專利名稱：：基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置以及遠程雙向傳輸控制方法，特別涉及一種帶移動信息收發(fā)模塊及ZigBee模塊的網(wǎng)關和帶ZigBee模塊的空調(稱為ZigBee空調)的基于ZigBee技術的智能遠程控制裝置與方法。
背景技術：
：近年來，隨著移動通信技術和網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展、人們生活水平的不斷提高以及生活節(jié)奏的加快，人們對移動性、網(wǎng)絡化、智能化家居的要求也越來越高，而對遠程空調的智能控制便是其中一個重要方面。目前所使用的遙控方式主要為紅外近距離遙控，而它們在很大程度上并不能滿足用戶的遠程遙控需求。一方面，紅外遙控受到距離限制，方向性強，使用局限性明顯；另一方面，無法聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡控制、遠程移動控制困難。隨著ZigBee規(guī)范及移動無線網(wǎng)絡技術的發(fā)展，手機的普及，上述問題的解決也就成為可能。在室內安裝一個實現(xiàn)移動無線網(wǎng)絡與ZigBee無線網(wǎng)絡接入的網(wǎng)關，建立一個ZigBee無線網(wǎng)絡，手機等移動通訊終端作為遠程控制設備，內嵌ZigBee無線通訊模塊的ZigBee空調自動加入ZigBee無線網(wǎng)絡，運用綁定功能，既能進行單路遠程控制與査詢，又能靈活實現(xiàn)多路控制與査詢。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種符合IEEE802.15.4標準和ZigBee規(guī)范的基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置。為解決上述技術問題，本實用新型的基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置包括用于實現(xiàn)移動無線網(wǎng)絡與ZigBee無線網(wǎng)絡彼此雙向通訊的網(wǎng)關、設于ZigBee無線網(wǎng)絡中的ZigBee空調、以及通過移動無線網(wǎng)絡、網(wǎng)關和ZigBee無線網(wǎng)絡遠程査詢并控制ZigBee空調的移動通訊終端。所述移動通訊終端為具備收發(fā)短信息功能以與ZigBee空調進行信息交互的手機。網(wǎng)關中的移動信息收發(fā)模塊用于自動轉發(fā)移動通訊終端遙控指令或ZigBee空調反饋信息;網(wǎng)關中的第一ZigBee無線通訊模塊用于建立ZigBee無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)與ZigBee空調綁定，轉發(fā)遙控指令和反饋信息；ZigBee空調中的第二ZigBee無線通訊模塊自動加入已建立的ZigBee無線網(wǎng)絡并與網(wǎng)關進行無線通訊、綁定，進行遙控指令解釋并轉發(fā)給空調CPU或反饋信息給遠程移動通訊終端。網(wǎng)關包括用于轉發(fā)短信息的移動信息收發(fā)模塊，與移動信息收發(fā)模塊相連的用于自動建立ZigBee無線網(wǎng)絡并接受ZigBee空調的IEEE地址綁定請求、轉發(fā)遙控指令、反饋信息并記錄綁定關系的第一ZigBee無線通訊模塊，與第一ZigBee無線通訊模塊相連的用于控制第一ZigBee無線通訊模塊接受與ZigBee空調進行綁定請求的綁定確認按鈕、以及與第一ZigBee無線通訊模塊相連的用于指示第一ZigBee無線通訊模塊綁定狀態(tài)的綁定確認LED。所述ZigBee空調包括空調CPU、用于自動加入所述ZigBee無線網(wǎng)絡、發(fā)起綁定請求、解釋轉發(fā)遙控指令和反饋信息的第二ZigBee無線通訊模塊，與第二ZigBee無線通訊模塊相連的用于綁定請求的綁定按鈕，與第二ZigBee無線通訊模塊相連的用于綁定指示的綁定LED，第二ZigBee無線通訊模塊具有與空調CPU相連的接口。所述移動通訊終端為手機等移動通訊設備，具備收發(fā)短信息功能，用于在移動無線網(wǎng)絡環(huán)境下與遠程ZigBee空調進行信息交互，根據(jù)指令協(xié)議中應用指令幀格式以短信方式發(fā)送指令信息。