CN109157100A - 一种基于LoRa的窗帘控制*** - Google Patents

一种基于LoRa的窗帘控制*** Download PDF

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王派虎
金帆
王波
王一波
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Abstract

本发明公开了一种基于LoRa的窗帘控制***，其包括有一LoRa控制器及多个LoRa节点；其中，所述LoRa控制器包括有一第二MCU及一用于与外部设备通信的第二LoRa模块，所述第二MCU通过所述第二LoRa模块接收来自于移动终端的窗帘控制指令，并解析该控制指令以获得第一LoRa模块地址，且通过第二LoRa模块将窗帘控制指令发送至相应的第一LoRa模块；所述LoRa节点包括有一第一MCU及一第一LoRa模块，所述第一MCU通过所述第一LoRa模块接收来自LoRa控制器的窗帘控制指令，并根据该窗帘控制指令控制窗帘电机工作，从而实现窗帘的升降。本发明采用LoRa技术进行通信，实现了低功耗、低成本、远距离的可靠传输控制，且LoRa节点根据所接收的窗帘控制指令即可调节窗帘的升降，操作简便。

Description

一种基于LoRa的窗帘控制***
技术领域
本发明涉及电机控制领域，更具体地涉及一种基于LoRa的窗帘控制***。
背景技术
随着技术的进步，人们生活水平的提高，智能家居产品已经逐步走进普通人的生活，智能化的家居产品也越来越受到消费者的青睐，目前，在智能家居领域，智能窗帘面板大多数是通过触摸按键，以达到对窗帘开关的控制目的。而现有技术中，窗帘面板与按键间的数据传输方式可以为近距离无线传输方式、传统互联网方式或移动空中网方式，近距离无线传输方式主要通过无线RF433/315M、蓝牙、Zigbee、Z-ware、IPv6/6Lowpan等通信方式传输信息；传统互联网方式则主要通过WiFi和以太网等由一些使用公用语言互相通信的计算机连接而成的网络进行通信；而移动空中网方式主要通过GPRS，3G/4G等进行通信。然而，蓝牙，ZigBee等近距离无线传输方式有距离限制，无法远距离通信；而传统互联网方式或移动空中网方式的传输虽然距离远，但设备需要接入主干网络，设备之间不能直接通信，进行通信的功耗较高，且移动空中网方式还会产生流量费用。
且通过触摸按键调节智能窗帘面板中的窗帘打开位置时，若用户不将窗帘全收或全开，仅需要将窗帘遮挡部分窗户，则需要多次按按键才能使得窗帘打开位置符合用户的需求，操作不便。
鉴于此，有必要提供一种低功耗、可对窗帘远距离控制且操作简便的基于LoRa的窗帘控制***以解决上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低功耗、可对窗帘远距离控制且操作简便的基于LoRa的窗帘控制***。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于LoRa的窗帘控制***，其包括有一LoRa控制器及多个LoRa节点；其中，所述LoRa控制器包括有一第二MCU及一用于与外部设备通信的第二LoRa模块，所述第二MCU通过所述第二LoRa模块接收来自于移动终端的窗帘控制指令，并解析该控制指令以获得第一LoRa模块地址，且通过第二LoRa模块将窗帘控制指令发送至相应的第一LoRa模块；所述LoRa节点包括有一第一MCU及一第一LoRa模块，所述第一MCU通过所述第一LoRa模块接收来自LoRa控制器的窗帘控制指令，并根据该窗帘控制指令控制窗帘电机工作，从而实现窗帘的升降。
其进一步技术方案为：每一第一MCU连接有一按键开关，该第一MCU根据来自按键开关的控制指令控制窗帘电机工作，从而实现窗帘的升降。
其进一步技术方案为：所述第一LoRa模块与第二LoRa模块结构相同，所述第二LoRa模块包括有射频芯片、射频开关及收发天线，所述射频芯片通过射频开关与所述收发天线连接，且其与所述第二MCU连接。
其进一步技术方案为：所述第二LoRa模块还包括有与所述射频芯片连接的晶振电路。
其进一步技术方案为：所述第二MCU连接有一第一显示装置，用于显示窗帘控制指令及及来自第一LoRa模块的窗帘升降信息。
其进一步技术方案为：所述第一MCU连接有一第二显示装置，用于显示窗帘升降信息。
