一种智能家居控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种智能家居控制系统，包括控制器、主机以及设有单片机的终端，所述控制器与主机相连并实现双向通信；所述主机与终端之间通过Zigbee无线传输网络实现双向通信；所述Zigbee无线传输网络包括Zigbee协调器、Zigbee中继节点以及Zigbee终端节点，所述Zigbee协调器和主机连接，通过串口进行信息交互；所述Zigbee终端节点与所述终端的单片机相连；当Zigbee协调器与Zigbee终端节点之间的距离大于30m时，每隔30m增加1个Zigbee中继节点。本实用新型专利技术的智能家居控制系统具有全系统无线部署、无需另外开槽布线及设计、部署成本低、稳定性高以及能耗低等的特点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及智能家居控制技术，更具体地说，是涉及一种智能家居控制系统。
技术介绍
目前，主流智能家居系统均面向独栋别墅等大面积复杂控制，系统需在装潢设计时预部署，其功能复杂、功耗偏大、不符合国内大众消费水平及生活方式，售价高达20万 50万。国内无线智能家居产品多以模拟信号为传输协议，存在可靠性差、单向通讯、信道拥挤以及抗干扰差等缺陷。
技术实现思路
针对现有技术中存在的智能家居系统可靠性差，单向通讯、信道拥挤以及抗干扰 差等的问题，本技术的目的是提供一种智能家居控制系统。为达到上述目的，本技术采用如下的技术方案一种智能家居控制系统，包括控制器、主机以及设有单片机的终端，所述控制器与主机相连并实现双向通信；所述主机与终端之间通过Zigbee无线传输网络实现双向通信；所述Zigbee无线传输网络包括Zigbee协调器、Zigbee中继节点以及Zigbee终端节点，所述Zigbee协调器和主机连接，通过串口进行信息交互；所述Zigbee终端节点与所述终端的单片机相连；当Zigbee协调器与Zigbee终端节点之间的距离大于30m时，每隔30m增加I个Zigbee中继节点。所述终端包括继电器终端、固态继电器终端、红外线控制模拟终端以及传感器终端。所述继电器终端还包括电源模块、电能计量芯片以及继电器，所述电源模块的输入端与市电相连，电源模块的输出端分别与电能计量芯片、单片机以及继电器相连；所述单片机分别与电能计量芯片以及继电器相连，所述电能计量芯片还与市电的电源线相连；所述继电器串接在市电的电源线上。所述固态继电器终端还包括电源模块以及固态继电器，所述电源模块的输入端与市电相连，电源模块的输出端与单片机相连；所述单片机还与固态继电器相连；所述固态继电器与照明灯相连。所述控制器为移动手机以及移动电脑，所述移动手机以及移动电脑通过无线数据网络与主机相连。所述控制器为台式电脑，所述台式电脑通过有线数据网络与主机相连。所述控制器为NFC感应控制器以及RFID感应控制器，所述NFC感应控制器以及RFID感应控制器与所述Zigbee终端节点相连。本技术的一种智能家居控制系统具有以下技术效果(I)部署成本低，全系统无线部署，无需另外开槽布线及设计；(2)稳定性高，系统硬件架构源自工控产品，采用符合国际标准的Zigbee通讯协议；(3)价格低，全套系统仅为国际同类产品的十分之一；(4)智能节能，整套系统能为家庭用户节约约30%的电量；(5)系统能耗低，主机工作功率仅为10W，待机功率仅为O. 9W。总之，本技术的智能家居控制系统基于Zigbee协议，针对普通住宅开发了标准商品化、零部署的低成本智能家居系统关键研制了低成本智能主机(O. 7万元/整套系统)和符合国家86盒标准尺寸的带电量统计的Z i gb e e控制墙面插座，并开发了家电/灯光/安防控制模块，用户通过PC或iPhone等智能终端可远程、集中控制系统，并采用现代云端技术而共享了社区生活信息，给用户带来随时随地的良好生活体验及安全感。整套协议采用纯无线部署方式，解决了目前主流智能家居系统采用有线部署的方式带来的设 计、部署、施工等的问题，大大节约了部署成本。同时采用了低功耗、符合国际标准的Zigbee通讯协议，在提高无线传输的可靠性的基础上降低了功耗及成本。附图说明图I为本技术的一种智能家居控制系统的原理示意图；图2为图I中Zigbee无线传输网络的原理示意图；图3为图I中继电器终端的原理示意图；图4为图3中的继电器终端的结构示意图；图5为图I中固态继电器终端的原理示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例进一步说明本技术的技术方案。