一種智能控制方法、智能控制器及智能控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及物聯網智能控制技術領域，具體地，涉及一種智能控制方法、智能控制器及智能控制系統。
【背景技術】
[0002]伴隨著物聯網智能家居和無線互聯網技術的發(fā)展，人們對智能設備的需求越來越高。科研人員對智能設備也進行了多方面的研究，如中國申請?zhí)枮?01010558473的發(fā)明專利公開了一種自動計量電量以及控制用電器交流回路開閉的裝置，可以實現無線自動抄表、監(jiān)測單個用電設備的電量、自動控制用電設備通斷等應用。
[0003]中國申請?zhí)枮?01120375094的實用新型公開了一種智能插座，可以實現連接在插座上的電器設備的電流、電壓、電量計量、溫濕度、功率和功率因數的測量顯示，同時可利用手機或電腦通過ZigBee無線通訊來遠程控制連接在插座上的所有電器設備。
[0004]現有技術中的家居智能控制系統主要存在以下幾點問題:不能實現自組網，通信距離短，對環(huán)境依賴性比較高，安全性低，無法按時喚醒及實現低功耗控制，也不能滿足客戶的多樣化需求。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決現有技術中存在的智能控制系統不能實現低功耗控制的問題，本發(fā)明提出了一種智能控制方法、智能控制器及智能控制系統。
[0006]本發(fā)明的智能控制方法，包括:
[0007]發(fā)送端以ts+ti為周期廣播發(fā)送組網數據，判斷所述發(fā)送端廣播組網的實際時間是否達到所述tw ；
[0008]如果達到，則退出組網，如果未達到，則所述發(fā)送端繼續(xù)廣播組網；
[0009]其中，tw為發(fā)送端廣播組網的時間閾值，ts為廣播發(fā)送單包組網數據所需時間，ti為發(fā)送端等待接收端返回ACK的時間閾值。
[0010]本發(fā)明的智能控制器，包括:
[0011]第一判斷模塊，用于發(fā)送端以ts+ti為周期廣播發(fā)送組網數據，判斷所述發(fā)送端廣播組網的實際時間twl是否達到所述tw ；
[0012]組網執(zhí)行模塊，用于如果達到，則退出組網，如果未達到，則所述發(fā)送端繼續(xù)廣播組網；
[0013]其中，tw為發(fā)送端廣播組網的時間閾值，ts為廣播發(fā)送單包組網數據所需時間，ti為發(fā)送端等待接收端返回ACK的時間閾值。
[0014]本發(fā)明的智能控制系統，包括:智能控制器以及以太網、服務器等。
[0015]本發(fā)明的智能控制方法、智能控制器以及智能控制系統，集成了 IPv6協議棧，使用433M無線可以自組網，在復雜的建筑物內具有較強的穿透性，對外部環(huán)境的適應力強。另外，本發(fā)明基于目前存在的不能實現低功耗控制的問題，提出了收發(fā)異步控制機制，解決了智能控制器無法按時喚醒的問題，提高了數據傳輸成功率，智能控制器采用低功耗算法實現收發(fā)端異步機制。
[0016]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
[0017]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0018]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0019]圖1為本發(fā)明智能控制系統的組網示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的智能控制器的電路原理圖；
[0021 ] 圖3為本發(fā)明實施例的廣播組網的時序圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實施例的單點收發(fā)的時序圖；
[0023]圖5為本發(fā)明實施例一的組網工作流程圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實施例二的組網工作流程圖；
[0025]圖7為本發(fā)明實施例三的組網工作流程圖；
[0026]圖8為本發(fā)明實施例四的智能控制器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0028]為了解決現有技術中存在的智能控制系統不能實現低功耗控制的問題，本發(fā)明提出了一種智能控制方法、智能控制器及智能控制系統。
