本發(fā)明屬于智能家居技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種家用智能開(kāi)關(guān)。

背景技術(shù)：

家居智能化已逐漸成為現(xiàn)代生活的必然趨勢(shì)。智能家居就是一個(gè)復(fù)雜的綜合控制系統(tǒng)，它通過(guò)對(duì)家庭中的燈光、窗簾、空調(diào)、電視、音樂(lè)等電器設(shè)備進(jìn)行科學(xué)精細(xì)的管理與控制,給人們提供智能的家居生活，同時(shí)也能有效的節(jié)約能耗。

智能開(kāi)關(guān)則是智能家居中最關(guān)鍵的技術(shù)之一，它是整個(gè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。現(xiàn)有的智能開(kāi)關(guān)技術(shù)一般包括以下幾種：有線通信技術(shù)、電力線載波技術(shù)、無(wú)線射頻技術(shù)。有線開(kāi)關(guān)是最傳統(tǒng)的控制方法，需要在裝修時(shí)預(yù)先鋪設(shè)好相應(yīng)線路或者對(duì)家庭現(xiàn)有線路進(jìn)行改造。這種方式成本較高、線路容易老化而且維修麻煩。電力線載波開(kāi)關(guān)是通過(guò)電力線傳輸?shù)男盘?hào)來(lái)控制的開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)都需要有調(diào)制解調(diào)電路。電力線呈網(wǎng)絡(luò)狀分布會(huì)使傳輸?shù)目刂菩盘?hào)存在較大衰減，同時(shí)電力線網(wǎng)絡(luò)中有較大的非高斯噪聲會(huì)導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)的可靠性降低，可能會(huì)出現(xiàn)開(kāi)關(guān)失控的情況。無(wú)線射頻開(kāi)關(guān)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制開(kāi)關(guān)， 通過(guò)315MHz或者433.92MHz的高頻無(wú)線頻率作為載波來(lái)實(shí)現(xiàn)。它最大的缺陷是通信距離有限，在室內(nèi)環(huán)境中一般在30m以內(nèi)有效。無(wú)線信號(hào)易受到同頻干擾,從而限制了無(wú)線射頻技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種家用智能開(kāi)關(guān)；本發(fā)明具有成本低、部署簡(jiǎn)單快捷、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，能為日常生活帶來(lái)便利；本發(fā)明除應(yīng)用在家庭環(huán)境之外還可以應(yīng)用到辦公室、學(xué)生公寓等場(chǎng)合，有較大的推廣價(jià)值。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明一種家用智能開(kāi)關(guān)，包括三層結(jié)構(gòu)，所述三層結(jié)構(gòu)分別為總控端、組控端節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述組控端節(jié)點(diǎn)包括組控端1、組控端2、組控端3，所述終端節(jié)點(diǎn)包括終端開(kāi)關(guān)1點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)2點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)3點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)4點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)5點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)6點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)7點(diǎn)；所述組控端1與終端開(kāi)關(guān)1點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)2點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)3點(diǎn)相連，所述組控端2與終端開(kāi)關(guān)4點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)5點(diǎn)相連，所述組控端3與終端開(kāi)關(guān)6點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)7點(diǎn)相連；所述總控端同時(shí)與組控端1、組控端2、組控端3相連。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述總控端與組控端節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊通信。

進(jìn)一步地，所述Zigbee網(wǎng)絡(luò)采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)深度為2。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊采用CC2530網(wǎng)絡(luò)芯片。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述總控端采用S3C6410處理器。

更進(jìn)一步地，所述S3C6410處理器的TD、RD、CTS、RTS接口分別對(duì)應(yīng)連接Zigbee網(wǎng)絡(luò)通信模塊的P1_7、1_6、1_5、1_4接口。

本發(fā)明的有益效果是。

1、本發(fā)明提供的一種家用智能開(kāi)關(guān)，采用CC2530網(wǎng)絡(luò)芯片作為Zigbee通信的硬件平臺(tái)，包括總控端、組控端和終端開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)；Zigbee網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和通信正常，能實(shí)現(xiàn)總控端統(tǒng)一控制、組控端分組控制、終端獨(dú)立控制、狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示和開(kāi)關(guān)延時(shí)關(guān)閉等功能，在智能家居領(lǐng)域有較高推廣價(jià)值。

2、本發(fā)明在家庭環(huán)境中總控端、組控端與各個(gè)終端開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間能夠成功的組建Zigbee網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)通信，各個(gè)模塊都能夠?qū)崿F(xiàn)各自的軟件功能?；赯igbee網(wǎng)絡(luò)的家用智能開(kāi)關(guān)系統(tǒng)具有硬件成本低、部署簡(jiǎn)單快捷、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，能為日常生活帶來(lái)便利。該系統(tǒng)除應(yīng)用在家庭環(huán)境之外還可以應(yīng)用到辦公室、學(xué)生公寓等場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種家用智能開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明一種家用智能開(kāi)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明一種家用智能開(kāi)關(guān)的總控端硬件連接電路圖。

