專利名稱：一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及家用電器智能控制領(lǐng)域，具體為一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
隨著生活水平的提高，家用電器在人們的生活中已成為必不可少的生活用品，而且隨著科技的發(fā)展，家用電器的智能化程度也越來越高。家用電器智能化控制是通過智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)有技術(shù)的智能控制系統(tǒng)大多采用單片機(jī)，只能針對(duì)種類單一和數(shù)量較少的家用電器進(jìn)行智能化控制，當(dāng)面對(duì)家用電器數(shù)量、種類較多的環(huán)境時(shí)，現(xiàn)有的家用電器智能控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)多種類多數(shù)量的家用電器同時(shí)控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，以實(shí)現(xiàn)同步對(duì)多種類的數(shù)量較多的家用電器進(jìn)行智能控制。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括有多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的控制系統(tǒng)，每個(gè)控制系統(tǒng)中設(shè)置有硬件通信模塊，每個(gè)控制系統(tǒng)外部均對(duì)應(yīng)設(shè)置有多個(gè)與家用電器控制板通訊連接的硬件通信模塊，每個(gè)控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊分別與其對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊通訊連接，多個(gè)控制系統(tǒng)之間相互通訊連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)控制系統(tǒng)分別作為控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。所述的一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括作為嵌入式平臺(tái)的控制與處理CPU芯片、嵌入所述控制與處理CPU芯片的TOB服務(wù)器、位于控制系統(tǒng)中接入所述控制與處理CPU芯片的硬件通信模塊，所述控制與處理CPU芯片的IO 口作為通信接口，控制與處理CPU芯片的部分IO 口還預(yù)留為擴(kuò)展接口，多個(gè)控制系統(tǒng)通過各自的控制與處理CPU芯片的通信接口相互通訊連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，所述控制與處理CPU芯片總線端接入有以太網(wǎng)接口，控制與處理CPU芯片ADC接口接入有觸摸屏，控制與處理CPU芯片上還接入有動(dòng)、靜態(tài)存儲(chǔ)器。所述的一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊、位于控制系統(tǒng)外部與家用電器控制板通訊連接的硬件通信模塊結(jié)構(gòu)相同，所述硬件通信模塊包括模塊控制器，接入模塊控制器的通訊模塊，所述控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊通過其模塊控制器與所述控制與處理CPU芯片通訊連接，控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊通過其通訊模塊與所述控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊的通訊模塊通訊連接，控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊通過其模塊控制器與家用電器控制板通訊連接。所述的一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述硬件通信模塊中，模塊控制器為單片機(jī)構(gòu)成的MCU，通訊模塊為ZigBee無線通訊模塊，所述單片機(jī)與ZigBee無線通訊模塊通過SPI或者串口通訊連接。
一種家用電器智能監(jiān)控方法，其特征在于在所述控制系統(tǒng)、硬件通信模塊、家用電器相互通訊構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)定數(shù)據(jù)通信協(xié)議，控制系統(tǒng)的WEB服務(wù)器中軟件設(shè)定有在觸摸屏上顯示的操作界面，用戶通過所述操作界面查看和管理家用電器，并通過操作界面向 WEB服務(wù)器輸入操作指令；WEB服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)通信協(xié)議將操作指令轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式后，將數(shù)據(jù)交給控制與處理CPU芯片處理，控制與處理CPU芯片將處理后的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)通信協(xié)議封裝后發(fā)送至控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊；所述控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊將封裝后的數(shù)據(jù)根據(jù)其目標(biāo)地址發(fā)送至對(duì)應(yīng)終端設(shè)備的硬件通信模塊，該硬件通信模塊根據(jù)通信協(xié)議將數(shù)據(jù)進(jìn)行解封后轉(zhuǎn)化為家用電器的相關(guān)指令來與家用電器進(jìn)行通信；所述的通信協(xié)議在系統(tǒng)中定義為設(shè)備描述文件，所述設(shè)備描述文件是用于描述不同家用電器信息的數(shù)據(jù)文件，包括設(shè)備的基本信息，指令信息，參數(shù)信息，返回值信息及狀態(tài)信息等，此設(shè)備描述文件采用開發(fā)性的數(shù)據(jù)格式，任何家電設(shè)備里面只要根據(jù)此數(shù)據(jù)格式提供自身的設(shè)備描述文件，系統(tǒng)即可根據(jù)此設(shè)備描述文件將該家用電器的信息轉(zhuǎn)換成可被控制系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)，或者將控制系統(tǒng)的指令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)家用電器能夠接收的指令，來達(dá)到本系統(tǒng)和各種家電設(shè)備通信的目的；
