CN105676667A - 智能家居控制系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能家居控制系统及其实现方法，其包括：控制终端，适于向控制模块发送操作命令；控制模块，适于根据接收的操作命令向功能拓展模块发送控制指令；功能拓展模块，适于使功能拓展模块外接产品相应的响应控制指令，并反馈控制指令响应的结果。本发明还提供一种基于智能家居控制系统的实现方法，通过设置并控制其外接产品的工作状态，该功能拓展模块集成了上行网络接口模块、传感器输入接口模块、开关量接口模块、下行网络接口模块、RS485接口模块与USB接口模块，提高了智能家居控制系统的集成度，根据用户的需求自由选择及扩展各种接口，使得能够接入待控制的业务和信号种类大幅度增加，从而提高了其集成度和技术扩展灵活性。

Description

智能家居控制系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种智能家居控制系统及其实现方法。

背景技术

计算机技术、信息技术、自动化控制技术的发展一直致力于提高人们物质生活水平，改变人们生活方式与工作习惯。同时，也对传统的住宅提出了挑战，社会、技术以及经济的进步更使人们对家庭居室环境的观念随之巨变。人们对家具的要求早已不只是物理空间，更为关注的是一个高度安全性、方便、舒适的居家环境。随着消费电子、计算机、通讯一体化趋势日益明显，现代智能家居由于其安全、高效、舒适、便利、智能化等特点在21世纪将成为现代社会和家庭的必然选择。

所谓智能家居系统将网络技术、嵌入式技术、自动控制技术和传感等技术融合一体，把家中的照明、影音娱乐、视频、网络、门禁、监控、燃气泄露报警、火宅报警、环境传感、智能家电、智能电源插座等装置和设备连接到一起，在智能家居控制设备的管理下，为用户提供家电控制、照明控制、红外遥控、防盗报警、环境监测等多种功能。智能家居系统可以为用户提供家庭中家电设备的工作信息数据和家庭环境的信息数据，同时，还可以帮助用户实现对家中家电设备的远程控制。无论用户在家中还是在户外可以通过移动终端、电脑等设备连接到网络对家庭中各种智能设备进行远程操控和对家庭环境情况实时监控。

然而，现有智能家居控制系统由于接入的待控制产品品牌众多，技术不统一，导致接入的设备接口不同，而现有的智能家居控制系统集成的接口类型单一，无法扩展，特别是无法满足智能家居发烧友的DIY或专业物联网应用软件开发商的二次开发需求，从而使得智能家居控制系统技术兼容性和扩展性差，应用不灵活，软件应用和配套跟不上，市场推广困难。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种智能家居控制系统及其实现方法，用于解决现有技术中智能家居控制系统集成接口类型单一，无法扩展，导致其技术兼容性和扩展性差、应用不灵活、难以二次开发的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智能家居控制系统，包括：控制模块、功能拓展模块、驱动和应用APP模块与控制终端，其中，

所述控制终端，适于向所述控制模块发送操作命令；

所述控制模块，适于根据接收的操作命令向所述功能拓展模块发送控制指令，还适于检测所述功能拓展模块的类型，并根据其类型安装或卸载所述驱动和应用APP模块中相应的驱动程序与应用程序；

所述功能拓展模块，具有多个功能接口模块，适于根据控制指令使功能接口模块外接的产品产生响应，并反馈所述控制指令响应的结果，其中，所述功能拓展模块包含上行网络接口模块、传感器输入接口模块、开关量接口模块、下行网络接口模块、RS485接口模块与USB接口模块的一种或多种；

所述驱动和应用APP模块，适于提供功能接口模块对应的驱动程序与应用程序。

本发明的另一目的在于提供一种基于智能家居控制系统的实现方法，包括：

根据USB接口模块的接口状态识别USB式无线模块的类型，安装或卸载对应类型的USB式无线模块的驱动程序和应用程序；

控制模块根据所获取控制终端的控制命令，按照控制命令生成功能拓展模块相应的控制信号；

根据控制信号采集各个功能接口模块对应的参数与数据，存储所述参数与数据。

如上所述，本发明的智能家居控制系统及实现方法，具有以下有益效果：

通过设置功能拓展模块，集成了上行网络接口模块、传感器输入接口模块、开关量接口模块、下行网络接口模块、RS485接口模块与USB接口模块，提高了智能家居控制系统的集成度，用户操作控制终端产生相应的操作命令，控制模块根据接收的操作命令生成相应的控制指令，根据所述控制指令对应控制功能拓展模块中各个功能接口模块外接产品信息，以功能拓展模块为连接口，用户可根据需求在USB接口自由扩展新的无线接口，可根据传感器接口连接各种标准传感器，本控制装置作为485主设备连接多个485从设备进行组网，使接入待控制的业务和信号种类大幅度增加，从而提高了智能家居控制系统的技术兼容性和扩展性，及应用上的灵活性，同时，通过开放标准的驱动API库，使该智能家居控制系统具备二次开发能力，满足发烧友的DIY和应用软件开发商的二次开发需求。

