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一種用于智能家居的usb橋接器、usb控制系統(tǒng)和方法

文檔序號(hào):8498661閱讀:449來源:國(guó)知局
一種用于智能家居的usb橋接器、usb控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線控制技術(shù)領(lǐng)域,具體是指一種用于智能家居的USB橋接器、USB控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能家居是以住宅為平臺(tái),利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成,構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng),提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性,并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。
[0003]智能家居一般包括前端設(shè)備和網(wǎng)關(guān),其中網(wǎng)關(guān)用于將前端設(shè)備采樣到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù),并通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊如TCP/IP通信模塊發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)或智能電子設(shè)備如智能手機(jī)、平板電腦等,也可將來自物聯(lián)網(wǎng)或智能電子設(shè)備的控制信號(hào)通過WIFI發(fā)送至對(duì)應(yīng)的前端設(shè)備,以使得前端設(shè)備執(zhí)行相關(guān)功能。由此可見,現(xiàn)有的智能家居必須配置特定的網(wǎng)關(guān),兼容性差、成本較高,且體積較大,不利于智能家居系統(tǒng)應(yīng)用到普通家庭。
[0004]而目前Z_Wave技術(shù)憑借其成本低、功耗低、安全可靠等適于網(wǎng)絡(luò)短距離無線通信的優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于智能家居控制系統(tǒng)中。但現(xiàn)有技術(shù)中仍未有一種可借助現(xiàn)有的智能電子設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)采樣或控制Z_Wave前端設(shè)備的成本低、兼容性好、應(yīng)用靈活的智能家居控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)仍需要特定的成本高、兼容性差的網(wǎng)關(guān)才能對(duì)前端的Z_Wave從設(shè)備進(jìn)行采樣或控制,本發(fā)明的目的旨在提供一種用于智能家居的USB橋接器,其成本低、兼容性好、應(yīng)用靈活便捷。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種用于智能家居的USB橋接器,與上位機(jī)連接用作智能家居的控制主機(jī),所述智能家居采用Z_Wave網(wǎng)絡(luò)通信,所述USB橋接器包括Z_Wave通信單元、電源管理單元、第一 USB接口單元、存儲(chǔ)單元以及低電壓檢測(cè)單元;所述USB橋接器的Z_Wave通信單元包括型號(hào)為SD3402的Z_Wave芯片U2,所述Z_Wave通信單元用于將所述控制主機(jī)并入所述Z_Wave網(wǎng)絡(luò);所述第一 USB接口單元用于為所述Z_Wave通信單元與上位機(jī)之間提供通信接口 ;所述電源管理單元用于根據(jù)所述第一 USB接口單元所接入的輸入電源,為所述第一 USB接口單元、存儲(chǔ)單元、Z_ffave通信單元以及低電壓檢測(cè)單元輸出穩(wěn)定的工作電壓;所述低電壓檢測(cè)單元用于檢測(cè)所述電源管理單元的輸出電壓值是否正常;所述存儲(chǔ)單元用于所述Z_ffave通信單元的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
[0007]本發(fā)明還提供一種用于智能家居的USB控制系統(tǒng),其包括上述所述的用于智能家居的USB橋接器,還包括燈光控制器和上位機(jī);所述上位機(jī)包括第二 USB接口單元、信號(hào)處理單元以及上位機(jī)應(yīng)用界面;所述燈光控制器包括Z_Wave通信單元,與若干個(gè)燈具連接;所述上位機(jī)的上位機(jī)應(yīng)用界面用于為所述USB控制系統(tǒng)提供人機(jī)交互界面,并將輸入的控制信號(hào)發(fā)送給所述信號(hào)處理單元;所述上位機(jī)的信號(hào)處理單元用于處理接收到的控制信號(hào),并將處理得到的控制信號(hào)經(jīng)過所述第二 USB接口發(fā)送給所述USB橋接器;所述USB橋接器通過第一 USB接口單元接收上位機(jī)發(fā)送的控制信號(hào),并傳送給Z_Wave通信單元,而Z_Wave通信單元用于將接收到的控制信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式處理,并通過Z_Wave網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給燈光控制器的Z_Wave通信單元;所述燈光控制器的Z_Wave通信單元用于接收并解析控制信號(hào),并控制所述燈具的開關(guān)或亮度調(diào)節(jié)。
[0008]更優(yōu)地,所述上位機(jī)還包括WIFI通信單元,所述USB控制系統(tǒng)還包括可與上位機(jī)進(jìn)行WIFI通信的智能手機(jī);所述智能手機(jī)用于為所述USB控制系統(tǒng)提供人機(jī)交互界面,并用于將輸入的控制信號(hào)通過WIFI發(fā)送給所述上位機(jī);所述上位機(jī)用于通過所述WIFI通信單元接收控制信號(hào);所述上位機(jī)的WIFI通信單元用于接收所述智能手機(jī)所發(fā)送的控制信號(hào),并傳送給所述信號(hào)處理單元。
