專利名稱：一種家庭遠程測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于遠程測控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種家庭控制和監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
智能家電技術(shù)的普及吸引著越來越多的人走入其所營造的舒適而科技感十足的生活環(huán)境之中。網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展使得家電接入互聯(lián)網(wǎng)成為可能，越來越多的家電可以接入 hternet，可以接受用戶遠程通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送的指令。然而，這其中蘊含著一些亟待解決的問題。其一，家電種類繁多，缺乏一種統(tǒng)一的管理模式和管理平臺，使得不少人望而卻步； 其二，現(xiàn)在用戶家中普遍擁有的家電并不具有接入hternet功能，市場上也未掀起用具有 hternet接入功能的家電代替既有的舊家電的風(fēng)潮。就目前而言，這些家電的普及化程度尚不高。本發(fā)明旨在解決這一系列的問題，通過為用戶搭建一個遠程測控系統(tǒng)，使得各種家電都可處于掌控之下。該系統(tǒng)可利用hternet和GSM網(wǎng)絡(luò)接收用戶發(fā)布命令，用戶的選擇比較自由，并且，只要用戶所處位置具有hternet或GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋，都可以施行遠程控制。在進行控制的同時，該系統(tǒng)也為家庭環(huán)境監(jiān)控提供了一個信息平臺，用戶可以方便地通過手機和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽家中的情況。與此同時，本發(fā)明亦可以為家庭融入智能化的元素。用戶可以方便快捷地設(shè)置各種情景模式，使系統(tǒng)在相應(yīng)的情況下完成用戶所規(guī)定的動作，如，用戶可為房間設(shè)定溫度閾值，并以此為參照對空調(diào)、取暖器等進行控制；用戶亦可規(guī)定當系統(tǒng)檢測到有闖入者時應(yīng)采取何種動作。本發(fā)明充分利用日臻成熟的ZIGBEE技術(shù)，穩(wěn)定、有效、可靠地在本地?zé)o線節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中傳播用戶所發(fā)布信息。為了延長整個系統(tǒng)可連續(xù)工作的時間，本發(fā)明采取了一定的方法，以降低無線節(jié)點網(wǎng)絡(luò)所消耗的能量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種家庭遠程測控系統(tǒng)，為用戶實施遠程遙控提供一個統(tǒng)一的、可視化的平臺，使用戶可以不受地形和時間的局限，對家電進行遙控，同時，對家庭環(huán)境進行監(jiān)測；更進一步地，系統(tǒng)提供幾種智能情景模式供用戶選擇，用戶亦可自由創(chuàng)建情景模式。本發(fā)明所提供的家庭遠程測控系統(tǒng)，包括控制終端、遠端服務(wù)器、主站核心單元和受控節(jié)點。其中
所述遠端服務(wù)器用于處理和存儲用戶發(fā)送指令，以及對用戶身份進行認證； 所述主站核心單元用于接收用戶通過所述移動終端以及互聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)送的命令，并將命令分發(fā)至所述受控節(jié)點；
所述A類受控節(jié)點實現(xiàn)對家用電器、窗簾、燈具的控制；
所述B類受控節(jié)點通過傳感器對環(huán)境進行監(jiān)測，用于完成用戶指定的控制以及檢測操作；
所述控制終端用于將用戶命令發(fā)布至GSM網(wǎng)絡(luò)或所述遠端服務(wù)器。本發(fā)明中，所述遠端服務(wù)器包括用于存儲用戶指令的My SQL數(shù)據(jù)庫，用于用戶身份認證、用戶權(quán)限查詢、用戶指令解析的PHP接口函數(shù)；
