專利名稱：智能家居系統(tǒng)及其中的終端設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能家居系統(tǒng)及其中的終端設(shè)備。
背景技術(shù)：
智能家居主要是指，以住宅為平臺，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)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)，等等，將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成在一起，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)，提升家居的安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán) 保節(jié)能的居住環(huán)境。智能家居系統(tǒng)包含的主要子系統(tǒng)有家居布線系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智 能家居(中央)控制管理系統(tǒng)、家居照明控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、家庭影院 與多媒體系統(tǒng)、家庭環(huán)境控制系統(tǒng)等八大系統(tǒng)。現(xiàn)有的智能家居主要是由智能家居(中央) 控制管理系統(tǒng)與另外七個系統(tǒng)中一個或多個構(gòu)成，而這七個系統(tǒng)都分別只與中央控制系統(tǒng) 聯(lián)絡(luò)，是一個星型結(jié)構(gòu)。這種星型結(jié)構(gòu)的缺點是，擴展性不好，無法自動識別新入網(wǎng)的設(shè)備， 也無法實時得知已離開網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。于是智能家居中還有一類為無線智能家居系統(tǒng)，主要 為ZigBee的智能家庭網(wǎng)絡(luò)，WiFi的家庭網(wǎng)絡(luò)。ZigBee技術(shù)是主要應(yīng)用于自動控制的一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速 率、低成本的雙向無線通信技術(shù)。它主要工作在無須注冊的2.4GHz ISM (Industrial Scientific Medical)頻段，和868MHz頻段?？偣卜峙淞?27個具有3種速率的信道在2. 4 GHz頻段有16個速率為2501ib/s的信道，在915 MHz頻段有10個40 kb/s的信道，在868 MHz頻段有1個20 kb/s的信道。這些信道的中心頻率按如下定義(k為信道數(shù)):
Fc=868. 3MHz, (k=0)
Fc=906MHz+2(k-l)MHz, (k=l，2......10)
Fc=2405MHz+5(k-ll)MHz, (k=ll,12......26)
一個IEEE802. 15. 4可以根據(jù)ISM頻段、可用性、擁擠狀況和數(shù)據(jù)速率在27個信道中選
擇一個工作信道。在組網(wǎng)方式上，ZigBee技術(shù)主要采用了三種組網(wǎng)方式，星型網(wǎng)、對等網(wǎng)及混合網(wǎng)。 在Zigbee組網(wǎng)系統(tǒng)中主要有三種設(shè)備協(xié)調(diào)器(Co-ordinator)，它是啟動和配置網(wǎng)絡(luò)的一 種設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點，一個網(wǎng)絡(luò)只允許有一個協(xié)調(diào)器；路由器(Router)，是一種支持 關(guān)聯(lián)的設(shè)備，能夠?qū)⑾⑥D(zhuǎn)發(fā)到其他設(shè)備，樹型網(wǎng)絡(luò)可以有多個路由器，星型網(wǎng)絡(luò)不支持路 由器；終端設(shè)備(End Device)，執(zhí)行具體功能的設(shè)備。這三種設(shè)備可根據(jù)功能完整性分為全 功能設(shè)備(FFD)和半功能設(shè)備(RFD)。其中，全功能設(shè)備可作為協(xié)調(diào)器，路由器或終端設(shè)備， 而半功能設(shè)備只能作為終端設(shè)備。一個FFD可與多個RFD或多個其他的FFD通信，而一個 RFD只能與一個FFD通信。