一种基于智能手机的智能家居控制系统的制作方法
一种基于智能手机的智能家居控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制系统，特别是涉及一种基于智能手机的智能家居控制系统。
【背景技术】
[0002]无线智能家居控制系统能很好地解决有线智能家居控制系统安装工期长、费用高、更新难的问题，因而得到广泛应用。无线智能家居控制系统的综合布线技术先进、数据传输可靠性高、抗干扰性强。但在日常生活中，智能家居用品的数量存在增减、位置可能改动，当用户购置新的智能家居用品，或者对居室重新布置时，必然希望这种变动无需请专业人士重新安装，希望成本尽可能低，此时无线智能家居控制系统的安装是否足够简易、成本是否足够低成为首要考虑的问题。
[0003]专利申请号为201220604975.1的基于蓝牙的智能家居系统由带蓝牙功能的手机、蓝牙收发控制器组成，其中蓝牙收发控制器包括了受控模块，受控模块由照明电路、光敏检测电路、窗帘控制电路、插座控制电路和红外线报警电路组成，实现了利用手机对照明灯开启或关闭、对窗帘拉开或关闭、通或断市电及红外报警打开或关闭，然而，该智能家居系统的受控模块中的各电路设计在同一个硬件模块中，而照明灯、窗帘、市电通断闸、及红外报警区的数量和位置是有增减或改动的，需要根据情况设置一个或一个以上的蓝牙收发控制器，而如果只设置一个，那该系统的布线是个大难题，安装极为繁琐，而设置一个以上，则每个设置点都要设置照明电路、光敏检测电路、窗帘控制电路、插座控制电路和红外线报警电路，事实上不是每个设置点都需要这些电路的，可能只需要其中一个或几个，如此，则浪费了硬件资源，造成成本过高。总之，该系统在安装难易程度和成本开销上没有优势。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种基于智能手机的智能家居控制系统，解决现有智能家居控制系统安装难、成本高的问题。
[0005]本实用新型通过以下技术方案解决上述问题:
[0006]一种基于智能手机的智能家居控制系统，由智能手机、协调器和至少一个终端节点组成:
[0007]所述智能手机通过蓝牙与协调器无线连接；
[0008]所述协调器为ZigBee协调器，通过ZigBee与各终端节点无线连接；
[0009]每个终端节点均由ZigBee无线通信模块和附加模块组成；
[0010]所述附加模块为温湿度检测子模块、煤气检测子模块、开关控制子模块、调速控制子模块中的至少一个；
[0011]在每个终端节点中，ZigBee无线通信模块与附加模块连接；
[0012]所述开关控制子模块的输出端与智能家居用品的电源端连接，调速控制子模块的输出端与智能家居用品的控制端连接。
[0013]所述智能手机通过蓝牙与蓝牙转串口模块无线连接，所述蓝牙转串口模块与ZigBee协调器连接。
[0014]所述附加模块还包括蜂鸣子模块，其输入端与所在终端节点的ZigBee无线通信模块连接。
[0015]所述智能手机基于Android操作系统。
[0016]所述ZigBee 无线通信模块为 JN5139-Z01-M01R1。
[0017]本实用新型的优点与效果是:
[0018]本实用新型采用了智能手机的蓝牙结合ZigBee的技术，每个终端节点都设置有ZigBee无线通信模块，无论智能家居用品的数量如何增减，都能很便捷地加入或退出控制系统，也能不受智能家居用品的位置限制实现安装，每个终端节点还包括温湿度检测子模块、煤气检测子模块、开关控制子模块、调速控制子模块中的至少一个子模块，用户可根据居室的实际情况，选用相应子模块，完成温湿度检测，或煤气检测，或某智能家居用品的启停或调速，能将成本降到最低。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型原理框图。
[0020]图2为本实用新型终端节点电路原理框图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。
[0022]图1给出了本实用新型系统原理框图，图2给出了本实用新型终端节点电路原理框图。
[0023]一种基于智能手机的智能家居控制系统，由智能手机、协调器和至少一个终端节点组成。
[0024]智能手机基于Android操作系统，带蓝牙功能，通过蓝牙与协调器无线连接，蓝牙是一种短距离无线电技术，能够有效地简化与协调器之间的通信。在智能手机安装一个Android编程的App后，启动App，搜索协调器，连接成功后可发送蓝牙指令，包括指定终端节点的指令、启停指令、调速指令以及检测指令，这些蓝牙指令通过蓝牙转串口模块传输至协调器，智能手机还能接收所指定的终端节点的检测数据信息，用户可以根据自身需要或检测数据决定启停哪个终端节点的哪些子模块。