本發(fā)明中，所述主站核心單元為本發(fā)明的中央處理單元，用于協(xié)調(diào)用戶數(shù)據(jù)的流動。包括用于數(shù)據(jù)處理和任務(wù)調(diào)配的處理器(如單片機S3C2440)，用于接收用戶利用所述移動終端發(fā)送信息的GSM模塊，用于接收遠端服務(wù)器數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)模塊，用于發(fā)送信息至所述受控節(jié)點的第一無線射頻模塊(ZIGBEE)。本發(fā)明中，所述受控節(jié)點分為A類受控節(jié)點和B類受控節(jié)點；所述A類受控節(jié)點為控制器單元，包括第一節(jié)點核心單元(如MSP430)，用于接收所述主站核心單元信息的第二無線射頻模塊(ZIGBEE)，用于控制紅外型家電的紅外收發(fā)模塊，用于控制燈具的可控硅， 用于控制窗簾的機械單元；所述B類受控節(jié)點為傳感器網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點，包括第二節(jié)點核心單元(如MSP430)，用于接收所述主站核心單元無線數(shù)據(jù)的第三無線射頻模塊(ZIGBEE)，該第三無線射頻模塊(ZIGBEE)用于采集各傳感器當前信息，還包括溫度傳感器、人體熱釋電傳感器、震動傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱凸鈴妭鞲衅鞯取?br> 本發(fā)明中，所述控制終端具有接入GSM網(wǎng)絡(luò)或者^ternet網(wǎng)絡(luò)的能力?？刂平K端用于將用戶命令發(fā)送至所述主站核心單元的移動終端和互聯(lián)網(wǎng)終端；所述移動終端包括可發(fā)送信息至GSM網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備，所述互聯(lián)網(wǎng)終端包括可接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，如筆記本電腦等。進一步，所述遠端服務(wù)器采用如IIS等互聯(lián)網(wǎng)基本服務(wù)架設(shè)，利用PHP等網(wǎng)絡(luò)編程語言作為網(wǎng)頁腳本語言，利用MySQL等數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對用戶數(shù)據(jù)進行管理。進一步，所述主站核心單元運行Linux操作系統(tǒng)，用于協(xié)調(diào)各個模塊之間的通信。進一步，所述受控節(jié)點中，A類受控節(jié)點直接用市電(220V交流)進行供電，B類受控節(jié)點則用電池進行供電。進一步，所述受控節(jié)點中，A類受控節(jié)點利用紅外收發(fā)模塊對紅外信息進行解調(diào)解碼，可解調(diào)不同廠商的紅外遙控制式，g卩，可適應(yīng)不同品牌設(shè)備發(fā)射的紅外碼。更進一步地，所述遠端服務(wù)器利用IIS進行架設(shè)，使用PHP語言嵌入網(wǎng)頁HTML代碼，以一種可視化的網(wǎng)頁形式呈現(xiàn)于用戶面前。使用PHP中的SOCKETS通信代碼，可方便地與所述主站核心單元的以太網(wǎng)模塊建立連接。數(shù)據(jù)打包成TCP數(shù)據(jù)包后，可以實現(xiàn)從所述主站核心單元至所述遠端服務(wù)器的透傳。對于用戶而言，只需點擊網(wǎng)頁上相應(yīng)的功能按鈕， 便可快速完成遠程控制操作。同時，所述遠端服務(wù)器允許授權(quán)用戶對數(shù)據(jù)庫信息進行操作， 實現(xiàn)遠程更改、刪除已存在的數(shù)據(jù)庫信息。而且，所述遠端服務(wù)器可定時對用戶信息進行備份，以防止出現(xiàn)意外情況造成用戶信息丟失；允許用戶遠程請求備份。當遠端服務(wù)器存儲容量不夠時，可尋找數(shù)據(jù)庫中較長時間未訪問的信息，并征詢用戶意見決定是否刪除。所述主站核心單元使用GSM模塊接收用戶通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的信息。為幫助用戶節(jié)約通信資費，本發(fā)明允許用戶在一條信息中包含多條控制指令。所述主站核心單元使用以太網(wǎng)模塊進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收。若用戶發(fā)現(xiàn)以太網(wǎng)模塊出現(xiàn)問題，可通過移動終端進行遠程配置以重新上電。