例如，終端設(shè)備僅與其母節(jié)點(PAN協(xié)調(diào)器或路由器)進(jìn)行通信。 這些終端設(shè)備的功能相對較少，因為它們不需要路由功能。精簡功能設(shè)備(RFD)的一個優(yōu) 點就是棧尺寸明顯要小很多。因此，程序閃存、數(shù)據(jù)存儲器RAM以及閃存要求也大大降低。 這就使得通常是ZigBee節(jié)點主要組成部分的RFD頗具成本優(yōu)勢。RFD特別適用于超低耗設(shè) 計，因為在大部分時間里可以將微控制器和RF收發(fā)器關(guān)閉。一個具有路由功能的設(shè)備需要始終謹(jǐn)記，其必須要接收一個數(shù)據(jù)包。雖然Zigbee這類的智能家居系統(tǒng)應(yīng)用了自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備之間的自組 多跳傳輸，使得網(wǎng)絡(luò)更加的靈活，可靠。但是這類系統(tǒng)成本高，需要對現(xiàn)有的每個家庭設(shè)備 增加對應(yīng)的發(fā)射接收裝置，而且高頻信號有輻射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一個新的智能家居系統(tǒng)，該智能家居系統(tǒng)的組成主要為本發(fā)明新的 終端、路由器與協(xié)調(diào)器。智能網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是星狀網(wǎng)或者樹型網(wǎng)。本發(fā)明的新終端 集成有紅外遙控設(shè)備、繼電器控制的設(shè)備，等等。再者，本發(fā)明基于提出新的無線終端，創(chuàng)新 地加入NTP (Network time protocol) MAC層協(xié)議，不是采用現(xiàn)有無線智能網(wǎng)絡(luò)中的CSMA 協(xié)議，而是采用TDMA協(xié)議，其上層協(xié)議為修改后的ZigBee的上層協(xié)議，充分利用了現(xiàn)有商 用協(xié)議的安全管理，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽U展管理的優(yōu)點，又避免了物理成本高的缺點。具體地，本發(fā)明在一個方面提供一種終端設(shè)備，該終端設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào) 設(shè)備和至少一個要控制的設(shè)備進(jìn)行通信。所述終端設(shè)備包括微處理器，學(xué)習(xí)來自于第一來 源的信號，將學(xué)習(xí)后的第一來源的信號存儲在存儲模塊中，并用學(xué)習(xí)后的第一來源的信號 控制所述至少一個要控制的設(shè)備，所述微處理器在第一指定的時隙接收來自于所述協(xié)調(diào)設(shè) 備的要控制所述至少一個要控制的設(shè)備的指令，并在第二指定的時隙內(nèi)根據(jù)所述指令發(fā)送 所述學(xué)習(xí)后的第一來源地信號給所述至少一個要控制的設(shè)備，存儲模塊，存儲所述學(xué)習(xí)的 第一來源的信號，該信號用來控制所述至少一個要控制的設(shè)備，信號接收模塊，接收來自于 所述第一來源的信號，信號發(fā)送模塊，發(fā)送學(xué)習(xí)后的第一來源的信號到所述至少一個要控 制的設(shè)備對它進(jìn)行控制。所述的終端設(shè)備和所述協(xié)調(diào)設(shè)備在MAC層之上根據(jù)Zigbee有關(guān)協(xié)議進(jìn)行通信。所述微處理器還接收來自所述協(xié)調(diào)設(shè)備定時發(fā)送的同步時間信息，以與其它終端 設(shè)備進(jìn)行同步。所述外部信號學(xué)習(xí)模塊包括紅外信號學(xué)習(xí)模塊、無線信號學(xué)習(xí)模塊中的任意組
