一种基于改进型I2C总线的智能家居控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于改进型I²C总线的智能家居控制系统，采用改进型I²C总线加至少两个功能模块结构,功能模块全都通过改进型I²C总线接口并联在改进型I²C总线上。本发明专利技术为智能家居控制系统提供一种灵活、简单、廉价搭积木式的系统解决方案，将目前智能家居行业的现状：客户被动适应智能家居系统改变为为客户量身打造他所需要的智能家居系统。并针对I²C总线现有在多主控模式下产生的信息冲撞、系统锁死等弊端提供一种简单、廉价、可靠、维修方便的解决方案，从而将I²C总线的技术优势在智能家居控制系统中得到充分发挥。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能家居
，尤其涉及一种基于改进型I2C总线的智能家居控制系统。
技术介绍
随着时代的进步、人们生活不断提高的背景下，人们对生活品质要求越来越高，希望有更好的家居环境、更安全、更舒适温馨的家，于是智能家居产业渐渐兴起，不断发展，完善并被人们接受。但目前的智能家居控制系统普遍存在价高、系统功能模式化、不同系统之间相互独立、布线工作量大等等弊端阻碍了智能家居的普及。针对现在智能家居控制系统结构上最主要的弊端：分散--集中--再分散（各分散的信息、状态被集中到网关或主控器，经过运算、处理后再分散到各执行器执行），本专利技术应用I2C总线技术为智能家居控制系统实现无拓扑化信息传递，从而提供一种灵活、简单、廉价搭积木式的系统解决方案，没有固定模式完全是为客户量身打造的智能家居控制系统。I2C总线技术虽然可实现无拓扑化信息传递，提供一种灵活、简单、廉价的控制系统并且布线简单、方便，有大量具有I2C总线接口的各种功能的IC可用，使系统开发方便、快捷等优点，但在多主模式下产生的信息冲撞、系统锁死等弊端对系统可靠性、稳定性的影响也是必须要考虑的。为了克服多主模式下产生的这些弊端，本专利技术提供一种简单、廉价、可靠、维护方便的系统解决方案即一种基于改进型I2C总线的智能家居控制系统，从而将I2C总线的技术优势在智能家居控制系统中得到充分发挥。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于改进型I2C总线的智能家居控制系统，以解决上述
技术介绍
中现有的I2C总线在多主控模式下产生的信息冲撞的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本专利技术提供一种基于改进型I2C总线的智能家居控制系统，由改进型I2C总线、功能模块组成，其特征在于：所述改进型I2C总线在传统I2C两根总线即时钟总线SCL、数据总线SDA的基础上增加了一根状态总线SZT，所述状态总线SZT和时钟总线SCL、数据总线SDA一起敷设，且像时钟总线SCL、数据总线SDA一样接入所有功能模块，所述功能模块有2个以上，且全都通过改进型I2C总线接口并联在改进型I2C总线上。所述功能模块的核心元件是带有I2C总线模块的单片机，所述单片机的I2C总线接口通过一组二选一选择开关与改进型I2C总线连接，所述二选一选择开关的公共端接单片机，一个选择端接改进型I2C总线，另一个选择端通过上拉电阻接电源。所述改进型I2C总线接口除了有标准的I2C总线接口外还具有采用集电极开路连接的状态总线SZT接口，与总线SCL、SDA一样具有线与功能。所述改进型I2C总线空闲时的标志是时钟总线SCL、数据总线SDA和状态总线SZT全都是高电平。所述改进型I2C总线上并联的功能模块其功能和数量是没有固定模式，完全是根据任务的需要把各类功能模块像积木一样搭建在总线上。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术中，由于本智能家居控制系统采用总线结构，所以可实现无拓扑化信息传递，可根据功能需要像搭积木一样方便地为客户量身构建系统，使系统可大可小、可简可繁、可廉可贵，没有固定模式只根据功能任务，从而级大地提高了构建系统的灵活性和廉价性。2、本专利技术中，由于在I2C总线的基础上增加了一根状态总线SZT而形成了本专利技术的核心技术---改进型I2C总线，这样可彻底杜绝信息冲撞现象，因为I2C总线上信息冲撞是在多主模式下，两个以上主控模块都试图占用总线产生的。具体来说就是一个主控模块正在通讯时而根据I2C总线通讯协议SCL、SDA同时为高电平是不可避免的，在同为高电平时恰好被另一个准备要通讯的主控模块捕捉到误判为总线空闲而发起通讯，信息冲撞就产生了，引起通讯失败。主控模块越多发生冲撞的概率就越大，通讯效率就大大降低。而采用了改进型I2C总线后，当总线空闲时某一模块要想发起通讯时首先拉低状态总线SZT告诉系统其它模块总线忙从而占用总线，待通讯完毕才释放状态总线SZT。