所述主站核心單元利用工作于2. 4GHz頻段上的ZIGBEE模塊，對受控節(jié)點進行控制。所述A類節(jié)點由以下部件組成第一節(jié)點核心單元(MSP430)、第二無線射頻模塊 (ZIGBEE)、紅外收發(fā)模塊、可控硅、機械單元。所述A類節(jié)點利用紅外收發(fā)模塊完成紅外碼的甄別與解調(diào)、紅外波發(fā)射的功能。所述A類節(jié)點還利用可控硅實現(xiàn)燈具等設(shè)備的開關(guān)控制，可以控制如燈具等設(shè)備的開和關(guān)，也可實現(xiàn)一定的調(diào)光功能。所述A類節(jié)點還利用機械裝置對窗簾等進行控制。機械裝置旋轉(zhuǎn)方向可選，用戶通過指定順時針或逆時針便可將窗簾拉上或拉下。所述B類節(jié)點作為傳感器網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點，用于匯總位于同一房間內(nèi)用戶指定傳感器的信息。所述B類節(jié)點所控制的傳感器節(jié)點，可監(jiān)視房間情況。用戶可為房間各個參數(shù)設(shè)置閾值。一旦發(fā)生異常，及時將數(shù)據(jù)饋送至傳感器網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點。本發(fā)明所述的家庭遠程測控系統(tǒng)，其有益效果在于充分利用GSM網(wǎng)絡(luò)和 Internet網(wǎng)絡(luò)具有的覆蓋范圍廣、無地形限制、全天候的特點，使得用戶可以通過移動終端或者控制終端發(fā)布命令，實施遠程控制和監(jiān)測。用戶利用學(xué)習(xí)型紅外遙控器，可以將各個紅外遙控設(shè)備的紅外碼記錄下來，系統(tǒng)將自動上傳至遠端服務(wù)器，并存入數(shù)據(jù)庫中。用戶可以自由地為各個房間、設(shè)備、操作命名，建立從用戶命名到實際操作代碼的一一映射關(guān)系，使用戶不需要進行繁重的記憶工作；用戶可遠程得對系統(tǒng)進行重新上電操作，以保證系統(tǒng)運行的可靠性。用戶可以方便地監(jiān)測各個房間的環(huán)境參數(shù)，并可以設(shè)定閾值，一旦參數(shù)超過閾值，系統(tǒng)會及時通知用戶；用戶可直接連接至遠端服務(wù)器，對數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容進行修改。所述遠端服務(wù)器會自動備份數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)的安全性；用戶可自由設(shè)置情景模式，以使系統(tǒng)在不同情況下觸發(fā)不同的動作。此外，用戶無需改變家中的布局就可安裝該系統(tǒng)，為用戶節(jié)省了很多精力和時間。


圖1為本發(fā)明所述家庭遠程測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明所述控制終端和遠端服務(wù)器組成結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明所述主站核心單元組成結(jié)構(gòu)圖。圖4為本發(fā)明所述A類受控節(jié)點組成結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明所述B類受控節(jié)點組成結(jié)構(gòu)圖。圖6為本發(fā)明所述家庭遠程測控系統(tǒng)基本操作步驟。圖7為本發(fā)明的智能調(diào)溫基本操作步驟。圖8為本發(fā)明的智能調(diào)光基本操作步驟。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明所述家庭遠程測控系統(tǒng)包括控制終端1、遠端服務(wù)器2、主站核心單元3、A類受控節(jié)點4、B類受控節(jié)點5。如圖2所示，所述控制終端1包括移動終端11和互聯(lián)網(wǎng)終端12。用戶利用移動終端11和互聯(lián)網(wǎng)終端12發(fā)布命令至GSM網(wǎng)絡(luò)或所述遠端服務(wù)器2。移動終端11包括手機等移動設(shè)備；互聯(lián)網(wǎng)終端12包括具有連入hternet能力的終端設(shè)備，如電腦等。所述遠端服務(wù)器2用于存儲用戶信息、用戶身份認證、用戶權(quán)限查詢、與所述主站核心單元3進行信息交互。