合 O所述的存儲器存儲有分配給所述終端設(shè)備、所述協(xié)調(diào)設(shè)備以及所述至少一個要控 制的設(shè)備的地址碼和數(shù)據(jù)碼，所述地址碼包括全球唯一標(biāo)識碼和本地網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識碼，所述數(shù) 據(jù)碼是識別所述至少一個要控制的設(shè)備的不同狀態(tài)的代碼。所述的全球唯一標(biāo)識碼是IEEEMAC地址碼，所述本地網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識碼是16位地址碼， 用于標(biāo)識在本地網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，所述數(shù)據(jù)碼是4位數(shù)據(jù)碼，標(biāo)識同一個短地址下的不同的 數(shù)據(jù)節(jié)點。所述的16位地址碼，前4位標(biāo)識具體地理上的位置信息，接著2位標(biāo)識所述終端 設(shè)備的類型，最后的10位地址碼為無線類型的終端設(shè)備中的無線芯片的地址碼、紅外類型 的終端設(shè)備中的存儲器中的地址碼標(biāo)識或者哪一路開關(guān)輸入。本發(fā)明在另一個方面提供一種智能家居系統(tǒng)，其包括至少一個如前所述的終端設(shè) 備、協(xié)調(diào)設(shè)備和至少一個要控制的設(shè)備，其中所述協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送指令給所述至少一個終端 設(shè)備，使所述至少一個終端設(shè)備控制所述至少一個要控制的設(shè)備，并且所述協(xié)調(diào)設(shè)備給所 述至少一個終端設(shè)備發(fā)送同步信號，使它們同步。
其中所述的智能家居系統(tǒng)在MAC層之上是遵循Zigbee協(xié)議進(jìn)行工作的。本發(fā)明是提出一個新的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計。通過這個系統(tǒng)，可以有效地將家里 所有電器管理在一個統(tǒng)一的平臺上，這樣用戶可以通過手機，控制面板，有網(wǎng)絡(luò)接口的電腦 管理家里的所有電器，并且這些電器也可以根據(jù)用戶的設(shè)置，自動運行。其優(yōu)點在于。1.對現(xiàn)有電器的改動很小，紅外遙控的設(shè)備與繼電器控制的設(shè)備可直接支持，無 線遙控的設(shè)備只需要支持PT2262/PT2272編解碼協(xié)議，即使不是無線遙控的設(shè)備，通過加 上簡單的成本低的發(fā)射接收裝置就可以支持。2.新電器的加入智能化，可自動被檢測到。3.不僅系統(tǒng)的控制可遠(yuǎn)程進(jìn)行，軟件的升級也可遠(yuǎn)程進(jìn)行。4.系統(tǒng)支持的電器可無限擴容，這是目前星型控制器系統(tǒng)所不能支持的。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1是根據(jù)本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖2是根據(jù)本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖3是根據(jù)本發(fā)明智能家居系統(tǒng)的各層示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的智能家庭網(wǎng)絡(luò)中的終端的示意圖。圖5 (a)所示為根據(jù)本發(fā)明的紅外指令學(xué)習(xí)過程流程示意圖。圖5 (b)所示為根據(jù)本發(fā)明的無線控制指令學(xué)習(xí)過程流程示意圖。圖5 (C)所示為根據(jù)本發(fā)明的微處理器控制過程流程圖。
具體實施例下文的描述先從本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開始，再介紹其協(xié) 議，最后介紹每層協(xié)議的特點。本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)含三種硬件類型無線終端、路由器與協(xié)調(diào)器。這三種硬件可以構(gòu)成的智能家居的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)例如為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1所 示；或者例如為樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖2所示。圖1和圖2僅作為示例，并不對本發(fā)明造成任 何限制。在圖1的星型結(jié)構(gòu)中，可以沒有路由器，但任意兩個終端之間的通信必須經(jīng)過協(xié) 調(diào)器，協(xié)調(diào)器在一個網(wǎng)絡(luò)中只能有一個。