CN105182758A - 一种智能家居家电窗帘控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家居家电窗帘控制系统，包括INTERNET、服务器、路由器、监控端、控制终端，所述控制终端包括均设有微处理器的家电子系统和窗帘控制子系统，监控端和服务器均连接于INTERNET，INTERNET通过路由器连接有智能路由器，智能路由器包括第一微处理器，第一微处理器电性连接有第一WIFI收发模块、网络接口、第一电源和显示器，网络接口连接于路由器，实现第一微处理器与INTERNET、服务器和监控端进行信息交互；第一微处理器通过第一WIFI收发模块分别连接家电子系统和窗帘控制子系统，并与家电子系统和窗帘控制子系统进行WIFI信息交互。本发明通用性强，能够解决响应慢，控制紊乱的问题，同时还能满足目前市场上对于个性化定制智能家居控制系统的需求。

Description

一种智能家居家电窗帘控制系统

技术领域

本发明属于智能家居技术领域，尤其涉及一种智能家居家电窗帘控制系统。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，物联网技术已发展多年，智能家居系统已经成为业界热点关注的项目。目前，智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术等将与家居生活有关的设备进行集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。现有的智能家居系统主要包括两种形态，一种是基于智能小区的智能家居系统，其是智能小区的一部分，主要面向高档住宅，由小区配套安装，难以满足系统的客户化定制需求。另一种是单体住宅的智能家居系统，现有技术中单体住宅的智能家居系统一般均基于外部运营服务平台进行组建，初期投资较高、且部署及维护复杂，日常运行成本较高；因此，需要一种通用性强，易于操作实现，可以满足用户的个性化定制需求的智能家居控制系统来满足目前的市场需要。而目前，针对窗帘和家电的智能控制存在响应慢，可能出现控制紊乱的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能家居家电窗帘控制系统，通用性强，易于操作实现，能够解决响应慢，控制紊乱的问题，同时还能满足目前市场上对于个性化定制智能家居控制系统的需求。

为达到上述目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种智能家居家电窗帘控制系统，包括INTERNET、服务器、路由器、监控端、控制终端，所述控制终端包括均设有微处理器的家电子系统和窗帘控制子系统，监控端和服务器均连接于INTERNET，INTERNET通过路由器连接有智能路由器，智能路由器为中控单元，智能路由器包括第一微处理器，第一微处理器电性连接有第一WIFI收发模块、网络接口、第一电源和显示器，网络接口连接于路由器，实现第一微处理器与INTERNET、服务器和监控端进行信息交互；第一微处理器通过第一WIFI收发模块分别连接家电子系统和窗帘控制子系统，并与家电子系统和窗帘控制子系统进行WIFI信息交互。

所述监控端包括电脑、手机、平板电脑。

所述窗帘控制子系统包括第二微处理器，第二微处理器电性连接有温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、第二电源、定时控制器、第二WIFI收发模块和电机执行模块，第二微处理器通过电机执行模块连接有窗帘控制电机；第二微处理器通过第二WIFI收发模块与第一WIFI收发模块的信息交互，实现第二微处理器与第一的微处理器的信息交互。

所述温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器均依次连接有同一组检测放大模块和A/D转换模块，A/D转换模块与第三微处理器电性连接。

进一步的，所述定时控制器包括时钟芯片、石英晶体振荡器Y1、第二电容C3和第三电容C4，时钟芯片的X1端与石英晶体振荡器Y1的一端连接，时钟芯片的X2端与石英晶体振荡器Y1的另一端连接；第二电容C3和第三电容C4并联，第二电容C3和第三电容C4并联后的一端和时钟芯片的VCC口都与5V电源连接，第二电容C3和第三电容C4并联后的另一端都接地；时钟芯片的SCL口与单片机AT89S52的P1.1口连接，时钟芯片的SDA口与单片机AT89S52的P1.0口连接。

所述家电子系统包括第三微处理器，第三微处理器电性连接有红外探测器、温度传感器、湿度传感器、第三电源、第三WIFI收发模块和射频收发模块，射频收发模块连接有各家电设备的控制执行模块，控制执行模块连接有各家电设备的开关驱动电路，开关驱动电路连接于各家电设备的启动开关；各个家电设备均分别通过各自的控制执行模块与射频收发模块的信息交互实现第三微处理器对各个家电设备的控制；第三微处理器通过第三WIFI收发模块与第一WIFI收发模块的信息交互，实现第三微处理器与第一微处理器的信息交互。

