本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，尤其是一種ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，屬于智能家居的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

所謂智能家居系統(tǒng)是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)統(tǒng)籌的管理，使得居家生活變得更加舒適、安全。智能家居提供了全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部時(shí)刻保持著信息的交流，優(yōu)化了人們的生活方式，增強(qiáng)了家居生活的安全性，以及可以節(jié)約各種能源費(fèi)用資金。

智能家居又稱為智能住宅，在國(guó)外常用Smart Home表示，與智能家居含義相似的有家庭自動(dòng)化(Home Automation)、電子家庭(Electronic Home、E-home)、數(shù)字家園(Digital Family)、家庭網(wǎng)絡(luò)(Home Net/Networks for Home)、網(wǎng)絡(luò)家居(NetworkHome)、智能家庭/建筑(Intelligent Home/Buigylding)等。

從宏觀上來(lái)講，事物的每個(gè)發(fā)展階段都是當(dāng)時(shí)從業(yè)人員認(rèn)識(shí)水平、技術(shù)水平、市場(chǎng)認(rèn)知、原材料成本等幾個(gè)原因共同作用的結(jié)果。每個(gè)階段都會(huì)局限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平、市場(chǎng)接受程度等，都會(huì)有其無(wú)法突破的瓶頸和困難。即便智能家居系統(tǒng)在中國(guó)已發(fā)展20多年，且經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展，產(chǎn)品、技術(shù)已日趨成熟、穩(wěn)定，但每項(xiàng)技術(shù)并不一定都完美無(wú)瑕。只要產(chǎn)品或技術(shù)處于高速發(fā)展中，它必然需要不斷地去解決一些技術(shù)上或者產(chǎn)品上的問(wèn)題。智能家居產(chǎn)品未來(lái)會(huì)還向節(jié)能環(huán)保，舒適度方面發(fā)展。比如冬暖夏涼型建筑，不用空調(diào)，由建筑自身的功能去調(diào)節(jié)溫度，而智能家居必須結(jié)合這些建筑上的功能去發(fā)展，從這個(gè)方面來(lái)說(shuō)，必然會(huì)推動(dòng)智能家居的適應(yīng)性發(fā)展。

對(duì)與現(xiàn)階段的智能家居來(lái)說(shuō)，沒(méi)有專(zhuān)用的對(duì)講數(shù)字處理芯片或智能家居數(shù)字處理芯片，無(wú)論是技術(shù)層面還是集成層面，都只是有所關(guān)聯(lián)。如果能夠很好的解決，未來(lái)數(shù)字對(duì)講將會(huì)取得更好的應(yīng)用。而隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化趨勢(shì)的加劇，大型小區(qū)會(huì)越來(lái)越多，人們對(duì)安保的重視程度也會(huì)日益加強(qiáng)，將來(lái)小區(qū)的多個(gè)安防子系統(tǒng)在技術(shù)上必然會(huì)走向綜合化、集成化。只有設(shè)計(jì)實(shí)用性強(qiáng)，性價(jià)比高，能適應(yīng)拓展未來(lái)新技術(shù)的系統(tǒng)，才能更好地為用戶服務(wù)。

除此之外，各家產(chǎn)品的兼容性也是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。目前各廠家的產(chǎn)品均采用自家的協(xié)議，無(wú)法很好地做到兼容，而不同品牌的可視對(duì)講和智能家居系統(tǒng)如何互連互通也將是今后需突破的難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，其能實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的有效關(guān)聯(lián)與控制，智能化程度高，安全可靠。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，包括用于與互聯(lián)網(wǎng)連接的家居網(wǎng)關(guān)；還包括用于建立并管理ZigBee網(wǎng)絡(luò)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以及若干ZigBee終端設(shè)備，所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與家居網(wǎng)關(guān)連接，ZigBee終端設(shè)備通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器無(wú)線連接；通過(guò)ZigBee終端設(shè)備直接獲取所需的家居現(xiàn)場(chǎng)信息，并將所述獲取的家居現(xiàn)場(chǎng)信息傳輸至ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器內(nèi)，且ZigBee終端設(shè)備能執(zhí)行ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器傳輸?shù)目刂泼睢?/p>

所述家居網(wǎng)關(guān)上連接有若干手持終端或網(wǎng)絡(luò)終端，手持終端、網(wǎng)絡(luò)終端通過(guò)家居網(wǎng)關(guān)能與互聯(lián)網(wǎng)連接，所述手持終端包括智能手機(jī)；

