基于Zigbee技术的智能教室集控系统技术方案

一种基于Zigbee技术的智能教室集控系统，该系统由若干个Zigbee红外转换器、Zigbee射频转换器、环境监测模块和一个集成遥控器组成，构成Zigbee网络，通过智能网关和远程访问设备，用于远程对教室设备的访问和控制，还可以根据教室环境参数自动控制教室设备的运行状态。本系统能让用户有更方便的手段高效管理教室设备，组建方便简单，配置灵活，维护方便，易于扩展，节能环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多功能智能教室领域，尤其是一种基于Zigbee技术的智能教室 集控系统。
技术介绍
随着信息技术的发展，越来越多的教学辅助电子设备(如照明系统、教学设备、监 控设备等)进入教室。教室内电子设备主要包括红外设备和射频设备，前者是指通过红外 通信方式进行控制的电子设备，例如空调、投影仪、电视机、摄像头、功放机、录音机和幕布， 后者是指通过射频通信方式进行控制的电子设备，包括智能开关、插座和电子窗帘。目前，教室内电子设备主要是通过遥控器进行控制，每个设备对应一个遥控器，造 成遥控器过多，会出现使用混淆、操作繁琐、遥控器丢失等麻烦。而且，这些遥控器绝大部分 是采用红外通信方式，红外遥控对遥控器和设备之间的距离和角度有严格要求，且两者之 间不能有阻挡物。因此，设计一个集所有设备控制功能于一体的集成控制系统成为目前迫 切的需要。近年来，已出现基于Zigbee技术的电器控制方案，采用Zigbee技术进行组网，将 红外控制的电器设备进行无线互联，用于集中控制。这些方案采用预先对红外设备进行编 码存储，并未涉及具有射频通信控制的电器设备；由于电器设备各种各样，其编码量大，预 先存储很难包括所有电器设备；未涉及环境检测，以及针对环境参数对电器设备进行自动 控制的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种基于Zigbee技术的智能教室 集控系统，将教室内包括红外设备和射频设备在内的所有电子设备的控制功能集成为一 体，不受遥控间距和角度的限制，方便用户操作，并可根据教室当前环境自动对各设备进行 联动控制，提高教室电子设备的使用效率，同时起到节能省电作用。本专利技术的技术方案基于Zigbee技术的智能教室集控系统，其特征在于，该系统包括采用Zigbee协议 通信的遥控终端和集成遥控器，所述的遥控终端将来自集成遥控器的射频控制指令转发给 教室内红外设备或射频设备，并采集教室环境数据发送给集成遥控器。本专利技术中，所述的遥控终端包括至少一个Zigbee红外转换器、至少一个Zigbee射 频转换器和至少一个环境检测模块；所述的Zigbee红外转换器，接收来自集成遥控器针对 红外设备的射频控制指令，将其转换为红外控制指令后发送给红外设备；Zigbee射频转换 器，接收来自集成遥控器针对射频设备的射频控制指令，将其进行频率转换后发送给射频 设备；环境检测模块，采集教室环境数据，将其由模拟信号转换为数字信号，并发送给集成 遥控器。本专利技术中，所述的Zigbee红外转换器存储有红外控制指令与射频控制指令的映射关系。本专利技术中，所述的环境检测模块包含温度传感器或湿度传感器或亮度传感器或 CO2传感器或上述传感器的任意组合。本专利技术中，所述的集成遥控器包括数据处理模块、输入模块、显示模块、无线通信 模块、存储模块和能量供应模块；其中，数据处理模块，它根据教室环境参数判别教室当前 所处环境模式，依据存储教室环境模式与控制指令的映射关系查询到其对应的控制指令； 输入模块，用于教室内红外或射频设备的控制指令外部输入；显示模块，显示控制指令和教 室环境数据；无线通信模块，它接收来自遥控终端的教室环境数据，采用射频信号向遥控终 端发送控制指令；存储模块，它存储教室环境模式与控制指令的映射关系；能量供应模块， 向集成遥控器内其它模块提供运行所需能量。本专利技术中，所述的集成遥控器还包括红外学习模块，它学习红外遥控设备的红外 控制编码，建立红外控制指令与射频控制指令的映射关系。