不同家用電器的信息，通過控制系統(tǒng)的服務(wù)處理程序，按設(shè)備描述文件轉(zhuǎn)換成可被控制系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)后，再被控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊按數(shù)據(jù)通信協(xié)議封裝并傳送至控制系統(tǒng)的硬件通信模塊，控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊按數(shù)據(jù)通信協(xié)議解封數(shù)據(jù)后，將解封后的數(shù)據(jù)傳送至WEB服務(wù)處理程序，所述TOB服務(wù)處理程序?qū)?shù)據(jù)傳送至觸摸屏進(jìn)行顯示。所述的一種家用電器智能監(jiān)控方法，其特征在于所述控制系統(tǒng)的控制與處理 CPU芯片中軟件集成有內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊、數(shù)據(jù)處理子模塊，控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊中軟件集成有外部數(shù)據(jù)傳輸子模塊；用戶通過操作界面向WEB服務(wù)器輸入操作指令，所述 WEB服務(wù)器對(duì)操作指令進(jìn)行處理并按數(shù)據(jù)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成相應(yīng)格式后，通過串口或USB 口交給控制與處理CPU芯片的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊；所述內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊將接收的數(shù)據(jù)交給數(shù)據(jù)處理子模塊處理，同時(shí)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)處理子模塊中的數(shù)據(jù)發(fā)送到串口或USB 口中； 所述數(shù)據(jù)處理子模塊負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)通信協(xié)議解封成對(duì)應(yīng)的格式，交給內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊處理，或?qū)?shù)據(jù)封裝成對(duì)應(yīng)的格式，發(fā)送到所述外部數(shù)據(jù)傳輸子模塊中；所述外部數(shù)據(jù)傳輸子模塊負(fù)責(zé)與控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊通過無線方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。所述的一種家用電器智能監(jiān)控方法，其特征在于所述控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)卡利用有線網(wǎng)或無線網(wǎng)連接在htenet網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)中，在網(wǎng)絡(luò)中，控制系統(tǒng)可以進(jìn)行集群式部署，多個(gè)控制系統(tǒng)可以組合在一起構(gòu)成控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)控制系統(tǒng)都為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以管理自身和其對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)，也可以被當(dāng)作子節(jié)點(diǎn)來管理。所述的一種家用電器智能監(jiān)控方法，其特征在于所述控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊中軟件集成有數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、硬件設(shè)備交互模塊，控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊利用數(shù)據(jù)接收發(fā)送模塊進(jìn)行通信數(shù)據(jù)的收發(fā)；所述數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)處理成向控制系統(tǒng)發(fā)送所需要的數(shù)據(jù)格式，以及將數(shù)據(jù)解析為家用電器能處理的指令信息；硬件設(shè)備交互模塊負(fù)責(zé)與家用電器控制板的接口進(jìn)行交互，將指令提交給家用電器以及獲取家用電器的信息。