所述家居網(wǎng)關(guān)上還連接用于視頻監(jiān)控設(shè)備，手持終端、網(wǎng)絡(luò)終端通過(guò)家居網(wǎng)關(guān)能查看視頻監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控視頻信息。

所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器包括協(xié)調(diào)微控制器以及與所述協(xié)調(diào)微控制器連接的串口模塊、協(xié)調(diào)器DMA單元、協(xié)調(diào)器ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊以及協(xié)調(diào)調(diào)試模塊，協(xié)調(diào)器ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊與協(xié)調(diào)器天線模塊連接。

所述串口模塊包括RS232模塊，協(xié)調(diào)微控制器通過(guò)串口模塊能與監(jiān)控設(shè)備連接，協(xié)調(diào)微控制器還與協(xié)調(diào)時(shí)鐘模塊、協(xié)調(diào)LCD模塊連接。

所述ZigBee終端設(shè)備包括終端微控制器以及與所述微控制器連接的ADC模塊、終端DMA單元、終端ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊以及終端調(diào)試模塊連接，終端ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊與終端天線模塊連接；

終端微控制器通過(guò)ADC模塊、信號(hào)調(diào)制單元與智能傳感單元連接，所述智能傳感單元包括傳感器單元以及命令執(zhí)行單元。

所述終端微控制器還與終端時(shí)鐘模塊以及終端LCD模塊連接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組建并管理ZigBee網(wǎng)絡(luò)，家居設(shè)備作為ZigBee終端設(shè)備加入到ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，ZigBee終端設(shè)備通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器無(wú)線連接后，能實(shí)現(xiàn)所需信息的傳輸，ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與家居網(wǎng)關(guān)連接，外部設(shè)備通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與家居網(wǎng)關(guān)連接后能實(shí)現(xiàn)對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的工作情況進(jìn)行有效管理，能實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的有效關(guān)聯(lián)與控制，智能化程度高，安全可靠。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為本發(fā)明ZigBee終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、2-家居網(wǎng)關(guān)、3-網(wǎng)絡(luò)終端、4-手持終端、5-監(jiān)控設(shè)備、6-視頻監(jiān)控設(shè)備、7-ZigBee終端設(shè)備、8-協(xié)調(diào)微控制器、9-協(xié)調(diào)器電源模塊、10-協(xié)調(diào)時(shí)鐘模塊、11-協(xié)調(diào)LCD模塊、12-協(xié)調(diào)器天線模塊、13-協(xié)調(diào)器ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊、14-協(xié)調(diào)調(diào)試模塊、15-RS232串口模塊、16-協(xié)調(diào)DMA單元、17-終端微控制器、18-終端時(shí)鐘模塊、19-終端LCD模塊、20-終端天線模塊、21-終端ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊、22-終端調(diào)試模塊、23-終端電源模塊、24-ADC模塊、25-終端DMA單元、26-信號(hào)調(diào)制單元、27-智能傳感單元、28-傳感器單元以及29-命令執(zhí)行單元。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示：為了能實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的有效關(guān)聯(lián)與控制，提高智能化程度，包括用于與互聯(lián)網(wǎng)連接的家居網(wǎng)關(guān)2；還包括用于建立并管理ZigBee網(wǎng)絡(luò)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1以及若干ZigBee終端設(shè)備7，所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1與家居網(wǎng)關(guān)2連接，ZigBee終端設(shè)備7通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1無(wú)線連接；通過(guò)ZigBee終端設(shè)備7直接獲取所需的家居現(xiàn)場(chǎng)信息，并將所述獲取的家居現(xiàn)場(chǎng)信息傳輸至ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1內(nèi)，且ZigBee終端設(shè)備1能執(zhí)行ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1傳輸?shù)目刂泼睢?/p>

具體地，家居網(wǎng)關(guān)2能實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的連接與管理，家居網(wǎng)關(guān)2具體可以采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的結(jié)構(gòu)形式，如采用路由器等，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1建立并管理ZigBee網(wǎng)絡(luò)，ZigBee終端設(shè)備7接入ZigBee網(wǎng)絡(luò)后，能將獲取的家居現(xiàn)場(chǎng)信息傳輸至ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1內(nèi)，或者執(zhí)行ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1傳輸?shù)目刂泼?。ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1與家居網(wǎng)關(guān)2連接后，外部的設(shè)備可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)家居網(wǎng)關(guān)2、ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1以及ZigBee終端設(shè)備7的具體工作過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，從而能實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的有效關(guān)聯(lián)與控制。