[0025]协调器为ZigBee协调器，与蓝牙转串口模块连接，以ZigBee无线通信方式与各个终端节点连接。ZigBee协调器是ZigBee网络的管理者，具有整个网络的最高权限，可以响应终端节点的加入或退出，可以将蓝牙指令传输给各终端节点。
[0026]蓝牙转串口模块与智能手机通过蓝牙无线连接，与ZigBee协调器连接，由于ZigBee网络是通过串口进行指令和数据传输的，因此在智能手机和ZigBee协调器之间需要使用蓝牙转串口模块。
[0027]每个终端节点均由ZigBee无线通信模块和附加模块组成，附加模块为温湿度检测子模块、煤气检测子模块、开关控制子模块、调速控制子模块、蜂鸣子模块中的至少一个，在每个终端节点中，ZigBee无线通信模块与附加模块连接，在有开关控制子模块的终端节点中，开关控制子模块的输出端与智能家居用品的电源端连接，在有调速控制子模块的终端节点中，调速控制子模块的输出端与智能家居用品的控制端连接。用户可以根据实际情况设置终端节点的数量和位置以及选用所需子模块。
[0028]在无线家居控制系统中，射频技术和红外技术发展最为成熟，但射频技术抗干扰性差、安全性差，且只能单向通讯，而红外技术必须直线视距连接，限制性大，ZigBee作为一种低功耗、低数据速率、低成本、自组网、可靠高、超视距的的无线网络技术，显然更适合应用于无线智能家居控制系统。在ZigBee网络中，可以无限制地添加智能家居用品，做到即插即用，快速方便。因此，本实用新型选用Zigbee无线通信方式。
[0029]ZigBee无线通信模块为JN5139-Z01-M01R1，该模块集成SMA天线座，兼容ZigBee协议，接收灵敏度达-96.5dBm,通讯距离可达400m，还具备MCU特性，为16Mhz 32位微处理器，其特性满足本实用新型的需求。
[0030]温湿度检测子模块采用SHT10，SHTlO包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14位A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接，因此具有响应迅速、抗干扰能力强、成本低的特点。
[0031]煤气检测子模块采用MQ-2烟雾传感器，MQ-2烟雾传感器的气敏材料采用在清洁空气中电导率较低的二氧化锡，当传感器所处环境中存在可燃气体时传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大，对液化气的灵敏度较高，在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度。
[0032]开关控制子模块通过继电器的断开和闭合来实现对智能家居用品的启停，开关控制子模块除继电器外，还包括光电耦合器和NPN三极管，其工作原理如下:JN5139-Z01-M01R1的MCU控制1输出控制信号，首先进行光耦隔离，再通过NPN三极管的导通和截止来实现继电器触点的吸合和断开，从而控制智能家居用品与市电的通断。光电耦合器输入高电平、NPN三极管的基极为高电平时，NPN三极管导通，NPN三极管的集电极为低电平，继电器线圈通电，触电吸合，智能家居用品的电源与市电接通；光耦输入高电平、NPN三极管的基极为低电平时，NPN三极管截止，继电器线圈断电，触点断开，智能家居用品的电源与市电断开。
[0033]调速控制子模块以PWM脉宽调制方式调节电机转速实现对智能家居用品的速度调节，主要使用L298N驱动芯片，这是一种双H桥电机驱动芯片，其最高工作电压可达到46V，输出最大电流的瞬间峰值可达到3A，持续工作电流为2A，可以用来驱动直流电动机和步进电机，可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机，能满足不同智能家居用品的调速要求。
[0034]蜂鸣子模块主要使用到蜂鸣器，用于在温湿度或煤气浓度超范围时发出警报，提醒用户启动相应家电。温度正常范围为0°c?40°C，低于0°C或高于40°C，蜂鸣子模块发出警报；湿度正常范围为5%?50%，低于5%或高于50%蜂鸣子模块发出警报；而煤气浓度一旦高于5%，蜂鸣子模块发出警报。
【主权项】