在圖2的樹型結(jié)構(gòu)中，路由器與協(xié)調(diào)器可以有自己的子節(jié)點，例如，路由器或者終 端。在一個網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)器只能有一個，路由器可以有多個。終端之間的通信可以通過路由 器或協(xié)調(diào)器進(jìn)行，最短路徑是通明且是唯一的。在建立網(wǎng)絡(luò)時，根據(jù)Zigbee協(xié)議，協(xié)調(diào)器節(jié)點啟動，根據(jù)定義的搜索頻道 (DDEFAULT_CHANLIST)和 PID (DZDAPP_CONFIG_PAN_ID)建立網(wǎng)絡(luò)；如果 PID 定義為 OxFFFF， 則隨機產(chǎn)生PID。路由節(jié)點和終端節(jié)點啟動后，搜索指定的PID (DZDAPP_CONFIG_PAN_ID) 網(wǎng)絡(luò)，并加入網(wǎng)絡(luò)。如果PID定義為OxFFFF，則可加入其他網(wǎng)絡(luò)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù) 本發(fā)明的教導(dǎo)結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)這部分，因此不再贅述。圖3所示為本發(fā)明智能家居系統(tǒng)的各層示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的智能家庭網(wǎng)絡(luò)中的終端的示意圖。如圖3所示，本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)包括物理層、MAC層和MAC層以上的層。首先，物理層有三種設(shè)備，終端10、協(xié)調(diào)器20與路由器30 (參考圖1和圖2)(如 前所述，路由器30不是必需的，例如在星型網(wǎng)絡(luò)中可以沒有路由器)。路由器30例如可以為 普通的路由器，協(xié)調(diào)器20例如可以為電腦或者是含一個微處理器的電路板構(gòu)成。關(guān)于協(xié)調(diào) 器的具體的流程將在后面介紹。協(xié)調(diào)器20傳輸?shù)闹噶罾缈梢詾榘l(fā)射紅外信號、發(fā)射無線 信號等等，協(xié)調(diào)器的輸入來自用戶通過控制面板的輸入、用戶通過網(wǎng)口輸入的或用戶通過 開關(guān)電路的輸入，即，例如，用戶可以通過一個軟件界面輸入控制信息。協(xié)調(diào)器20是整個智 能家居系統(tǒng)的中心控制單元，它收集了各模塊所有的信息，并根據(jù)這些信息用廣播的方式 發(fā)送具體的指令，由于本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是多級結(jié)構(gòu)，各級之間是靠路由 器維持之間的相互位置信息，所以當(dāng)路由器30收到協(xié)調(diào)器20發(fā)來的指令，根據(jù)指令中的地 址信息決定是否屬于本級子網(wǎng)的，如果是本級子網(wǎng)指令信息，再發(fā)送到下一級，該下一級可 以為其它路由器或終端10。同時路由器30也轉(zhuǎn)發(fā)來自終端10的信息，發(fā)送到協(xié)調(diào)器20。 部分終端10也可以不需要通過路由器30，直接掛在協(xié)調(diào)器20下，與協(xié)調(diào)器20直接通信，受 協(xié)調(diào)器20的直接管理。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的終端10的示意圖。終端10可以認(rèn)為是一個電路板，主 要包含四個模塊或者電路紅外電路11、無線電路12、開關(guān)電路(也稱繼電器控制)13與微 處理器部分14。紅外電路11主要包括調(diào)制電路110，接收電路111與發(fā)射電路112。紅外 電路11與微處理器14 一起工作可以實現(xiàn)可學(xué)習(xí)的紅外遙控電路設(shè)計，也就是說終端10可 以通過學(xué)習(xí)的方式學(xué)習(xí)任意一種紅外信號，并通過微處理器14來控制紅外發(fā)射電路112輸 出紅外信號。無線電路12主要包括無線接收電路120、解調(diào)電路121、解碼電路122、編碼電 路123、調(diào)制電路124、和無線發(fā)射電路125。