所述移動無線網(wǎng)絡為GSM網(wǎng)絡或3G網(wǎng)絡或CDMA網(wǎng)絡等公用移動通信網(wǎng)絡，所述ZigBee無線網(wǎng)絡為符合ZigBee/802.15.4規(guī)范的泛在網(wǎng)絡。所述指令協(xié)議包括規(guī)范移動通訊終端發(fā)送査詢和控制信息的應用指令幀格式，規(guī)范ZigBee空調反饋狀態(tài)信息和空調溫度的應用信息幀格式，規(guī)范ZigBee空調與網(wǎng)關進行綁定的綁定時序。所述的綁定為綁定確認按鈕與第二ZigBee無線通訊模塊IEEE地址的綁定，綁定關系記錄在第一ZigBee無線通訊模塊綁定表中。所述第二ZigBee無線通訊模塊與空調CPU相連的接口的數(shù)據(jù)格式為保留空調紅外遙控模式下的數(shù)據(jù)傳輸格式。所述移動通訊終端與遠程ZigBee空調之間信息傳輸是雙向的、實時的。所述的基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置，其控制方法及步驟a.網(wǎng)關初始化5;b.網(wǎng)關接入移動無線網(wǎng)絡；c.網(wǎng)關作為協(xié)調器建立ZigBee無線網(wǎng)絡；d.ZigBee空調初始化；e.ZigBee空調作為ZigBee無線網(wǎng)絡終端節(jié)點加入ZigBee無線網(wǎng)絡；f.ZigBee空調與網(wǎng)關綁定；g.手機接入移動無線網(wǎng)絡進行遠程控制/査詢。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置具有以下優(yōu)點:(1)本實用新型嚴格按照ZigBee/802.15.4標準，易于互聯(lián)和組網(wǎng)，具有良好的通用性。(2)本實用新型具有完備的指令協(xié)議，不改變空調現(xiàn)有結構，可移植性強。(3)本實用新型支持雙向多路遠程實時査詢和控制，準確可靠。(4)本實用新型采用基于IEEE地址的綁定技術，空調終端掉電后重啟能自動恢復綁定狀態(tài)，新設備加入靈活方便。(5)本實用新型具有良好的可擴展性，可被廣泛用于遠程智能化控制領域。圖l為本實用新型的基于ZigBee技術的應用示意圖2為本實用新型的網(wǎng)關結構框圖3為本實用新型的空調ZigBee模塊結構框圖4為本實用新型的網(wǎng)關中移動信息收發(fā)模塊工作流程圖;圖5為本實用新型的網(wǎng)關中ZigBee模塊工作流程圖6為本實用新型的空調ZigBee模塊工作流程圖。具體實施方式以下結合附圖l-6對本實用新型作進一步說明。如圖l，本實施例的基于ZigBee技術的遠程空調雙向傳輸智能控制裝置包括手機作為移動通訊終端l，根據(jù)指令協(xié)議經(jīng)移動無線網(wǎng)絡2實現(xiàn)對遠程的ZigBee空調5査詢與控制；網(wǎng)關4用于建立ZigBee無線網(wǎng)絡3，實現(xiàn)與ZigBee空調5綁定和解綁定，自動轉發(fā)移動通訊終端l的遙控指令或ZigBee空調5的反饋信息；ZigBee空調5的ZigBee模塊自動加入已建立的ZigBee無線網(wǎng)絡3并與網(wǎng)關4進行無線通訊、綁定，進行遙控指令解釋并轉發(fā)給空調CPU11或反饋信息給網(wǎng)關4。如圖2-3，ZigBee空調5的綁定按鈕12控制第二ZigBee無線通訊模塊10發(fā)送綁定請求信息，網(wǎng)關4的綁定按鈕8控制第一ZigBee無線通訊模塊7發(fā)送綁定應答信息，實現(xiàn)ZigBee空調5與網(wǎng)關4的綁定，由LED9、LED13指示綁定結果。6第一ZigBee無線通訊模塊7、第二ZigBee無線通訊模塊10可選用型號為CC2430/CC2431、JN5139等射頻芯片。第一ZigBee無線通訊模塊7還作為ZigBee無線網(wǎng)絡協(xié)調器，用于自動建立ZigBee無線網(wǎng)絡3、接受ZigBee空調5綁定請求、并具有自動轉發(fā)移動信息收發(fā)模塊6收到的指令信息或ZigBee空調5反饋信息功能。