基于ZigBee无线通讯协议的物联网智能家居系统技术方案

本实用新型专利技术公布了一种基于ZigBee无线通讯协议的物联网智能家居系统，除包含多个家用设备外，它还包括智能家居网关、无线转发模块、安防系统模块、灯光系统模块、窗帘控制模块、环境监测系统模块及影音系统模块；智能家居网关接收来自终端的控制命令并形成ZigBee数据帧格式的命令，然后经ZigBee射频模块发射出去，各控制模块接收到或经无线转发接收到来自终端的控制命令后对家用电器设备进行控制。并且各控制模块之间可以互为路由，从而大大提高了网络连接的稳定性。本实用新型专利技术具有全无线双向通讯、可大规模布网、状态可见、兼容性强、性能稳定、升级方便、安全等优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于ZigBee无线通讯协议的物联网智能家居系统的装置和方法，它广泛应用于家庭自动化领域。
技术介绍
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。X-1O电力载波电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。优点:安装简便，成本低。缺点:稳定性差，受电力杂波的影响大。无线系统，无线系统顾名思义，无线系统指的是控制信号不通过线，而通过电波传递的一种方式，比如RF、Z-WAVE、WIFI，目前，没有单独采用WIFI的厂家，而是采用WIFI+总线的控制方式。优点:无需布控制线，安装灵活，成本介于电力线载波和总线系统之间。缺点:易受外界环境的干扰，安全性较差.总线系统，总线系统是通过一根总线将所有的执行器(调光器，继电器等)和人机界面(面板，触摸屏等)连接在一起，所组成的控制系统。优点:系统稳定，可靠性最高。缺点:造价最贵。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。上述优点和特性使它非常适合应用于家庭自动化领域。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种解决上述问题的方法，它基于ZigBee技术，ZigBee技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。因此本技术具有全无线双向通讯、可大规模布网、状态可见、互连互通兼容性强、性能稳定等的优点。为了达到上述目的，本技术基于ZigBee技术且包括如下技术与设备:用于与各种被控制模块通讯，实现通过控制模块对各家庭设备进行控制和监测并通过控制模块接收来自各家庭设备的状态信息和应急消息的智能家居嵌入式网关。网关对外通过W1-Fi的形式进行通信，对内主要通过基于ZigBee技术的2.4G进行通信。一些网络设备(例如摄像头等)，通过无线路由转接；网关中部署WEB应用程序，可以实现数据库查看和简单的控制管理；网关集成GPRS，可以实现短信通知功能。用于与家庭各种红外设备及其它无线设备进行通讯的基于ZigBee技术的无线转发模块，它接收来自网关的ZigBee控制命令，对各种家用红外遥控设备和其它无线设备进行直接控制，或者通过控制红外遥控插座和其它无线遥控插座间接控制不具备红外遥控和其它无线遥控功能的设备。用于网关经路由器转接通过WiFi或者有线方式与家庭各种监控设备和门禁系统进行通讯和网关直接通过ZigBee无线通讯方式与各种家庭安防传感设备进行通讯的智能安防系统模块，它还会将各种应急消息通过网关推送到客户端。用于与家庭各种灯具进行通讯并对其接通、断开和强度进行调节并可以通过光照传感器进行自动调节的智能灯光系统模块。用于与家庭窗帘设备进行通讯并对其进行控制的智能窗帘控制模块。用于与各种家庭音乐设备及家庭影院设备进行通讯并对其进行控制的智能影音系统模块。用于对各种家庭环境监测传感器进行通讯并将其应急消息通过网关推送至客户端的基于ZigBee技术的室内环境监测系统模块。用于通过基于浏览器方式访问网关中的Web应用，实现各类设备实时状态信息及历史信息浏览，实现部分控制功能及通过网关实现网络摄像头视频查看功能的手机终端。用于通过基于浏览器方式访问网关中的Web应用，实现各类设备实时状态信息及历史信息浏览以及网关配置任务，实现全部控制功能及通过网关实现网络摄像头视频查看功能的PC终端。用于实现对各类设备进行控制，并提供友好的UI界面，且主要用W1-Fi通过设置网关IP地址、各类网络摄像头IP地址，实现信息交互功能的平板客户端。所述智能家居网关主要包括:电源；用于处理数据信息、命令信息和控制信息的处理器；用于存放系统系统启动代码、系统内核和用户应用程序等数据的存储器和用于存放正在和正待运行数据的存储器；用于接入互联网的以太网芯片；用于直接手机短信通知功能的GPRS模块；用于连接无线网络的无线网卡；用于和无线发射模块进行通讯的串口模块；用于将网关数据发射出去并接受来自各被控制模块数据信息的基于ZigBee技术的无线发射接收模块。用于和电脑进行连接的USB接口模块:用于进行人机交互的触摸屏。