用戶操作界面使用PHP語言編寫，為用戶操作提供了可視化條件。通過PHP接口函數(shù)21，可以方便地進行從所述遠端服務(wù)器2至主站核心單元3的數(shù)據(jù)透傳。PHP接口函數(shù)21也提供了使用MySQL數(shù)據(jù)庫22的函數(shù)。用戶信息存儲于MySQL數(shù)據(jù)庫22中。用戶應(yīng)先開通認證服務(wù)，并注冊一個主用戶名。該用戶名應(yīng)具有完全控制權(quán)限， 可以自由開通其他子用戶，設(shè)定相應(yīng)的密碼和權(quán)限。所述主站核心單元3包括核心板(采用S3C2440) 31,DB9串口 32，以太網(wǎng)模塊33， 路由器34，第一無線射頻模塊(ZIGBEE) 35，串口線36，GSM模塊37。其中，S3CM40核心板31為運行Linux操作系統(tǒng)的ARM開發(fā)平臺，對所有外設(shè)進行統(tǒng)一管理，進一步地，核心板上包括UART接口 311，一號SPI接口 312，二號SPI接口 313。UART接口 311用于通過DB9 串口 32，接收從GSM模塊37利用串口線36發(fā)送的數(shù)據(jù)流，使用AT指令集，從而對用戶通過手機發(fā)送的指令進行解析；一號SPI接口 312用于接收以太網(wǎng)模塊33發(fā)送的數(shù)據(jù)；二號 SPI接口 313用于管理和配置第一無線射頻模塊(ZIGBEE) 35。進一步地，以太網(wǎng)模塊33包括DM9000A網(wǎng)絡(luò)控制芯片331，RJ45網(wǎng)口 332，雙絞線333。DM9000A網(wǎng)絡(luò)控制芯片331集成了 MAC和PHY，并且在LINUX平臺下有成熟的驅(qū)動程序，用于通過RJ45網(wǎng)口 332和雙絞線 333，從路由器34接收用戶利用互聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)送的指令，并饋送至S3C2440核心31進行處理。初次使用時，S3CM40核心31通過一號SPI接口 312對以太網(wǎng)模塊33進行初始化，對 IP地址，MAC地址，默認網(wǎng)關(guān)等進行配置；第一無線射頻模塊(ZIGBEE) 35工作在2. 4GHz頻段之上，采用IEEE 802. 15.4標準。模塊負責(zé)無線數(shù)據(jù)包從主站核心單元3至A類受控節(jié)點4以及B類受控節(jié)點5的數(shù)據(jù)收發(fā)。所述A類受控節(jié)點4由第一核心單元(MSP430 ) 41，紅外收發(fā)模塊42，機械單元 43，可控硅44，第二無線射頻模塊(ZIGBEE) 45，家用電器46，窗簾47，燈具48組成。A類受控節(jié)點4中第一節(jié)點核心單元41采用MSP430單片機，力求降低功耗，并實現(xiàn)對A類受控節(jié)點4中所有模塊的控制。第二無線射頻模塊(ZIGBEE)45用于與所述主站核心單元3之間的無線數(shù)據(jù)收發(fā)，通過SPI接口 411與第一節(jié)點核心單元(MSP430 )41建立連接；紅外收發(fā)模塊42用于自動甄別紅外設(shè)備并解調(diào)，以及發(fā)射紅外信號。紅外波調(diào)制于30至40KHz之上，不同的紅外設(shè)備的紅外碼也是不同的，故可以借此對紅外設(shè)備進行自動識別。紅外碼的發(fā)送則可將數(shù)字信號調(diào)制到30至40KHz上，并發(fā)送出去，來控制家用電器46 ；可控硅44用于切斷或接通到用電器的電源供應(yīng)，并可控制燈具48的亮暗；機械單元43用于對諸如窗簾 47等本來需要人力進行控制的物件的遠程控制。由于需對家電進行控制，A類受控節(jié)點直接使用市電220V進行供電，并利用AC-DC模塊轉(zhuǎn)換后，為所述核心單元MSP430 41進行供 H1^ ο所述B類受控節(jié)點5由第二節(jié)點核心單元51，溫度傳感器52，火焰?zhèn)鞲衅?3，人體熱釋電傳感器M，光強傳感器陽，震動傳感器56，第三無線射頻模塊(ZIGBEE) 57組成。 第二節(jié)點核心單元51亦采用MSP430單片機，并通過SPI接口 511與第三無線射頻模塊57 相接。