所述的一種家用電器智能監(jiān)控方法，其特征在于所述設(shè)備描述文件是將數(shù)字化家用電器形成可被軟件系統(tǒng)處理的規(guī)范和依據(jù)，設(shè)備描述文件包含了設(shè)備固有的信息，還包含了設(shè)備特有的信息；設(shè)備描述文件由設(shè)備信息，設(shè)備指令，設(shè)備參數(shù)，設(shè)備返回值，設(shè)備狀態(tài)及設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)六部分組成，所述設(shè)備信息部分描述設(shè)備的基本信息，設(shè)備指令部分描述本設(shè)備所支持的所有指令的定義及指令中包含的信息，設(shè)備參數(shù)部分描述本設(shè)備中指令所用到的參數(shù)信息，設(shè)備返回值部分描述本設(shè)備中對(duì)指令的響應(yīng)信息，設(shè)備狀態(tài)部分描述本設(shè)備的狀態(tài)定義信息，設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)部分供需要將設(shè)備自身或收集到的信息定時(shí)通知到系統(tǒng)中的設(shè)備使用，設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)部分描述提交的數(shù)據(jù)種類及所代表的意義。本發(fā)明中，利用多個(gè)控制系統(tǒng)相互通訊連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)控制系統(tǒng)可以作為控制網(wǎng)絡(luò)中的子節(jié)點(diǎn)，也可以對(duì)其他子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，由于本發(fā)明中的控制網(wǎng)絡(luò)是可擴(kuò)展的，因此可以通過多個(gè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展對(duì)數(shù)量、種類較多的家用電器同時(shí)進(jìn)行智能控制?？刂葡到y(tǒng)通過外部的硬件通信模塊與家用電器控制板通訊連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的控制?？刂葡到y(tǒng)中的控制系統(tǒng)操作界面通過觸摸屏顯示給用戶，用戶可通過觸摸屏對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行指令設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的智能控制。同時(shí)控制系統(tǒng)通過其以太網(wǎng)接口接入網(wǎng)絡(luò)中，用戶通過通訊設(shè)備可以遠(yuǎn)程對(duì)控制終端進(jìn)行指令設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制家用電器。在控制系統(tǒng)外部與家用電器控制板連接的硬件通信模塊中軟件設(shè)置有設(shè)備描述文件，通過設(shè)備描述文件可實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的智能管理。通過設(shè)備描述文件規(guī)范的指導(dǎo)，可以將家用電器的自身信息，指令和功能按照控制系統(tǒng)固定的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)能統(tǒng)一處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)將依據(jù)此統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完成對(duì)各種不同家用電器的統(tǒng)一管理和控制。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。圖2為本發(fā)明控制終端結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本發(fā)明硬件通信模塊結(jié)構(gòu)框圖。圖4為本發(fā)明控制系統(tǒng)原理框圖。圖5為本發(fā)明控制系統(tǒng)外部硬件通信模塊原理框圖。圖6為本發(fā)明控制集群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖7為本發(fā)明系統(tǒng)流程框圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示。一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括有多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的控制系統(tǒng)，每個(gè)控制系統(tǒng)中設(shè)置有硬件通信模塊，每個(gè)控制系統(tǒng)外部均對(duì)應(yīng)設(shè)置有多個(gè)與家用電器控制板通訊連接的硬件通信模塊，每個(gè)控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊分別與其對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊通訊連接，多個(gè)控制系統(tǒng)之間相互通訊連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)控制系統(tǒng)分別作為控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。如圖2所示?？刂葡到y(tǒng)包括作為嵌入式平臺(tái)的控制與處理CPU芯片、嵌入所述控制與處理CPU芯片的TOB服務(wù)器、位于控制系統(tǒng)中接入所述控制與處理CPU芯片的硬件通信模塊，所述控制與處理CPU芯片的IO 口作為通信接口，控制與處理CPU芯片的部分IO 口還預(yù)留為擴(kuò)展接口，多個(gè)控制系統(tǒng)通過各自的控制與處理CPU芯片的通信接口相互通訊連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，所述控制與處理CPU芯片總線端接入有以太網(wǎng)接口，控制與處理CPU芯片ADC接口接入有觸摸屏，控制與處理CPU芯片上還接入有動(dòng)、靜態(tài)存儲(chǔ)器?？刂葡到y(tǒng)中，控制與處理CPU芯片使用三星公司的ARM9芯片S3C2440，最高主頻可達(dá)500MHz。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器使用SDRAM，主要用于CPU運(yùn)行時(shí)使用。靜態(tài)存儲(chǔ)器使用FLASH，用于程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。