本發(fā)明實(shí)施例中，ZigBee終端設(shè)備7包括現(xiàn)有的家用設(shè)備，如空調(diào)、電視機(jī)等，當(dāng)ZigBee終端設(shè)備7為空調(diào)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前家居環(huán)境的溫度、濕度等進(jìn)行采集，通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1能實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的開(kāi)關(guān)等，具體采集的家居現(xiàn)場(chǎng)信息以及ZigBee終端設(shè)備7執(zhí)行的控制命令可以根據(jù)實(shí)際進(jìn)行確定，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

具體實(shí)施時(shí)，所述家居網(wǎng)關(guān)1上連接有若干手持終端4或網(wǎng)絡(luò)終端3，手持終端4、網(wǎng)絡(luò)終端3通過(guò)家居網(wǎng)關(guān)1能與互聯(lián)網(wǎng)連接，所述手持終端4包括智能手機(jī)；

所述家居網(wǎng)關(guān)1上還連接用于視頻監(jiān)控設(shè)備6，手持終端4、網(wǎng)絡(luò)終端3通過(guò)家居網(wǎng)關(guān)1能查看視頻監(jiān)控設(shè)備6的監(jiān)控視頻信息。

本發(fā)明實(shí)施例中，手持終端4可以為智能手機(jī)、智能平板等，網(wǎng)絡(luò)終端3可以為計(jì)算機(jī)、智能電視等家用設(shè)備，視頻監(jiān)控設(shè)備6可以采用攝像頭，當(dāng)然，外部的設(shè)備可以通過(guò)家居網(wǎng)關(guān)1來(lái)查看視頻監(jiān)控設(shè)備6的監(jiān)控視頻信息。

如圖2所示，所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1包括協(xié)調(diào)微控制器8以及與所述協(xié)調(diào)微控制器8連接的串口模塊、協(xié)調(diào)器DMA單元16、協(xié)調(diào)器ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊13以及協(xié)調(diào)調(diào)試模塊14，協(xié)調(diào)器ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊13與協(xié)調(diào)器天線模塊12連接。

本發(fā)明實(shí)施例中，協(xié)調(diào)微控制器8可以采用常用的微處理器，如單片機(jī)等，所述串口模塊包括RS232模塊，當(dāng)然，串口模塊還可以采用的形式，協(xié)調(diào)微控制器8通過(guò)串口模塊與監(jiān)控設(shè)備5連接，監(jiān)控設(shè)備5可以為計(jì)算機(jī)等。協(xié)調(diào)微控制器8通過(guò)串口模塊與監(jiān)控設(shè)備5連接，能將采集到的ZigBee網(wǎng)絡(luò)脈搏信號(hào)傳輸至監(jiān)控設(shè)備5內(nèi)，以便由監(jiān)控設(shè)備5對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)脈搏信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，具體分析過(guò)程為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

通過(guò)協(xié)調(diào)器DMA單元16能實(shí)現(xiàn)對(duì)所需信息的存儲(chǔ)，利用協(xié)調(diào)器ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊13以及協(xié)調(diào)器天線模塊12能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收，通過(guò)協(xié)調(diào)器調(diào)試模塊14能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1的調(diào)試，具體調(diào)試過(guò)程為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

具體實(shí)施時(shí)，協(xié)調(diào)微控制器8還與協(xié)調(diào)時(shí)鐘模塊10、協(xié)調(diào)LCD模塊11連接。利用協(xié)調(diào)時(shí)鐘模塊10能提供協(xié)調(diào)微控制器8所需的時(shí)鐘信號(hào)，利用協(xié)調(diào)LCD模塊11能實(shí)現(xiàn)信息的顯示。此外，還包括用于提供工作電源的協(xié)調(diào)器電源模塊9。

如圖3所示，所述ZigBee終端設(shè)備7包括終端微控制器17以及與所述微控制器17連接的ADC模塊24、終端DMA單元25、終端ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊21以及終端調(diào)試模塊22連接，終端ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊21與終端天線模塊20連接；

終端微控制器17通過(guò)ADC模塊25、信號(hào)調(diào)制單元26與智能傳感單元27連接，所述智能傳感單元27包括傳感器單元28以及命令執(zhí)行單元29。