第三無線射頻模塊57用于與所述主站核心單元3之間進行無線數(shù)據(jù)收發(fā)；溫度傳感器52用于獲得房間溫度；火焰?zhèn)鞲衅?3用于預(yù)防家中火災(zāi)的發(fā)生，一旦發(fā)生火情，可以及時通知用戶；人體熱釋電傳感器討用于獲知當前房間內(nèi)是否有人體活動；光強傳感器55 用于獲得當前房間的亮暗程度，主要用于情景模式的設(shè)置，如，若室內(nèi)光的強度超過用戶指定的閾值，則可通知主站核心單元3，利用A類受控節(jié)點4，調(diào)節(jié)當前房間的燈具；震動傳感器56用于監(jiān)測當前平面上是否發(fā)生了震動，可安裝于窗戶上，當家中沒有人時開啟該傳感器，一旦有人擊碎玻璃闖入室內(nèi)，就可以迅速獲知，并通知用戶。B類受控節(jié)點使用電池供 H1^ ο系統(tǒng)所使用的無線射頻模塊(ZIGBEE)，包括主站核心單元3、A類受控節(jié)點4和B 類受控節(jié)點5中的，均采用Texas Instruments公司的CC2530芯片。該芯片提供了低功耗射頻集成電路解決方案，內(nèi)部集成8051處理器，在保證低功耗的同時，亦可滿足高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。ZIGBEE模塊分為Coordinator (網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器)，Router (網(wǎng)絡(luò)路由器)和End Device (網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備)。其中，Coordinator持有特定的PAN ID，負責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)以及短地址分配；Router則用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，建立從一個節(jié)點至另一個節(jié)點的路由；End Device則是終端設(shè)備，用于接收從Coordinator或Router發(fā)送過來的命令。本系統(tǒng)在家中布置若干個Coordinator，利用ZIGBEE自組網(wǎng)的功能，建立各個子網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)中的無線拓撲結(jié)構(gòu)采用Mesh網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都具有收發(fā)數(shù)據(jù)的功能，并且任意兩個節(jié)點在斷電后依然可以相互通訊。系統(tǒng)從初始化到工作包括如下步驟(參見圖6)
Pl.系統(tǒng)初始化。該步驟又可分為四個子步驟，記為P11，P12，P13，P14。Pll.設(shè)備初始化階段。如GSM模塊37，以太網(wǎng)模塊33，無線射頻模塊(ZIGBEE) 35 都需要進行一定的配置操作。若此時發(fā)生錯誤，應(yīng)及時糾正。P12.確定工作頻點階段。系統(tǒng)應(yīng)評估當前工作頻點質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)當前頻點受干擾較大，應(yīng)及時切換至另一頻點，并重新進行評估。系統(tǒng)所使用的ZIGBEE模塊共有三個工作頻點可選，應(yīng)逐一進行評估，以確定最終所選頻點。主站核心單元3通過第一無線射頻模塊 (ZIGBEE) 35廣播一個數(shù)據(jù)包至所有A類受控節(jié)點4和B類受控節(jié)點5。處于同一個網(wǎng)絡(luò)中的ZIGBEE受控節(jié)點(即受控于同一個Coordinator，在整個家庭網(wǎng)絡(luò)中具有獨一無二的 PAN ID)利用CC2530芯片的RSSI (接收信號強度指示)對當前頻點進行評估。子網(wǎng)絡(luò)的 Coordinator用于收集該網(wǎng)絡(luò)中其他Router設(shè)備的RSSI信息，匯總之后發(fā)給主站核心單元 3。主站核心單元3進行統(tǒng)計。當三個頻點測試都完成之后，選取其中能量值最大的一個頻點作為工作頻點。應(yīng)使用A類受控節(jié)點作為子網(wǎng)絡(luò)的Coordinator。因為相比于使用電池供電的B類受控節(jié)點，A類受控節(jié)點對于節(jié)約能量的需求并不大。P13.能量分配階段。