專利名稱：智能家居控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及智能家居，具體涉及智能家居控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
智能家居又稱智能住宅，它具有融合了自動化控制技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)化智能化家居控制系統(tǒng)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將與家居生活有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行集成，從而給用戶帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。目前流行的智能家居技術(shù)協(xié)議主要有RS232/485串行通信技術(shù)、電力載波技術(shù)、無線射頻技術(shù)等，上述各種技術(shù)都有其相應(yīng)的優(yōu)缺點，總體來說是定位偏高，用戶群是中上 檔次的人群，而這些人群畢竟是少數(shù)，因此，急需要一種低成本的智能家居控制系統(tǒng)，讓智能家居進(jìn)入更多的尋常百姓家。另外，目前的智能家居控制系統(tǒng)普遍采用IP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，由于現(xiàn)有家庭的寬帶還不是很穩(wěn)定，如果是出現(xiàn)斷電或者斷網(wǎng)的情況就會造成控制系統(tǒng)失靈。再有，現(xiàn)有的智能家居控制系統(tǒng)或者采用有線組網(wǎng)方式或者采用無線方式組網(wǎng)，有線組網(wǎng)方式的優(yōu)點是連接穩(wěn)定，信息交換速率和效率高，但是需要布置專用電纜，布線麻煩，安裝維護(hù)成本高，增減設(shè)備需要重新布線，可移動性差且影響美觀。雖然目前有線傳輸中，PLC(電力載波通訊)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是開發(fā)成本還是較高。在無線傳輸中的方式中，包含315MHz免執(zhí)照頻段、藍(lán)牙技術(shù)和ZigBee技術(shù)，其中315MHz免執(zhí)照頻段通信易受干擾，而藍(lán)牙技術(shù)和ZigBee技術(shù)成本高，且協(xié)議開銷大。因此，現(xiàn)有智能家居控制系統(tǒng)的組網(wǎng)方式，布線麻煩，安裝維護(hù)成本高，可移動性差，成本較高。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是解決智能家居控制系統(tǒng)成本較高，且穩(wěn)定性不高、不便于舊房的改造的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種智能家居控制系統(tǒng)，包括一個主控機(jī)和多個分別內(nèi)置于家居墻壁電源插座中的從節(jié)點以及與用戶手機(jī)匹配的GSM模塊，所述主控機(jī)和所述從節(jié)點通過nRF24L01P無線模塊組建成無線網(wǎng)絡(luò)，所述從節(jié)點通過繼電器控制電源插座的電源輸出狀態(tài)，所述GSM模塊與所述用戶手機(jī)之間通過短消息交互所述電源輸出狀態(tài)。上述方案中，所述主控機(jī)和所述從節(jié)點均采用STC89C52RC單片機(jī)作為控制芯片，并通過I/o 口模擬SPI接口分別連接所述nRF24L01P無線模塊。上述方案中，所述從節(jié)點的I/O接口上連接有上拉電阻，所述上拉電阻連接所述繼電器。上述方案中，所述GSM模塊采用simcom公司的SM300模塊。本實用新型，采用nRF24101P無線射頻芯片，具有體積小，低功耗、抗干擾能力強(qiáng)以及成本低等優(yōu)勢，可以放進(jìn)普通的86盒插座中，并且可以采用電池供電，讓普通家庭無需花費較大有費用和改造就可以感受到智能家居帶來的便捷。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型中nRF24L01P的接口示意圖；圖3為本實用新型中nRF24L01P的操作流程；圖4為本實用新型中SIM300模塊與單片機(jī)的通信流程。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作出詳細(xì)的說明。