一种智能家居系统综合接入与控制装置

1.一种智能家居系统综合接入与控制装置，包括红外学习及遥控模块、若干个zigbee模块和若干个环境监测传感器模块，其特征在于：所述智能家居系统综合接入与控制装置还包括ARM+Linux嵌入式系统模块、若干个WIFI模块和若干个智能手机上的Android客户端；
所述的ARM+Linux嵌入式系统模块包括ARM+Linux嵌入式系统、WIFI模块和zigbee模块，并与红外学习及遥控模块有线连接；
所述的环境监测传感器模块通过zigbee模块连接到zigbee网络，再连接到ARM+Linux嵌入式系统模块；
所述的智能手机上的Android客户端通过WIFI模块连接到WIFI网络，再连接到ARM+Linux嵌入式系统模块。
2.如权利要求1所述的一种智能家居系统综合接入与控制装置，其特征在于：所述的红外学习及遥控模块通过串行总线连接到ARM+Linux嵌入式系统模块。
3.如权利要求1所述的一种智能家居系统综合接入与控制装置，其特征在于：所述的WIFI网络通过路由器连接到互联网。
4.如权利要求1所述的一种智能家居系统综合接入与控制装置，其特征在于：所述的zigbee模块采用了一个协调器及多个传感节点的蜂窝网络，用于通过绑定的方式进行数据的收发，从而实现对家庭中环境数据的采集。

一种智能家居系统综合接入与控制装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种智能家居系统综合接入与控制的装置，特别涉及到一种采用WIFI和zigbee技术的智能家居系统综合接入与控制装置。\n背景技术\n[0002] 随着社会经济和科学技术的发展，人们对生活质量的要求也越来越高，智能家居技术应运而生。智能家居最早起源于美国，世界上第一幢智能建筑于1984年在美国诞生。\n随后，欧洲、加拿大、澳大利亚和东南亚等经济较为发达的国家也先后提出了智能家居的概念，就是将家庭中的各种通讯设备、家用电器和家庭安防装置通过家庭网络连接到一个家庭智能化系统上进行集中的近程或远程的监控，建立一个由家庭安全防护系统、家庭自动化系统和网络服务系统等组成的家庭服务与管理的集成系统，从而实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅。虽然在国外有很多不同公司推出的智能家居系统，但目前智能家居系统仍没有得到广泛普及，其主要原因是没有统一的标准和协议。智能家居是一个交叉覆盖了多行业的系统工程，各设备制造厂商按照不同的接口标准与协议生产设备，从而使各设备之间的互联、互通变得比较困难。\n[0003] 目前市场上智能家居方案多采用zigbee技术来解决此问题，即为各种不同通讯协议和接口的设备和传感器添加zigbee模块，统一先接入zigbee网络，再连接到带有zigbee模块的控制中心，如专利号为ZL200710039151.8的“基于电话和ZigBee技术的智能家居控制系统”，该系统由家庭控制中心和若干个基于zigbee技术的无线通信控制模块构成，在家庭控制中心与与每个控制模块上都接有一个zigbee无线通信模块，通过这些zigbee无线通信模块，家庭控制中心与控制模块之间传送。现有技术方案的缺点是：不能充分利用各种设备现有的通讯接口，结构复杂，成本较高，影响了智能家居的普及。\n发明内容\n[0004] 为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种能充分利用各种设备现有的通讯接口，结构简单，成本较低的智能家居系统综合接入与控制装置。\n[0005] 本实用新型目的通过以下技术方案来实现：\n[0006] 一种智能家居系统综合接入与控制装置，该装置包括了一个ARM+Linux嵌入式系统模块、若干个zigbee模块、若干个WIFI模块、若干个环境监测传感器模块、一个红外学习及遥控模块、智能手机上的Android客户端。\n[0007] ARM+Linux嵌入式系统模块含ARM+Linux嵌入式系统、WIFI模块和zigbee模块。\n[0008] 智能手机上的Android客户端通过WIFI模块连接到WIFI网络，然后再通过ARM+Linux嵌入式系统模块带有的WIFI模块连接到ARM+Linux嵌入式系统模块。\n[0009] 环境监测传感器模块通过zigbee模块连接到zigbee网络，然后再通过ARM+Linux嵌入式系统模块带有的zigbee模块连接到ARM+Linux嵌入式系统模块。\n[0010] 优选的，zigbee模块之间采用了一个协调器及多个传感节点的蜂窝网络，通过绑定的方式进行数据的收发，从而实现对家庭中环境数据的采集。\n[0011] 优选的，红外学习及遥控模块通过串行总线连接到ARM+Linux嵌入式系统模块。\n[0012] 其中，红外学习及遥控模块可以对各类遥控器的遥控指令进行学习，然后将学习结果通过串行总线传输到ARM+Linux嵌入式系统模块以数码的形式进行存储，并能根据指令将数码指令转换为红外编码进行遥控操作。