圖4是本發(fā)明一種家用智能開(kāi)關(guān)的終端開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為本發(fā)明一種家用智能開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖。圖中，包括三層結(jié)構(gòu)，所述三層結(jié)構(gòu)分別為總控端、組控端節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述組控端節(jié)點(diǎn)包括組控端1、組控端2、組控端3，所述終端節(jié)點(diǎn)包括終端開(kāi)關(guān)1點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)2點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)3點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)4點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)5點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)6點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)7點(diǎn)；所述組控端1與終端開(kāi)關(guān)1點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)2點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)3點(diǎn)相連，所述組控端2與終端開(kāi)關(guān)4點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)5點(diǎn)相連，所述組控端3與終端開(kāi)關(guān)6點(diǎn)、終端開(kāi)關(guān)7點(diǎn)相連；所述總控端同時(shí)與組控端1、組控端2、組控端3相連。

本發(fā)明總控端為家用智能開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)管理整個(gè)智能開(kāi)關(guān)系統(tǒng)；總控端可對(duì)這系統(tǒng)中的任何一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)或者任何一個(gè)開(kāi)關(guān)組進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制；在總控端也能查詢到每一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；組控端在本系統(tǒng)中處于中間層，根據(jù)實(shí)踐需求可設(shè)置任意數(shù)量的組控端，每個(gè)組控端下所接的終端節(jié)點(diǎn)數(shù)量可根據(jù)具體需求調(diào)整；最底層為被控對(duì)象開(kāi)關(guān)，每一個(gè)開(kāi)關(guān)連接一個(gè)燈或者別的家用電器。

所述總控端與組控端節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊通信。

所述Zigbee網(wǎng)絡(luò)采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)深度為2；所述樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)增加或者減少方便，網(wǎng)絡(luò)調(diào)整便利，這就符合家庭環(huán)境中存在用電器數(shù)量增減或者用電器位置調(diào)整的實(shí)際使用需求，智能開(kāi)關(guān)系統(tǒng)只需要修改相應(yīng)的設(shè)置就能在變動(dòng)之后重新正常工作。

所述Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊采用CC2530網(wǎng)絡(luò)芯片；CC2530網(wǎng)絡(luò)芯片集成了標(biāo)準(zhǔn)的51單片機(jī)內(nèi)核、穩(wěn)定的RF發(fā)射接收單元、8k Bytes的片上RAM、最大256k Bytes的flash、2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的全雙工通用同步/異步串行收發(fā)模塊、8個(gè)通道12bitAD轉(zhuǎn)換器和21個(gè)通用GPIO 。

所述總控端采用S3C6410處理器；S3C6410處理器具有豐富的硬件資源，可運(yùn)行WinCE6.0系統(tǒng)，利用開(kāi)發(fā)板自帶的L56T64液晶顯示器及觸摸屏可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，ARMSYS6410開(kāi)發(fā)板使用UART1與Zigbee模塊進(jìn)行串行通信；該Zigbee模塊為Zigbee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器，因此ARMSYS6410可以獲得Zigbee網(wǎng)絡(luò)中所有開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，也能控制各個(gè)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)智能開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制。

如圖2所示，為本發(fā)明一種家用智能開(kāi)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。其中，總控端為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器，發(fā)起和管理整個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)；組控端為Zigbee網(wǎng)絡(luò)的路由器，除了能控制該組的開(kāi)關(guān)之外還充當(dāng)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)的路由功能，Zigbee網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)為開(kāi)關(guān)，終端節(jié)點(diǎn)智能與所在那一組的組控端進(jìn)行通信。

如圖3所示，為本發(fā)明一種家用智能開(kāi)關(guān)的總控端硬件連接電路圖。圖中，所述S3C6410處理器的TD、RD、CTS、RTS接口分別對(duì)應(yīng)連接Zigbee網(wǎng)絡(luò)通信模塊的P1_7、1_6、1_5、1_4接口。

如圖4所示，為本發(fā)明一種家用智能開(kāi)關(guān)的終端開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接框圖。圖中，包括Zigbee基礎(chǔ)通信模塊、繼電器模塊、按鍵模塊、電池；所述電池、Zigbee基礎(chǔ)通信模塊、繼電器模塊依次連接，所述按鍵模塊連接Zigbee基礎(chǔ)通信模塊。所述Zigbee基礎(chǔ)通信模塊包含有51單片機(jī)內(nèi)核，因此該模塊即是數(shù)據(jù)通信單元也是終端開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的控制單元；繼電器模塊采用交流固態(tài)繼電器來(lái)完成開(kāi)關(guān)的通斷控制；電源采用兩節(jié)5號(hào)電池供電；終端節(jié)點(diǎn)的功耗很低，多數(shù)時(shí)候處于休眠狀態(tài)，兩節(jié)5號(hào)電池可支持一個(gè)終端開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)工作半年至兩年。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說(shuō)明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。