[0029]本發(fā)明的智能控制器可以利用WIFI直接和無線路由器通信，智能控制系統內部通信可以采用433M無線通信頻率，在復雜的建筑物內具有較強的穿透性，對外部環(huán)境的適應力強。在本發(fā)明的多個智能控制器中，只需一個智能控制器具有WIFI通信模塊，其他的智能控制器均可通過這個控制器接入互聯網，進一步降低系統成本。另外，本發(fā)明的智能控制器采用了低功耗算法大大降低了功耗。
[0030]如圖1所示，為本發(fā)明智能控制系統的組網示意圖。多個智能控制器組成智能控制系統，通過無線路由器與以太網、服務器、手機客戶端進行通信，以實現通過手機客戶端控制智能控制系統。
[0031]如圖2所示，為本發(fā)明的智能控制器的電路原理圖，該智能控制器具有WIFI模塊。智能控制器主要由WIFI模塊、用于采集電流電壓等參數的采集電路CS5463、CPUSTM32F103、433M無線射頻模塊和繼電器組成。本發(fā)明的另一種智能控制器為不帶WIFI的智能控制器，包括采集電流電壓等參數的采集電路CS5463、CPU STM32F103、433M無線射頻模塊和繼電器。在本發(fā)明中，具有WIFI模塊的智能控制器可以作為發(fā)送端，其他不具有WIFI的智能控制器可以作為接收端。
[0032]WIFI模塊包括WIFI射頻部分及其協議棧，WIFI模塊與STM32F103使用串口通信，在僅使用一個智能控制器的系統，智能控制器必須內置WIFI模塊，在使用多個模塊的系統中，僅有一個模塊中內置WIFI模塊即可。
[0033]CS5463芯片通過SPI通信和方波信號將采集到的電流電壓電能等參數的信息發(fā)送給STM32F103芯片。電流電壓等參數采集電路中電流采樣使用電流互感器，電壓采樣使用采樣電阻。STM32F103作為模塊的主芯片，使用基于事件驅動的操作系統，包含了 protothread library、ulP TCP/IP (v4和v6)協議棧、無線傳感器網絡的協議IEEE802.15.4。433M無線射頻模塊采用SI4432芯片。
[0034]繼電器采用了磁保持繼電器，傳統的功率繼電器存在著功耗高，需要維持電壓進行控制，存在控制電壓下滑的問題。磁保持繼電器降低了繼電器的工作功耗，提高了繼電器開關控制的穩(wěn)定性。433M無線射頻模塊采用低功耗設計模式，保證數據能正常收發(fā)情況下模塊盡可能處于低功耗(睡眠)模式，本模塊米用RFLowPowerMechanisms。
[0035]傳統的低功耗控制策略是同步控制機制，但這種機制存在著實現方式復雜、同步時隙漂移等問題，導致在實際使用過程中出現智能控制過期無法喚醒的問題。
[0036]本發(fā)明基于目前存在的不能實現低功耗控制的問題，提出了收發(fā)異步控制機制，解決了智能控制器無法按時喚醒的問題，提高了數據傳輸成功率，智能控制器采用低功耗算法實現收發(fā)端異步機制，實現原理為發(fā)送端在固定時間段內周期性地向接收端發(fā)送數據包直到收到接收端的ACK ;接收端采用周期性地快速喚醒并檢測是否有數據包接收，如果沒有，則立即睡眠，如果有，則快速進入接收狀態(tài)接收數據包并回復ACK，本發(fā)明的低功耗實現算法必須有嚴格的時序機制去保證。
[0037]具體地，實現原理為:
[0038]如圖3所示，在廣播組網過程中:
[0039]發(fā)送端(為帶WIFI的智能控制器):在tw時間段內以ts+ti為周期，周期性地發(fā)送數據包。
[0040]接收端(為不帶WIFI的智能控制器):以tc+tr為周期，周期性進入CCA(RSSI信道檢測，當RSSI超過預設閾值則信道已用，沒超過則信道為空)，信道為空則繼續(xù)睡眠，信道已用則立即進入接收狀態(tài)接收數據包，接收完數據包。
[0041]在本發(fā)明中，發(fā)送端發(fā)出一包組網數據，一個接收端回復，發(fā)送端會周期性地發(fā)送組網數據，最大發(fā)送次數為65535，也就是接收端的最大個數為65535。
[0042]如圖4所示，在單點收發(fā)過程中(單點收發(fā)主要指將廣播組網的模型簡單化，并以一對一的形式來說明如何控制時序，是廣播組網的一個子集合):
[0043]發(fā)送端在tw時間段內以ts+ti為周期，周期性地發(fā)送數據包，直到接收到ACK則停止發(fā)送，如果超過tw時間段還沒有接收到ACK則發(fā)送失敗。同時，接收端以tc+tr為周期，周期性進入CCA(RSSI信道檢測，當RSSI超過閥值則信道已用，沒超過則信道為空)，信道為空則繼續(xù)睡眠，信道已用則立即進入接收狀態(tài)接收數據包，接收完數據包立即發(fā)送ACK0
[0044]其中，ta:為完成發(fā)送數據到接收到ACK的時間間隔；td:為發(fā)送端接收ACK所需的實際時間；tw:發(fā)送端廣播組網的時間閾值；t1:等待接收端返回ACK的時間閾值；t