專利名稱：樓宇空調自動監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能家居領域，具體涉及一種樓宇空調自動監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術：
ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低數據、低成本的無線網絡技術，主要用于近距離的無線連接傳輸。它依據IEEE802. 15. 4標準，在數千個微小的傳感器之間相互協(xié)調實現通信。這種技術在樓宇自動化、工業(yè)監(jiān)控領域具有非常廣闊的市場空間。樓宇自動化管理系統(tǒng)由各類相關又獨立的子系統(tǒng)構成，最基本的子系統(tǒng)是能源控制管理子系統(tǒng)和安防管理子系統(tǒng)。能源管理子系統(tǒng)的功能主要是對空調、照明、供水等應用的管理，以使在控制成本的基礎上實現樓宇內舒適的工作環(huán)境。系統(tǒng)這些功能的實現需要獲得大量環(huán)境數據作為調控基礎，現階段這些數據主要依靠各種功能的傳感器獲得。隨著環(huán)境監(jiān)測功能的增多，所需的傳感器數量也急劇增加。使用有線傳感器組成的監(jiān)測網絡布線量大、安裝和維護費用高、可靠性差，并且在復雜建筑物中的某些地方無法布線。而無線傳感器監(jiān)測網絡具有耗資小、安裝和維護方便、運行和更新費用低等優(yōu)點，相對有線傳感器網絡，在樓宇內的空調自動監(jiān)控系統(tǒng)具有更好的應用前景。
發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明結合無線傳感器網絡技術和ZigBee無線協(xié)議技術，設計一種樓宇空調自動監(jiān)控系統(tǒng)。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種樓宇空調自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括溫濕度采集模塊、空調控制模塊、路由節(jié)點、協(xié)調器、GPRS模塊、有線網絡，微處理器，所述溫濕度采集模塊、空調控制模塊與路由節(jié)點連接；
所述的溫濕度傳感器通過IIC總線與微處理器相連接，用于溫濕度信號的采集； 所述的GPRS模塊與微處理器相連接，用于微處理器與無線網絡的通信； 所述的協(xié)調器用于協(xié)調整個網絡以及與中央控制點的通信。本發(fā)明的第一優(yōu)選方案為，其特征在于溫濕度傳感器包括SHT71。本發(fā)明的第二優(yōu)選方案為，其特征在于所述的路由節(jié)點采用TI公司的CC2430， 包含一個CCM20射頻收發(fā)器和一個8051微處理器。本發(fā)明的第三優(yōu)選方案為，其特征在于所述的協(xié)調器采用Chipcon公司生產的符合2. 4GHz IEEES02. 15. 4標準的射頻收發(fā)器CC2420。本發(fā)明的第四優(yōu)選方案為，其特征在于GPRS模塊包括GPRS1090。本發(fā)明的第五優(yōu)選方案為，其特征在于所述的微處理器包括ARM11-S3C6410處理器。本發(fā)明的技術構思是在該系統(tǒng)中，樓宇中的每個房間都安裝有一個無線智能傳感器節(jié)點，組成傳感器網絡。每個無線傳感器節(jié)點包括一個溫濕度傳感器，一個空調控制器。控制人員可通過手機指令或
者hternet向傳感器網絡發(fā)出控制要求，整個傳感器網絡自動組網完成上述溫濕度傳感與對空調的控制。自動組網的要求是，按照某種組網算法，系統(tǒng)中任意一個節(jié)點均有可能成為中心匯聚節(jié)點，該匯聚節(jié)點接收指令并發(fā)送回饋信息，并與其他節(jié)點交換信息。若該中心匯聚節(jié)點被關閉，則網絡自動按照算法推舉其他節(jié)點繼任匯聚節(jié)點，繼續(xù)完成對整個系統(tǒng)的監(jiān)控任務。本發(fā)明的技術優(yōu)勢實現了節(jié)能、可靠的樓宇空調自動控制，提出了一種基于混合式拓撲結構的ZigBee無線網絡系統(tǒng)。下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步描述。
圖1為本實施例整體框圖。圖2為本實施例主程序流程圖。圖3為本實施例溫濕度傳感器節(jié)點流程圖。圖4為本實施例ZigBee網關程序流程圖。圖5為本實施例微處理器與有線網絡模塊連接示意圖。
具體實施例方式參照圖1所示。本發(fā)明采用了以ARMll處理器作為CPU，CPU的功能包括傳感器信息的處理及與用戶之間的交互。圖2是本實施例主程序流程圖。首先進行初始化，然后進行ZigBee
組網，組建一個完整的zigbee網狀網絡包括兩個步驟網絡初始化、節(jié)點加入網絡，其中節(jié)點加入網絡又包括兩個步驟通過與協(xié)調器連接入網和通過已有父節(jié)點入網。Zigbee 網絡的建立是由網絡協(xié)調器發(fā)起的，任何一個zigbee節(jié)點要組建一個網絡必須要滿足以下兩點要求1.節(jié)點是FFD節(jié)點，具備zigbee協(xié)器的能力；2.節(jié)點還沒有與其他網絡連接，當節(jié)點已經與其他網絡連接時，此節(jié)點只能作為該網絡的子節(jié)點，因為一個zigbee網絡中有且只有一個網絡協(xié)調器。組網后用戶可設定報警閾值，之后各傳感器節(jié)點開始工作，將溫濕度數據發(fā)送給微處理器進行處理，若采集到的數據超過閾值則微處理器通過GPRS