1.一种基于智能手机的智能家居控制系统，由智能手机、协调器和至少一个终端节点组成，其特征在于: 所述智能手机通过蓝牙与协调器无线连接； 所述协调器为ZigBee协调器，通过ZigBee与各终端节点无线连接； 每个终端节点均由ZigBee无线通信模块和附加模块组成； 所述附加模块为温湿度检测子模块、煤气检测子模块、开关控制子模块、调速控制子模块中的至少一个； 在每个终端节点中，ZigBee无线通信模块与附加模块连接； 所述开关控制子模块的输出端与智能家居用品的电源端连接，调速控制子模块的输出端与智能家居用品的控制端连接。2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的智能家居控制系统，其特征在于:所述智能手机通过蓝牙与蓝牙转串口模块无线连接，所述蓝牙转串口模块与ZigBee协调器连接。3.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的智能家居控制系统，其特征在于:所述附加模块还包括蜂鸣子模块，其输入端与所在终端节点的ZigBee无线通信模块连接。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种基于智能手机的智能家居控制系统，其特征在于:所述智能手机基于Android操作系统。5.根据权利要求4所述的一种基于智能手机的智能家居控制系统，其特征在于:所述ZigBee 无线通信模块为 JN5139-Z01-M01R1。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于智能手机的智能家居控制系统，采用了带蓝牙功能的智能手机和ZigBee技术，智能手机，即控制端，便携、可移动，每个终端节点都设置有ZigBee无线通信模块，无论智能家居用品的数量如何增减，都能很便捷地加入或退出控制系统，也能不受智能家居用品的位置限制实现安装，每个终端节点还包括温湿度检测子模块、煤气检测子模块、开关控制子模块、调速控制子模块中的至少一个子模块，用户可根据居室的实际情况，选用相应子模块，完成温湿度检测，或煤气检测，或某智能家居用品的启停或调速，能将成本降到最低。本实用新型安装简易、成本低，便于推广应用。
【IPC分类】H04M11/00, G05B19/418, G08C17/02
【公开号】CN204697142
【申请号】CN201520406170
【发明人】张会兵, 何彩梅, 裴东良, 周娅, 张敬伟, 林煜明
【申请人】桂林电子科技大学, 国网河南省电力公司检修公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月12日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制系统，特别是涉及一种基于智能手机的智能家居控制系统。
【背景技术】
[0002]无线智能家居控制系统能很好地解决有线智能家居控制系统安装工期长、费用高、更新难的问题，因而得到广泛应用。无线智能家居控制系统的综合布线技术先进、数据传输可靠性高、抗干扰性强。但在日常生活中，智能家居用品的数量存在增减、位置可能改动，当用户购置新的智能家居用品，或者对居室重新布置时，必然希望这种变动无需请专业人士重新安装，希望成本尽可能低，此时无线智能家居控制系统的安装是否足够简易、成本是否足够低成为首要考虑的问题。
[0003]专利申请号为201220604975.1的基于蓝牙的智能家居系统由带蓝牙功能的手机、蓝牙收发控制器组成，其中蓝牙收发控制器包括了受控模块，受控模块由照明电路、光敏检测电路、窗帘控制电路、插座控制电路和红外线报警电路组成，实现了利用手机对照明灯开启或关闭、对窗帘拉开或关闭、通或断市电及红外报警打开或关闭，然而，该智能家居系统的受控模块中的各电路设计在同一个硬件模块中，而照明灯、窗帘、市电通断闸、及红外报警区的数量和位置是有增减或改动的，需要根据情况设置一个或一个以上的蓝牙收发控制器，而如果只设置一个，那该系统的布线是个大难题，安装极为繁琐，而设置一个以上，则每个设置点都要设置照明电路、光敏检测电路、窗帘控制电路、插座控制电路和红外线报警电路，事实上不是每个设置点都需要这些电路的，可能只需要其中一个或几个，如此，则浪费了硬件资源，造成成本过高。总之，该系统在安装难易程度和成本开销上没有优势。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种基于智能手机的智能家居控制系统，解决现有智能家居控制系统安装难、成本高的问题。
[0005]本实用新型通过以下技术方案解决上述问题:
[0006]一种基于智能手机的智能家居控制系统，由智能手机、协调器和至少一个终端节点组成:
[0007]所述智能手机通过蓝牙与协调器无线连接；
[0008]所述协调器为ZigBee协调器，通过ZigBee与各终端节点无线连接；
[0009]每个终端节点均由ZigBee无线通信模块和附加模块组成；