在P12中，各子網(wǎng)絡(luò)的Coordinator已對當前子網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點能量進行了采集。根據(jù)節(jié)點能量，應(yīng)動態(tài)改變Coordinator的發(fā)射功率。對于能量較低的節(jié)點，其接收強度較差，故應(yīng)增加Coordinator的發(fā)射功率；同理，對于能量較高的節(jié)點， 則應(yīng)適當降低Coordinator的發(fā)射功率。P14.用戶信息初始化階段。所述A類受控節(jié)點4進入等待狀態(tài)，用戶應(yīng)在各個A類受控節(jié)點4按下紅外遙控器，以使紅外收發(fā)模塊42進行解碼、設(shè)備甄別，并將該紅外碼進行編號，將設(shè)備、受控節(jié)點地址、紅外碼打包為一個無線數(shù)據(jù)包，通過無線射頻模塊 (ZIGBEE)45發(fā)送至主站核心單元3。進一步地，主站核心單元3將數(shù)據(jù)包通過所述以太網(wǎng)模塊33發(fā)送至所述遠端服務(wù)器2，并存入MySQL數(shù)據(jù)庫22中。存儲完畢后，為了方便用戶記憶，允許用戶為各個房間、設(shè)備、操作進行自主命名。P2.用戶發(fā)布命令。用戶通過移動終端11或互聯(lián)網(wǎng)終端12發(fā)布命令。P3.由于用戶有兩種途徑，即，通過移動終端11和互聯(lián)網(wǎng)終端12，發(fā)布命令，故應(yīng)區(qū)分對待。若用戶是通過互聯(lián)網(wǎng)終端12發(fā)布命令的，那么遠端服務(wù)器可以直接獲得用戶信肩、οP31.若信息的接收是由主站核心單元3的GSM模塊37完成的，由于主站核心單元 3本身并不存儲用戶數(shù)據(jù)，所以需要進一步將數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)模塊33送至遠端服務(wù)器2，查詢MySQL數(shù)據(jù)庫22后獲得用戶信息；
P4.服務(wù)器認證。遠端服務(wù)器2需要對用戶身份進行認證，以確定其是否有權(quán)使用本系統(tǒng)，是否有權(quán)限執(zhí)行相應(yīng)的命令。P5.指令執(zhí)行。根據(jù)P4認證的結(jié)果，執(zhí)行用戶發(fā)布的指令。主站核心單元3利用第一無線射頻模塊(ZIGBEE) 35發(fā)送指令至A類受控節(jié)點4或B類受控節(jié)點5。P6.反饋回用戶。根據(jù)P5執(zhí)行的結(jié)果，反饋至用戶。用戶可自由設(shè)置情境模式。通過選取觸發(fā)條件(如，溫度超過30度，光的強度達到一定閾值，某個房間有人闖入等)，并規(guī)定此時觸發(fā)的事件(如，關(guān)閉空調(diào)，對燈具的光亮進行調(diào)節(jié)，發(fā)短信至用戶并報警等)。下面結(jié)合兩例(智能調(diào)溫和智能調(diào)光)進行詳細說明。例1如圖7所示。該例用于說明根據(jù)當前溫度調(diào)整空調(diào)溫度的控制流程，特別地， 給出當溫度超過用戶設(shè)置值(30度)以后將空調(diào)溫度調(diào)低的控制流程。其步驟如下所述
Si.用戶通過互聯(lián)網(wǎng)終端12設(shè)定溫度上限為30度。S2.主站核心單元3接收命令后，發(fā)送至相應(yīng)節(jié)點，使節(jié)點的溫度傳感器開始工作，檢測房間溫度。S3.設(shè)定查詢間隔為一分鐘。每隔一分鐘節(jié)點對當前房間溫度進行探測。若房間溫度仍低于30度，則繼續(xù)查詢；若房間溫度高于30度，則進入下一階段。S4.節(jié)點通知主站核心單元3。S5.主站核心單元3尋找空調(diào)對應(yīng)的A類受控節(jié)點4，并使用紅外收發(fā)模塊42發(fā)射紅外信號，以調(diào)低空調(diào)溫度。S6.主站核心單元3利用INTERNET網(wǎng)絡(luò)或GSM網(wǎng)絡(luò)通知用戶。如此，用戶設(shè)置完溫度閾值后，便可使系統(tǒng)自動進行溫度的恒溫控制工作，而操作過程中并不需要用戶進行其他操作。例2如圖8所示。該例用于說明根據(jù)當前房間的光強對房間燈具進行亮暗調(diào)控的操作步驟。其步驟如下