当总线忙时有模块想要发起通讯而探测总线是否忙，它探测的是状态总线SZT而不是SCL、SDA，这样就不会引起误判，就能保证任何时刻只有一个主控模块在总线上通讯，就可彻底杜绝信息冲撞现象。从而提高了系统的可靠性和稳定性。3、本专利技术中，当杜绝了信息冲撞现象后就不再介意总线上有多少个主控模块，所以就可以做到：总线上并连的所有功能模块在未发起通讯时都可以处于被控接收模式，当某功能模块在发起通讯时才变为主控发送模式，与其它任一被控模块建立通讯，一旦通讯完毕又变为被控接收模式准备接收其它模块发来的信息。这样就可以做到总线上任意两个功能模块不分主次进行通信，实现无拓扑化的信息传递，得到系统简单、廉价的目的。4、本专利技术中，由于每个功能模块都可以用主控发送模式所以被控模块就可以只用接收模式而不用发送模式，所以被控模块在整个通讯过程中只有在回复答应信号时才占用数据总线SDA，即使主控模块通讯时意外终断通讯也极大地降低了系统锁死的概率。进一步提高了系统的可靠性和稳定性。5、本专利技术由于功能模块与改进型I2C总线的接口处设有一选择开关，正常工作时将模块接入改进型I2C总线，一旦需要自检时就接入模块内的上拉电阻进行自检，如捡出与总线接口有关的硬件故障则自动与总线断开以消除对总线的影响并给出声、光等报警信号以提示维修。如模块的基本功能正常则作为一个与总线系统无关的电路继续运行，从而最大限度地降低对系统功能的影响。模块如失电则自动与总线断开以消除不确定因素对总线的影响。更进一步提高了系统的可靠性、稳定性和体现了维护方便的特性。6、本专利技术由于本智能家居控制系统采用了改进型I2C总线结构，当某功能模块在发起通讯探测到总线异常时，通过SZT或SCL总线（优先选择SZT，如不正常才选择SCL）上发送约定的脉冲信号通知各模块启动自检程序，找出故障模块进行隔离。约定的脉冲信号其频率远远低于时钟频率，以方便模块区别。附图说明图1是本专利技术系统结构示意图；图2是本专利技术功能模块与改进型I2C总线连接的一种实施方案示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步描述：实施例：本实施例：本智能家居控制系统如图1所示采用改进型I2C总线加至少两个功能模结构，功能模块全都通过改进型I2C总线接口并联在改进型I2C总线上。所谓改进型I2C总线就是在传统的I2C总线即时钟总线SCL,数据SDA的基础上增加了一根状态总线SZT。所谓改进型I2C总线接口如图2所示，是利用单片机具有集电极开路的输出端口I/O1增加了一路状态总线SZT接口和单片机原有的I2C总线接口形成改进型I2C总线接口。改进型I2C总线系统的工作过程是：总线空闲时SCL,SDA，SZT三线全部是高电平。在总线空闲时某一模块要想发起通讯时首先拉低状态总线SZT告诉系统其它模块总线忙从而占用总线，待通讯完毕才释放状态总线SZT。如总线在通讯的过程中有模块想要发起通讯而探测总线是否忙，它探测的是状态总线SZT而不是SCL,SDA，这样就不会把总线正在通讯时SCL、SDA同时为高电平误判为总线空闲，就能保证任何时刻只有一个主控模块在总线上通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于改进型I²C总线的智能家居控制系统，由改进型I²C总线、功能模块组成，其特征在于：所述改进型I²C总线在传统I²C两根总线即时钟总线SCL、 数据总线SDA的基础上增加了一根状态总线SZT，所述状态总线SZT和时钟总线SCL、数据总线SDA一起敷设，且像时钟总线SCL、数据总线SDA一样接入所有功能模块，所述功能模块有2个以上，且全都通过改进型I²C总线接口并联在改进型I²C总线上。

【技术特征摘要】
1.一种基于改进型I2C总线的智能家居控制系统，由改进型I2C总线、功能模块组成，其特征在于：所述改进型I2C总线在传统I2C两根总线即时钟总线SCL、数据总线SDA的基础上增加了一根状态总线SZT，所述状态总线SZT和时钟总线SCL、数据总线SDA一起敷设，且像时钟总线SCL、数据总线SDA一样接入所有功能模块，所述功能模块有2个以上，且全都通过改进型I2C总线接口并联在改进型I2C总线上。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进型I2C总线的智能家居控制系统，其特征在于：所述功能模块的核心元件是带有I2C总线模块的单片机，所述单片机的I2C总线接口通过一组二选一选择开关与改进型I2C总线连接，所述二选一选择开关的公共端接单片机，一个选择端接改进型I2C...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏廉，
申请(专利权)人：魏廉，
类型：发明
国别省市：四川;51