無線電路12與微處理器14 一起工作可以實現(xiàn) 可學(xué)習(xí)的無線遙控電路設(shè)計，例如，頻率為315MMHZ或433MHz，該頻率是開放的，目前家用 小控制設(shè)備大多是這個頻率，也就是說終端10可以通過學(xué)習(xí)的方式學(xué)習(xí)PT2262編碼的頻 率為315MMHZ或433MHz無線信號，并通過微處理器14來控制無線發(fā)射電路112來輸出無 線信號。當(dāng)然，根據(jù)此處的啟示，終端10還可以學(xué)習(xí)其它頻率的無線信號。開關(guān)電路13的輸入與輸出部分就比較簡單，微處理器14可檢測開關(guān)電路13輸入 部分的變化，開關(guān)電路的輸入例如是由用戶手動操作的。然后輸出控制信號，控制信號可以 為開關(guān)電路13的接通或斷開，也可以是紅外控制信號，或是無線控制信號。這里可認(rèn)為是 接了個傳感器，如果感知到信號，比如漏氣，有人通過，等等，這些傳感器電路會產(chǎn)生一種開 合或關(guān)閉的信號，所以微處理器要做的事是檢測到這種突發(fā)的開合或關(guān)閉信號，就去控制 其它電器，產(chǎn)生應(yīng)急措施。網(wǎng)口 16與微處理器14相連，主要是從協(xié)調(diào)器20獲取信息或向其分發(fā)信息。本發(fā)明智能家居系統(tǒng)的物理層的工作流程主要有三種紅外指令學(xué)習(xí)過程，無線 控制指令學(xué)習(xí)過程以及微處理器控制過程。圖5 (a)所示為根據(jù)本發(fā)明的紅外指令學(xué)習(xí)過 程流程示意圖；圖5 (b)所示為根據(jù)本發(fā)明的無線控制指令學(xué)習(xí)過程流程示意圖；圖5 (c) 所示為根據(jù)本發(fā)明的微處理器控制過程流程圖。如圖5 (a)所示，在步驟501中，終端的微處理器14從網(wǎng)口 16接收學(xué)習(xí)紅外信號 的指令，該指令例如是微處理器發(fā)出的學(xué)習(xí)電視開的紅外遙控信號。在步驟502中，微處理器14等待外界的紅外遙控器發(fā)射紅外信號，該信號例如是電視或者空調(diào)的遙控器發(fā)射的 紅外信號。在步驟503中，終端的微處理器接收到紅外信號。在步驟504中，準(zhǔn)備讀取接收 到的紅外線編碼，并通過微處理器14進(jìn)行存儲，該過程是紅外線學(xué)習(xí)的主要部分。最后在 步驟505中完成紅外線的學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí)需要用紅外線進(jìn)行控制的各電子設(shè)備的遙控信 號，使得本發(fā)明終端可以使用學(xué)習(xí)的紅外信號來控制所述各電子設(shè)備。在圖5 (b)中，在步驟506，終端的微處理器等待外界的無線遙控器發(fā)射的要學(xué)習(xí) 的無線信號。在步驟507中，微處理器從網(wǎng)口接收要學(xué)習(xí)的無線發(fā)送信號的指令。然后在 步驟508中，根據(jù)指令在存儲器中尋找對應(yīng)的地址的數(shù)據(jù)碼。再在步驟509中，根據(jù)地址數(shù) 據(jù)碼發(fā)送無線信號。存貯器是和微處理器在一起的。這里定義的無線信號本身就含有要 控制的電器的地址碼與數(shù)據(jù)碼，所以根據(jù)收到的無線信號就可以判斷對應(yīng)的地址碼和數(shù)據(jù) 碼。對無線遙控的指令的學(xué)習(xí)在步驟510中結(jié)束。在圖5 (c)中，在圖511中，終端10中的處理器等待協(xié)調(diào)器20從網(wǎng)口發(fā)來的控 制指令，該控制指令為無線指令。同時終端10還在等待從開關(guān)電路發(fā)來的控制指令，見步 驟512。在步驟513中，微處理器接收到其中的一個指令。然后在步驟514中根據(jù)所接收的 指令判斷它要執(zhí)行的操作。再接著根據(jù)所述指令進(jìn)行相關(guān)的操作。最后在步驟516中整個 控制過程結(jié)束。上述圖5 (a)、(b)和(c)僅是用于示例本發(fā)明的紅外、無線控制指令學(xué)習(xí)過程和 微處理器控制過程，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員會容易地得出其它的改動和變形， 等等，這些都應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。從物理層的介紹可以看出，上層協(xié)議主要是微處理器14通過網(wǎng)口 16與上層協(xié)議 通信。協(xié)調(diào)器20與路由器30本來就含網(wǎng)口，所以它們之間的通信只需要清晰定義上層協(xié) 議就可以。下面由下往上開始介紹上層協(xié)議。1、MAC 層