所述红外探测器、温度传感器、湿度传感器均依次连接有同一组检测放大模块和A/D转换模块，A/D转换模块与第三微处理器电性连接。

进一步的，所述射频收发模块包括RF射频发射单元和RF射频接收单元，RF射频接收单元分为RF射频接收部分、RF射频放大部分、RF射频解码部分和光电耦合部分；RF射频接收部分包括依次电性连接的接收天线、带通滤波器、RF解调器、运算放大器、低通滤波器。

进一步的，所述控制执行模块包括终端射频收发模块、开关驱动电路和第六电源，终端射频收发模块的结构与射频收发模块的结构相同；终端射频收发模块与第六电源电性连接，并通过其RF射频接收单元的光电耦合部分与开关驱动电路电性连接。

所述检测放大模块和A/D转换模块包括电阻R1、运算放大器A和运算放大器B，电阻R1一端作为信号输入端，电阻R1的另一端作为输出端连接于运算放大器A的反相输入端，电阻R1的输出端还连接有电容C1，电容C1的输出端连接于运算放大器A的输出端；运算放大器A的同相输入端连接有电阻R2，电阻R2接有3V电源；运算放大器A的输出端连接于运算放大器B的同相输入端，电阻R2的输出端连接有电阻R3，电阻R3的输出端连接于运算放大器B的反相输入端，电阻R3的输出端还连接有电阻R4，电阻R4接地，运算放大器B的输出端作为信号输出端输出信号。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的智能路由器主要通过网络接口与监控端的电脑、手机、平板电脑进行WIFI通信，再通过第一WIFI收发模块与家电子系统和窗帘控制子系统进行WIFI通信；智能路由器相当于中控单元，电性连接的显示器可以对控制终端检测的信息进行显示，方便中控单元进行监控，本发明通过监控端与因特网建立连接后，可以不受时间、区域的影响，可以随时的查看家中各个控制终端的情况；而智能路由器中的第一微处理器会对控制终端检测的信息进行筛选，并将必要的信息上传至后台服务器与因特网中，以实现电脑、手机、平板电脑远程查看下载，省去了中控单元得到存储器和USB接口，节省了成本，而且操作简便。本发明的方案仅采用了一个中控单元能够很大程度上降低制造成本和购买产品的成本；家电子系统和窗帘控制子系统均设有微处理器，各自的微处理器通过第一WIFI收发模块实现与第一微处理器的进行WIFI信息交互，这种每个子系统采用两个微处理器的方式，进行分工处理，可以减轻控制器的运算负荷，提高控制效率；同时，采用本发明可以通过第一WIFI收发模块与各种相互独立的控制终端进行WIFI连接，实现监控端与各种不同的控制终端的信息交互；而且中控单元与各种相互独立的控制终端通过WIFI连接，产生的功耗更低，也可以使RF射频信号更具弹性，稳定和可靠，便于操控。因此，本发明通用性强，易于操作实现，能够解决响应慢，控制紊乱的问题，同时还能满足目前市场上对于个性化定制智能家居控制系统的需求。

附图说明

图1本发明的总系统结构示意图；

图2本发明的窗帘控制子系统的结构示意图；

图3本发明的家电子系统结构示意图；

图4本发明的控制执行模块与射频收发模块的关系示意图；

图5本发明的检测放大模块和A/D转换模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的实施例。

参考图1，本发明提供了一种通用性强，易于操作实现的智能家居家电窗帘控制系统，包括INTERNET、服务器、路由器、监控端、控制终端，所述监控端包括电脑、手机、平板电脑，所述控制终端包括家电子系统和窗帘控制子系统，监控端和服务器均连接于INTERNET，INTERNET通过路由器连接有智能路由器，智能路由器为中控单元，智能路由器包括第一微处理器、第一WIFI收发模块、网络接口、第一电源和显示器，第一微处理器与第一WIFI收发模块、网络接口、第一电源和显示器均电性连接，网络接口连接于路由器，实现第一微处理器与INTERNET、服务器和监控端进行信息交互；第一微处理器通过第一WIFI收发模块分别连接家电子系统、窗帘控制子系统，并与家电子系统、窗帘控制子系统、安防系统和灭火系统进行WIFI信息交互。