以太網(wǎng)接口使用外部網(wǎng)絡(luò)物理層芯片，如DM9000等，通過CPU總線通信實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互。觸摸屏為IXD觸摸屏，通過CPU的ADC接口，實(shí)現(xiàn)觸摸屏顯示與輸入。 通信接口可使用CPU的一般IO 口(GPIO)實(shí)現(xiàn)各種通信接口，如串口、I2C、SPI、總線等。將 CPU部分IO 口預(yù)留作為擴(kuò)展接口，用作后續(xù)升級(jí)或其他功能開發(fā)。如圖3所示?？刂葡到y(tǒng)中的硬件通信模塊、位于控制系統(tǒng)外部與家用電器控制板通訊連接的硬件通信模塊結(jié)構(gòu)相同，硬件通信模塊包括模塊控制器，接入模塊控制器的通訊模塊，控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊通過其模塊控制器與控制與處理CPU芯片通訊連接， 控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊通過其通訊模塊與控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊的通訊模塊通訊連接，控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊通過其模塊控制器與家用電器控制板通訊連接。硬件通信模塊中，模塊控制器為單片機(jī)構(gòu)成的MCU，通訊模塊為ZigBee無線通訊模塊，單片機(jī)與ZigBee無線通訊模塊通過SPI或者串口通訊連接。如圖4、圖7所示。一種家用電器智能監(jiān)控方法，在所述控制系統(tǒng)、硬件通信模塊、 家用電器相互通訊構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)定數(shù)據(jù)通信協(xié)議，控制系統(tǒng)的WEB服務(wù)器中軟件設(shè)定有在觸摸屏上顯示的操作界面，用戶通過所述操作界面查看和管理家用電器，并通過操作界面向WEB服務(wù)器輸入操作指令；WEB服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)通信協(xié)議將操作指令轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式后，將數(shù)據(jù)交給控制與處理CPU芯片處理，控制與處理CPU芯片將處理后的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)通信協(xié)議封裝后發(fā)送至控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊；所述控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊將封裝后的數(shù)據(jù)根據(jù)其目標(biāo)地址發(fā)送至對(duì)應(yīng)終端設(shè)備的硬件通信模塊，該硬件通信模塊根據(jù)通信協(xié)議將數(shù)據(jù)進(jìn)行解封后轉(zhuǎn)化為家用電器的相關(guān)指令來與家用電器進(jìn)行通信；所述的通信協(xié)議在系統(tǒng)中定義為設(shè)備描述文件，所述設(shè)備描述文件是用于描述不同家用電器信息的數(shù)據(jù)文件，包括設(shè)備的基本信息，指令信息，參數(shù)信息，返回值信息及狀態(tài)信息等，此設(shè)備描述文件采用開發(fā)性的數(shù)據(jù)格式，任何家電設(shè)備里面只要根據(jù)此數(shù)據(jù)格式提供自身的設(shè)備描述文件，系統(tǒng)即可根據(jù)此設(shè)備描述文件將該家用電器的信息轉(zhuǎn)換成可被控制系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)，或者將控制系統(tǒng)的指令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)家用電器能夠接收的指令，來達(dá)到本系統(tǒng)和各種家電設(shè)備通信的目的；
不同家用電器的信息，通過控制系統(tǒng)的服務(wù)處理程序，按設(shè)備描述文件轉(zhuǎn)換成可被控制系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)后，再被控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊按數(shù)據(jù)通信協(xié)議封裝并傳送至控制系統(tǒng)的硬件通信模塊，控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊按數(shù)據(jù)通信協(xié)議解封數(shù)據(jù)后，將解封后的數(shù)據(jù)傳送至WEB服務(wù)處理程序，所述TOB服務(wù)處理程序?qū)?shù)據(jù)傳送至觸摸屏進(jìn)行顯示。控制系統(tǒng)的控制與處理CPU芯片中軟件集成有內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊、數(shù)據(jù)處理子模塊，控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊中軟件集成有外部數(shù)據(jù)傳輸子模塊；用戶通過操作界面向WEB服務(wù)器輸入操作指令，所述WEB服務(wù)器對(duì)操作指令進(jìn)行處理并按數(shù)據(jù)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成相應(yīng)格式后，通過串口或USB 口交給控制與處理CPU芯片的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊；所述內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊將接收的數(shù)據(jù)交給數(shù)據(jù)處理子模塊處理，同時(shí)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)處理子模塊中的數(shù)據(jù)發(fā)送到串口或USB 口中；所述數(shù)據(jù)處理子模塊負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)通信協(xié)議解封成對(duì)應(yīng)的格式，交給內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊處理，或?qū)?shù)據(jù)封裝成對(duì)應(yīng)的格式，發(fā)送到所述外部數(shù)據(jù)傳輸子模塊中；所述外部數(shù)據(jù)傳輸子模塊負(fù)責(zé)與控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊通過無線方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)?？