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智能家居控制系统技术方案

技术编号:7877722 阅读:174 留言:0更新日期:2012-10-15 06:31
本实用新型专利技术公开了一种智能家居控制系统,包括一个主控机和多个分别内置于家居墙壁电源插座中的从节点以及与用户手机匹配的GSM模块,所述主控机和所述从节点通过nRF24L01P无线模块组建成无线网络,所述从节点通过继电器控制电源插座的电源输出状态,所述GSM模块与所述用户手机之间通过短消息交互所述电源输出状态。本实用新型专利技术,采用nRF24l01P无线射频芯片,具有体积小,低功耗、抗干扰能力强以及成本低等优势,可以放进普通的86盒插座中,并且可以采用电池供电,让普通家庭无需花费较大有费用和改造就可以感受到智能家居带来的便捷。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及智能家居,具体涉及智能家居控制系统
技术介绍
智能家居又称智能住宅,它具有融合了自动化控制技术、计算机网络技术和网络通讯技术于一体的网络化智能化家居控制系统,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、音视频技术将与家居生活有关的设备进行集成,从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。目前流行的智能家居技术协议主要有RS232/485串行通信技术、电力载波技术、无线射频技术等,上述各种技术都有其相应的优缺点,总体来说是定位偏高,用户群是中上 档次的人群,而这些人群毕竟是少数,因此,急需要一种低成本的智能家居控制系统,让智能家居进入更多的寻常百姓家。另外,目前的智能家居控制系统普遍采用IP网络实现远程控制,由于现有家庭的宽带还不是很稳定,如果是出现断电或者断网的情况就会造成控制系统失灵。再有,现有的智能家居控制系统或者采用有线组网方式或者采用无线方式组网,有线组网方式的优点是连接稳定,信息交换速率和效率高,但是需要布置专用电缆,布线麻烦,安装维护成本高,增减设备需要重新布线,可移动性差且影响美观。虽然目前有线传输中,PLC(电力载波通讯)技术已经相当成熟,但是开发成本还是较高。在无线传输中的方式中,包含315MHz免执照频段、蓝牙技术和ZigBee技术,其中315MHz免执照频段通信易受干扰,而蓝牙技术和ZigBee技术成本高,且协议开销大。因此,现有智能家居控制系统的组网方式,布线麻烦,安装维护成本高,可移动性差,成本较高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是解决智能家居控制系统成本较高,且稳定性不高、不便于旧房的改造的问题。为了解决上述技术问题,本技术所采用的技术方案是提供一种智能家居控制系统,包括一个主控机和多个分别内置于家居墙壁电源插座中的从节点以及与用户手机匹配的GSM模块,所述主控机和所述从节点通过nRF24L01P无线模块组建成无线网络,所述从节点通过继电器控制电源插座的电源输出状态,所述GSM模块与所述用户手机之间通过短消息交互所述电源输出状态。上述方案中,所述主控机和所述从节点均采用STC89C52RC单片机作为控制芯片,并通过I/o 口模拟SPI接口分别连接所述nRF24L01P无线模块。上述方案中,所述从节点的I/O接口上连接有上拉电阻,所述上拉电阻连接所述继电器。上述方案中,所述GSM模块采用simcom公司的SM300模块。本技术,采用nRF24101P无线射频芯片,具有体积小,低功耗、抗干扰能力强以及成本低等优势,可以放进普通的86盒插座中,并且可以采用电池供电,让普通家庭无需花费较大有费用和改造就可以感受到智能家居带来的便捷。附图说明图I为本技术的结构示意图;图2为本技术中nRF24L01P的接口示意图;图3为本技术中nRF24L01P的操作流程;图4为本技术中SIM300模块与单片机的通信流程。具体实施方式以下结合附图对本技术作出详细的说明。如图I所示,本技术包括一个主控机和多个分别内置于家居墙壁电源插座中的从节点以及与用户手机匹配的GSM模块。GSM模块采用的是simcom公司的SM300模块,SM300模块广泛用于手机、PDA等无线数据传输等领域,是采用60Pin板连接器的双频GSM/GPRS模块解决方案,具有工业标准化接口且功耗低,可通过GSM/GPRS 850/900/1800/ 1900MHz通信网络传输语音、短信、数据和传真。另外,硬件上接口简单,不需要复杂的外围电路,软件上只要懂串口传输,参照AT指令就可进行操作,与TC35、MC35模块相比最大的优势就是它是内嵌TCP/IP协议的GPRS模块,可以连接英特网进行GPRS的开发。