基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置，該裝置主要由服務器端控制模塊、ZigBee通信模塊和終端設備控制模塊組成。裝置引入并實現(xiàn)了一種新的設計方案，即以STM32F103ZET6單片機作為服務器端的核心處理器，選用ENC28J60作為通訊網(wǎng)卡，搭載輕型協(xié)議棧LWIP實現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)遠程數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)控界面數(shù)據(jù)以二進制形式存放于STM32F103ZET6單片機內(nèi)部FLASH中，遠程客戶端在網(wǎng)頁瀏覽器中以HTTP方式實現(xiàn)命令請求，并完成相應監(jiān)控操作；終端設備控制模塊運用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡組成一個中小范圍的無線局域網(wǎng)，實現(xiàn)對局域范圍內(nèi)電器設備的無線控制，與互聯(lián)網(wǎng)真正組成一個高效能、低成本的遠程控制系統(tǒng)。
【專利說明】基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置，它適用于通過互聯(lián)網(wǎng)對遠程電器設備進行實時監(jiān)測與控制等領域。
【背景技術】
[0002]進入21世紀以來，隨著無線通信技術、無線傳感網(wǎng)技術和互聯(lián)網(wǎng)技術等高科技技術的日益成熟，市場上高科技智能產(chǎn)品隨處可見，但大部分還是近距離控制，隨著生活質(zhì)量要求越來越高，人們對各種電子產(chǎn)品的控制不再滿足于近距離，而是希望能遠程控制，例如，智能家居中的智能家電、安防設備等希望能遠程與戶主交互通信，還有一些環(huán)境惡劣，不能人工現(xiàn)場操作的場合，就更需要智能遠程控制。遠程控制的關鍵技術在于如何解決現(xiàn)場設備的網(wǎng)絡接入問題，目前市場上的智能遠程控制產(chǎn)品大部分以定制控制終端和通信協(xié)議為主，服務器完全依賴于PC機，功能雖完備，但安裝使用不便，通用性差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是:目前市場上的智能遠程控制產(chǎn)品大部分以定制控制終端和通信協(xié)議為主，服務器完全依賴于PC機，功能雖完備，但安裝使用不便，通用性差。我們的作品解決了在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)網(wǎng)絡功能的問題，服務器可以脫離PC機呈獨立運行狀態(tài)，簡化了智能家居遠程監(jiān)控的使用環(huán)節(jié)，消減了硬件成本，使之進入普通百姓家庭成為可能。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置主要由服務器端控制模塊、ZigBee通信模塊和終端設備控制模塊組成。裝置引入并實現(xiàn)了一種新的設計方案，即以STM32F103ZET6單片機作為服務器端的核心處理器，選用ENC28J60作為通訊網(wǎng)卡，搭載輕型協(xié)議棧LWIP實現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)遠程數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)控界面數(shù)據(jù)以二進制形式存放于STM32F103ZET6單片機內(nèi)部FLASH中，遠程客戶端在網(wǎng)頁瀏覽器中以HTTP方式實現(xiàn)命令請求，并完成相應監(jiān)控操作；終端設備控制模塊運用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡組成一個中小范圍的無線局域網(wǎng)，實現(xiàn)對局域范圍內(nèi)電器設備的無線控制，與互聯(lián)網(wǎng)真正組成一個高效能、低成本的遠程控制系統(tǒng)。
[0005]進一步的，為實現(xiàn)服務器端處理控制功能，所述的服務器端控制模塊選用STM32F103ZET6為主控芯片，以JTAG方式進行在線下載與仿真調(diào)試，人機交互器件選用TFT觸摸屏，選用云臺攝像頭進行實時監(jiān)控，并將海量數(shù)據(jù)存儲于SD卡，IP層到數(shù)據(jù)鏈路層的通信選用ENC28J60網(wǎng)卡芯片，以RJ-45網(wǎng)線連接到互聯(lián)網(wǎng)，由傳感器模塊感知服務器端所處的環(huán)境狀況，所述的傳感器模塊主要包括煙霧傳感器、溫濕度傳感器和光敏傳感器感，煙霧傳感器選用MQ-2型氣敏元件，溫濕度傳感器選用DHTll芯片，光敏傳感器模塊選用CDS光敏電阻器。
[0006]進一步的，為了實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的無線傳輸，所述的ZigBee通信模塊選用MC13211為主控芯片，選用65344-21作為RF前端芯片，通過ZigBee網(wǎng)絡編址算法及路由協(xié)議，使得一定局域范圍內(nèi)分散的電器設備構成一個自適應動態(tài)拓撲的無線傳感網(wǎng)絡，組網(wǎng)方式靈活，便于移植。
[0007]進一步的，為了實現(xiàn)對終端設備的控制，所述的終端設備控制模塊選用STC89C52RC為主控芯片，實現(xiàn)ZigBee模塊與STC89C52RC單片機的交互，通過繼電器模塊實現(xiàn)STC89C52RC單片機與終端設備的交互，所述的繼電器選用型號為SONGLESRD-5VDC-SL-C的電磁繼電器。
[0008]本實用新型主要技術創(chuàng)新點是:
[0009]I)為了使WEB服務器完全脫離PC機，提高產(chǎn)品使用的便捷性和靈活性，本文將嵌入式網(wǎng)絡技術引入到智能家居遠程監(jiān)控領域，提出了將LwIP協(xié)議棧添加到STM32F103ZET6微處理器的Flash中，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡通信的功能中；
[0010]2)提出了適用于局域無線控制的ZigBee網(wǎng)絡編址算法及路由協(xié)議，使得一定局域范圍內(nèi)分散的電器設備構成一個自適應動態(tài)拓撲的無線傳感網(wǎng)絡，組網(wǎng)方式靈活，便于移植。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:
