專利名稱：一種基于智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)字家庭系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能家居領(lǐng)域，特別是一種基于智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)字家庭系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在家居安防，家居可視對講、智能家電控制等方面，目前往往基于模擬線、視頻線或者網(wǎng)絡(luò)通信，將主控電路，鍵盤，揚(yáng)聲器，攝像頭，家用電器等集成連接在一起。然而這種簡單的系統(tǒng)模式，只適合過去簡單的家庭應(yīng)用場景。隨著人們生活質(zhì)量的提高和居家環(huán)境的升級，更復(fù)雜的室內(nèi)設(shè)計(jì)、更大型的室內(nèi)或者室外裝修，更多家電的控制，更繁雜的線路等等將會對傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)提出巨大的挑戰(zhàn)。在設(shè)備通信領(lǐng)域,DLNA(Digital Living Network Alliance,數(shù)字生活網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟)解決方案在數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)開始廣泛使用，旨在解決數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備互聯(lián)互通，使得數(shù)字媒體和內(nèi)容服務(wù)的無限制共享成為可能。然而，當(dāng)前DLNA的各種應(yīng)用都主要 集中在個(gè)人PC、消費(fèi)電器以及移動設(shè)備等設(shè)備上，而在智能家居系統(tǒng)上的應(yīng)用相對較少?，F(xiàn)今的家庭智能系統(tǒng)中，以PC機(jī)為核心的家庭智能系統(tǒng)是最受人熱捧的。該系統(tǒng)的觀念就是，隨著電腦的普及，可以將所有家用電器需要處理的數(shù)據(jù)都交給PC機(jī)來完成。這樣就需要在家電與PC機(jī)間構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在大家都看好無線，但是在家庭這個(gè)環(huán)境中，“墻多”這一特征嚴(yán)重影響著無線傳輸?shù)馁|(zhì)量，特別是在別墅和躍層式住宅中這一缺陷更加明顯。如果架設(shè)專用有線網(wǎng)絡(luò)除了增加成本以外，在以后的日常生活中要更改家電的位置也顯得十分困難和繁瑣，這就給無須重新架線的PLC技術(shù)(Power lineCommunication,電力載波通訊)帶來了機(jī)遇。PLC的最大特點(diǎn)不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，無疑成為了解決智能家居數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴逊桨钢?。同時(shí)因?yàn)閿?shù)據(jù)僅在家庭這個(gè)范圍中傳輸，束縛PLC應(yīng)用的困擾將在很大程度上減弱，遠(yuǎn)程對家電的控制我們也能通過傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)先連接到PC然后再控制家電方式實(shí)現(xiàn)，PLC調(diào)制解調(diào)模塊的成本也遠(yuǎn)低于無線模塊。在設(shè)備識別和定位方面，早在1999年“物聯(lián)網(wǎng)”的概念就被提出。當(dāng)時(shí)急于互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)、EPC標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻識別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，構(gòu)造一個(gè)現(xiàn)實(shí)全球物品侵襲實(shí)時(shí)共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of things”(簡稱物聯(lián)網(wǎng))，這也是在2003年掀起第一輪華夏物聯(lián)網(wǎng)熱潮的基礎(chǔ)。因此，結(jié)合現(xiàn)今技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐越趨成熟，一種新的智能家居系統(tǒng)有待提出，它應(yīng)該結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)和電力載波通信，既擺脫電力載波在長距離通信和無線通信的缺點(diǎn)，又能增強(qiáng)智能家居系統(tǒng)設(shè)備間在室內(nèi)通信的速度和可靠程度，并且每個(gè)設(shè)備能主動和控制器通信進(jìn)行智能反饋和定位，從而提供各種智能家居的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和服務(wù)。根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)方案，總結(jié)得出現(xiàn)有的技術(shù)方案存在的缺點(diǎn)和本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，如下I.在傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中，不乏有使用PLC (電力載波通信)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)設(shè)備間通信的系統(tǒng)。然而使用PLC通信的成本雖然非常低，然而也有很大的缺點(diǎn)
