的GSM模塊，它體積小、功耗低，GSM模塊與MCU的互連通過ZIP接口實(shí)現(xiàn)；
[0042]Zigbee模塊采用基于Ember ZigBee芯片開發(fā)的一款低成本、高性能、基于IEEE802.15.4-2003標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHZ ISM頻段的ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議收發(fā)模塊HPZBOl，該模塊的發(fā)射功率可達(dá)+8dBm ；433MHz通訊模塊采用433Mhz高效無線透傳組網(wǎng)模塊；紅外收發(fā)模塊采用HSDL7001+HSDL3201數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。電力載波模塊采用SENS-Ol嵌入式電力線載波通訊模塊(PLT)，提供半雙工通信功能，可以在220V/110V，50/60Hz電力線上實(shí)現(xiàn)局域通信，為用戶提供了透明的數(shù)據(jù)傳輸通道，數(shù)據(jù)傳輸與用戶協(xié)議無關(guān)，由用戶數(shù)據(jù)傳輸，SENS-Ol模塊包括了所有的電源220V降壓、載波耦合等外圍復(fù)雜電路，還可以提供5V電源給用戶的設(shè)備，波特率可選600，1200, 2400, 4800, 9600或19200bps，具有TTL電平接口，可以直接與單片機(jī)的RXD、TXD連接完成數(shù)據(jù)從串口到載波的透明轉(zhuǎn)發(fā)。多個(gè)SENS-Ol嵌入式電力線載波模塊可以連接在同一條電力線上，在主從通信模式下，模塊分別單獨(dú)工作，不會相互影響。
[0043]內(nèi)網(wǎng)鏈接模塊3，與微控制單元(MCU) I通過無線或有線連接，實(shí)現(xiàn)智能家電和傳感器進(jìn)行組網(wǎng)，采集并存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)；
[0044]包括:Zigbee模塊、433MHz模塊、藍(lán)牙模塊、紅外通訊模塊、白光通信模塊和多種有線通訊模塊，具有通過多種無線和有線方式與家用智能儀表、智能家電、智能終端等組網(wǎng)的功能；
[0045]外網(wǎng)鏈接控制模塊4，與外網(wǎng)鏈接模塊2連接，用于控制微控制單元(MCU) I與外網(wǎng)鏈接模塊2的開啟與關(guān)閉；
[0046]顯示器5，與微控制單元(MCU) I通過排線連接，用于顯示智能家居中控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、采集與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與指令信息；
[0047]內(nèi)嵌傳感器6，嵌入在微控制單元(MCU)I內(nèi)部，用于提供溫度、濕度、可燃?xì)怏w、有害氣體、聲音、圖像數(shù)據(jù)；
[0048]外接傳感器接口 7，與微控制單元(MCU)I通過導(dǎo)線連接，用于實(shí)現(xiàn)外部傳感器的連接；
[0049]內(nèi)網(wǎng)鏈接控制模塊8，與內(nèi)網(wǎng)鏈接模塊3連接，用于控制微控制單元(MCU) I與內(nèi)網(wǎng)鏈接模塊3的開啟與關(guān)閉；
[0050]從儀表取電單元9，與微控制單元(MCU)I通過導(dǎo)線連接，從電表、燃?xì)獗?、熱力表和水表等家用儀表取電，也可使該系統(tǒng)與現(xiàn)有的家用儀表結(jié)合，構(gòu)成家用儀表式智能家居中控系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的智能家居網(wǎng)關(guān)無法與家用必用儀表如電表、燃?xì)獗怼⑺砗蜔崃Ρ淼扔行ЫY(jié)合的問題；
[0051]家用儀表測量單元10，與微控制單元(MCU)I通過導(dǎo)線連接，可實(shí)時(shí)采集電表、燃?xì)獗怼崃Ρ砗退淼痊F(xiàn)有家用智能儀表的數(shù)據(jù)，上傳到微控制單元，供遠(yuǎn)程下載與調(diào)用。
[0052]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的基于家用儀表的智能家居中控控制方法包括以下步驟:
[0053]本發(fā)明的工作原理:
[0054]本發(fā)明基于家用儀表的智能家居中控控制系統(tǒng)，可通過多種有線與無線模塊與家用儀表、各種傳感器模塊以及家用電器和電子設(shè)備組網(wǎng)，并可通過多種通信模式實(shí)現(xiàn)與外網(wǎng)的通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與指令的遠(yuǎn)程上/下傳；
[0055]既可僅從電表、燃?xì)獗怼崃Ρ砗退淼燃矣脙x表取電，也可作為模塊與現(xiàn)有的這些家用儀表結(jié)合，構(gòu)成新的家用儀表式智能家居中控系統(tǒng)；
[0056]具有數(shù)據(jù)采集功能，可從現(xiàn)有的數(shù)字式電表、燃?xì)獗?、水表和暖氣表等直接采集?shí)時(shí)數(shù)據(jù)；具有多種內(nèi)置傳感器與外接傳感器接口，這些傳感器包括溫度、濕度、可燃?xì)怏w、有害氣體、聲音、圖像和多種安防與技防傳感器等，可實(shí)施采集這些傳感器的數(shù)據(jù)；內(nèi)網(wǎng)鏈接模塊具有通過多種無線和有線方式與家用智能儀表、智能家電、智能終端等組網(wǎng)的功能；處理器以MCU或ARM為核心處理器，可運(yùn)行操作系統(tǒng)，可通過多種通信模式和通信端口進(jìn)行軟件讀寫、功能定義、功能配置、參數(shù)配置等。