[0012]圖1是本實用新型的基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置優(yōu)選實施例的系統(tǒng)框圖；
[0013]圖2是本實用新型的基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置一服務器端控制模塊優(yōu)選實施例的硬件結構示意圖；
[0014]圖3是本實用新型的基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置一終端設備控制模塊優(yōu)選實施例的硬件結構示意圖；
[0015]圖4是本實用新型的基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置-ZigBee通信模塊優(yōu)選實施例的硬件結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。
[0017]圖1是基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置的服務器端控制模塊、ZigBee通信模塊和終端設備控制模塊三部分的功能關系圖。
[0018]圖2是服務器端控制模塊硬件結構示意圖，主控芯片選用STM32F103ZET6，在線下載與仿真調(diào)試選用JTAG方式，人機交互器件選用TFT觸摸屏，現(xiàn)場實時監(jiān)控選用云臺攝像頭，海量數(shù)據(jù)存儲選用SD卡，以太網(wǎng)通信選用ENC28J60網(wǎng)卡芯片，與互聯(lián)網(wǎng)連接選用變壓RJ-45網(wǎng)口，由傳感器模塊感知服務器端所處的環(huán)境狀況，煙霧傳感器選用MQ-2型氣敏元件，溫濕度傳感器選用DHTll芯片，光敏傳感器模塊選用⑶S光敏電阻器，這些傳感器與STM32F103ZET6芯片AD通道相連，然后將實時的數(shù)據(jù)值傳輸?shù)娇蛻舳藶g覽器上，并且實時更新。
[0019]圖3是終端設備控制模塊硬件結構示意圖，所述的終端設備控制模塊主控芯片選用STC89C52RC，實現(xiàn)與ZigBee模塊的交互通信，通過繼電器模塊實現(xiàn)STC89C52RC單片機與終端設備的控制，所述的繼電器選用型號為SONGLE SRD-5VDC-SL-C的電磁繼電器。
[0020]圖4是ZigBee通信模塊硬件結構示意圖，主控芯片選用MC13211，RF前端芯片選用65344-21，通過編寫ZigBee網(wǎng)絡編址算法及路由協(xié)議，使得一定局域范圍內(nèi)分散的電器設備構成一個自適應動態(tài)拓撲的無線傳感網(wǎng)絡，組網(wǎng)方式靈活，便于移植；ZigBee通信模塊主要是實現(xiàn)服務器端控制模塊與各個終端設備控制模塊之間的無線通信，相關功能元件和天線集成在一塊電路板上，電路板兩邊各留有18腳的插針，相應的在服務器端控制模塊上留有一個兩排除18針插座，在各個終端設備控制模塊也留有一個兩排除18針插座，以方便ZigBee通信模塊在其上的靈活插拔。
[0021]以上說明書中描述的只是基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置的【具體實施方式】，各種舉例說明不對基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置的實質(zhì)內(nèi)容構成限制，所屬【技術領域】的普通技術人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的【具體實施方式】做修改或變形，而不背離實用新型的實質(zhì)和范圍。
【權利要求】
1.一種基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置，其特征是:裝置主要由服務器端控制模塊、ZigBee通信模塊和終端設備控制模塊組成；裝置引入并實現(xiàn)了一種新的設計方案，即以STM32F103ZET6作為服務器端的核心處理器，選用ENC28J60作為通訊網(wǎng)卡，搭載輕型協(xié)議棧LWIP實現(xiàn)嵌入式以太網(wǎng)遠程數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)控界面數(shù)據(jù)以二進制形式存放于STM32F103ZET6單片機內(nèi)部FLASH中，遠程客戶端在網(wǎng)頁瀏覽器中以HTTP方式實現(xiàn)命令請求，并完成相應監(jiān)控操作；終端設備控制模塊運用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡組成一個中小范圍的無線局域網(wǎng)，實現(xiàn)對局域范圍內(nèi)電器設備的無線控制，與互聯(lián)網(wǎng)組成一個遠程控制系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置，其特征是:所述的服務器端控制模塊選用STM32F103ZET6為主控芯片，以JTAG方式進行在線下載與仿真調(diào)試，人機交互器件選用TFT觸摸屏，選用云臺攝像頭進行實時監(jiān)控，并將圖像數(shù)據(jù)存儲于SD卡，IP層到數(shù)據(jù)鏈路層的通信選用ENC28J60網(wǎng)卡芯片，以RJ-45網(wǎng)線連接到互聯(lián)網(wǎng)，由傳感器模塊感知服務器端所處的環(huán)境狀況，所述的傳感器模塊主要包括煙霧傳感器、溫濕度傳感器和光敏傳感器感，煙霧傳感器選用MQ-2型氣敏元件，溫濕度傳感器選用DHTll芯片，光敏傳感器模塊選用CDS光敏電阻器。
3.如權利要求1所述的基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置，其特征是:ZigBee通信模塊選用MC13211為主控芯片，選用65344-21作為RF前端芯片，在一定局域范圍內(nèi)自動組建無線局域傳感網(wǎng)。
4.如權利要求1所述的基于以太網(wǎng)及ZigBee的遠程智能控制裝置，其特征是:終端設備控制模塊選用STC89C52RC為主控芯片，實現(xiàn)ZigBee模塊與STC89C52RC單片機的交互，通過繼電器模塊實現(xiàn)STC89C52RC單片機與終端設備的交互，所述的繼電器選用型號為SONGLE SRD-5VDC-SL-C 的電磁繼電器。
【文檔編號】G05B19/042GK204086894SQ201420546869
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權日:2014年9月23日
【發(fā)明者】聶章龍, 羅大暉, 聶志華 申請人:常州信息職業(yè)技術學院, 聶章龍