与现有技术相比，本发明的窗帘控制***采用LoRa技术进行通信，即LoRa控制器中的第二MCU对来自移动终端的窗帘控制指令进行解析，以获得设置在用户欲调节的窗帘区域的LoRa节点中第一LoRa模块的地址，并通过第二LoRa模块将窗帘控制指令发送至相应的第一LoRa模块，LoRa节点中的第一MCU根据第一LoRa模块接收的窗帘控制指令控制窗帘电机工作，从而实现窗帘的升降，实现了低功耗、低成本、远距离的可靠传输控制，且LoRa节点根据所接收的窗帘控制指令即可调节窗帘的升降，操作简便。
附图说明
图1是本发明基于LoRa的窗帘控制***一具体实施例的结构框图示意图。
图2是图1中LoRa控制器的具体结构框图示意图。
图3是图1中LoRa节点的具体结构框图示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
参照图1至图3，图1至图3展示了本发明基于LoRa的窗帘控制***1的一具体实施例。在附图所示的实施例中，所述基于LoRa的窗帘控制***1包括一LoRa控制器10及多个LoRa节点20；其中，所述LoRa控制器10包括有一第二MCU 102及一用于与外部设备通信的第二LoRa模块101，所述第二MCU102通过所述第二LoRa模块101接收来自于移动终端的窗帘控制指令，并解析该控制指令以获得第一LoRa模块201地址，且通过第二LoRa模块101将窗帘控制指令发送至相应的第一LoRa模块201。所述LoRa节点20包括有一第一MCU 202及一第一LoRa模块201，所述第一MCU 202通过所述第一LoRa模块201接收来自LoRa控制器10的窗帘控制指令，并根据该窗帘控制指令控制窗帘电机50工作，从而实现窗帘的升降。优选地，本实施例中，窗帘电机50的输入端连接有一继电器40，第一MCU 202通过控制继电器40工作，从而控制窗帘电机50的工作。
因LoRa技术中，LoRa模块之间的通信需要两个LoRa模块在同一个信道、频率，并且知道对方的地址，则LoRa控制器10与LoRa节点20进行通信前，需要对LoRa控制器10或LoRa节点20中的LoRa模块进行相应的配置(包括频率、信道和通信目标地址等信息的配置)，配置完成后LoRa控制器10才能将信息转发至相应的LoRa节点20，或者是LoRa节点20将其信息发送至相应的LoRa控制器10；本窗帘控制***1中每一块区域的窗帘设置一控制其升降的LoRa节点20，该窗帘***在构建时就将LoRa控制器10中的第二LoRa模块101或LoRa节点20中的第一LoRa模块201的频率、信道进行配置，当LoRa控制器10接收到用户输入的窗帘控制指令时，解析该窗帘控制指令以获得设置在用户欲调节的窗帘区域的LoRa节点20中第一LoRa模块201的地址即可进行通信。本实施例中，所述第二MCU 102及第一MCU 202均基于单片机实现，而在某些其他实施例中，其可基于ARM等控制芯片实现。基于上述设计，本发明的窗帘控制***1采用LoRa技术进行通信，即通过LoRa控制器10中的第二LoRa模块101和LoRa节点20中的第一LoRa模块201进行通信，实现了低功耗、低成本、远距离的可靠传输控制，且LoRa节点20根据所接收的窗帘控制指令即可调节窗帘的升降，操作简便。
在本实施例中，所述第二MCU 102连接有一第一显示装置103，用于显示窗帘控制指令及来自第一LoRa模块201的窗帘升降信息。优选地，本实施例中，所述第一MCU 202连接有一第二显示装置203，用于显示窗帘升降信息。优选地，本实施例中，所述第一显示装置103及第二显示装置203均可为LED显示屏。
在某些实施例中，每一第一MCU 202连接有一按键开关30，该第一MCU202根据来自按键开关30的控制指令控制窗帘电机工作，从而实现窗帘的升降。基于该设计，本窗帘控制***1可通过多种方式调节窗帘的升降，即既可通过LoRa控制器10调节窗帘升降，也可通过上述按键开关30调节窗帘升降。
在某些实施例中，所述第一LoRa模块201与第二LoRa模块101结构相同，所述第二LoRa模块101包括有射频芯片、射频开关、晶振电路及收发天线，所述晶振电路与所述射频芯片连接，该射频芯片通过用于完成收发天线模式互换的射频开关与所述收发天线连接，且其通过SPI接口与所述第二MCU 102连接。优选地，本实施例中，所述射频芯片型号为SX1278，射频开关型号为PE4259。
本发明中每一块区域的窗帘设置一控制其升降的LoRa节点20，每一块区域对应一个编号，且对应一个LoRa节点20，LoRa无线传感网运行于470MHZ-510MHZ公共计量频段，结合时分复用技术，可使得网络内端到端通信无碰撞，最大化利用带宽，没有重传延时，以确保按下按键开关30或者是输入窗帘升降信息时不致于因为通信延迟而造成电机50运行的延迟，可提高网络整体服务质量，降低网络整体功耗，且结合通道跳频通信技术，巧妙地利用不同的跳频序列及信道网络识别技术、交织纠错编码等，使得网络具备很强的避免网内、外射频干扰的能力。