第二ZigBee無線通訊模塊10還作為網(wǎng)絡終端節(jié)點，自動加入已建立的ZigBee無線網(wǎng)絡3并與網(wǎng)關4進行綁定和無線通訊。移動信息收發(fā)模塊6可選用型號為MC37i、MC39i等移動無線網(wǎng)絡接入模塊，以短信息形式自動轉發(fā)來自移動無線網(wǎng)絡2的指令信息或來自ZigBee空調5的反饋信息。移動信息收發(fā)模塊6與第一ZigBee無線通訊模塊7間的信息傳輸在AT指令控制下完成。移動信息收發(fā)模塊6的工作過程如圖4所示，當移動信息收發(fā)模塊6上電啟動時，首先進行初始化并接入移動無線網(wǎng)絡2。當成功接入網(wǎng)絡后，等待接收數(shù)據(jù)信息。若收到來自移動無線網(wǎng)絡2的空調指令短信息，則向第一ZigBee無線通訊模塊7指示，接收到相應指令后向其轉發(fā)短信息，并釋放短信息存儲區(qū)；若收到來自第一ZigBee無線通訊模塊7的信息，則向移動無線網(wǎng)絡2轉發(fā)該信息。網(wǎng)關中ZigBee模塊的工作過程如圖5所示。當?shù)谝籞igBee無線通訊模塊7上電啟動時，首先進行初始化，作為網(wǎng)絡協(xié)調器自動建立ZigBee無線網(wǎng)絡3。當成功建立網(wǎng)絡后，等待綁定請求。當有綁定請求信息時LED9指示，若在規(guī)定時間內有綁定確認按鈕8按下，則將第二ZigBee無線通訊模塊10的IEEE地址等綁定信息寫入綁定表。綁定后若收到移動信息收發(fā)模塊6的信息指示，則發(fā)指令接收相應信息，根據(jù)信息中地址及綁定表向ZigBee空調5轉發(fā)；若收到ZigBee空調5的反饋信息，則根據(jù)應用信息幀格式向移動信息收發(fā)模塊6轉發(fā)査詢反饋信息?？照{ZigBee模塊工作流程如圖6所示。當?shù)诙igBee無線通訊模塊10上電啟動時，首先進行初始化，加入已經(jīng)存在的ZigBee無線網(wǎng)絡3。當成功加入網(wǎng)絡后，綁定按鈕12按下發(fā)送綁定請求信號，綁定后第二ZigBee無線通訊模塊10等待數(shù)據(jù)信息。當有數(shù)據(jù)發(fā)到第二ZigBee無線通訊模塊10時，判斷目標是否為控制指令。若為控制空調指令，則解釋指令并向空調CPU11發(fā)送控制指令信息；若為査詢指令則讀取溫度值/査詢空調開關狀態(tài)并向網(wǎng)關4發(fā)送反饋信息。本實施例使用如下指令協(xié)議(1)應用指令幀格式<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>時指定，地址字段為o表示廣播地址。指令字段表征指令信息，査詢空調開/關狀態(tài)格式為CXKG;査詢空調室內溫度格式為CXWD;制冷格式為ZL溫度值，溫度值范圍17-30;制熱格式為ZR溫度值，溫度值范圍17-30;開空調格式為ON;關空調格式為OFF。結束標志字段用符號表示該指令結束標志。(2)應用信息幀格式<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>地址n字段一位十進制數(shù)字1-9，表示ZigBee空調邏輯地址，由綁定時指定，后跟逗號信息n字段表征査詢信息，査詢的ZigBee空調若為"開"狀態(tài)，格式為ON;査詢的ZigBee空調若為"關"狀態(tài)，格式為OFF;若表示査詢ZigBee空調溫度，其值為兩位十進制數(shù)；每條信息后跟分號"；"，最后一條信息后跟句號"。"。(3)綁定時序ZigBee空調請求綁定未綁定前ZigBee空調綁定指示燈亮；按ZigBee空調綁定按鈕向網(wǎng)關發(fā)送綁定請求信息，綁定指示燈閃爍；ZigBee空調接收綁定應答后綁定指示燈滅。網(wǎng)關綁定表中綁定信息為空時，網(wǎng)關相應的綁定指示燈滅，接收到綁定請求信息后，綁定請求指示燈閃爍，按綁定確認按鈕，則將該按鈕號(綁定為ZigBee空調邏輯地址)與相應請求綁定的ZigBee空調IEEE地址、短地址等相關信息記錄在綁定表中，向ZigBee空調發(fā)送綁定應答信息，同時網(wǎng)關中相應綁定請求指示燈亮。再次按綁定確認按鈕可以取消相應綁定，相應的綁定指示燈滅，未綁定且無綁定請求時按綁定確認按鈕無效。本實用新型的上述實施例僅為說明本實用新型所作的舉例，而本實用新型實施方式并不局限于此。