本發(fā)明在MAC層用TDMA(時分多址)通信。就是在同一個節(jié)點下(可為協(xié)調(diào)器20或為路 由器30)的每個終端10按照指定的時隙發(fā)送或接收指令。比如說指令格式為[發(fā)送/接 收指令+目的地址+狀態(tài)指令(例如開啟)。而時間同步問題可以通過傳統(tǒng)的NTP(netWOrk time protocol)協(xié)議完成，由協(xié)調(diào)器20定時通過廣播或組播方式向終端10發(fā)送時間信息， 通信協(xié)議例如為UDP協(xié)議。終端10作為接收端，使用識別(Authentication)機制，檢查它 所接收的對時信息是否是真正來自所宣稱的服務(wù)器(即，協(xié)調(diào)器20)，并檢查資料的返回路 徑，以提供對抗干擾的保護(hù)機制。2、MAC以上的上層協(xié)議。A)協(xié)議棧由一組子層構(gòu)成，每層為其上層提供一組特定的服務(wù)一個數(shù)據(jù)實體提 供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；一個管理實體提供全部其他服務(wù)。每個服務(wù)實體通過一個服務(wù)接入點 (SAP)為其上層提供服務(wù)接口，并且每個SAP提供了一系列的基本服務(wù)指令來完成相應(yīng)的 功能。B)終端10、路由器20與協(xié)調(diào)器30在工作時，各種不同的任務(wù)在不同的層次上執(zhí) 行，通過層的服務(wù)，完成所要執(zhí)行的任務(wù)。每層的服務(wù)主要完成2種功能一種功能是根據(jù) 他的下層服務(wù)要求，為上層提供相應(yīng)的服務(wù)；另一種功能是根據(jù)上層的服務(wù)要求，對他的下 層提供相應(yīng)的服務(wù)。各層服務(wù)通過服務(wù)原語來實現(xiàn)。
C)如圖3所示，上層協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)包括應(yīng)用層與網(wǎng)絡(luò)層。ZigBee聯(lián)盟提供了 網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層(APL)框架的設(shè)計。我們這里參照了 ZigBee的定義，利用其對安全管理與 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾淼膬?yōu)勢，本發(fā)明在其中應(yīng)用層的框架包括了應(yīng)用支持子層(APS)和設(shè)備對象。3、其協(xié)議棧相對ZigBee協(xié)議來說，不僅修改了其PHY，MAC層，而且針對本發(fā)明系 統(tǒng)的終端10中紅外設(shè)備以及開關(guān)設(shè)備無數(shù)據(jù)地址碼特點，路由器也無數(shù)據(jù)地址碼特點，修 改了其協(xié)議棧中的路由管理和映射器管理。本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)中的每個設(shè)備節(jié)點都包括以下的三種代碼。1. IEEE MAC 地址碼
這是一種64位的地址，這個地址由IEEE組織進(jìn)行分配，用于唯一的標(biāo)識設(shè)備，全球 沒有任何兩個設(shè)備具有相同的MAC地址。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員可以參照此處的教導(dǎo)實現(xiàn) 這個地址，因此對于這個地址將不再贅述。2. 16位地址碼
16位數(shù)據(jù)地址碼用于在本地網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)識設(shè)備，和在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)，也稱為短地址。所 以如果是處于不同的網(wǎng)絡(luò)中有可能具有相同的短地址。當(dāng)一個節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的時候?qū)⒂伤?的父節(jié)點給它分配短地址。協(xié)調(diào)器的短地址是0。3. 4位數(shù)據(jù)碼