a.電力載波由于自身的特點(diǎn)對數(shù)據(jù)的，數(shù)據(jù)量的處理是有限的，如XlO協(xié)議只能針對相對較小數(shù)據(jù)量的傳送；當(dāng)遇到大數(shù)據(jù)量的時(shí)候，就會再傳輸?shù)倪^程中進(jìn)行丟包。而物聯(lián)網(wǎng)的引入，智能家居面向控制量將會是大量的。b.電力載波對數(shù)據(jù)的傳送樣式單一，當(dāng)具有多終端，不同數(shù)據(jù)向發(fā)送時(shí)，其無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。2.傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)一般只支持幾種簡單的甚至單一的用戶控制模式，例如通過液晶屏上的控制界面控制或者手機(jī)短信控制等等。然而，在現(xiàn)實(shí)生活中，人們很少只使用某些特定的控制方法。因?yàn)榭刂颇Ｊ降膯我恢萍s了智能家居的實(shí)用性和易用性。3.面對引入物聯(lián)網(wǎng)后的眾多智能體，缺乏個(gè)性化與人性化的易用的智能控制方式，需要解決用戶方便控制所有智能體電器的方式，有效提高用戶集中控制各種電器的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，有必要提供一種具有較高易用性和實(shí)用性的數(shù)字家庭系統(tǒng)。本發(fā)明解決技術(shù)問題提供的技術(shù)方案是一種基于智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)字家庭系統(tǒng)，其包括智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、電力載波通信模塊、智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器以及位于家庭內(nèi)部的家電設(shè)備，所述電力載波通信模塊連接于所述智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器與所述家電設(shè)備之間，其特征在于，所述智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器包括TCP/IP服務(wù)器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊，所述TCP/IP服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊分別與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器相連接。其中，進(jìn)一步包括一 Zigbee通信模塊，其與所述串口首發(fā)模塊無線連接。其中，進(jìn)一步包括一手機(jī)控制終端，其通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)與所述TCP/IP服務(wù)器相連接。其中，進(jìn)一步包括一網(wǎng)頁控制終端，其通過因特網(wǎng)與所述TCP/IP服務(wù)器及所述管道服務(wù)器相連接。其中，進(jìn)一步包括一 QT控制終端，其通過因特網(wǎng)或局域網(wǎng)與所述管道服務(wù)器相連接。其中，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器遇到多個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)到達(dá)時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級將其依次存入緩存。其中，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，對串口數(shù)據(jù)的發(fā)送定為每十個(gè)數(shù)據(jù)整合在一起發(fā)送。其中，所述電力載波通信模塊可采用深圳市必威爾公司開發(fā)的模塊BWP09。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于數(shù)字家庭系統(tǒng)的智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，其包括TCP/IP服務(wù)器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊，所述TCP/IP服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊分別與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器相連接。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的數(shù)字家庭系統(tǒng)采用多終端、多通信方式、內(nèi)外網(wǎng)傳輸轉(zhuǎn)換機(jī)制，建立TCP/IP與串口轉(zhuǎn)換，管道與串口之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換機(jī)制，實(shí)現(xiàn)異源同構(gòu)的數(shù)據(jù)格式，結(jié)合了電力載波和無線網(wǎng)絡(luò)兩種技術(shù)，在數(shù)據(jù)傳輸方面，本發(fā)明的數(shù)字家庭系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)用性都大大增強(qiáng)；通過本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)，用戶無論在家里或者在戶外任何可以連接到網(wǎng)絡(luò)的地方，都能控制家里的智能設(shè)備，同時(shí)監(jiān)控家里的情況，而且，不同控制端之間可以同時(shí)工作，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂的情況。


圖I是本發(fā)明的數(shù)字家庭系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。圖2是圖I中的TCP/IP服務(wù)器的數(shù)據(jù)流程圖。圖3是圖I中的UDP服務(wù)器的數(shù)據(jù)流程圖。圖4是圖I中的管道服務(wù)器的數(shù)據(jù)流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。請參閱圖1，本發(fā)明的數(shù)字家庭系統(tǒng)包括智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、電力載波通信模塊、位于家庭內(nèi)部的家電設(shè)備、位于家庭內(nèi)部的Zigbee通信模塊、位于外部網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)控制終端、網(wǎng)頁控制終端及QT控制終端。所述手機(jī)控制終端通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)與所述TCP/IP服務(wù)器相連接。所述網(wǎng)頁控制終端通過因特網(wǎng)與所述TCP/IP服務(wù)器及所述管道服務(wù)器相連接。所述QT控制終端通過因特網(wǎng)或局域網(wǎng)與所述管道服務(wù)器相連接。智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器用于接收各種網(wǎng)絡(luò)的控制指令及數(shù)據(jù)，并將其解析出來，然后通過電力載波通信模塊傳輸?shù)郊译娫O(shè)備。