刂葡到y(tǒng)通過以太網(wǎng)卡利用有線網(wǎng)或無線網(wǎng)連接在htenet網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)中，在網(wǎng)絡(luò)中，控制系統(tǒng)可以進(jìn)行集群式部署，多個(gè)控制系統(tǒng)可以組合在一起構(gòu)成控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)， 網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)控制系統(tǒng)都為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以管理自身和其對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)，也可以被當(dāng)作子節(jié)點(diǎn)來管理。對(duì)于大多數(shù)家用、樓宇、工廠等環(huán)境中非高度實(shí)時(shí)性設(shè)備來說，設(shè)備自身都帶有預(yù)先規(guī)定的指令，不同的指令對(duì)應(yīng)著設(shè)備不同的功能?，F(xiàn)實(shí)中有些指令是帶參數(shù)的，有些是不帶的；有些指令有返回值、有些則沒有；有些設(shè)備會(huì)向控制端主動(dòng)提交數(shù)據(jù)信息等，為了統(tǒng)一這些差異之處，系統(tǒng)定義了設(shè)備描述文件規(guī)范。設(shè)備描述文件是將數(shù)字化家用電器形成可被軟件系統(tǒng)處理的規(guī)范和依據(jù)，設(shè)備描述文件包含了設(shè)備固有的信息，還包含了設(shè)備特有的信息；設(shè)備描述文件由設(shè)備信息，設(shè)備指令，設(shè)備參數(shù)，設(shè)備返回值，設(shè)備狀態(tài)及設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)六部分組成，所述設(shè)備信息部分描述設(shè)備的基本信息，設(shè)備指令部分描述本設(shè)備所支持的所有指令的定義及指令中包含的信息，設(shè)備參數(shù)部分描述本設(shè)備中指令所用到的參數(shù)信息，設(shè)備返回值部分描述本設(shè)備中對(duì)指令的響應(yīng)信息，設(shè)備狀態(tài)部分描述本設(shè)備的狀態(tài)定義信息，設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)部分供需要將設(shè)備自身或收集到的信息定時(shí)通知到系統(tǒng)中的設(shè)備使用，設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)部分描述提交的數(shù)據(jù)種類及所代表的意義。設(shè)備描述文件是家用電器用來描述自身信息，功能和命令等相關(guān)信息的二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)。它是家用電器接入家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)的接口，任何按照此規(guī)范實(shí)現(xiàn)此接口的終端設(shè)備即可無差別的接入家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的智能管理。 通過此接口規(guī)范，也使家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)在對(duì)家用電器的管理和操作上擺脫對(duì)設(shè)備的不同類型的依賴。設(shè)備描述文件是本發(fā)明專門定義的，是將數(shù)字化電器設(shè)備形成可被軟件系統(tǒng)處理的規(guī)范和依據(jù)。它不但包含了設(shè)備固有的信息如設(shè)備名稱，廠家及型號(hào)等，還包含了設(shè)備特有的信息如功能，命令和狀態(tài)信息等。不同的設(shè)備的信息是各不相同的，指令和功能也不盡相同，通過此描述文件規(guī)范的指導(dǎo)，本發(fā)明可以將設(shè)備的自身信息，指令和功能按照本系統(tǒng)固定的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)能統(tǒng)一處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)將依據(jù)此統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完成對(duì)各種不同設(shè)備的統(tǒng)一管理和控制。為使系統(tǒng)具有兼容性和擴(kuò)展性，在設(shè)備描述文件中，本發(fā)明定義了相關(guān)系統(tǒng)信息， 比如版本信息等，以及為系統(tǒng)預(yù)留了保留字段。這樣可以使系統(tǒng)適應(yīng)未來新電器設(shè)備的加入，也保持對(duì)過時(shí)的電器設(shè)備良好的兼容性。設(shè)備描述文件置身于控制系統(tǒng)外部與家用電器連接的硬件通信模塊中，它可以在設(shè)備出廠時(shí)期進(jìn)行設(shè)定，也可以在后期寫入硬件通信模塊中。它本身單獨(dú)是無法完成相應(yīng)功能應(yīng)用的，它必須在設(shè)備加入系統(tǒng)中時(shí)通過系統(tǒng)提供的注冊(cè)功能，在系統(tǒng)中進(jìn)行注冊(cè)。注冊(cè)完成后，系統(tǒng)即可通過它與其相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行通信。通過此規(guī)范的制定，保證了系統(tǒng)不受千變?nèi)f化的設(shè)備種類型號(hào)的干擾，可以與各種不同的設(shè)備進(jìn)行智能交流。設(shè)備描述文件主要由設(shè)備信息，設(shè)備指令，設(shè)備參數(shù)，設(shè)備返回值，設(shè)備狀態(tài)及設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)六部分組成。