Tl.用戶將節(jié)點靠近希望控制的燈具。為了避免外界干擾，應(yīng)拉上窗簾，盡量保持房間內(nèi)只有燈具發(fā)出的光。節(jié)點利用光強傳感器陽檢測到當前光強后發(fā)至核心控制單元3，并存儲于遠端服務(wù)器2中。T2.用戶通過互聯(lián)網(wǎng)終端12設(shè)定光強閾值和希望保持的光強值。由于光強對于用戶是一個比較模糊的概念，此處用百分制的形式進行設(shè)置。如，設(shè)置光強閾值為120%，即， 若除了房間中的燈具發(fā)光，還有其他光源，如陽光，那么光強就會超過100%。而希望保持的光強值則表示，若光強超過閾值，則自動將光強值調(diào)整為80%。T3.節(jié)點利用光強傳感器55對房間光強進行檢測。若未超過閾值，則過一分鐘后進行下一次檢測；若超過閾值，則進行下一步。T4.節(jié)點通知主站核心單元3。
T5.主站核心單元3尋找燈具對應(yīng)的A類控制節(jié)點，并發(fā)送調(diào)光指令，利用可控硅 44進行調(diào)光操作。T6.主站核心單元3利用INTERNET網(wǎng)絡(luò)或GSM網(wǎng)絡(luò)通知用戶。利用智能調(diào)光，用戶可使在光照充足的情況下，自動調(diào)暗室內(nèi)燈具，或在光照不足的情況下，自動調(diào)亮室內(nèi)燈具。此外，用戶亦可設(shè)置當家中發(fā)生突發(fā)狀況時，應(yīng)做哪些處理，如，發(fā)生入室搶劫或火情時通知小區(qū)物業(yè)等。本系統(tǒng)為用戶實現(xiàn)了家電的遠程控制、家中各房間情況監(jiān)測、情景模式的設(shè)置。用戶可通過兩種不同的渠道實現(xiàn)本系統(tǒng)提供的所有功能。本系統(tǒng)自由度較高，用戶可以獲得較好的用戶體驗。需要注意的是，本發(fā)明只是為類似遠程控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種思路。本發(fā)明注重用戶的自由度與系統(tǒng)的可靠性和高效性，并對無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量的分配進行了優(yōu)化。 若依據(jù)本發(fā)明的思想，對于本發(fā)明的實施方式進行改動，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種家庭遠程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括控制終端、遠端服務(wù)器、主站核心單元、A類受控節(jié)點和B類受控節(jié)點；所述遠端服務(wù)器用于處理和存儲用戶發(fā)送指令，以及對用戶身份進行認證；所述主站核心單元用于接收用戶通過所述移動終端以及互聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)送的命令，并將命令分發(fā)至所述受控節(jié)點；所述A類受控節(jié)點實現(xiàn)對家用電器、窗簾、燈具的控制；所述B類受控節(jié)點通過傳感器對環(huán)境進行監(jiān)測，用于完成用戶指定的控制以及檢測操作；所述控制終端用于將用戶命令發(fā)布至GSM網(wǎng)絡(luò)或所述遠端服務(wù)器。
2.如權(quán)利要求1所述家庭遠程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠端服務(wù)器包括用于存儲用戶指令和信息的MySQL數(shù)據(jù)庫，用于用戶身份認證、用戶權(quán)限查詢、用戶指令解析的PHP 接口函數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述家庭遠程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述主站核心單元包括用于數(shù)據(jù)處理和任務(wù)調(diào)配的處理器，用于接收用戶利用所述移動終端發(fā)送信息的GSM模塊， 用于接收遠端服務(wù)器數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)模塊，用于發(fā)送信息至所述受控節(jié)點的第一無線射頻模塊；所述數(shù)據(jù)處理和任務(wù)調(diào)配的處理器采用單片機S3C2440。