所述无线转发模块主要包括:具有6个红外发射头可实现全方位控制的红外发射模块；用于红外、315MHZ无线、433MHZ无线学习电器遥控器按键编码的学习模块；用于对315MHZ无线、433MHZ无线进行发射的无线发射模块；用于将转发数据信息传送至智能家居网关并将网关控制命令进行转发的基于ZigBee技术的发射接收模块。所述安防模块主要包括:用于将安防设备信息传送至网关并将网关控制命令发送至安防设备的基于ZigBee技术的无线发射接收模块；用于通过WIFI或有线方式和家庭监控设备及门禁系统进行通讯，将网关控制命令发送至监控设备及门禁系统并将监控设备信息及门禁系统状态信息传送至网关的路由器；用于手机直接访问监控设备并将监控设备数据直接发送至手机客户端的3G模块。所述智能灯光系统模块主要包括:用于接收来自无线转发模块命令消息的无线接收模块；用于控制灯光开启和关断并能通过无线接收模块及转发器和网关进行通讯的继电器模块；用于控制灯光光线强弱并能通过无线接收模块及转发器和网关进行通讯的调光器模块；用于感受外界光线强弱并能通过网关对灯光光线强弱进行控制的光照传感器模块。所述智能窗帘控制模块主要包括:用于接收来自无线转发模块命令消息的无线接收模块；用于对窗帘设备进行控制并能通过无线接收模块及转发器和网关进行通讯的控制器模块。所述智能影音系统模块主要包括:用于和网关进行无线通讯的基于ZigBee技术的无线发射接收模块；用于与各种家庭音乐设备及家庭影院设备进行通讯并对其进行控制的视音频模块。所述室内环境监测系统模块主要包括:用于将环境状态信息传送至网关并将网关控制命令发送至各环境监测模块的基于ZigBee技术的无线发射接收模块；用于收集各环境指标数据的各种传感器模块。所述智能手机终端是:用于通过基于浏览器方式访问网关中的Web应用，实现各类设备实时状态信息及历史信息浏览，实现部分控制功能及通过网关实现网络摄像头视频查看功能的手机终端所述PC终端是:用于通过基于浏览器方式访问网关中的Web应用，实现各类设备实时状态信息及历史信息浏览以及网关配置任务，实现全部控制功能及通过网关实现网络摄像头视频查看功能的PC终端。所述平板客户端是:用于实现对各类设备进行控制，并提供友好的UI界面，且主要用W1-Fi通过设置网关IP地址、各类网络摄像头IP地址，实现信息交互功能的平板客户端。本技术的有益效果是:第一、采用了最新的无线通讯技术，引用了 IEEE 802.15.4技术规范。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本、短时延、网络容量大、可靠、安全的无线网络技术。因此本系统具有全无线双向通讯、可大规本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ZigBee无线通讯协议的物联网智能家居系统，其特征除包括多个家用电器设备外还包括智能家居网关、控制模块及智能家居终端，其中，所述控制模块通过智能家居网关及互联网连接至所述智能家居终端，并且控制模块接收并执行来自智能家居终端的控制命令。

【技术特征摘要】
1.基于ZigBee无线通讯协议的物联网智能家居系统，其特征除包括多个家用电器设备外还包括智能家居网关、控制模块及智能家居终端，其中，所述控制模块通过智能家居网关及互联网连接至所述智能家居终端，并且控制模块接收并执行来自智能家居终端的控制命令。2.根据权利要求书I所述物联网智能家居系统，其特征在于所述智能家居网关主要包括:电源； 用于处理数据信息、命令信息和控制信息的处理器； 用于存放系统内核和用户应用程序的存储器和用于存放正在和正待运行数据的存储器； 用于接入互联网的以太网芯片； 用于直接手机短信通知功能的GPRS模块； 用于连接无线网络 的无线网卡； 用于和无线发射模块进行通讯的串口模块； 用于将网关数据发射出去并接受来自各被控制模块数据信息的基于ZigBee技术的无线发射接收模块； 用于和电脑进行连接的USB接口模块； 用于进行人机交互的触摸屏。3.根据权利要求书I所述物联网智能家居系统，其特征在于所述控制模块主要包括: 用于与家庭各种红外设备及其它无线设备进行通讯的基于ZigBee技术的无线转发模块，它接收来自网关的ZigBee控制命令，对各种家用红外遥控设备和其它无线设备进行直接控制，或者通过控制红外遥控插座和其它无线遥控插座间接控制不具备红外遥控和其它无线遥控功能的设备； 用于网关经路由器转接通过WiFi或者有线方式与家庭各种监控设备和门禁系统进行通讯和网关直接通过ZigBee无线通讯方式与各种家庭安防传感设备进行通讯的智能安防系统模块，它还会将各种应急消息通过网关推送到客户端； 用于与家庭各种灯具进行通讯并对其通断和强度进行调节并可以通过光照传感器进行自动调节的智能灯光系统模块； 用于与家庭门窗及窗帘设备进行通讯并对其进行控制的智能窗帘控制模块； 用于与各种家庭音乐设备及家庭影院设备进行通讯并对其进行控制的智能影音系统模块； 用于对各种家庭环境监测传感器进行通讯并将其应急消息通过网关推送至客户端的室内环境监测系统模块。4.根据权利要求书3所述物联网智能家居系统，其特征在于所述无线转发模块主要包括: 具...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海伟，程亮，
申请(专利权)人：崔海伟，
类型：实用新型
国别省市：