智能路由器主要通过网络接口与监控端的电脑、手机、平板电脑进行通信，再通过第一WIFI收发模块与控制终端进行WIFI通信，智能路由器电性连接的显示器可以对控制终端检测的信息进行显示，方便中控单元进行监控，智能路由器中的第一微处理器会对控制终端检测的信息进行筛选，并将必要的信息（如闯入者信息，着火点信息等）上传至后台服务器与因特网中，以实现电脑、手机、平板电脑远程查看下载，省去了中控单元得到存储器和USB接口，节省了成本，而且操作简便。

参考图2，窗帘控制子系统包括第二微处理器，第二微处理器电性连接有温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、第二电源、定时控制器、第二WIFI收发模块和电机执行模块，第二微处理器通过电机执行模块连接有窗帘控制电机；第二微处理器通过第二WIFI收发模块与第一WIFI收发模块的信息交互，实现第二微处理器与第一的微处理器的信息交互。更具体的，所述温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器均依次连接有同一组检测放大模块和A/D转换模块，A/D转换模块与第三微处理器电性连接。

所述定时控制器包括时钟芯片、石英晶体振荡器Y1、第二电容C3和第三电容C4，时钟芯片的X1端与石英晶体振荡器Y1的一端连接，时钟芯片的X2端与石英晶体振荡器Y1的另一连接；第二电容C3和第三电容C4并联，第二电容C3和第三电容C4并联后的一端和时钟芯片的VCC口都与5V电源连接，第二电容C3和第三电容C4并联后的另一端都接地；时钟芯片的SCL口与单片机AT89S52的P1.1口连接，时钟芯片的SDA口与单片机AT89S52的P1.0口连接。为了保持单片机AT89S52与外界时钟一致，设计中时钟芯片10采用一个带RAM存储器的串行12C实时时钟芯片DS1307，该芯片有产生秒、分、时、日、月、年等功能，并且具有闰年自动调整功能，芯片内部还集成有一定容量、具有掉电保护特性的静态RAM，可用于保存一些关键数据，具体容量可根据实际情况而设定。

窗帘控制子系统的工作原理如下所述：

通过定时控制器可以设定窗帘的打开时间，如7:00am，可以设定窗帘的关闭时间，如20:00pm。第二微处理器根据定时控制器设定的时间自动通过电机执行模块控制窗帘控制电机的正反转，实现窗帘的自动控制。同时，第二微处理器也会根据温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器采集到的温度、湿度、光照强度信息进行比对，当采集到的温度、湿度、光照强度信息高于设定值时自动通过电机执行模块控制窗帘关闭，反之，自动通过电机执行模块控制窗帘的打开。另外，用户还可以根据自身的需要，通过手机、电脑或是平板电脑手动遥控窗帘的打开和关闭。

参考图3，所述家电子系统包括第三微处理器，第三微处理器电性连接有红外探测器、温度传感器、湿度传感器、第三电源、第三WIFI收发模块和射频收发模块（控制端的），射频收发模块连接有各家电设备的控制执行模块，控制执行模块连接有各家电设备的开关驱动电路，开关驱动电路连接于各家电设备的启动开关。各个家电设备均分别通过各自的控制执行模块与射频收发模块的信息交互实现第三微处理器对各个家电设备的控制；第三微处理器通过第三WIFI收发模块与第一WIFI收发模块的信息交互，实现第三微处理器与第一微处理器的信息交互。其中，所述红外探测器、温度传感器、湿度传感器均依次连接有同一组检测放大模块和A/D转换模块，A/D转换模块与第三微处理器电性连接。

家电设备（电视机、电冰箱、空调和灯）均分别与第四通信模块的具体连接关系如下所述：

控制端的射频收发模块包括RF射频发射单元和RF射频接收单元，RF射频接收单元分为RF射频接收部分、RF射频放大部分、RF射频解码部分和光电耦合部分；RF射频接收部分包括依次电性连接的接收天线、带通滤波器、RF解调器、运算放大器、低通滤波器。