對于屬于本實用新型的精神與原理下所作的修改、組合、簡化、替代(如指令協(xié)議)等均為等效替換，都仍然包含在本實用新型的保護范圍之內。權利要求1、一種基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置，其特征在于包括用于實現(xiàn)移動無線網(wǎng)絡(2)與ZigBee無線網(wǎng)絡(3)彼此雙向通訊的網(wǎng)關(4)、設于ZigBee無線網(wǎng)絡(3)中的ZigBee空調(5)、以及通過移動無線網(wǎng)絡(2)、網(wǎng)關(4)和ZigBee無線網(wǎng)絡(3)遠程查詢并控制ZigBee空調(5)的移動通訊終端(1)。2、根據(jù)權利要求l所述的基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置，其特征在于所述移動通訊終端(1)為具備收發(fā)短信息功能以與ZigBee空調(5)進行信息交互的手機。3、根據(jù)權利要求l所述的基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置，其特征在于網(wǎng)關(4)包括用于轉發(fā)短信息的移動信息收發(fā)模塊(6)，與移動信息收發(fā)模塊(6)相連的用于自動建立ZigBee無線網(wǎng)絡(3)并接受ZigBee空調(5)的IEEE地址綁定請求、轉發(fā)遙控指令、反饋信息并記錄綁定關系的第一ZigBee無線通訊模塊(7)，與第一ZigBee無線通訊模塊(7)相連的用于控制第一ZigBee無線通訊模塊(7)接受與ZigBee空調(5)進行綁定請求的綁定確認按鈕(8)、以及與第一ZigBee無線通訊模塊(7)相連的用于指示第一ZigBee無線通訊模塊(7)綁定狀態(tài)的綁定確認LED(9)。4、根據(jù)權利要求l-3之一所述的基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置，其特征在于所述ZigBee空調(5)包括空調CPU(11)、用于自動加入所述ZigBee無線網(wǎng)絡(3)、發(fā)起綁定請求、解釋轉發(fā)遙控指令和反饋信息的第二ZigBee無線通訊模塊(10)，與第二ZigBee無線通訊模塊(10)相連的用于綁定請求的綁定按鈕(12)，與第二ZigBee無線通訊模塊(10)相連的用于綁定指示的綁定LED(13)，第二ZigBee無線通訊模塊(10)具有與空調CPU(11)相連的接口(14)。5、根據(jù)權利要求l所述的基于ZigBee技術的遠程空調智能控制裝置，其特征在于所述移動無線網(wǎng)絡(2)為GSM網(wǎng)絡或3G網(wǎng)絡或CDMA網(wǎng)絡，所述ZigBee無線網(wǎng)絡(3)為符合ZigBee/802.15.4規(guī)范的泛在網(wǎng)絡。專利摘要本實用新型屬于一種基于ZigBee技術的遠程空調雙向傳輸智能控制裝置，包括移動通訊終端、網(wǎng)關、空調ZigBee模塊和指令協(xié)議。手機作為移動通訊終端，根據(jù)指令協(xié)議經(jīng)移動無線網(wǎng)絡實現(xiàn)對遠程ZigBee空調查詢與控制；網(wǎng)關中的移動信息收發(fā)模塊用于自動轉發(fā)移動通訊終端遙控指令或ZigBee空調反饋信息；網(wǎng)關中的ZigBee模塊用于建立ZigBee無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)與ZigBee空調綁定/解綁定，轉發(fā)遙控指令和反饋信息；ZigBee空調中的ZigBee模塊自動加入已建立的ZigBee無線網(wǎng)絡并與網(wǎng)關進行無線通訊、綁定，進行遙控指令解釋并轉發(fā)給空調CPU或反饋信息給遠程移動通訊終端。所述裝置不改變空調現(xiàn)有結構，支持多路實時查詢和控制，使用靈活方便，實用性通用性強，且有良好的可擴展性。文檔編號G05B19/418GK201421160SQ200920303249公開日2010年3月10日申請日期2009年5月18日優(yōu)先權日2009年5月18日發(fā)明者史囯棟,偉宋,張少寅,欽程,賑蔣,賈中寧,陳海忠,陶為戈申請人:江蘇技術師范學院