如圖I所示，本實用新型包括一個主控機(jī)和多個分別內(nèi)置于家居墻壁電源插座中的從節(jié)點以及與用戶手機(jī)匹配的GSM模塊。GSM模塊采用的是simcom公司的SM300模塊，SM300模塊廣泛用于手機(jī)、PDA等無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域，是采用60Pin板連接器的雙頻GSM/GPRS模塊解決方案，具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化接口且功耗低，可通過GSM/GPRS 850/900/1800/ 1900MHz通信網(wǎng)絡(luò)傳輸語音、短信、數(shù)據(jù)和傳真。另外，硬件上接口簡單，不需要復(fù)雜的外圍電路，軟件上只要懂串口傳輸，參照AT指令就可進(jìn)行操作，與TC35、MC35模塊相比最大的優(yōu)勢就是它是內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的GPRS模塊，可以連接英特網(wǎng)進(jìn)行GPRS的開發(fā)。主控機(jī)和從節(jié)點均采用STC89C52RC單片機(jī)作為控制芯片，并通過挪威NORDIC公司的2. 4GHz無線模塊nRF24L01P(射頻收發(fā)器件)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互以組建無線網(wǎng)絡(luò)。nRF24L01P是一款高性能的2. 4G無線收發(fā)模塊，采用GFSK調(diào)制，工作在2400-2483M的國際通用ISM頻段，最高調(diào)制速率可達(dá)2MBPS，并且能耗很低，在2Mbit/s速率下OdBm輸出時的峰值電流11mA，掉電模式下的功耗400nA，待機(jī)模式下的功耗32uA，具有130us的快速切換和喚醒時間。同時nRF24L01P集成了所有與RF協(xié)議相關(guān)的高速信號處理部分，如自動重發(fā)丟失數(shù)據(jù)包和自動產(chǎn)生應(yīng)答信號等。另外，nRF24L0IP是SPI接口器件，其上的SPI接口可以利用單片機(jī)的硬件SPI 口連接或用單片機(jī)的I/O 口進(jìn)行模擬，內(nèi)部有FIFO可以與各種高低速微處理器接口，便于使用低成本單片機(jī)。nRF24L01P的接口如圖2所示，CE為模式控制端與STC89C52RC單片機(jī)的P15連接，CSN為片選端(低電平有效)與STC89C52RC單片機(jī)的P17連接，SCK為控制時鐘線(SPI時鐘)與STC89C52RC單片機(jī)的P16連接，MOSI為主出從入數(shù)據(jù)線與P32連接，MISO為主入從出數(shù)據(jù)線與STC89C52RC單片機(jī)的P12連接，IRQ為中斷信號與STC89C52RC單片機(jī)的P13連接。在本實施例中，主控機(jī)通過I/O 口模擬SPI接口連接主控機(jī)nRF24L01P，從節(jié)點也通過I/o 口模擬SPI接口與從節(jié)點nRF24L01P連接，從而構(gòu)成星型結(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)。主控機(jī)接收處理各從節(jié)點發(fā)送過來的數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡(luò)控制各從節(jié)點，同時主控機(jī)還通過I/O 口 P30、P31和GND與SM300模塊的GTX、GRX和GND相連，通過SM300模塊提供的用戶短信控制接口實現(xiàn)用戶遠(yuǎn)程控制，主控機(jī)接收來自GSM模塊的數(shù)據(jù)并處理，然后把反饋信息通過GSM模塊把信息告知用戶。使用戶及時了解被控設(shè)備的實時狀態(tài)。例如，用戶可以通過手機(jī)發(fā)送短消息，控制某一個用電器的開關(guān)，可以通過短消息查詢某一個或所有用電器的狀態(tài)，并且，當(dāng)某一個用電器出現(xiàn)異常時，可以通過短消息發(fā)送到用戶手機(jī)上。具體實現(xiàn)方式為SM300模塊通過數(shù)據(jù)口以串行方式接收指令并向外輸出數(shù)據(jù)，單片機(jī)上的Rx，Tx以及GND分別與SM300模塊上的Tx，Rx和GND相連，具體互相通信流程如圖4所示。本實用新型以主控機(jī)為中心，結(jié)構(gòu)簡單，管理和控制方便，網(wǎng)絡(luò)延遲時間短，數(shù)據(jù)傳輸誤差低，可靠性強(qiáng)。