一种分布式KNX智能家居系统技术方案

一种分布式KNX智能家居系统，包括家庭网关和多个分布式KNX模块，分布式KNX模块通过KNX总线连接至家庭网关，分布式KNX模块包括KNX协议接口，不仅接收来自家庭网关转发的控制指令，同时也向其他分布式KNX模块发送控制指令，家庭网关通过家庭局域网连接至互联网，与云端的应用服务器进行通讯，采用MQTT通讯协议，实时发送家居设备状态数据，并接收云端应用服务器发送过来的控制指令，应用服务器，运行在互联网云端，接收家庭网关发送过来的数据，通过redis存储到分布式缓存中，同时可接受WEB服务器所发送过来的控制指令，并转发到相应的家庭网关。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式KNX智能家居系统
本专利技术属于智能家居
，特别涉及一种分布式KNX智能家居系统。
技术介绍
KNX是家居和楼宇控制领域唯一的开放式国际标准，是由欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHS合并发展而来。KNX标准目前已被批准为欧洲标准(CENELECEN50090&CENEN13321-1)、国际标准(ISO/IEC14543-3)、美国标准(ANSI/ASHRAE135)和中国指导性标准(GB/Z20965)，已经成为“HBES技术规范-住宅与楼宇控制”的国家标准化指导性技术文件。KNX协议以EIB为基础，兼顾了BatiBus和EHS的物理层规范，并吸收了BatiBus和EHS中配置模式等优点，提供了家居和楼宇自动化的完全解决方案。KNX拥有可由厂家独立设计和测试工具(ETS)；提供多种通信介质(TP,PL,RF和IP)；提供多种系统配置模式(A,E,S模式)。通过KNX总线系统，对家居和楼宇的照明、遮光/百叶窗、安防系统、能源管理、供暖、通风、空调系统、信号和监控系统、服务界面及楼宇控制系统、远程控制、计量、视频/音频控制、大型家电等进行控制。智能家居是利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。智能家居中，核心在于系统的集成能力，即把灯光、遮阳系统、窗帘系统、HVAC暖通空调系统、中央背景音乐系统、家庭影院系统、安防系统等完美的融合起来的能力。而这个能力，很大程度上取决与该系统的开放性。这就需要一种标准，或者有一个大部分设备厂家都能认可并采用的“语言”，即控制协议。这就牵涉到自动控制领域中的“现场总线技术”，我们称之为FieldBus。这种技术要求控制与智能“本地化”与“模块化”，让控制系统的传感器与控制器都具有独立的运算、处理、发送信号的能力，相互独立又相互联系，构成一个控制网络中的“Internet”。由于KNX协议发展较早，控制方式比较单一，已经无法适应最新的控制需求。如图3所示，在传统项目中中，我们所使用的使用的设备，所需要的线缆都是采用分布式的结构，比如灯光控制，对于一个三联开关，内部只有四根强电线缆，火线1根，灯光控制线3根。优点是，这种布线结构符合中国整个建筑市场，设计和工程沟通成本低，一般物业即可解决维护，可以迅速解决客户问题。缺点是，只能实现本地简单的控制如图2所示，现有的控制方式，比如灯光，采用集中式的智能解决方案，即把所有灯光的控制线缆和供电回路都统一放在一个集中的电箱，再由分布在各个区域的智能面板去控制，通过编程便可以实现客户的需求。这种结构的优点是实现了智能化控制，缺点是，改变了传统布线的结构，电箱内有大量的线缆，施工难度大，后期维护成本高，必须专业人员才能进行维护。
技术实现思路
本专利技术提供一种分布式KNX智能家居系统。一种分布式KNX智能家居系统，包括家庭网关和多个分布式KNX模块，分布式KNX模块通过KNX总线连接至家庭网关，分布式KNX模块包括KNX协议接口，不仅接收来自家庭网关转发的控制指令，同时也向其他分布式KNX模块发送控制指令，家庭网关通过家庭局域网连接至互联网，与云端的应用服务器进行通讯，采用MQTT通讯协议，实时发送家居设备状态数据，并接收云端应用服务器发送过来的控制指令，应用服务器，运行在互联网云端，接收家庭网关发送过来的数据，通过redis存储到分布式缓存中，同时可接受WEB服务器所发送过来的控制指令，并转发到相应的家庭网关，Web服务器，为用户前端应用提供Web服务，与前端应用采用WebService的通讯方式，对于状态数据直接到redis分布式缓存中查询，对于控制指令则直接通过MQTT通讯协议发送到应用服务器中。分布式KNX模块，可以是灯光模块、窗帘模块、温控模块或传感器模块。用户前端应用是微信应用。家庭网关将不同通讯接口和通讯协议的智能设备转换成统一的通讯协议方式并接入到互联网中，家庭网关还响应互联网数据中心的应用服务器所发送过来的控制指令，完成对智能设备的控制操作。