[0010]所述附加模块为温湿度检测子模块、煤气检测子模块、开关控制子模块、调速控制子模块中的至少一个；
[0011]在每个终端节点中，ZigBee无线通信模块与附加模块连接；
[0012]所述开关控制子模块的输出端与智能家居用品的电源端连接，调速控制子模块的输出端与智能家居用品的控制端连接。
[0013]所述智能手机通过蓝牙与蓝牙转串口模块无线连接，所述蓝牙转串口模块与ZigBee协调器连接。
[0014]所述附加模块还包括蜂鸣子模块，其输入端与所在终端节点的ZigBee无线通信模块连接。
[0015]所述智能手机基于Android操作系统。
[0016]所述ZigBee 无线通信模块为 JN5139-Z01-M01R1。
[0017]本实用新型的优点与效果是:
[0018]本实用新型采用了智能手机的蓝牙结合ZigBee的技术，每个终端节点都设置有ZigBee无线通信模块，无论智能家居用品的数量如何增减，都能很便捷地加入或退出控制系统，也能不受智能家居用品的位置限制实现安装，每个终端节点还包括温湿度检测子模块、煤气检测子模块、开关控制子模块、调速控制子模块中的至少一个子模块，用户可根据居室的实际情况，选用相应子模块，完成温湿度检测，或煤气检测，或某智能家居用品的启停或调速，能将成本降到最低。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型原理框图。
[0020]图2为本实用新型终端节点电路原理框图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。
[0022]图1给出了本实用新型系统原理框图，图2给出了本实用新型终端节点电路原理框图。
[0023]一种基于智能手机的智能家居控制系统，由智能手机、协调器和至少一个终端节点组成。
[0024]智能手机基于Android操作系统，带蓝牙功能，通过蓝牙与协调器无线连接，蓝牙是一种短距离无线电技术，能够有效地简化与协调器之间的通信。在智能手机安装一个Android编程的App后，启动App，搜索协调器，连接成功后可发送蓝牙指令，包括指定终端节点的指令、启停指令、调速指令以及检测指令，这些蓝牙指令通过蓝牙转串口模块传输至协调器，智能手机还能接收所指定的终端节点的检测数据信息，用户可以根据自身需要或检测数据决定启停哪个终端节点的哪些子模块。
[0025]协调器为ZigBee协调器，与蓝牙转串口模块连接，以ZigBee无线通信方式与各个终端节点连接。ZigBee协调器是ZigBee网络的管理者，具有整个网络的最高权限，可以响应终端节点的加入或退出，可以将蓝牙指令传输给各终端节点。
[0026]蓝牙转串口模块与智能手机通过蓝牙无线连接，与ZigBee协调器连接，由于ZigBee网络是通过串口进行指令和数据传输的，因此在智能手机和ZigBee协调器之间需要使用蓝牙转串口模块。
[0027]每个终端节点均由ZigBee无线通信模块和附加模块组成，附加模块为温湿度检测子模块、煤气检测子模块、开关控制子模块、调速控制子模块、蜂鸣子模块中的至少一个，在每个终端节点中，ZigBee无线通信模块与附加模块连接，在有开关控制子模块的终端节点中，开关控制子模块的输出端与智能家居用品的电源端连接，在有调速控制子模块的终端节点中，调速控制子模块的输出端与智能家居用品的控制端连接。用户可以根据实际情况设置终端节点的数量和位置以及选用所需子模块。
[0028]在无线家居控制系统中，射频技术和红外技术发展最为成熟，但射频技术抗干扰性差、安全性差，且只能单向通讯，而红外技术必须直线视距连接，限制性大，ZigBee作为一种低功耗、低数据速率、低成本、自组网、可靠高、超视距的的无线网络技术，显然更适合应用于无线智能家居控制系统。在ZigBee网络中，可以无限制地添加智能家居用品，做到即插即用，快速方便。因此，本实用新型选用Zigbee无线通信方式。
[0029]ZigBee无线通信模块为JN5139-Z01-M01R1，该模块集成SMA天线座，兼容ZigBee协议，接收灵敏度达-96.5dBm,通讯距离可达400m，还具备MCU特性，为16Mhz 32位微处理器，其特性满足本实用新型的需求。
[0030]温湿度检测子模块采用SHT10，SHTlO包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14位A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接，因此具有响应迅速、抗干扰能力强、成本低的特点。