参见图4，家电设备均设有控制执行模块，控制执行模块包括终端射频收发模块、开关驱动电路和第六电源，终端射频收发模块的结构组成与控制端的射频收发模块一样，同样包括RF射频发射单元和RF射频接收单元，RF射频接收单元分为RF射频接收部分、RF射频放大部分、RF射频解码部分和光电耦合部分；RF射频接收部分包括依次电性连接的接收天线、带通滤波器、RF解调器、运算放大器、低通滤波器；终端射频收发模块中RF射频接收单元的光电耦合部分电性连接有家电设备的开关驱动电路，开关驱动电路连接于家电设备的启动开关。

家电子系统的工作原理如下所述：

第三微处理器的控制方式：红外探测器检测人物信息，检测到的人物信息经检测放大模块和A/D转换模块后进入第三微处理器第二微处理器将检测到的人物信息与内部设定的人物信息进行比对，当确认有人处于设定区域时，第三微处理器通过射频收发模块中的RF射频发射单元发出控制电视机、电冰箱和灯打开的RF射频控制信号，RF射频控制信号经控制执行模块中的RF射频接收单元接收后，通过电视机、电冰箱和灯开关驱动电路，打开各自的启动开关，控制电视机、电冰箱和灯的打开；反之，若没有检测到人物信息，则第二微处理器控制电视机、电冰箱和灯处于关闭状态。同时，温度传感器和湿度传感器检测室内温度和湿度，并将温度和湿度信息分别送到第三微处理器进行对比处理，若是温度和湿度信息高于第三微处理器内部设定的值，则第三微处理器通过射频收发模块中的RF射频发射单元发出控制空调打开的RF射频控制信号，RF射频控制信号经控制执行模块中的RF射频接收单元接收后，通过空调开关驱动电路，打开各自的启动开关，控制空调的打开；反之，若没有检测到人物信息，则第二微处理器控制空调处于关闭状态。

家电设备的射频控制部分：红外探测器检测人物信息，检测到的人物信息经检测放大模块和A/D转换模块后进入第三微处理器处理。同样的，温度传感器和湿度传感器也连接检测放大模块和A/D转换模块，温度和湿度信息经过A/D转换模块后进入第三微处理器处理。第三微处理器处理后将检测到的信息发送到电视机、电冰箱、空调和灯的RF射频接收单元，控制电视机、电冰箱、空调和灯的RF射频控制信号经接收天线接收后传递到带通滤波器进行滤波，滤波后的控制信号经RF解调器解调后发送到运算放大器进行放大，解调放大后的控制信号再经低通滤波器进行滤波；RF射频接收部分接收的低通滤波器滤波结束后，将该信号传递给RF射频放大部分，经放大后的控制信号再由RF射频放大部分发送到RF射频解码部分进行解码，得到解码后的控制信号经光电耦合部分稳压输出到设备驱动电路，设备驱动电路驱动家电设备（电视机、电冰箱、空调和灯）通电或断电，以达到遥控家电设备的目的。

当所述家电子系统工作异常等其他必要的时候，电脑、手机、平板电脑发出控制信号后，控制信号经过智能路由器中转进入家电子系统中的第三微处理器，第三微处理器通过射频收发模块中的RF射频发射单元发出控制电视机、电冰箱、空调和灯打开的RF射频控制信号，RF射频控制信号经控制执行模块中的RF射频接收单元接收后，通过电视机、电冰箱、空调和灯开关驱动电路，打开各自的启动开关，控制电视机、电冰箱、空调和灯的打开；，反之，当没有检测到异常或没有需要时，则第二微处理器控制电视机、电冰箱、空调和灯处于关闭状态。

以上所述的检测放大模块和A/D转换模块的电路图相同，具体如下所述：

参见图5，检测放大模块和A/D转换模块包括电阻R1、运算放大器A和运算放大器B，电阻R1一端作为信号输入端，电阻R1的另一端作为输出端连接于运算放大器A的反相输入端，电阻R1的输出端还连接有电容C1，电容C1的输出端连接于运算放大器A的输出端；运算放大器A的同相输入端连接有电阻R2，电阻R2接有3V电源；运算放大器A的输出端连接于运算放大器B的同相输入端，电阻R2的输出端连接有电阻R3，电阻R3的输出端连接于运算放大器B的反相输入端，电阻R3的输出端还连接有电阻R4，电阻R4接地，运算放大器B的输出端作为信号输出端输出信号。