設(shè)備信息部分描述設(shè)備的廠家信息，類型，型號(hào)等設(shè)備的基本信息。設(shè)備指令部分描述本設(shè)備所支持的所有指令的定義及指令中包含的信息。設(shè)備參數(shù)部分描述本設(shè)備中指令所用到的參數(shù)信息。設(shè)備返回值部分描述本設(shè)備中對(duì)指令的響應(yīng)信息。設(shè)備狀態(tài)部分描述本設(shè)備的狀態(tài)定義信息。設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)部分主要供需要將設(shè)備自身或收集到的信息定時(shí)通知到系統(tǒng)中的設(shè)備使用，它主要描述提交的數(shù)據(jù)種類及所代表的意義。對(duì)于各種家用電器來說，根據(jù)上面六部分構(gòu)成的設(shè)備描述文件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電器設(shè)備功能的全面覆蓋。設(shè)備的每種功能都是可以通過1條或多條指令得以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行的。而對(duì)每條指令來說，根據(jù)設(shè)備描述文件，我們即可知道此指令有沒有參數(shù)，參數(shù)有什么類型，是單個(gè)值還是范圍值等，還可知道這條指令有沒有返回值，它的返回值是什么，代表的是什么意義，以及此指令執(zhí)行后設(shè)備所對(duì)應(yīng)的是什么狀態(tài)。如圖5所示?？刂葡到y(tǒng)外部的硬件通信模塊中軟件集成有數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、硬件設(shè)備交互模塊，控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊利用數(shù)據(jù)接收發(fā)送模塊進(jìn)行通信數(shù)據(jù)的收發(fā)；所述數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)處理成向控制系統(tǒng)發(fā)送所需要的數(shù)據(jù)格式， 以及將數(shù)據(jù)解析為家用電器能處理的指令信息；硬件設(shè)備交互模塊負(fù)責(zé)與家用電器控制板的接口進(jìn)行交互，將指令提交給家用電器以及獲取家用電器的信息。用戶通過控制系統(tǒng)操作界面發(fā)送操作指令，根據(jù)通信協(xié)議將進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝，并按照要求通過控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊向外傳播，與家用電器通訊連接的硬件通信模塊接收到數(shù)據(jù)后，同樣根據(jù)通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，將轉(zhuǎn)化后的指令數(shù)據(jù)提交給家用電器，從而達(dá)到控制家用電器的目的；家用電器對(duì)指令的應(yīng)對(duì)信息及其他狀態(tài)信息經(jīng)過數(shù)據(jù)封裝發(fā)送給控制終端，控制終端利用通信協(xié)議里的對(duì)應(yīng)的設(shè)備描述信息完成數(shù)據(jù)解析，并將相關(guān)信息展示到界面中，反饋給用戶。如圖6所示。控制系統(tǒng)本身即是一個(gè)控制終端設(shè)備的智能終端，也可以是集群網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)控制系統(tǒng)可以控制與它連接的終端設(shè)備，同時(shí)也可以控制連接在它下面的控制系統(tǒng)，稱之為子節(jié)點(diǎn)，從而控制連接在這些子節(jié)點(diǎn)上的終端設(shè)備，另外它也可以作為子節(jié)點(diǎn)而被更上一層的節(jié)點(diǎn)所管理，構(gòu)成一個(gè)可無限擴(kuò)大化的網(wǎng)狀集群網(wǎng)絡(luò)。任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以作為控制系統(tǒng)的管理入口，便于分層管理和安全控制。
權(quán)利要求
1.一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括有多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的控制系統(tǒng)，每個(gè)控制系統(tǒng)中設(shè)置有硬件通信模塊，每個(gè)控制系統(tǒng)外部均對(duì)應(yīng)設(shè)置有多個(gè)與家用電器控制板通訊連接的硬件通信模塊，每個(gè)控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊分別與其對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊通訊連接，多個(gè)控制系統(tǒng)之間相互通訊連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)控制系統(tǒng)分別作為控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括作為嵌入式平臺(tái)的控制與處理CPU芯片、嵌入所述控制與處理CPU芯片的TOB服務(wù)器、 位于控制系統(tǒng)中接入所述控制與處理CPU芯片的硬件通信模塊，所述控制與處理CPU芯片的IO 口作為通信接口，控制與處理CPU芯片的部分IO 