4位數(shù)據(jù)碼用于標(biāo)識同一個短地址下不同的數(shù)據(jù)節(jié)點，可用于識別同一設(shè)備的不同狀 態(tài)，例如開啟或關(guān)閉或增加溫度等狀態(tài)。也就是說，除了 IEEE MAC地址的64位地址碼之外，本發(fā)明智能家居系統(tǒng)中的每個 設(shè)備主要包括16位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼(共20位)。16位地址碼前4位標(biāo)識具體地理上的 區(qū)間位置信息。接著的2位標(biāo)識為紅外、無線或開關(guān)電路設(shè)備。后面的10位為地址碼，如 果是無線設(shè)備就直接為PT2^52/PT2272芯片中的地址碼信息，如果是紅外設(shè)備，后10位為 存儲器件中的地址碼標(biāo)識，如果是開關(guān)電路，后面10位分別表示從哪一路輸入。4位數(shù)據(jù)碼 用于標(biāo)識需要執(zhí)行的動作，比如開啟、關(guān)閉、增力卩、減少等等。這樣在路由管理、映射管理時， 原來ZigBee協(xié)議的兩層地址管理變成了類似三層地址管理(IEEE MAC地址、16位數(shù)據(jù)地址 碼、4位數(shù)據(jù)碼)。這樣的地址數(shù)據(jù)的一個示例格式例如為00010111100000000001，它表示 1號區(qū)間(0001)的無線設(shè)備(01)，其地址碼為(1110000000)，要求執(zhí)行關(guān)閉操作(0001)。本發(fā)明提出了一種新的智能家居系統(tǒng)。通過這個系統(tǒng)，可以有效地將家里所有電 器管理在一個統(tǒng)一的平臺上，這樣用戶可以通過手機，控制面板，有網(wǎng)絡(luò)接口的電腦管理家 里的所有電器，并且這些電器也可以根據(jù)用戶的設(shè)置，自動運行。本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)的 優(yōu)點在于。1.對現(xiàn)有電器的改動很小，紅外遙控的設(shè)備與繼電器控制的設(shè)備可直接支持，無 線遙控的設(shè)備只需要支持PT2^52/PT2272編解碼協(xié)議，即使不是無線遙控的設(shè)備，通過加 上簡單的成本低的發(fā)射接收裝置就可以支持。2.新電器的加入智能化，可以自動檢測到新電器的加入。3.不僅可以遠(yuǎn)程進(jìn)行系統(tǒng)的控制，也可以遠(yuǎn)程進(jìn)行軟件的升級。4.系統(tǒng)支持的電器可無限擴容，這是目前星型控制器系統(tǒng)所不能支持的。
權(quán)利要求
1.一種終端設(shè)備，該終端設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)設(shè)備和至少一個要控制的設(shè)備進(jìn)行 通信，其特征在于所述終端設(shè)備包括微處理器，學(xué)習(xí)來自于第一來源的信號，將學(xué)習(xí)后的第一來源的信號存儲在存儲模塊 中，并用學(xué)習(xí)后的第一來源的信號控制所述至少一個要控制的設(shè)備，所述微處理器在第一 指定的時隙接收來自于所述協(xié)調(diào)設(shè)備的要控制所述至少一個要控制的設(shè)備的指令，并在第 二指定的時隙內(nèi)根據(jù)所述指令發(fā)送所述學(xué)習(xí)后的第一來源地信號給所述至少一個要控制 的設(shè)備，存儲模塊，存儲所述學(xué)習(xí)的第一來源的信號，該信號用來控制所述至少一個要控制的 設(shè)備，信號接收模塊，接收來自于所述第一來源的信號，信號發(fā)送模塊，發(fā)送學(xué)習(xí)后的第一來源的信號到所述至少一個要控制的設(shè)備對它進(jìn)行 控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端設(shè)備，其特征在于，其中所述的終端設(shè)備和所述協(xié)調(diào)設(shè) 備在MAC層之上根據(jù)Zigbee有關(guān)協(xié)議進(jìn)行通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的終端設(shè)備，其特征在于，其中所述微處理器還接收來自所 述協(xié)調(diào)設(shè)備定時發(fā)送的同步時間信息，以與其它終端設(shè)備進(jìn)行同步。