[0057]該智能家居中控系統(tǒng)的既可以作為獨(dú)立模塊，從家用智能儀表(智能電表、智能水表、智能燃?xì)獗砗椭悄軣崮鼙?取電，作為家用智能儀表的附屬設(shè)備使用，還可以直接與現(xiàn)有的家用智能儀表相集成，構(gòu)成新型具有智能家居中控功能的家用智能儀表。本發(fā)明采用ARM Cortex-A8處理器，處理器基于ARM V7指令架構(gòu)，處理器復(fù)雜的流水線架構(gòu)基于雙對稱結(jié)構(gòu)，順序發(fā)射的13級流水線具有先進(jìn)的動態(tài)分支預(yù)測，可實(shí)現(xiàn)2.0DMIPS/MHz, 10級NEON媒體流水線，專用的L2緩存，帶有可編程的等待狀態(tài)，支持多項(xiàng)與L3存儲器之間的未完成事務(wù)，運(yùn)行速度可以達(dá)600MHz至IGHz，功耗在300mW以下。用戶可通過外網(wǎng)或內(nèi)網(wǎng)鏈接該設(shè)備，并對其運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
[0058]在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，外網(wǎng)鏈接模塊有多種，包括Zigbee模塊、藍(lán)牙模塊、Wifi模塊、紅外通信模塊、白光通信模塊、電力載波通信模塊、有線通信接口模塊；外揚(yáng)鏈接也有多種方式，包括Wifi模塊、GPRS模塊、2G、3G、4G和5G模塊、電力載波通信模塊、網(wǎng)線接口模塊等。系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同需要配置不同的內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)通信模塊，這樣既有利于軟件系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和更新，這些模塊的軟件之間有很強(qiáng)的相似性，任意一個(gè)模塊的修改才不會影響到其他的模塊的功能。此外，根據(jù)不同需求配置出來的智能家居中控系統(tǒng)的功能基本相同，經(jīng)過簡單的修改就能滿足其它不同需求的情況。
[0059]從普通家用電表取點(diǎn)，用220V交流電給智能家居中控系統(tǒng)供電，在電路板上我們需要給傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、內(nèi)網(wǎng)通信模塊與外網(wǎng)通信模塊供電，需要將220V交流電轉(zhuǎn)到3.3V使用，因此選用了 SP-220-3.3開關(guān)電源，輸出電壓3.3V，輸出電流最高可達(dá)40A，能夠滿足網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的需要。
[0060]本發(fā)明不但具有采集家用智能儀表(電表、水表、燃?xì)獗砗蜔崃Ρ?數(shù)據(jù)的功能，還具有多種內(nèi)置傳感器與外接傳感器模塊，可采集包括溫度、濕度、可燃?xì)怏w含量、有害氣體含量、聲音、圖像以及多種安防、技防傳感器模塊數(shù)據(jù)的功能；顯示器用于顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、讀取的數(shù)據(jù)和輸入與輸出的信息等；具有強(qiáng)大的通信與組網(wǎng)功能，具有可用于局域通信的內(nèi)網(wǎng)鏈接模塊組，如Zigbee模塊、433MHz模塊、藍(lán)牙模塊、紅外數(shù)傳模塊、白光通信模塊和多種有線等通信模塊，可與家用電器、電子設(shè)備組網(wǎng)；同時(shí)還具有包括Wif1、2G、3G、4G、5G、LAN/WAN和電力載波等模塊在內(nèi)的外網(wǎng)通信模塊組，可通過外部的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與指令的上、下傳。
[0061]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于家用儀表的智能家居中控控制系統(tǒng)，其特征在于，該基于家用儀表的智能家居中控控制系統(tǒng)設(shè)置有用于通過多種通信模式和通信端口進(jìn)行軟件配置和模塊參數(shù)配置，并進(jìn)行數(shù)據(jù)及指令上、下傳的微控制單元； 外網(wǎng)鏈接模塊，與微控制單元通過無線或有線方式連接，用于實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程設(shè)備或者云端服務(wù)器的連接； 內(nèi)網(wǎng)鏈接模塊，與微控制單元通過無線或有線連接，實(shí)現(xiàn)智能家電和傳感器進(jìn)行組網(wǎng)，采集并存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)。2.