附图说明

图1显示为本发明的智能家居控制系统结构框图；

图2显示为本发明的智能家居控制系统完整结构示意图；

图3显示为本发明的一种基于智能家居控制系统的实现方法流程图。

元件标号说明：

1控制模块

2功能拓展模块

3控制终端

4驱动和应用APP模块

5电源模块

6存储模块

7上行网络接口模块

8传感器输入接口模块

9开关量接口模块

10下行网络接口模块

11RS485接口模块

12USB接口模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，本发明提供一种智能家居控制系统结构框图，包括：控制模块1、功能拓展模块2、驱动和应用APP模块4与控制终端3，其中，所述控制终端3，适于向所述控制模块1发送操作命令，还适于检测所述功能拓展模块2的类型，并根据其类型安装或卸载所述驱动和应用APP模块4中相应的驱动程序与应用程序；所述控制模块1，适于根据接收的操作命令向所述功能拓展模块2发送控制指令；所述功能拓展模块2，具有多个功能接口模块，适于根据控制指令使功能接口模块外接的产品产生响应，并反馈所述控制指令响应的结果，其中，所述功能拓展模块2包含上行网络接口模块7、传感器输入接口模块8、开关量接口模块9、下行网络接口模块10、RS485接口模块11与USB接口模块12，所述驱动和应用APP模块适于提供功能接口模块对应的驱动程序与应用程序。

所述控制模块1均与功能拓展模块2包含的各个模块相连，所述控制模块1是本装置的核心，含有微处理器小系统，运行控制软件，对其他模块进行控制和管理。在实施例中，微处理器支持Android系统，可加载、安装或升级AndroidAPP(计算机应用程序)，从而增加新的应用，满足DIY(doityourself)发烧友的自我实现欲望，或应用软件开发商的二次开发需求；所述控制模块1还包含交换子模块，用于扩展以太网接口数量，实现以太网流量接入、交换和汇聚。

具体地，控制模块1运行基于Andriod系统的软件，内置WEB(万维网)网络客户端软件，可通过家庭网络接入互联网，实现各种驱动APP、应用APP的下载、安装和升级；控制模块1内置WEBServer功能，可在本地接入，通过图形化界面对本装置进行功能设置和信息查询。

请参照图2，为本发明的智能家居控制系统完整结构示意图，详述如下：

具体地，所述上行网络接口模块7，适于使所述控制模块1与所述控制终端3通过网络互联。

在本实施例中，所述上行网络接口模块7至少为一个网络接口，通过该接口，使得本装置能够连入公共网或私有网络，该接口可连接有线网络，如：以太网、PON(无源光纤网络)、xDSL(数字用户线路)，也可连接无线网络，如LTE(LongTermEvolution)、WiFi(无线局域网)等，便于与控制终端3实现信息交互。

具体地，所述下行网络接口模块10，适于根据所述控制模块1内设的交换模组连接网络设备，并为所连接网络设备分配IP地址。

在本实施例中，所述下行网络接口模块10至少为一个以太网接口，通过该以太网接口，可以外接网络设备，如IPTV(交互式网络电视)、电脑、网络家电或网络监控摄像头等，该以太网接口可为塑料光纤接口、RJ45电口或石英光纤接口，通过该接口可自动为接入的网络设备分配IP地址，可将该装置当作小型交换机使用，连接更多的外接产品。

具体地，所述传感器输入接口模块8，适于通过其安装相应类型的传感器以采集对应的参数。

在本实施例中，所述传感器输入接口模块8至少为一个传感器输入接口，该传感器输入接口可为二线制传感器接口、三线制传感器接口或四线制传感器接口。该传感器输入接口为接入的传感器提供工作电压或电流，且接入的传感器按采集输入类型可为温度、湿度、压力、红外、烟感等，可根据用户需求添加传感器，满足用户各种需求。

具体地，所述开关量接口模块9，适于根据所述控制模块1发出的控制指令控制与其连接的设备的开启或关闭。

在本实施例中，所述开关量接口模块9至少为一个开关量接口，可实现开关量(连通或断开)信号的输入或输出，当开关量接口接到相应控制信号，即可对开关量接口连接的设备进行控制，控制器其工作状态(开启或关闭)，接入开关量接口的模块可为智能电源插座或电子门禁等，控制模块1通过开关量接口可直接控制智能电源插座或电子门禁为开启状态或关闭状态。