本發(fā)明實(shí)施例中，終端微控制器17具體可以采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的微處理，如單片機(jī)等，具體可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，此處不再贅述。終端微控制器7通過(guò)終端ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊21以及終端天線模塊20與ZibBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)信息的傳輸。傳感器單元28可以為溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器等形式，具體可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇確定，命令執(zhí)行單元29可以為電磁閥、開(kāi)關(guān)或電機(jī)等能夠執(zhí)行相關(guān)命令的形式，具體可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，此處不再贅述。所述終端微控制器17還與終端時(shí)鐘模塊18以及終端LCD模塊19連接。

本發(fā)明實(shí)施例中，組建一個(gè)完整的Zigbee網(wǎng)絡(luò)分為兩步：第一步是ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1初始化一個(gè)網(wǎng)絡(luò)；第二步是路由器或ZigBee終端設(shè)備7加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)。加入網(wǎng)絡(luò)又有兩種方法，一種是通過(guò)使用MAC層的連接進(jìn)程加入網(wǎng)絡(luò)，另一種是通過(guò)與一個(gè)先前指定的父設(shè)備直接加入網(wǎng)絡(luò)。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1選定了網(wǎng)絡(luò)地址后，就開(kāi)始接受新的ZigBee終端設(shè)備7加入其網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)ZigBee終端設(shè)備7希望加入該網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它首先會(huì)通過(guò)信道掃描來(lái)搜索它周?chē)嬖诘木W(wǎng)絡(luò)，如果找到了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它就會(huì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)過(guò)程加入網(wǎng)絡(luò)，只有具備路由功能的ZigBee終端設(shè)備7可以允許別的ZigBee終端設(shè)備7通過(guò)它關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。如果ZibBee網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)ZigBee終端設(shè)備7與網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系后想要重新加入網(wǎng)絡(luò)，它可以進(jìn)行孤立通知過(guò)程重新加入網(wǎng)絡(luò)，具體過(guò)程可以采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

具體實(shí)施時(shí)，Zigbee網(wǎng)絡(luò)采用三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)和樹(shù)形結(jié)構(gòu)。從網(wǎng)絡(luò)配置上看，網(wǎng)絡(luò)中有三種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)：一是Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1、二是Zigbee路由器節(jié)點(diǎn)和最后一個(gè)Zigbee終端設(shè)備7。Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1就是網(wǎng)絡(luò)組織的管理者，管理其網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)。針對(duì)一般的應(yīng)用模式，在一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)形成之后，Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1不是必須的，它最主要的作用是，依據(jù)掃描情況，選擇一些合適參數(shù)建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

Zigbee路由器，其主要是起路由的作用，搜索區(qū)域中可用的網(wǎng)絡(luò)，作為潛在的父節(jié)點(diǎn)允許更多的設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)，傳輸數(shù)據(jù)以及向Zigbee協(xié)調(diào)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)等。通常，是希望路由器一直處于活動(dòng)狀態(tài)，因此它必須使用主電源供電。但是當(dāng)使用樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的時(shí)候，允許路由間隔一定的周期才操作一次，這樣就可以使用電池給其供電。路由器也屬于全功能設(shè)備。

Zigbee終端設(shè)備7一般是作為邊緣設(shè)備使用，負(fù)責(zé)與實(shí)際的監(jiān)控對(duì)象相連，在網(wǎng)絡(luò)中扮演從屬的角色，大多數(shù)時(shí)間是屬于休眠狀態(tài)。ZigBee終端設(shè)備7按照設(shè)計(jì)的程序?qū)崿F(xiàn)的功能，以溫度采集來(lái)進(jìn)行解釋?zhuān)琙igbee終端設(shè)備采集到空中信息時(shí)，接下來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)解讀和判斷，一旦確定命令為溫度采集則立馬調(diào)用相應(yīng)的溫度采集程序?qū)囟冗M(jìn)行采集和控制，然后將溫度傳感器來(lái)收集要處理的信息被發(fā)送到適當(dāng)?shù)墓芾斫涌诎l(fā)送到的Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1。

本發(fā)明利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1組建并管理ZigBee網(wǎng)絡(luò)，家居設(shè)備作為ZigBee終端設(shè)備7加入到ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，ZigBee終端設(shè)備7通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1無(wú)線連接后，能實(shí)現(xiàn)所需信息的傳輸，ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器1與家居網(wǎng)關(guān)2連接，外部設(shè)備通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與家居網(wǎng)關(guān)2連接后能實(shí)現(xiàn)對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的工作情況進(jìn)行有效管理，能實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的有效關(guān)聯(lián)與控制，智能化程度高，安全可靠。