本发明的各个模块相互独立，能够解决目前市场上对于个性化定制智能家居控制系统的需求。

Claims (9)

1.一种智能家居家电窗帘控制系统，其特征在于，包括INTERNET、服务器、路由器、监控端、控制终端，所述控制终端包括均设有微处理器的家电子系统和窗帘控制子系统，监控端和服务器均连接于INTERNET，INTERNET通过路由器连接有智能路由器，智能路由器包括第一微处理器，第一微处理器电性连接有第一WIFI收发模块、网络接口、第一电源和显示器，网络接口连接于路由器，实现第一微处理器与INTERNET、服务器和监控端进行信息交互；第一微处理器通过第一WIFI收发模块分别连接家电子系统和窗帘控制子系统，并与家电子系统和窗帘控制子系统进行WIFI信息交互。

2.如权利要求1所述的一种智能家居家电窗帘控制系统，其特征在于，所述监控端包括电脑、手机、平板电脑。

3.如权利要求1所述的一种智能家居家电窗帘控制系统，其特征在于，所述窗帘控制子系统包括第二微处理器，第二微处理器电性连接有温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、第二电源、定时控制器、第二WIFI收发模块和电机执行模块，第二微处理器通过电机执行模块连接有窗帘控制电机；第二微处理器通过第二WIFI收发模块与第一WIFI收发模块的信息交互，实现第二微处理器与第一的微处理器的信息交互。

4.如权利要求3所述的一种智能家居家电窗帘控制系统，其特征在于，所述温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器均依次连接有同一组检测放大模块和A/D转换模块，A/D转换模块与第三微处理器电性连接。

5.如权利要求3所述的一种智能家居家电窗帘控制系统，其特征在于，所述定时控制器包括时钟芯片、石英晶体振荡器Y1、第二电容C3和第三电容C4，时钟芯片的X1端与石英晶体振荡器Y1的一端连接，时钟芯片的X2端与石英晶体振荡器Y1的另一端连接；第二电容C3和第三电容C4并联，第二电容C3和第三电容C4并联后的一端和时钟芯片的VCC口都与5V电源连接，第二电容C3和第三电容C4并联后的另一端都接地；时钟芯片的SCL口与单片机AT89S52的P1.1口连接，时钟芯片的SDA口与单片机AT89S52的P1.0口连接。

6.如权利要求1所述的一种智能家居家电窗帘控制系统，其特征在于，所述家电子系统包括第三微处理器，第三微处理器电性连接有红外探测器、温度传感器、湿度传感器、第三电源、第三WIFI收发模块和射频收发模块，射频收发模块连接有各家电设备的控制执行模块，控制执行模块连接有各家电设备的开关驱动电路，开关驱动电路连接于各家电设备的启动开关；各个家电设备均分别通过各自的控制执行模块与射频收发模块的信息交互实现第三微处理器对各个家电设备的控制；第三微处理器通过第三WIFI收发模块与第一WIFI收发模块的信息交互，实现第三微处理器与第一微处理器的信息交互。

7.如权利要求6所述的一种智能家居家电窗帘控制系统，其特征在于，所述红外探测器、温度传感器、湿度传感器均依次连接有同一组检测放大模块和A/D转换模块，A/D转换模块与第三微处理器电性连接。

8.如权利要求6所述的一种智能家居家电窗帘控制系统，其特征在于，所述射频收发模块包括RF射频发射单元和RF射频接收单元，RF射频接收单元分为RF射频接收部分、RF射频放大部分、RF射频解码部分和光电耦合部分；RF射频接收部分包括依次电性连接的接收天线、带通滤波器、RF解调器、运算放大器、低通滤波器。

9.如权利要求6所述的一种智能家居家电窗帘控制系统，其特征在于，所述控制执行模块包括终端射频收发模块、开关驱动电路和第六电源，终端射频收发模块的结构与射频收发模块的结构相同；终端射频收发模块与第六电源电性连接，并通过其RF射频接收单元的光电耦合部分与开关驱动电路电性连接。