用户前端应用运行在移动终端，包括智能手机和平板电脑，用户可以使用移动终端对家庭内的设备进行控制操作，接入到互联网中后，对家居设备实现控制操作。本专利技术在传统家居设备系统上，不改变原有的布线结构，在每个控制面板或智能控制模块上采用欧洲KNX总线系统，不仅可以实现原有强电面板的功能，还可以轻松实现智能控制。附图说明图1是本专利技术的系统结构图。图2是现有技术中一种集中式的KNX总线结构图。图3是现有技术中一种分布式的系统图。具体实施方式如图1所示，分布式KNX模块，可以是灯光模块、窗帘模块、温控模块、传感器模块等，模块通过KNX总线连接至网关，采用KNX通讯协议。家庭网关，通过家庭局域网连接至互联网，与云端的应用服务器(ApplicationServer)进行通讯，采用MQTT通讯协议，实时发送设备状态数据，并接收云端应用服务器发送过来的控制指令。应用服务器，运行在互联网云端，接收家庭网关发送过来的数据，通过redis存储到分布式缓存中，同时可接受WEB服务器所发送过来的控制指令，并转发到相应的家庭网关。Web服务器，为用户前端应用微信(WeChat)提供Web服务，与前端应用采用WebService的通讯方式，对于状态数据直接到redis分布式缓存中查询，对于控制指令则直接通过MQTT通讯协议发送到应用服务器中。互联网数据中心放置在IDC机房中，由Web服务器和应用服务器组成。响应移动终端发出的数据请求，并把数据结果返回给移动终端。本系统中的数据请求方式是WebService。接收家庭网关发送过来的智能设备运行状态数据并进行存储。响应WebService程序所发送过来的数据请求，并把数据结果返回给WebService。家庭终端主要包括放在用户家里的智能设备以及家庭网关。智能家居设备主要是指带有通讯接口的电器设备和暖通设备，比如基于KNX总线的灯光窗帘控制模块、带有RS485通讯的空调主机、带有RS232通讯的家庭影院设备等等。由于智能设备的通讯接口方式和通讯协议都没有标准，因此无法直接把这些设备接入到互联网中，这就需要家庭网关将这些不同通讯接口和通讯协议的智能设备转换成统一的通讯协议方式并接入到互联网中。家庭网关还可以响应互联网数据中心的应用服务器所发送过来的控制指令，完成对智能设备的控制操作。移动终端主要指我们日常用的智能手机和平板电脑，用户可以使用移动终端对家庭内的设备进行控制操作，可以是苹果的iOS操作系统、谷歌的Android操作系统，也可以是微软的Windows操作系统。当然在个人电脑如果接入到互联网中，也可以实现控制操作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式KNX智能家居系统，其特征在于，包括家庭网关和多个分布式KNX模块，分布式KNX模块通过KNX总线连接至家庭网关，分布式KNX模块包括KNX协议接口，不仅接收来自家庭网关转发的控制指令，同时也向其他分布式KNX模块发送控制指令，家庭网关通过家庭局域网连接至互联网，与云端的应用服务器进行通讯，采用MQTT通讯协议，实时发送家居设备状态数据，并接收云端应用服务器发送过来的控制指令，应用服务器，运行在互联网云端，接收家庭网关发送过来的数据，通过redis存储到分布式缓存中，同时可接受WEB服务器所发送过来的控制指令，并转发到相应的家庭网关，Web服务器，为用户前端应用提供Web服务，与前端应用采用WebService的通讯方式，对于状态数据直接到redis分布式缓存中查询，对于控制指令则直接通过MQTT通讯协议发送到应用服务器中。

【技术特征摘要】
1.一种分布式KNX智能家居系统，其特征在于，包括家庭网关和多个分布式KNX模块，分布式KNX模块通过KNX总线连接至家庭网关，分布式KNX模块包括KNX协议接口，不仅接收来自家庭网关转发的控制指令，同时也向其他分布式KNX模块发送控制指令，家庭网关通过家庭局域网连接至互联网，与云端的应用服务器进行通讯，采用MQTT通讯协议，实时发送家居设备状态数据，并接收云端应用服务器发送过来的控制指令，应用服务器，运行在互联网云端，接收家庭网关发送过来的数据，通过redis存储到分布式缓存中，同时可接受WEB服务器所发送过来的控制指令，并转发到相应的家庭网关，Web服务器，为用户前端应用提供Web服务，与前端应用采用WebService的通讯方式，对于状态数据直接到redis分布式缓存中查询，对于控...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯丰，叶维双，
申请(专利权)人：微赫智能科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31