǎng)絡(luò)后，等待綁定請(qǐng)求。當(dāng)有綁定請(qǐng)求信息時(shí)LED9指示，若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)有綁定確認(rèn)按鈕8按下，則將第二ZigBee無線通訊模塊10的IEEE地址等綁定信息寫入綁定表。綁定后若收到移動(dòng)信息收發(fā)模塊6的信息指示，則發(fā)指令接收相應(yīng)信息，根據(jù)信息中地址及綁定表向ZigBee空調(diào)5轉(zhuǎn)發(fā)；若收到ZigBee空調(diào)5的反饋信息，則根據(jù)應(yīng)用信息幀格式向移動(dòng)信息收發(fā)模塊6轉(zhuǎn)發(fā)査詢反饋信息?？照{(diào)ZigBee模塊工作流程如圖6所示。當(dāng)?shù)诙igBee無線通訊模塊10上電啟動(dòng)時(shí)，首先進(jìn)行初始化，加入已經(jīng)存在的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)3。當(dāng)成功加入網(wǎng)絡(luò)后，綁定按鈕12按下發(fā)送綁定請(qǐng)求信號(hào)，綁定后第二ZigBee無線通訊模塊10等待數(shù)據(jù)信息。當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)到第二ZigBee無線通訊模塊10時(shí)，判斷目標(biāo)是否為控制指令。若為控制空調(diào)指令，則解釋指令并向空調(diào)CPU11發(fā)送控制指令信息；若為査詢指令則讀取溫度值/査詢空調(diào)開關(guān)狀態(tài)并向網(wǎng)關(guān)4發(fā)送反饋信息。本實(shí)施例使用如下指令協(xié)議(1)應(yīng)用指令幀格式<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>時(shí)指定，地址字段為o表示廣播地址。指令字段表征指令信息，査詢空調(diào)開/關(guān)狀態(tài)格式為CXKG;査詢空調(diào)室內(nèi)溫度格式為CXWD;制冷格式為ZL溫度值，溫度值范圍17-30;制熱格式為ZR溫度值，溫度值范圍17-30;開空調(diào)格式為ON;關(guān)空調(diào)格式為OFF。結(jié)束標(biāo)志字段用符號(hào)表示該指令結(jié)束標(biāo)志。(2)應(yīng)用信息幀格式<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>地址n字段一位十進(jìn)制數(shù)字1-9，表示ZigBee空調(diào)邏輯地址，由綁定時(shí)指定，后跟逗號(hào)信息n字段表征査詢信息，査詢的ZigBee空調(diào)若為"開"狀態(tài)，格式為ON;査詢的ZigBee空調(diào)若為"關(guān)"狀態(tài)，格式為OFF;若表示査詢ZigBee空調(diào)溫度，其值為兩位十進(jìn)制數(shù)；每條信息后跟分號(hào)"；"，最后一條信息后跟句號(hào)"。"。(3)綁定時(shí)序ZigBee空調(diào)請(qǐng)求綁定未綁定前ZigBee空調(diào)綁定指示燈亮；按ZigBee空調(diào)綁定按鈕向網(wǎng)關(guān)發(fā)送綁定請(qǐng)求信息，綁定指示燈閃爍；ZigBee空調(diào)接收綁定應(yīng)答后綁定指示燈滅。網(wǎng)關(guān)綁定表中綁定信息為空時(shí)，網(wǎng)關(guān)相應(yīng)的綁定指示燈滅，接收到綁定請(qǐng)求信息后，綁定請(qǐng)求指示燈閃爍，按綁定確認(rèn)按鈕，則將該按鈕號(hào)(綁定為ZigBee空調(diào)邏輯地址)與相應(yīng)請(qǐng)求綁定的ZigBee空調(diào)IEEE地址、短地址等相關(guān)信息記錄在綁定表中，向ZigBee空調(diào)發(fā)送綁定應(yīng)答信息，同時(shí)網(wǎng)關(guān)中相應(yīng)綁定請(qǐng)求指示燈亮。再次按綁定確認(rèn)按鈕可以取消相應(yīng)綁定，相應(yīng)的綁定指示燈滅，未綁定且無綁定請(qǐng)求時(shí)按綁定確認(rèn)按鈕無效。本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型所作的舉例，而本實(shí)用新型實(shí)施方式并不局限于此。對(duì)于屬于本實(shí)用新型的精神與原理下所作的修改、組合、簡(jiǎn)化、替代(如指令協(xié)議)等均為等效替換，都仍然包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置，其特征在于包括用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)(2)與ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)(3)彼此雙向通訊的網(wǎng)關(guān)(4)、設(shè)于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)(3)中的ZigBee空調(diào)(5)、以及通過移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)(2)、網(wǎng)關(guān)(4)和ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)(3)遠(yuǎn)程查詢并控制ZigBee空調(diào)(5)的移動(dòng)通訊終端(1)。