[0031]煤气检测子模块采用MQ-2烟雾传感器，MQ-2烟雾传感器的气敏材料采用在清洁空气中电导率较低的二氧化锡，当传感器所处环境中存在可燃气体时传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大，对液化气的灵敏度较高，在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度。
[0032]开关控制子模块通过继电器的断开和闭合来实现对智能家居用品的启停，开关控制子模块除继电器外，还包括光电耦合器和NPN三极管，其工作原理如下:JN5139-Z01-M01R1的MCU控制1输出控制信号，首先进行光耦隔离，再通过NPN三极管的导通和截止来实现继电器触点的吸合和断开，从而控制智能家居用品与市电的通断。光电耦合器输入高电平、NPN三极管的基极为高电平时，NPN三极管导通，NPN三极管的集电极为低电平，继电器线圈通电，触电吸合，智能家居用品的电源与市电接通；光耦输入高电平、NPN三极管的基极为低电平时，NPN三极管截止，继电器线圈断电，触点断开，智能家居用品的电源与市电断开。
[0033]调速控制子模块以PWM脉宽调制方式调节电机转速实现对智能家居用品的速度调节，主要使用L298N驱动芯片，这是一种双H桥电机驱动芯片，其最高工作电压可达到46V，输出最大电流的瞬间峰值可达到3A，持续工作电流为2A，可以用来驱动直流电动机和步进电机，可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机，能满足不同智能家居用品的调速要求。
[0034]蜂鸣子模块主要使用到蜂鸣器，用于在温湿度或煤气浓度超范围时发出警报，提醒用户启动相应家电。温度正常范围为0°c?40°C，低于0°C或高于40°C，蜂鸣子模块发出警报；湿度正常范围为5%?50%，低于5%或高于50%蜂鸣子模块发出警报；而煤气浓度一旦高于5%，蜂鸣子模块发出警报。
【主权项】
1.一种基于智能手机的智能家居控制系统，由智能手机、协调器和至少一个终端节点组成，其特征在于: 所述智能手机通过蓝牙与协调器无线连接； 所述协调器为ZigBee协调器，通过ZigBee与各终端节点无线连接； 每个终端节点均由ZigBee无线通信模块和附加模块组成； 所述附加模块为温湿度检测子模块、煤气检测子模块、开关控制子模块、调速控制子模块中的至少一个； 在每个终端节点中，ZigBee无线通信模块与附加模块连接； 所述开关控制子模块的输出端与智能家居用品的电源端连接，调速控制子模块的输出端与智能家居用品的控制端连接。2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的智能家居控制系统，其特征在于:所述智能手机通过蓝牙与蓝牙转串口模块无线连接，所述蓝牙转串口模块与ZigBee协调器连接。3.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的智能家居控制系统，其特征在于:所述附加模块还包括蜂鸣子模块，其输入端与所在终端节点的ZigBee无线通信模块连接。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种基于智能手机的智能家居控制系统，其特征在于:所述智能手机基于Android操作系统。5.根据权利要求4所述的一种基于智能手机的智能家居控制系统，其特征在于:所述ZigBee 无线通信模块为 JN5139-Z01-M01R1。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于智能手机的智能家居控制系统，采用了带蓝牙功能的智能手机和ZigBee技术，智能手机，即控制端，便携、可移动，每个终端节点都设置有ZigBee无线通信模块，无论智能家居用品的数量如何增减，都能很便捷地加入或退出控制系统，也能不受智能家居用品的位置限制实现安装，每个终端节点还包括温湿度检测子模块、煤气检测子模块、开关控制子模块、调速控制子模块中的至少一个子模块，用户可根据居室的实际情况，选用相应子模块，完成温湿度检测，或煤气检测，或某智能家居用品的启停或调速，能将成本降到最低。本实用新型安装简易、成本低，便于推广应用。
【IPC分类】H04M11/00, G05B19/418, G08C17/02
【公开号】CN204697142
【申请号】CN201520406170
【发明人】张会兵, 何彩梅, 裴东良, 周娅, 张敬伟, 林煜明
【申请人】桂林电子科技大学, 国网河南省电力公司检修公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月12日
最新回复(0)