如權(quán)利要求1所述的基于家用儀表的智能家居中控控制系統(tǒng)，其特征在于，所述基于家用儀表的智能家居中控控制系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置有: 外網(wǎng)鏈接控制模塊，與外網(wǎng)鏈接模塊連接，用于控制微控制單元與外網(wǎng)鏈接模塊的開啟與關(guān)閉； 顯示器，與微控制單元通過排線連接，用于顯示智能家居中控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、采集與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與指令信息； 內(nèi)嵌傳感器，嵌入在微控制單元內(nèi)部，用于提供溫度、濕度、可燃?xì)怏w、有害氣體、聲音、圖像數(shù)據(jù)； 外接傳感器接口，與微控制單元通過導(dǎo)線連接，用于實(shí)現(xiàn)外部傳感器的連接； 內(nèi)網(wǎng)鏈接控制模塊，與內(nèi)網(wǎng)鏈接模塊連接，用于控制微控制單元與內(nèi)網(wǎng)鏈接模塊的開啟與關(guān)閉； 從儀表取電單元，與微控制單元通過導(dǎo)線連接，既從電表、燃?xì)獗怼崃Ρ砗退砑矣脙x表取電，又與家用儀表結(jié)合，構(gòu)成家用儀表式智能家居中控系統(tǒng)； 家用儀表測量單元，與微控制單元通過導(dǎo)線連接，實(shí)時(shí)采集電表、燃?xì)獗?、熱力表和水表現(xiàn)有家用智能儀表的數(shù)據(jù)，上傳到微控制單元。3.如權(quán)利要求1所述的基于家用儀表的智能家居中控控制系統(tǒng)，其特征在于，外網(wǎng)鏈接模塊包括:Wif i模塊、GPRS模塊、2G模塊、3G模塊、4G模塊、5G模塊、LAN/WAN模塊和電力載波模塊；通過外部Wifi網(wǎng)絡(luò)、通訊運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)和電力載波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，與云服務(wù)器、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)、智能終端通信。4.如權(quán)利要求1所述的基于家用儀表的智能家居中控控制系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi)網(wǎng)鏈接模塊包括:Zigbee模塊、433MHz模塊、藍(lán)牙模塊、紅外通訊模塊、白光通信模塊和多種有線通訊模塊；通過多種無線和有線方式與家用智能儀表、智能家電、智能終端組網(wǎng)。5.—種基于家用儀表的智能家居中控控制方法，其特征在于，該基于家用儀表的智能家居中控控制方法包括: 用戶通過外網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)登錄后系統(tǒng)，并根據(jù)權(quán)限進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和內(nèi)、外網(wǎng)組網(wǎng)與數(shù)據(jù)讀取； 自動定時(shí)向從內(nèi)網(wǎng)終端、內(nèi)嵌傳感器、外接傳感器接口發(fā)送指令數(shù)據(jù)采集指令，得到數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進(jìn)行AD/DA轉(zhuǎn)換，并按照預(yù)定格式進(jìn)行編碼、壓縮，最后緩存到數(shù)據(jù)存儲器中； 接到合法外網(wǎng)終端或登錄用戶的數(shù)據(jù)讀取指令后，開放數(shù)據(jù)存儲器讀取，數(shù)據(jù)存儲器寫滿后，自動覆蓋時(shí)間最早的數(shù)據(jù)，接收到外網(wǎng)終端發(fā)送來的指令后，根據(jù)預(yù)定方式將解碼并執(zhí)行，將終端名、指令與執(zhí)行結(jié)果共同記錄在指令執(zhí)行記錄文件中，指令執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給相應(yīng)終端。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于家用儀表的智能家居中控控制系統(tǒng)及方法，設(shè)置有：微控制單元、外網(wǎng)鏈接模塊、外網(wǎng)鏈接控制模塊、內(nèi)網(wǎng)鏈接模塊、內(nèi)網(wǎng)鏈接控制模塊、顯示器、內(nèi)嵌傳感器、外接傳感器接口、從儀表取電單元、家用儀表測量單元；具有更豐富的內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)鏈接方式，可供智能家電模塊與各種電器設(shè)備通過多種有線與無線方式與其組成內(nèi)部智能家居網(wǎng)絡(luò)，并再通過多種有線與無線方式與外部網(wǎng)絡(luò)相鏈接，上、下傳數(shù)據(jù)與指令。本發(fā)明還設(shè)置有多種內(nèi)嵌傳感器與外接傳感器接口，可與智能家庭、技防、安防傳感器相鏈接，供遠(yuǎn)程管理與數(shù)據(jù)上、下載。
【IPC分類】H04L29/08, G05B19/418
【公開號】CN104914817
【申請?zhí)枴緾N201510183876
【發(fā)明人】袁涌耀
【申請人】袁涌耀
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年4月17日