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置，其特征在于所述移動(dòng)通訊終端(1)為具備收發(fā)短信息功能以與ZigBee空調(diào)(5)進(jìn)行信息交互的手機(jī)。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置，其特征在于網(wǎng)關(guān)(4)包括用于轉(zhuǎn)發(fā)短信息的移動(dòng)信息收發(fā)模塊(6)，與移動(dòng)信息收發(fā)模塊(6)相連的用于自動(dòng)建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)(3)并接受ZigBee空調(diào)(5)的IEEE地址綁定請(qǐng)求、轉(zhuǎn)發(fā)遙控指令、反饋信息并記錄綁定關(guān)系的第一ZigBee無線通訊模塊(7)，與第一ZigBee無線通訊模塊(7)相連的用于控制第一ZigBee無線通訊模塊(7)接受與ZigBee空調(diào)(5)進(jìn)行綁定請(qǐng)求的綁定確認(rèn)按鈕(8)、以及與第一ZigBee無線通訊模塊(7)相連的用于指示第一ZigBee無線通訊模塊(7)綁定狀態(tài)的綁定確認(rèn)LED(9)。4、根據(jù)權(quán)利要求l-3之一所述的基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置，其特征在于所述ZigBee空調(diào)(5)包括空調(diào)CPU(11)、用于自動(dòng)加入所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)(3)、發(fā)起綁定請(qǐng)求、解釋轉(zhuǎn)發(fā)遙控指令和反饋信息的第二ZigBee無線通訊模塊(10)，與第二ZigBee無線通訊模塊(10)相連的用于綁定請(qǐng)求的綁定按鈕(12)，與第二ZigBee無線通訊模塊(10)相連的用于綁定指示的綁定LED(13)，第二ZigBee無線通訊模塊(10)具有與空調(diào)CPU(11)相連的接口(14)。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)智能控制裝置，其特征在于所述移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)(2)為GSM網(wǎng)絡(luò)或3G網(wǎng)絡(luò)或CDMA網(wǎng)絡(luò)，所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)(3)為符合ZigBee/802.15.4規(guī)范的泛在網(wǎng)絡(luò)。專利摘要本實(shí)用新型屬于一種基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程空調(diào)雙向傳輸智能控制裝置，包括移動(dòng)通訊終端、網(wǎng)關(guān)、空調(diào)ZigBee模塊和指令協(xié)議。手機(jī)作為移動(dòng)通訊終端，根據(jù)指令協(xié)議經(jīng)移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程ZigBee空調(diào)查詢與控制；網(wǎng)關(guān)中的移動(dòng)信息收發(fā)模塊用于自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)通訊終端遙控指令或ZigBee空調(diào)反饋信息；網(wǎng)關(guān)中的ZigBee模塊用于建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與ZigBee空調(diào)綁定/解綁定，轉(zhuǎn)發(fā)遙控指令和反饋信息；ZigBee空調(diào)中的ZigBee模塊自動(dòng)加入已建立的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)并與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行無線通訊、綁定，進(jìn)行遙控指令解釋并轉(zhuǎn)發(fā)給空調(diào)CPU或反饋信息給遠(yuǎn)程移動(dòng)通訊終端。所述裝置不改變空調(diào)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，支持多路實(shí)時(shí)查詢和控制，使用靈活方便，實(shí)用性通用性強(qiáng)，且有良好的可擴(kuò)展性。文檔編號(hào)G05B19/418GK201421160SQ200920303249公開日2010年3月10日申請(qǐng)日期2009年5月18日優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日發(fā)明者史囯棟,偉宋,張少寅,欽程,賑蔣,賈中寧,陳海忠,陶為戈申請(qǐng)人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院