口還預(yù)留為擴(kuò)展接口，多個(gè)控制系統(tǒng)通過各自的控制與處理CPU芯片的通信接口相互通訊連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，所述控制與處理 CPU芯片總線端接入有以太網(wǎng)接口，控制與處理CPU芯片ADC接口接入有觸摸屏，控制與處理CPU芯片上還接入有動(dòng)、靜態(tài)存儲(chǔ)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊、位于控制系統(tǒng)外部與家用電器控制板通訊連接的硬件通信模塊結(jié)構(gòu)相同，所述硬件通信模塊包括模塊控制器，接入模塊控制器的通訊模塊，所述控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊通過其模塊控制器與所述控制與處理CPU芯片通訊連接，控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊通過其通訊模塊與所述控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊的通訊模塊通訊連接，控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊通過其模塊控制器與家用電器控制板通訊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述硬件通信模塊中，模塊控制器為單片機(jī)構(gòu)成的MCU，通訊模塊為ZigBee無線通訊模塊，所述單片機(jī)與 ZigBee無線通訊模塊通過SPI或者串口通訊連接。
5.一種家用電器智能監(jiān)控方法，其特征在于在所述控制系統(tǒng)、硬件通信模塊、家用電器相互通訊構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)定數(shù)據(jù)通信協(xié)議，控制系統(tǒng)的WEB服務(wù)器中軟件設(shè)定有在觸摸屏上顯示的操作界面，用戶通過所述操作界面查看和管理家用電器，并通過操作界面向WEB 服務(wù)器輸入操作指令；WEB服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)通信協(xié)議將操作指令轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式后，將數(shù)據(jù)交給控制與處理CPU芯片處理，控制與處理CPU芯片將處理后的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)通信協(xié)議封裝后發(fā)送至控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊；所述控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊將封裝后的數(shù)據(jù)根據(jù)其目標(biāo)地址發(fā)送至對(duì)應(yīng)終端設(shè)備的硬件通信模塊，該硬件通信模塊根據(jù)通信協(xié)議將數(shù)據(jù)進(jìn)行解封后轉(zhuǎn)化為家用電器的相關(guān)指令來與家用電器進(jìn)行通信；所述的通信協(xié)議在系統(tǒng)中定義為設(shè)備描述文件，所述設(shè)備描述文件是用于描述不同家用電器信息的數(shù)據(jù)文件，包括設(shè)備的基本信息，指令信息，參數(shù)信息，返回值信息及狀態(tài)信息等，此設(shè)備描述文件采用開發(fā)性的數(shù)據(jù)格式，任何家電設(shè)備里面只要根據(jù)此數(shù)據(jù)格式提供自身的設(shè)備描述文件，系統(tǒng)即可根據(jù)此設(shè)備描述文件將該家用電器的信息轉(zhuǎn)換成可被控制系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)， 或者將控制系統(tǒng)的指令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)家用電器能夠接收的指令，來達(dá)到本系統(tǒng)和各種家電設(shè)備通信的目的；不同家用電器的信息，通過控制系統(tǒng)的服務(wù)處理程序，按設(shè)備描述文件轉(zhuǎn)換成可被控制系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)后，再被控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊按數(shù)據(jù)通信協(xié)議封裝并傳送至控制系統(tǒng)的硬件通信模塊，控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊按數(shù)據(jù)通信協(xié)議解封數(shù)據(jù)后，將解封后的數(shù)據(jù)傳送至WEB服務(wù)處理程序，所述TOB服務(wù)處理程序?qū)?shù)據(jù)傳送至觸摸屏進(jìn)行顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種家用電器智能監(jiān)控方法，其特征在于所述控制系統(tǒng)的控制與處理CPU芯片中軟件集成有內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊、數(shù)據(jù)處理子模塊，控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊中軟件集成有外部數(shù)據(jù)傳輸子模塊；用戶通過操作界面向WEB服務(wù)器輸入操作指令，所述WEB服務(wù)器對(duì)操作指令進(jìn)行處理并按數(shù)據(jù)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成相應(yīng)格式后，通過串口或USB 口交給控制與處理CPU芯片的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊；所述內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊將接收的數(shù)據(jù)交給數(shù)據(jù)處理子模塊處理，同時(shí)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)處理子模塊中的數(shù)據(jù)發(fā)送到串口或USB 