本技术的智能家居控制系统在Zigbee协议下，针对普通住宅开发了标准商品化、零部署的低成本智能家居系统，关键是研制了低成本主机、解决了单火线智能开关技术难题，而且不需装潢时预部署，大幅度降低系统成本，并采用现代云端技术而共享了社区生活信息，从而给用户带来随时随地的良好生活体验及安全感，大幅提高智能家居在普通住宅市场的可推广性及适用性。(I)系统架构系统架构如图I所示，该系统由以下几个部分组成①.前端的控制器11最前端是控制器11，本系统能够搭载各种类型的控制器，如控制器为移动手机以及移动电脑时，移动手机以及移动电脑可以经现有技术中各种类型的无线数据网络通过路由器131与主机13相连，路由器131与主机13之间采用有线或无线的方式相连。又如控制器为台式电脑时，台式电脑可以通过有线数据网络与路由器131相连。再如控制器为NFC感应控制器以及RFI D感应控制器时，NFC感应控制器以及RFID感应控制器与Zigbee终端节点相连，通过Zigbee无线传输网络与主机13实现通信。具体的说，控制器11可以采用iPad> iPhone手机、Andorid手机、PC或Mac,我们在其上开发智能家居客户端软件以及智能云平台，利用网络与主机13通讯，实现对各类家电的智能控制。这类控制器上，可以给出房间结构示意图，点击不同位置，放大，然后对需要的终端进行控制。主要控制软件，由C/C++开发。实现TCP Listen服务端，然后将指令发送给对应的终端。控制器11还可以是类似传统的开关、NFC感应器、RFID感应器以及可手持的控制板等，这类控制器内建MCU与Zigbee通讯模块，支持用户自定义功能，例如，用户可以在电话旁安装一个RFID感应器，接听电话时，自动实现家里电视、影像的静音功能(或减小音量)；用户可以在卧室设置一个Sleep按钮，按下后，系统会检查门窗是否关好，并且关闭各种电器，调节灯光；用户可以在家门口安装红外感应器，当回到家时，系统可以自动触发预定义程序，例如打开空调、电视，调节灯光坐寸ο②.Zigbee无线传输网络12终端14通过Zigbee无线传输网络与主机12通讯，具体内容详见下文叙述的Zigbee 网络。·③·主机13主机13简称server，在系统架构图中位于第三部分，他是整个系统的核心，用ARMll核心的开发板进行开发。系统使用Linux，并把相应驱动编译进去。基本功能包括接受控制指令和控制终端设备。在此基础上，进行高级功能开发，包括监控设备集成，以及可编程宏、IR学习等功能。此外，也可以与传感器配合，基于特定事件进行处理，例如，下雨的时候，自动关闭窗户等。④·终端14终端14由单片机和Zigbee模块组成，终端使用前，首先需要与Server配对。终端可以分为几类a)继电器终端143 :通过Zigbee信号控制继电器的闭合与开启，实现电源的开断。可能需要开发不同电压的终端，以配合施工。用例有电灯开关，窗户开关等。b)红外线控制模拟终端142 :此类终端搭载IR发射端，根据Server指令，发送特定的红外控制命令实现对空调，电视，机顶盒等的遥控功能。c)传感器终端(图中未示出)可以开发多类传感器，如雨水感应器、红外感应器、温度感应器、光线感应器以及煤气泄漏感应器等，以丰富产品功能。d)针对某类豕电定制的终端。如集成品牌中央空调控制PLC。⑤.家电大多数直接可以由电源开关控制的家电，基本无需改造，直接可以由继电器终端143来控制。用遥控器的控制的家电，可以使用Server学习控制指令，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能家居控制系统，其特征在于：包括控制器、主机以及设有单片机的终端，所述控制器与主机相连并实现双向通信；所述主机与终端之间通过Zigbee无线传输网络实现双向通信；所述Zigbee无线传输网络包括Zigbee协调器、Zigbee中继节点以及Zigbee终端节点，所述Zigbee协调器和主机连接，通过串口进行信息交互；所述Zigbee终端节点与所述终端的单片机相连；当Zigbee协调器与Zigbee终端节点之间的距离大于30m时，每隔30m增加1个Zigbee中继节点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：桂佳佳，李浩然，
申请(专利权)人：上海库比特物联网科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：