電力載波通信模塊分別與家電設(shè)備及智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器相連接，其用于將智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器接收到的家電控制指令加載到電力網(wǎng)絡(luò)上，從而實(shí)現(xiàn)對家電設(shè)備的控制。本發(fā)明中，可采用深圳市必威爾公司開發(fā)的模塊BWP09作為電力載波通信模塊。智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器進(jìn)一步包括TCP/IP服務(wù)器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊。TCP/IP服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊分別與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器相連接。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器用于將TCP/IP服務(wù)器、管道服務(wù)器、UDP服務(wù)器解析出的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換串口數(shù)據(jù)。在接收到數(shù)據(jù)的時(shí)候，把所接收的數(shù)據(jù)收入到數(shù)據(jù)緩存中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器從數(shù)據(jù)緩存中讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)遇到多個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)到達(dá)時(shí)，通過數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(提前設(shè)定的優(yōu)先級)依次存入緩存，從而避免產(chǎn)生多數(shù)據(jù)時(shí)的并發(fā)問題。為了減少對串口的操作次數(shù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，對串口數(shù)據(jù)的發(fā)送定為每十個(gè)數(shù)據(jù)整合在一起發(fā)送。這樣減少了數(shù)據(jù)量的發(fā)送數(shù)，就有效地減少了大數(shù)據(jù)時(shí)的丟包問題。TCP/IP服務(wù)器用于接收所有的TCP/IP數(shù)據(jù)包的。如圖2所示，TCP/IP服務(wù)器啟動后，會對固定端口進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)后就進(jìn)行判斷，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器中，先判斷是什么控制數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的控制數(shù)據(jù)然后通過串口收發(fā)模塊發(fā)送出去。UDP服務(wù)器用于進(jìn)行大數(shù)據(jù)的發(fā)送，主要是用來對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的發(fā)送。如圖3所示，UDP服務(wù)器啟動后就監(jiān)聽特定的端口，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)時(shí)，判斷是否啟動攝像頭，如是啟動數(shù)據(jù)就啟動攝像頭，并把攝像頭所捕捉的數(shù)據(jù)通過UDP發(fā)送到監(jiān)控終端；如收到的數(shù)據(jù)是關(guān)閉攝像頭，關(guān)閉攝像頭，并停止數(shù)據(jù)的發(fā)送。管道服務(wù)器用于接收來自BOA網(wǎng)頁服務(wù)器和QT終端的數(shù)據(jù)。如圖4所示，管道服務(wù)器啟動后就一直讀取Server_pipe管道的數(shù)據(jù)，當(dāng)Server_pipe接收到數(shù)據(jù)時(shí),就把數(shù)據(jù)讀取出來，首先判斷數(shù)據(jù)來自什么，便于數(shù)據(jù)返回；然后判斷是否是啟動攝像頭的數(shù)據(jù)，如果是啟動攝像頭的數(shù)據(jù)，就打開攝像頭，并把所得獲得的數(shù)據(jù)通過管道發(fā)送給BOA網(wǎng)頁服務(wù)器，通過BOA網(wǎng)頁服務(wù)器發(fā)送到網(wǎng)頁終端；如不是啟動攝像頭數(shù)據(jù)，則查看是否是控制數(shù)據(jù)，若是，剛轉(zhuǎn)換為相應(yīng)格式的串口數(shù)據(jù)，若不是剛丟棄錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。串口收發(fā)模塊用于把串口收到的外部數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器。串口收發(fā)模塊啟動后，監(jiān)聽串口是否接收到數(shù)據(jù)，當(dāng)收到數(shù)據(jù)就轉(zhuǎn)給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器會判斷數(shù)據(jù)是傳感器的數(shù)據(jù)還家居的狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)各種狀態(tài)讓智能網(wǎng)關(guān)知道家居的現(xiàn)在狀態(tài)，做出符合現(xiàn)在狀態(tài)的變化。所述智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器通過多個(gè)服務(wù)器進(jìn)程可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)終端的控制，并不發(fā)生沖突，而且使條理更清晰，數(shù)據(jù)不會紊亂。外部控制數(shù)據(jù)都使用TCP/IP，保證了數(shù)據(jù)的安全，杜絕了數(shù)據(jù)的丟幀造成的危害。內(nèi)部控制數(shù)據(jù)都使用管道進(jìn)行傳輸，不緊安全而且傳輸效率提到很大提高，并可以一定程度避免并發(fā)所引起的問題。 