具体地，所述RS485接口模块11，适于根据RS485接口采集与其相连设备的数据或控制所连接设备。

在本实施例中，所述RS485接口模块11至少为一个RS485接口，且作为RS485总线的主设备，通过该接口可连接数量较多且距离较远的设备(智能表计、传感器或安防设备等)，控制模块1通过RS485接口模块11对外接的上述设备进行控制和管理，读取与其相连设备的数据，RS485接口可为工业接线端子或基于塑料光纤的光接口，通过该接口模块增加产品连接数量与连接距离，方便管理。

具体地，所述USB接口模块12，适于根据提供的USB接口外接不同类型的USB式无线模块。

在本实施例中，所述USB接口模块12至少为一个USB接口，通过该USB接口可连接不同厂商的USB式Zigbee、Z-Wave、SmartRoom、Wifi等无线模块，使得控制模块1通过该USB接口可控制各种无线接入模块，从而满足市场上不同厂商使用各种无线制式接入的智能设备应用。

具体地，还包括存储模块6，适于存储功能拓展模块2功能拓展模块中各个接口模块采集的数据。

在本实例中，该存储模块6采用掉电非易失性存储介质NANDFLASH，其容量大，读写速度快，用于保存外接产品反馈的数据，如视频等信息。且该存储模块6提供USB接口，外接USB卡，可以方便扩展或更换，此USB卡纳入控制器的统一存储器和文件系统管理。控制模块1运行服务器端软件，可把安防监控IP摄像头采集的视频数据自动保存在此存储模块6中。

具体地，还包括电源模块5，适于为所述控制模块1、所述存储模块6与所述功能拓展模块2提供电源。

在本实施例中，所述电源模块5为该系统内功能拓展模块2、控制模块1与存储模块6提供工作电源，该电源模块5在外接交流市电时，还提供一个UPS(不间断电源)供电输入端，即使电源模块5在无市电的情况下，也能保证智能家居控制系统正常运行一段时间。

具体地，所述控制终端3为平板电脑、智能手机、个人电脑、液晶电视或遥控器的任意一种。

在本实施例中，当所述控制终端3与所述控制模块1通过网络实现互联，即使用户不在家中，也可远程操作向控制模块1发送控制指令，从而管理控制模块1外接的设备；当所述控制终端3为遥控器时，通过红外线或者蓝牙传输的方式本地控制所述控制模块1，达到管理控制模块1外接设备的目的，通过本地控制与网络控制的两种方式，更利于管理。

请参考图3，为本发明提供一种基于智能家居控制系统的实现方法，包括：

步骤S301，根据USB接口模块的接口状态识别USB式无线模块的类型，安装或卸载对应类型的USB式无线模块的驱动程序和应用程序；

进一步地，所述USB接口模块12外接不同类型的USB式无线模块，该无线模块的识别流程，详述如下：

检测USB接口模块的状态；

当USB接口模块设置有USB式无线模块时，则识别该USB式无线模块的类型，并根据USB式无线模块的类型对应安装驱驱动程序和应用程序；

当USB接口模块未设置有USB式无线模块时，则卸载该USB接口模块对应的驱动程序与应用程序。

具体地，当USB接口未设置USB式无线模块时，判断该USB接口是否已安装对应的驱动程序和应用程序，如果是，则卸载其对应的驱动程序，以保证设备运行流畅性；如果否，则不进行任何操作。

进一步地，所述USB式无线模块的类型包括Zigbee卡、Z-wave卡、SmartRoom卡与Wifi卡；通过开放本装置硬件对应的硬件驱动API库，对外提供标准调用接口，则DIY发烧友或Android应用软件开发商可以据此开发出基于自己的特定应用程序，从而实现新的业务或功能。

步骤S302，控制模块上行网络接口模块获取控制终端发送的控制命令，按照控制命令生成功能拓展模块相应的控制信号；

在本实施例中，根据控制命令对应的不同功能接口模块的生成不同的控制信号，按照控制信号的不同对功能接口模块外接的产品进行控制，方便与功能接口模块外接的产品一一对应控制，从而减少了相互之间干扰。