本专利技术的基于Zigbee技术的智能教室集控系统，还包括智能网关和远程访问 设备，所述的智能网关与遥控终端采用Zigbee通信协议，智能网关与远程访问设备采用 Zigbee通信协议以外的网络通信协议，智能网关对上述两种通信协议作转换，将所述的远 程访问设备发送的控制命令转发给所述的遥控终端，将所述的遥控终端发送的教室环境数 据发送给所述的远程访问设备。本专利技术中，所述的智能网关与远程访问设备间采用hternet或GSM/GPRS通信协 议。本专利技术中，所述的红外设备是指通过红外通信方式进行控制的电子设备，包括空 调、投影仪、电视机、摄像头、功放机、录音机和幕布，所述的射频设备是指通过射频通信方 式进行控制的电子设备，包括智能开关、插座、窗户和电子窗帘。本专利技术的优点和特点体现在以下几个方面(1)集成化本专利技术通过一个集成遥控器便可实现对包括空调、投影仪、电视机等 红外设备和智能开关、插座等射频设备在内的所有教室电子设备独立集中控制，而且以射 频方式发送命令，使得控制不受距离、角度、遮挡物限制，操作方便，控制灵敏。(2)智能化根据室温、光线明暗、空气质量等教室环境状态，本专利技术可以自动调 节空调、窗帘、灯光等设备的运行情况，节能环保。(3)无线化基于Zigbee技术的智能教室集控系统采用无线方式，相对于传统的 有线方式，组建方便简单，不需要布设通信电缆。而且，无线方式配置灵活、维护方便、易于 扩展。本专利技术采用Zigbee网络技术，使得网络系统具有自组织、自适应的功能，可靠性更 好。(4)网络化相对于传统教室电子设备各自孤立的状态，本专利技术中的各个遥控终 端形成了网络，并且为遥控终端之间提供了高效的数据通信手段。还可以通过手机、PDA、计 算机等设备远程控制。 本专利技术的集控系统让用户有更方便的手段来管理教室电子设备，还可以执行场景 操作，使多个设备形成联动。进一步地根据教室环境参数采集信号，不需要用户指挥也能根 据不同的信号状态自动控制设备的运行，从而给用户带来最大程度的便利和高效。附图说明图1为本专利技术的总体结构1中1-集成遥控器，2-智能网关，3-遥控终端，4-远程访问设备。图2为集成遥控器结构3为集成遥控器学习功能运行步骤4为智能网关结构5为本专利技术实例的Zigbee红外转换器硬件结构6为本专利技术实例的Zigbee射频转换器硬件结构7为本专利技术实例的集成遥控器硬件结构8为本专利技术实例的智能网关硬件结构图具体实施例方式下面通过实施例更加详细地说明本专利技术，但以下实施例仅是说明性的，本专利技术的 保护范围并不受这些实施例的限制。如图1所示，本专利技术的基于Zigbee技术的智能教室集控系统中，有M个红外设备， N个射频设备。相对应的，存在M个Zigbee红外转换器ZHR(i) (i = 1，K，M)和N个Zigbee 射频转换器ZiRF(j) (j = 1，K，N)。本专利技术还包括环境检测模块，各Zigbee红外转换器、 Zigbee射频转换器和环境检测模块EvM (k) (k = 1，K，P)构成遥控终端3，遥控终端3与集 成遥控器1之间采用Zigbee协议无线通信，形成Zigbee网络。Zigbee红外转换器设置在红外设备信号接收端附近，其作为集成遥控器与红外设 备之间的命令转发者，将集成遥控器针对红外设备的射频控制指令转换为红外控制指令后 发送给红外设备。红外遥控对遥控器和设备之间的距离和角度有严格要求，且两者之间不 能有阻挡物。而射频遥控传输距离较远，且穿透能力强。因此，通过红外转换器无线接收射 频形式的控制指令，再转换为红外控制指令，有效地消除了遥控器与红外设备的控制约束， 扩展了控制区域。Zigbee红外转换器存储有对应设备的红外控制编码，当收到集成遥控器 或者智能网关的控制命令本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．基于Ｚｉｇｂｅｅ技术的智能教室集控系统，其特征在于，该系统包括采用Ｚｉｇｂｅｅ协议通信的遥控终端（３）和集成遥控器（１），所述的遥控终端将来自集成遥控器的射频控制指令转发给教室内红外设备或射频设备，并采集教室环境数据发送给集成遥控器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴志诚，刘三女牙，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：83