主控机和从节点均采用STC89C52RC单片机作为控制芯片,并通过挪威NORDIC公司的2. 4GHz无线模块nRF24L01P(射频收发器件)进行数据交互以组建无线网络。nRF24L01P是一款高性能的2. 4G无线收发模块,采用GFSK调制,工作在2400-2483M的国际通用ISM频段,最高调制速率可达2MBPS,并且能耗很低,在2Mbit/s速率下OdBm输出时的峰值电流11mA,掉电模式下的功耗400nA,待机模式下的功耗32uA,具有130us的快速切换和唤醒时间。同时nRF24L01P集成了所有与RF协议相关的高速信号处理部分,如自动重发丢失数据包和自动产生应答信号等。另外,nRF24L0IP是SPI接口器件,其上的SPI接口可以利用单片机的硬件SPI 口连接或用单片机的I/O 口进行模拟,内部有FIFO可以与各种高低速微处理器接口,便于使用低成本单片机。nRF24L01P的接口如图2所示,CE为模式控制端与STC89C52RC单片机的P15连接,CSN为片选端(低电平有效)与STC89C52RC单片机的P17连接,SCK为控制时钟线(SPI时钟)与STC89C52RC单片机的P16连接,MOSI为主出从入数据线与P32连接,MISO为主入从出数据线与STC89C52RC单片机的P12连接,IRQ为中断信号与STC89C52RC单片机的P13连接。在本实施例中,主控机通过I/O 口模拟SPI接口连接主控机nRF24L01P,从节点也通过I/o 口模拟SPI接口与从节点nRF24L01P连接,从而构成星型结构的无线网络。主控机接收处理各从节点发送过来的数据并通过无线网络控制各从节点,同时主控机还通过I/O 口 P30、P31和GND与SM300模块的GTX、GRX和GND相连,通过SM300模块提供的用户短信控制接口实现用户远程控制,主控机接收来自GSM模块的数据并处理,然后把反馈信息通过GSM模块把信息告知用户。使用户及时了解被控设备的实时状态。例如,用户可以通过手机发送短消息,控制某一个用电器的开关,可以通过短消息查询某一个或所有用电器的状态,并且,当某一个用电器出现异常时,可以通过短消息发送到用户手机上。具体实现方式为SM300模块通过数据口以串行方式接收指令并向外输出数据,单片机上的Rx,Tx以及GND分别与SM300模块上的Tx,Rx和GND相连,具体互相通信流程如图4所示。本技术以主控机为中心,结构简单,管理和控制方便,网络延迟时间短,数据传输误差低,可靠性强。从节点的I/O 口上设有上拉电阻,上拉电阻连接继电器,以保证有足够的电流来驱动继电器,继电器用于控制家居墙壁电源插座的电源通断,从而控制相应的用电器。nRF24L01P可选择的收发模式有ShockBurst收发模式、增强型ShockBurst收发模式和直接收发模式。本实施例中采用的是增强型ShockBurst收发模式,在此模式下 nRF24L01P使用内嵌的双向链接协议,发送时自动生成前导码和CRC校验码、并等待应答信号,接收到数据时校验数据并发送应答信号,若数据丢失,发送端没接收到应答信号,则通过重发功能将数据恢复。nRF24L01P具体的操作流程如图3所示,在对nRF24L01P进行读写操作前,应先将nRF24L01P模式置为待机模式,然后才可通过SPI 口对nRF24L01P进行操作。本技术具有如下优点I、利用nRF24L01P射频芯片进行组网,本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能家居控制系统,包括一个主控机和多个分别内置于家居墙壁电源插座中的从节点,其特征在于,还包括与用户手机匹配的GSM模块,所述主控机和所述从节点通过nRF24L01P无线模块组建成无线网络,所述从节点通过继电器控制电源插座的电源输出状态,所述GSM模块与所述用户手机之间通过短消息交互所述电源输出状态。

【技术特征摘要】
1.智能家居控制系统,包括一个主控机和多个分别内置于家居墙壁电源插座中的从节点,其特征在于,还包括与用户手机匹配的GSM模块,所述主控机和所述从节点通过nRF24L01P无线模块组建成无线网络,所述从节点通过继电器控制电源插座的电源输出状态,所述GSM模块与所述用户手机之间通过短消息交互所述电源输出状态。2.如权利要求I所述的智能家居控制系统,其特征在于,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑魏平
申请(专利权)人:郑魏平
类型:实用新型
国别省市:

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