步骤S303，根据控制信号采集各个功能接口模块对应的参数与数据，存储所述参数与数据；

在本实施例中，例如，传感器采集的数据还包括摄像头采集的视频数据等，将采集的数据保存至存储模块6，其中，存储模块6存储视频数据的工作流程，详述如下：

判断所述参数与所述数据是否设置相应的服务器存储地址；

如果所述参数与所述数据未设置相应的服务器存储地址，则缓存所述参数与数据，直到存储至USB卡为止；

如果所述参数与所述数据未设置相应的服务器存储地址，则查找路由表将所述参数与数据转发到对应的服务器存储地址。

通过设置两条存储途径，可及时将视频数据进行分布存储。

综上所述，通过设置功能拓展模块2，集成了上行网络接口模块7、传感器输入接口模块8、开关量接口模块9、下行网络接口模块10、RS485接口模块11与USB接口模块12，提高了智能家居控制系统的集成度，可以通过一台本装置灵活地控制多种家庭设备，用户操作控制终端3产生相应的操作命令，控制模块1根据接收的操作命令生成相应的控制指令，根据所述控制指令对应控制功能拓展模块2中各个模块外接产品信息，以功能拓展模块2为连接口，用户可根据需求在USB接口自由扩展新接口，又能够使接入待控制的业务和信号种类大幅度增加，从而提高了智能家居控制系统的技术兼容性和扩展性，及应用上的灵活性，同时，该智能家居控制系统具备二次开发能力，满足发烧友的DIY需求。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种智能家居控制系统，其特征在于，该智能家居控制系统至少包括：控制模块、功能拓展模块、驱动和应用APP模块与控制终端，其中，

所述控制终端，适于向所述控制模块发送操作命令；

所述控制模块，适于根据接收的操作命令向所述功能拓展模块发送控制指令，还适于检测所述功能拓展模块的类型，并根据其类型安装或卸载所述驱动和应用APP模块中相应的驱动程序与应用程序；

所述功能拓展模块，具有多个功能接口模块，适于根据控制指令使功能接口模块外接的产品产生响应，并反馈所述控制指令响应的结果，其中，所述功能拓展模块包含上行网络接口模块、传感器输入接口模块、开关量接口模块、下行网络接口模块、RS485接口模块与USB接口模块的一种或多种；

所述驱动和应用APP模块，适于提供功能接口模块对应的驱动程序与应用程序。

2.根据权利要求1所述的智能家居控制系统，其特征在于，所述上行网络接口模块，适于使所述控制模块连入网络。

3.根据权利要求1所述的智能家居控制系统，其特征在于，所述下行网络接口模块，包括多个以太网接口，适于根据所述控制模块内设的交换模组连接网络设备，为所连接设备分配IP地址。

4.根据权利要求1所述的智能家居控制系统，其特征在于，所述传感器输入接口模块，适于通过其安装相应类型的传感器以采集对应的参数；

所述开关量接口模块，适于根据所述控制模块发出的控制指令控制与其连接的设备的开启或关闭；

所述RS485接口模块，适于根据RS485接口以采集与其连接的设备的数据或控制所连接设备；

所述USB接口模块，适于根据提供的USB接口外接不同类型的USB式无线接入模块。

5.根据权利要求1所述的智能家居控制系统，其特征在于，还包括存储模块，适于存储功能拓展模块反馈的所述控制指令响应的结果，其中，该响应的结果为该功能拓展模块中各个接口模块采集的数据。

6.根据权利要求5所述的智能家居控制系统，其特征在于，还包括电源模块，适于为所述控制模块、所述存储模块与所述功能拓展模块提供电源。

7.一种基于权利要求1所述的智能家居控制系统的实现方法，其特征在于，包括：

根据USB接口模块的接口状态识别USB式无线模块的类型，安装或卸载对应类型的USB式无线模块的驱动程序和应用程序；

控制模块根据所获取控制终端的控制命令，按照控制命令生成功能拓展模块相应的控制信号；

根据控制信号采集各个功能接口模块对应的参数与数据，存储所述参数与数据。

8.根据权利要求7所述的智能家居控制系统的实现方法，其特征在于，所述根据USB接口模块的接口状态识别USB式无线模块的类型，安装对应类型的USB式无线模块的驱动程序和应用程序的步骤，具体包括：

检测USB接口模块的状态；

当USB接口模块设置有USB式无线模块时，识别该USB式无线模块的类型，并根据USB式无线模块的类型对应安装驱驱动程序和应用程序；

当USB接口模块未设置有USB式无线模块时，卸载该USB接口模块对应的驱动程序与应用程序。

9.根据权利要求7所述的智能家居控制系统的实现方法，其特征在于，所述根据控制信号采集各个功能接口模块对应的参数与数据，存储所述参数与数据的步骤，具体包括：

判断所述参数与所述数据是否设置相应的服务器存储地址；

如果所述参数与所述数据未设置相应的服务器存储地址，则缓存所述参数与数据，直到存储至USB卡为止；

如果所述参数与所述数据未设置相应的服务器存储地址，则查找路由表将所述参数与数据转发到对应的服务器存储地址。