給手機發(fā)送報警短信。用戶可通過短信或hternet給微處理器發(fā)送控制命令，使空調按照用戶的要求進行工作。圖3為本實施例溫濕度傳感器節(jié)點流程圖。首先節(jié)點等待加入ZigBee網絡，加入后溫濕度采集定時器啟動，溫濕度參數進行周期性的采集并將其發(fā)送出去。圖4為本實施例ZigBee網關程序流程圖。自動組網的要求是，按
照某種組網算法，系統(tǒng)中任意一個節(jié)點均有可能成為中心匯聚節(jié)點，該匯聚節(jié)點接收指令并發(fā)送回饋信息，并與其他節(jié)點交換信息。若該中心匯聚節(jié)點被關閉，則網絡自動按照算法推舉其他節(jié)點繼任匯聚節(jié)點，繼續(xù)完成對整個系統(tǒng)的監(jiān)控任務。圖5為本實施例微處理器與有線網絡模塊連接示意圖。MAC控制器和PHY的連接是通過Mil、RMII等接口實現的。在IEEE802協(xié)議標準系列中，數據鏈路層包括LLC和MAC 兩個子層。其中MAC負責完成數據幀的封裝、解封、發(fā)送和接收功能。物理層PHY的結構隨
4著傳輸速率的不同而有一定差異。MII是連接數據鏈路層和物理層的接口。根據協(xié)議，要求 MII接口具有的功能有數據和幀分隔符的讀/寫時鐘同步；提供獨立的讀/寫數據通道； 為MAC層和PHY層提供相應的管理以及支持全雙工模式，對于IOBaseTest等網絡，從以太網PHY芯片輸出的是傳輸所需的差分信號。但是，還需要一個網絡隔離變壓器，網絡隔離變壓器可起到抑制共模干擾、隔離線路以及阻抗匹配等作用。ZigBee定義了 3種設備類型 協(xié)調器、路由節(jié)點和終端節(jié)點，其中終端節(jié)點不具有路由功能，在不發(fā)射和接收數據時可以休眠。以此為基礎，ZigBee網絡構建了 3種拓撲結構星型拓撲、網狀拓撲、和樹狀拓撲、星狀拓撲中，所有端節(jié)點都和唯一的路由節(jié)點通信，終端節(jié)點之間的通信需要通過路由節(jié)點的轉發(fā)；樹形拓撲是多個星狀拓撲的集合；網狀拓撲中，任意兩個設備在有效通信距離內都能直接互相通信，節(jié)點有多條路徑到達其他節(jié)點，有自組織、自修復的能力，當某條鏈路發(fā)生故障時，節(jié)點能尋找到其他路徑進行傳輸，但是星狀網絡功耗較大，因為節(jié)點需要不斷監(jiān)聽網絡路徑信息，長時間處于工作狀態(tài)。為延長節(jié)點的使用壽命和簡化網絡復雜性，系統(tǒng)終端節(jié)點和路由節(jié)點采用星型拓撲，而路由節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點采用網狀拓撲。
權利要求
1.一種樓宇空調自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括溫濕度采集模塊、空調控制模塊、路由節(jié)點、協(xié)調器、GPRS模塊、有線網絡，微處理器，所述溫濕度采集模塊、空調控制模塊與路由節(jié)點連接；所述的溫濕度傳感器通過IIC總線與微處理器相連接，用于溫濕度信號的采集；所述的GPRS模塊與微處理器相連接，用于微處理器與無線網絡的通信；所述的協(xié)調器用于協(xié)調整個網絡以及與中央控制點的通信。
2.根據權利要求1所述的一種樓宇空調自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于溫濕度傳感器包括 SHT71。
3.根據權利要求1所述的一種樓宇空調自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的路由節(jié)點采用TI公司的CCM30，包含一個CCM20射頻收發(fā)器和一個8051微處理器。
4.根據權利要求1所述的一種樓宇空調自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的協(xié)調器采用Chipcon公司生產的符合2. 4GHz IEEES02. 15. 4標準的射頻收發(fā)器CCM20。
5.根據權利要求1所述的一種樓宇空調自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于GPRS模塊包括 GPRS1090o
6.根據權利要求1所述的一種樓宇空調自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的微處理器包括ARM11-S3C6410處理器。
全文摘要
本發(fā)明為實現樓宇內的空調自動管理而設計的一種無線傳感網絡系統(tǒng)。其中包括溫濕度采集模塊、空調控制模塊、路由節(jié)點、協(xié)調器、GPRS模塊、有線網絡，微處理器。所述溫濕度采集模塊用于采集室內溫濕度信息；所述空調控制模塊用于空調的控制；所述路由節(jié)點用于對接收到的數據或命令進行信號加強后找到最佳路徑之后再轉發(fā)；所述協(xié)調器用于網絡的建立、維持和管理；所述的有線網絡用于ARM微處理器與有線網絡的通信；所述微處理器用于空調信息的處理。本發(fā)明具有靈活、可靠性高、智能的特點。
文檔編號G05B19/418GK102393701SQ20111030923
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權日2011年10月13日
發(fā)明者鄒雅嫻 申請人:無錫大麥創(chuàng)意設計有限公司