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的終端設(shè)備，其特征在于，其中所述外部信號學(xué)習(xí)模塊包括紅外 信號學(xué)習(xí)模塊、無線信號學(xué)習(xí)模塊中的任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的終端設(shè)備，其特征在于，其中所述的存儲器存儲有分配給所述 終端設(shè)備、所述協(xié)調(diào)設(shè)備以及所述至少一個要控制的設(shè)備的地址碼和數(shù)據(jù)碼，所述地址碼 包括全球唯一標(biāo)識碼和本地網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識碼，所述數(shù)據(jù)碼是識別所述至少一個要控制的設(shè)備的 不同狀態(tài)的代碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的終端設(shè)備，其特征在于，其中所述的全球唯一標(biāo)識碼是 IEEEMAC地址碼，所述本地網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識碼是16位地址碼，用于標(biāo)識在本地網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，所述 數(shù)據(jù)碼是4位數(shù)據(jù)碼，標(biāo)識同一個短地址下的不同的數(shù)據(jù)節(jié)點。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的終端設(shè)備，其特征在于，其中所述的16位地址碼，前4位標(biāo)識 具體地理上的位置信息，接著2位標(biāo)識所述終端設(shè)備的類型，最后的10位地址碼為無線類 型的終端設(shè)備中的無線芯片的地址碼、紅外類型的終端設(shè)備中的存儲器中的地址碼標(biāo)識或 者哪一路開關(guān)輸入。
8.一種智能家居系統(tǒng)，其特征在于其包括至少一個如權(quán)利要求1至7任意一項權(quán)利要 求的終端設(shè)備、協(xié)調(diào)設(shè)備和至少一個要控制的設(shè)備，其中所述協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)送指令給所述至 少一個終端設(shè)備，使所述至少一個終端設(shè)備控制所述至少一個要控制的設(shè)備，并且所述協(xié) 調(diào)設(shè)備給所述至少一個終端設(shè)備發(fā)送同步信號，使它們同步。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的智能家居系統(tǒng)，其中所述的智能家居系統(tǒng)在MAC層之上是遵循 Zigbee協(xié)議進(jìn)行工作的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能家居系統(tǒng)，其中有至少一個終端設(shè)備，該終端設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)設(shè)備和至少一個要控制的設(shè)備進(jìn)行通信。所述終端設(shè)備包括微處理器，學(xué)習(xí)來自于第一來源的信號，將學(xué)習(xí)后的第一來源的信號存儲在存儲模塊中，并用學(xué)習(xí)后的第一來源的信號控制所述至少一個要控制的設(shè)備，所述微處理器在第一指定的時隙接收來自于所述協(xié)調(diào)設(shè)備的要控制所述至少一個要控制的設(shè)備的指令，并在第二指定的時隙內(nèi)根據(jù)所述指令發(fā)送所述學(xué)習(xí)后的第一來源地信號給所述至少一個要控制的設(shè)備，存儲模塊，存儲所述學(xué)習(xí)的第一來源的信號，該信號用來控制所述至少一個要控制的設(shè)備，信號接收模塊，接收來自于所述第一來源的信號，信號發(fā)送模塊，發(fā)送學(xué)習(xí)后的第一來源的信號到所述至少一個要控制的設(shè)備對它進(jìn)行控制。
文檔編號H04L12/28GK102148731SQ20111003750
公開日2011年8月10日 申請日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者楊勝齊, 鄒黎 申請人:上海理滋芯片設(shè)計有限公司