4.如權(quán)利要求1或2所述家庭遠程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述受控節(jié)點包括A類受控節(jié)點和B類受控節(jié)點；所述A類受控節(jié)點為控制器單元，包括第一節(jié)點核心單元，用于接收所述主站核心單元信息的第二無線射頻模塊，用于控制紅外型家電的紅外收發(fā)模塊，用于控制燈具的可控硅，用于控制窗簾的機械單元；所述B類受控節(jié)點為傳感器網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點， 包括第一節(jié)點核心單元，用于接收所述主站核心單元的第三無線射頻模塊，用于采集各傳感器當前信息，還包括溫度傳感器、人體熱釋電傳感器、震動傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱凸鈴妭鞲衅鳎凰龅谝还?jié)點核心單元和第二節(jié)點核心單元采用MSP430單片機。
5.如權(quán)利要求1或2所述家庭遠程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端用于將用戶命令發(fā)送至所述主站核心單元的移動終端和互聯(lián)網(wǎng)終端；所述移動終端包括可發(fā)送信息至 GSM網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備，所述互聯(lián)網(wǎng)終端包括可接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。
6.如權(quán)利要求1或2所述家庭遠程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠端服務(wù)器采用IIS互聯(lián)網(wǎng)基本服務(wù)架設(shè)，利用PHP網(wǎng)絡(luò)編程語言作為網(wǎng)頁腳本語言，利用MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對用戶數(shù)據(jù)進行管理。
7.如權(quán)利要求3所述家庭遠程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述主站核心單元運行微操作系統(tǒng)，用于協(xié)調(diào)各個模塊之間的通信，其中的第一無線射頻模塊為ZIGBEE模塊，工作于 2. 4GHz 頻段。
8.如權(quán)利要求4所述家庭遠程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述受控節(jié)點中，A類受控節(jié)點直接用市電進行供電，B類受控節(jié)點則用電池進行供電。
9.如權(quán)利要求4所述家庭遠程測控系統(tǒng)，其特征在于，所述受控節(jié)點中，A類受控節(jié)點利用紅外收發(fā)模塊對紅外信息進行解調(diào)解碼，可解調(diào)不同廠商的紅外遙控制式。
全文摘要
本發(fā)明屬于遠程測控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種家庭遠程測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括控制終端、遠端服務(wù)器、主站核心單元和受控節(jié)點；遠端服務(wù)器用于處理和存儲用戶發(fā)送指令，以及對用戶身份進行認證；主站核心單元用于接收用戶通過所述移動終端以及互聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)送的命令，并將命令分發(fā)至所述受控節(jié)點；受控節(jié)點用于完成用戶指定的控制以及檢測操作?？刂平K端用于將用戶命令發(fā)布至GSM網(wǎng)絡(luò)或所述遠端服務(wù)器。該系統(tǒng)自由度較高，允許用戶自定制各個命令，以實現(xiàn)遠程遙控和遠程檢測。本發(fā)明還為用戶提供豐富的情景模式，用戶可以自由設(shè)置觸發(fā)條件及相應(yīng)動作。本發(fā)明利用ZIGBEE技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備間的交互，并對工作頻點的選擇和能量的分配進行了優(yōu)化。本發(fā)明為用戶提供了一個可視化的操作平臺。
文檔編號G05B19/042GK102202081SQ201110061138
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者曾曉洋, 陳晨, 陳赟, 黃躍斌 申請人:復(fù)旦大學(xué)