[0009]更優(yōu)地,所述USB控制系統(tǒng)還包括信號(hào)放大器,所述信號(hào)放大器設(shè)于USB橋接器與燈光控制器之間,用于放大USB橋接器與燈光控制器之間的傳輸信號(hào)。
[0010]本發(fā)明還提供一種用于智能家居的USB控制方法,包括以下步驟:
[0011 ] 在上位機(jī)的上位機(jī)界面中,輸入燈光控制命令;
[0012]上位機(jī)的信號(hào)處理單元獲取在上位機(jī)界面輸入的燈光控制命令,并對(duì)該燈光控制命令進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,再通過上位機(jī)的第二 USB接口單元和USB橋接器的第一 USB接口單元將處理后的燈光控制命令發(fā)送給USB橋接器的Z_Wave通信單元;
[0013]ZJIave通信單元對(duì)接收到的燈光控制命令進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,打包為適于Z_Wave網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)格式,通過Z_Wave網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給燈光控制器;
[0014]燈光控制器的Z_Wave通信單元通過Z_Wave網(wǎng)絡(luò)接收燈光控制命令,并解析和執(zhí)行該燈光控制命令,控制與燈光控制器連接的燈具的開關(guān)狀態(tài)或燈光亮度。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:USB橋接器可通過USB接口靈活地連接到帶有USB接口的上位機(jī),即可作為Z_Wave網(wǎng)絡(luò)的控制主機(jī);且應(yīng)用該USB橋接器的USB控制系統(tǒng)中,智能手機(jī)還可通過WIFI與上位機(jī)連接,通過上位機(jī)間接地靈活控制燈光控制器。且本發(fā)明的成本低、兼容性好、應(yīng)用靈活便捷,易于智能家居控制系統(tǒng)普及應(yīng)用到普通家庭。
【附圖說明】
[0016]圖1為包括USB橋接器的USB控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖;
[0017]圖2為USB橋接器的Z_Wave通信單元的電路原理圖;
[0018]圖3為USB橋接器的電源管理單元的電路原理圖;
[0019]圖4為USB橋接器的第一 USB接口單元的電路原理圖;
[0020]圖5為USB橋接器的存儲(chǔ)單元的電路原理圖;
[0021]圖6為USB橋接器的低電壓檢測(cè)單元的電路原理圖;
[0022]圖7為本發(fā)明的信號(hào)放大器的結(jié)構(gòu)框圖;
[0023]圖8為本發(fā)明的信號(hào)放大器的數(shù)據(jù)輸入模塊電路圖;
[0024]圖9為本發(fā)明的信號(hào)放大器的電源轉(zhuǎn)換模塊電路圖;
[0025]圖10為本發(fā)明的信號(hào)放大器的信號(hào)放大模塊電路圖;
[0026]圖11為本發(fā)明的信號(hào)放大器的中斷電路圖;
[0027]圖12為本發(fā)明的信號(hào)放大器的閃存模塊電路的電路圖圖;
[0028]圖13為本發(fā)明的信號(hào)放大器的z-wave信號(hào)處理模塊電路圖;
[0029]圖14為本發(fā)明的信號(hào)放大器的電壓調(diào)整電路的電路圖;
[0030]圖15為本發(fā)明的信號(hào)放大器的天線ANTl電路圖。
[0031]附圖標(biāo)記:10 — USB橋接器,ll—Z_Wave通信單元,111—Z_ffave信號(hào)處理單元,112一Z_ffave數(shù)據(jù)收發(fā)單元,12一電源管理單元,13一第一 USB接口單元,14一存儲(chǔ)單元,15一低電壓檢測(cè)單兀,20一燈光控制器,21 一Z_ffave通彳目單兀,30一上位機(jī),31—第一.USB接口單元,32—信號(hào)處理單元,33—上位機(jī)應(yīng)用界面,34—WIFI通信單元,40—智能手機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
[0033]實(shí)施例一:
[0034]如圖1所示,本實(shí)施例提供一種用于智能家居的USB橋接器10,與上位機(jī)30連接用作智能家居的控制主機(jī),智能家居采用Z_Wave網(wǎng)絡(luò)通信。USB橋接器10包括Z_Wave通信單元11、電源管理單元12、第一 USB接口單元13、存儲(chǔ)單元14以及低電壓檢測(cè)單元15。
[0035]USB橋接器10的Z_Wave通信單元11包括Z_Wave信號(hào)處理單元111和Z_Wave數(shù)據(jù)收發(fā)單元112,用于將控制主機(jī)并入Z_Wave網(wǎng)絡(luò)。Z_Wave信號(hào)處理單元111包括型號(hào)為SD3402的Z_Wave芯片U2,通過第一 USB接口單元13與上位機(jī)30通信。Z_Wave數(shù)據(jù)收發(fā)單元112為Z_Wave信號(hào)處理單元111提供Z_Wave網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)的通道。
[0036]第一 USB接口單元13用于為Z_Wave通信單元11與上位機(jī)30之間提供通信接口。
[0037]電源管理單元12用于根據(jù)第一 USB接口單元13所接入的輸入電源,為第一 USB接口單元13、存儲(chǔ)單元14、Z_Wave通信單元11以及低電壓檢測(cè)單元15輸出穩(wěn)定的工作電壓,即提供數(shù)字電源VDD和模擬電源AVDD。
[0038]低電壓
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