口中；所述數(shù)據(jù)處理子模塊負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)通信協(xié)議解封成對(duì)應(yīng)的格式，交給內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸子模塊處理，或?qū)?shù)據(jù)封裝成對(duì)應(yīng)的格式，發(fā)送到所述外部數(shù)據(jù)傳輸子模塊中；所述外部數(shù)據(jù)傳輸子模塊負(fù)責(zé)與控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊通過無線方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種家用電器智能監(jiān)控方法，其特征在于所述控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)卡利用有線網(wǎng)或無線網(wǎng)連接在^itenet網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)中，在網(wǎng)絡(luò)中，控制系統(tǒng)可以進(jìn)行集群式部署，多個(gè)控制系統(tǒng)可以組合在一起構(gòu)成控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)控制系統(tǒng)都為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以管理自身和其對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)，也可以被當(dāng)作子節(jié)點(diǎn)來管理。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種家用電器智能監(jiān)控方法，其特征在于所述控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊中軟件集成有數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、硬件設(shè)備交互模塊，控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊利用數(shù)據(jù)接收發(fā)送模塊進(jìn)行通信數(shù)據(jù)的收發(fā)；所述數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)處理成向控制系統(tǒng)發(fā)送所需要的數(shù)據(jù)格式，以及將數(shù)據(jù)解析為家用電器能處理的指令信息；硬件設(shè)備交互模塊負(fù)責(zé)與家用電器控制板的接口進(jìn)行交互，將指令提交給家用電器以及獲取家用電器的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種家用電器智能監(jiān)控方法，其特征在于所述設(shè)備描述文件是將數(shù)字化家用電器形成可被軟件系統(tǒng)處理的規(guī)范和依據(jù)，設(shè)備描述文件包含了設(shè)備固有的信息，還包含了設(shè)備特有的信息；設(shè)備描述文件由設(shè)備信息，設(shè)備指令，設(shè)備參數(shù)，設(shè)備返回值，設(shè)備狀態(tài)及設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)六部分組成，所述設(shè)備信息部分描述設(shè)備的基本信息，設(shè)備指令部分描述本設(shè)備所支持的所有指令的定義及指令中包含的信息，設(shè)備參數(shù)部分描述本設(shè)備中指令所用到的參數(shù)信息，設(shè)備返回值部分描述本設(shè)備中對(duì)指令的響應(yīng)信息，設(shè)備狀態(tài)部分描述本設(shè)備的狀態(tài)定義信息，設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)部分供需要將設(shè)備自身或收集到的信息定時(shí)通知到系統(tǒng)中的設(shè)備使用，設(shè)備主動(dòng)提交數(shù)據(jù)部分描述提交的數(shù)據(jù)種類及所代表的意義。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種家用電器智能監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。本發(fā)明系統(tǒng)包括有多個(gè)控制系統(tǒng)，每個(gè)控制系統(tǒng)中有硬件通信模塊，每個(gè)控制系統(tǒng)外部的硬件通信模塊分別與其對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)中的硬件通信模塊通訊連接，多個(gè)控制系統(tǒng)構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明方法采用控制系統(tǒng)作為控制終端，多個(gè)控制系統(tǒng)構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)對(duì)多種類多數(shù)量的家用電器進(jìn)行智能控制，用戶通過觸摸屏，或者是控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定。本發(fā)明可以通過多個(gè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展對(duì)數(shù)量、種類較多的家用電器同時(shí)進(jìn)行智能控制。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102346463SQ201110157889
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者劉青, 周昊, 樊成功, 賈冀 申請(qǐng)人:合肥華美信息技術(shù)有限公司