從節(jié)點的I/O 口上設(shè)有上拉電阻，上拉電阻連接繼電器，以保證有足夠的電流來驅(qū)動繼電器，繼電器用于控制家居墻壁電源插座的電源通斷，從而控制相應(yīng)的用電器。nRF24L01P可選擇的收發(fā)模式有ShockBurst收發(fā)模式、增強(qiáng)型ShockBurst收發(fā)模式和直接收發(fā)模式。本實施例中采用的是增強(qiáng)型ShockBurst收發(fā)模式，在此模式下 nRF24L01P使用內(nèi)嵌的雙向鏈接協(xié)議，發(fā)送時自動生成前導(dǎo)碼和CRC校驗碼、并等待應(yīng)答信號，接收到數(shù)據(jù)時校驗數(shù)據(jù)并發(fā)送應(yīng)答信號，若數(shù)據(jù)丟失，發(fā)送端沒接收到應(yīng)答信號，則通過重發(fā)功能將數(shù)據(jù)恢復(fù)。nRF24L01P具體的操作流程如圖3所示，在對nRF24L01P進(jìn)行讀寫操作前，應(yīng)先將nRF24L01P模式置為待機(jī)模式，然后才可通過SPI 口對nRF24L01P進(jìn)行操作。本實用新型具有如下優(yōu)點I、利用nRF24L01P射頻芯片進(jìn)行組網(wǎng)，具有低功耗，低成本的優(yōu)勢，符合當(dāng)前社會節(jié)能減排的要求；2、從節(jié)點體積較小，可以將其放置在86電盒中，在低成本的前提下，便于普通家居進(jìn)行改造變成智能家居，無需另外鋪設(shè)線路以及更換無線插座。舊物改造，符合綠色環(huán)保的主流。3、整套設(shè)備成本低，主控機(jī)的成本還不到150元，從節(jié)點節(jié)點的造價更是低于50元/個。本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人應(yīng)該得知在本實用新型的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本實用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.智能家居控制系統(tǒng)，包括一個主控機(jī)和多個分別內(nèi)置于家居墻壁電源插座中的從節(jié)點，其特征在于，還包括與用戶手機(jī)匹配的GSM模塊，所述主控機(jī)和所述從節(jié)點通過nRF24L01P無線模塊組建成無線網(wǎng)絡(luò)，所述從節(jié)點通過繼電器控制電源插座的電源輸出狀態(tài)，所述GSM模塊與所述用戶手機(jī)之間通過短消息交互所述電源輸出狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求I所述的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控機(jī)和所述從節(jié)點均采用STC89C52RC單片機(jī)作為控制芯片，并通過I/O 口模擬SPI接口分別連接所述nRF24L01P無線模塊。
3.如權(quán)利要求I所述的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述從節(jié)點的I/O接口上連接有上拉電阻，所述上拉電阻連接所述繼電器。
4.如權(quán)利要求I所述的智能家居控制系統(tǒng),其特征在于,所述GSM模塊采用simcom公司的SM300模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種智能家居控制系統(tǒng)，包括一個主控機(jī)和多個分別內(nèi)置于家居墻壁電源插座中的從節(jié)點以及與用戶手機(jī)匹配的GSM模塊，所述主控機(jī)和所述從節(jié)點通過nRF24L01P無線模塊組建成無線網(wǎng)絡(luò)，所述從節(jié)點通過繼電器控制電源插座的電源輸出狀態(tài)，所述GSM模塊與所述用戶手機(jī)之間通過短消息交互所述電源輸出狀態(tài)。本實用新型，采用nRF24l01P無線射頻芯片，具有體積小，低功耗、抗干擾能力強(qiáng)以及成本低等優(yōu)勢，可以放進(jìn)普通的86盒插座中，并且可以采用電池供電，讓普通家庭無需花費較大有費用和改造就可以感受到智能家居帶來的便捷。
文檔編號G05B19/418GK202472400SQ201220109570
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者鄭魏平 申請人:鄭魏平