本窗帘控制***1既可以通过LoRa控制器10调节窗帘的升降，也可通过设置的按键开关30调节窗帘的升降。即当用户需要调节某一块区域的窗帘位置时，可根据来自移动终端的窗帘控制指令，所述窗帘控制指令包括所需调节的窗帘对应的编号及所需调节的窗帘升降信息(例如窗帘升降百分比等)，并显示在第一显示装置103中，LoRa控制器10中的第二MCU 102解析窗帘控制指令以获得设置在用户欲调节的窗帘区域的LoRa节点20中第一LoRa模块201的地址，并通过第二LoRa模块101将窗帘控制指令发送至对应的第一LoRa模块201，LoRa节点20中的第一MCU 202判断所接收的窗帘控制指令中的编号是否和本区域对应，若不是则丢弃窗帘升降信息，若是则根据来自第一LoRa模块201的窗帘控制指令控制继电器40工作，从而控制所述电机50的工作，以控制窗帘升降百分比，且将窗帘升降信息发送至第二显示装置203进行显示。而在某些其他实施例中，当用户需要调节几块区域的窗帘位置时，则LoRa控制器10中的第二MCU 102解析输入的窗帘控制指令以获得多个编号及其对应所需调节的窗帘升降信息，从而获得多个相应的第一LoRa模块201的地址，并通过第二LoRa模块101将对应的窗帘控制指令发送至相应的第一LoRa模块201。可理解地，用户也可通过按键开关30调节窗帘的升降，本实施例中，按键开关30与LoRa节点20中第一MCU 202的硬串口连接，当短按按键时，第一MCU 202读取短按信号，解析该信号后向继电器40发送窗帘全开或者全关的运行指令；当长按按键时，LoRa节点的第一MCU 202读取到长按信号，第一MCU 202持续给继电器40发送运行信号，当按键松开时，LoRa节点第一MCU 202读取松开信号，第一MCU 202向继电器40发送停止运行信号，并将窗帘升降信息发送给第一MCU 202以显示在第二显示装置203上，且可将窗帘升降信息反馈至LoRa控制器10以显示在第一显示装置103上。
综上所述，本发明的窗帘控制***采用LoRa技术进行通信，即LoRa控制器中的第二MCU对来自移动终端的窗帘控制指令进行解析，以获得设置在用户欲调节的窗帘区域的LoRa节点中第一LoRa模块的地址，并通过第二LoRa模块将窗帘控制指令发送至相应的第一LoRa模块，LoRa节点中的第一MCU根据第一LoRa模块接收的窗帘控制指令控制窗帘电机工作，从而实现窗帘的升降，实现了低功耗、低成本、远距离的可靠传输控制，且LoRa节点根据所接收的窗帘控制指令即可调节窗帘的升降，操作简便。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于LoRa的窗帘控制***，其特征在于：所述窗帘控制***包括有一LoRa控制器及多个LoRa节点；其中，所述LoRa控制器包括有一第二MCU及一用于与外部设备通信的第二LoRa模块，所述第二MCU通过所述第二LoRa模块接收来自于移动终端的窗帘控制指令，并解析该控制指令以获得第一LoRa模块地址，且通过第二LoRa模块将窗帘控制指令发送至相应的第一LoRa模块；所述LoRa节点包括有一第一MCU及一第一LoRa模块，所述第一MCU通过所述第一LoRa模块接收来自LoRa控制器的窗帘控制指令，并根据该窗帘控制指令控制窗帘电机工作，从而实现窗帘的升降。
2.如权利要求1所述的基于LoRa的窗帘控制***，其特征在于：每一第一MCU连接有一按键开关，该第一MCU根据来自按键开关的控制指令控制窗帘电机工作，从而实现窗帘的升降。
3.如权利要求1所述的基于LoRa的窗帘控制***，其特征在于：所述第一LoRa模块与第二LoRa模块结构相同，所述第二LoRa模块包括有射频芯片、射频开关及收发天线，所述射频芯片通过射频开关与所述收发天线连接，且其与所述第二MCU连接。
4.如权利要求3所述的基于LoRa的窗帘控制***，其特征在于：所述第二LoRa模块还包括有与所述射频芯片连接的晶振电路。
5.如权利要求1所述的基于LoRa的窗帘控制***，其特征在于：所述第二MCU连接有一第一显示装置，用于显示窗帘控制指令及及来自第一LoRa模块的窗帘升降信息。
6.如权利要求1所述的基于LoRa的窗帘控制***，其特征在于：所述第一MCU连接有一第二显示装置，用于显示窗帘升降信息。
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