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的數(shù)字家庭系統(tǒng)采用多終端、多通信方式、內(nèi)外網(wǎng)傳輸轉(zhuǎn)換機(jī)制，建立TCP/IP與串口轉(zhuǎn)換，管道與串口之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換機(jī)制，實(shí)現(xiàn)異源同構(gòu)的數(shù)據(jù)格式，結(jié)合了電力載波和無線網(wǎng)絡(luò)兩種技術(shù)，在數(shù)據(jù)傳輸方面，本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)用性都大大增強(qiáng)；通過本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)，用戶無論在家里或者在戶外任何可以連接到網(wǎng)絡(luò)的地方，都能控制家里的智能設(shè)備，同時(shí)監(jiān)控家里的情況，而且，不同控制端之間可以同時(shí)工作，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂的情況。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)字家庭系統(tǒng)，其包括智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、電力載波通信模塊、智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器以及位于家庭內(nèi)部的家電設(shè)備，所述電力載波通信模塊連接于所述智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器與所述家電設(shè)備之間，其特征在于，所述智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器包括TCP/IP服務(wù)器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊，所述TCP/IP服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊分別與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字家庭系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括一Zigbee通信模塊，其與所述串口首發(fā)模塊無線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能家居系統(tǒng)數(shù)字家庭系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括一手機(jī)控制終端，其通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)與所述TCP/IP服務(wù)器相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字家庭系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括一網(wǎng)頁控制終端，其通過因特網(wǎng)與所述TCP/IP服務(wù)器及所述管道服務(wù)器相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字家庭系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括一QT控制終端，其通過管道與所述管道服務(wù)器相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能家居系統(tǒng)數(shù)字家庭系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器遇到多個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)到達(dá)時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級將其依次存入緩存。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字家庭系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，對串口數(shù)據(jù)的發(fā)送定為每十個(gè)數(shù)據(jù)整合在一起發(fā)送。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字家庭系統(tǒng)，其特征在于，所述電力載波通信模塊可采用深圳市必威爾公司開發(fā)的模塊BWP09。
9.一種應(yīng)用于數(shù)字家庭系統(tǒng)的智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，其特征在于，包括TCP/IP服務(wù)器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊，所述TCP/IP服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊分別與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，對串口數(shù)據(jù)的發(fā)送定為每十個(gè)數(shù)據(jù)整合在一起發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)字家庭系統(tǒng)，其包括智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、電力載波通信模塊、智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器以及位于家庭內(nèi)部的家電設(shè)備，所述電力載波通信模塊連接于所述智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器與所述家電設(shè)備之間，所述智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器包括TCP/IP服務(wù)器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊，所述TCP/IP服務(wù)器、管道服務(wù)器及串口收發(fā)模塊分別與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)器相連接。本發(fā)明的數(shù)字家庭系統(tǒng)具有較高的易用性和實(shí)用性。
文檔編號H04L12/28GK102833137SQ20121017648
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者李堅(jiān)強(qiáng), 明仲 申請人:深圳大學(xué)