\n[0013] 所述的一种智能家居系统综合接入与控制装置，进一步可以通过路由器连接到互联网，用户可以通过互联网对智能家居系统中的设备进行监测和控制。\n[0014] 本技术方案有益效果：能充分利用各种设备现有的通讯接口，结构简单，成本较低。\n附图说明\n[0015] 图1是系统结构原理图。\n[0016] 图2是红外学习及遥控模块红外发射装置的原理图。\n[0017] 图3是红外学习及遥控模块接收电路原理图。\n[0018] 图4是zigbee网络协调器原理图。\n[0019] 图5是zigbee网络终端原理图。\n具体实施方式\n[0020] 为了让本领域的技术人员能够更好地了解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的阐述。\n[0021] 如图1所示，一个ARM+Linux嵌入式系统模块、若干个zigbee模块、若干个WIFI模块、若干个环境监测传感器模块、一个红外学习及遥控模块、智能手机上的Android客户端。\n[0022] ARM+Linux嵌入式系统模块含ARM+Linux嵌入式系统，并自带WIFI模块和zigbee模块。\n[0023] ARM+Linux嵌入式系统模块、智能手机上的Android客户端通过WIFI模块连接到WIFI网络，多个zigbee模块构成了一个zigbee网络。\n[0024] 红外学习及遥控模块可以对家庭中的各种红外遥控电器的遥控指令进行学习，从而实现对各种电器的控制，环境监测传感器模块用于检测家庭环境如温度、湿度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度等参数。\n[0025] 用户通过Android智能手机上的Android客户端远程访问ARM+Linux嵌入式系统模块的服务器，主动获取监控信息（如温度，湿度等），通过红外学习及遥控模块可以随心所欲地控制家中相关电器。若用户在家中则可以通过WIFI网络实现上述功能。通过ARM+Linux嵌入式系统模块上搭载的WIFI模块和zigbee模块，实现不同设备之间通讯协议的相互转换，从而达到各种家用设备的无缝接入。\n[0026] 各环境监测传感器模块主要由zigbee芯片、天线、其他传感器件构成。zigbee可以容易地扩展传感器件，实现更多的监测功能。当传感器件检测到居室有不安全状况出现时，启动监控节点电路，然后将数据通过zigbee内置的无线收发模块，发送给ARM+Linux嵌入式系统模块。\n[0027] 红外学习及遥控模块由控制芯片及红外接收模块组成，以达到模拟控制具有红外遥控功能的家用电器的效果。\n[0028] 在系统网络安全及认证方面，由于系统通过WIFI接入Internet，所以为了防止非法用户的盗用，确保网络传输的安全，本系统采用了基于MAC地址的访问控制。系统的ARM+Linux嵌入式系统模块中设计一个客户端认证程序，用户必须在主机中注册安卓智能手机的MAC地址才能对本系统进行控制。而手机中将采用手势密码对程序进行加密，当用户的手势密码匹配成功时，手机将会发送MAC地址到系统ARM+Linux嵌入式系统模块中进行身份验证。只有验证通过后，用户的手机才能控制此智能家居系统。而在zigbee无线网络中，将采用CC2530中的AES-128安全协处理器对网络中传输的信息进行加解密。\n[0029] ARM+Linux嵌入式系统模块的部分功能是获得传感器所采集到的信息，经过预处理、数字化后，在存储介质中存储，每采集一组信息后进行相应处理。与普通的数据传输不同，本实用新型采用的是无线技术进行的信息的远距离传输。根据以上任务的需求，该模块微处理系统必须有较高的处理速度，满足功耗和成本的要求。在本实施例中，采用的是ARM11（S3C6410）芯片作为ARM+Linux嵌入式系统模块的处理器，并且采用Linux作为操作系统。\n[0030] 本实施例中，红外学习及遥控模块由红外发射装置和红外接收设备两大部分组成。运用LM555搭建一个占空系数可调的振荡器输出37.9KHz的方波，再同控制引脚的信号经过一个与门来控制红外发射管的工作状态。红外发射装置的原理图如图2所示，用三个并联的发射管来加大发射面积。红外接收部分用HX13838一体化接收管来接收信号，当控制端为高电平时红外发射管发射红外光，此时接收管接收到红外光时输出引脚输出低电平；反之，控制引脚为低电平时红外发射管截止，接收管输出引脚输出高电平。通过对高低电平时间计时可实现对数据的解码。接收电路原理图如图3所示。\n[0031] 本实施例的zigbee网络组网方式采用一个协调器及多个传感节点的蜂窝网络，通过绑定的方式进行数据的收发，从而实现对家中环境数据的采集。图4和图5是zigbee网络的协调器和终端的原理图。\n[0032] 本实施例的ARM+Linux嵌入式系统模块通过WIFI模块，可连接到路由器上，再通过路由器连接到互联网，用户可以通过互联网对智能家居系统中的设备进行监测和控制。\n[0033] 本实施例采用的技术方案，最大限度地利用各种设备现有的通讯接口，实现了通讯网络之间数据的互相传输，使得不同设备之间可以自由通信，结构简单，成本较低。