CN110874062A - 一种基于wifi的智能家居*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于WIFI的智能家居***，包括智能终端和智能家居控制器，其中，智能终端上设置智能家居***管理App，家居设备上设置智能家居控制器；智能终端和智能家居控制器之间通过家庭无线网络传输监测数据及家具设备控制数据，通过超声波方式传输新设备入网配置数据。本发明智能终端和智能家居控制器之间通过家庭无线网络传输监测数据及家具设备控制数据，通过超声波方式传输新设备入网配置数据，数据分别发送，新设备配置过程中不需要断开手持终端原有的网络，即可将参数传输至新设备上，方法简单，数据传输稳定可靠。

Description

一种基于WIFI的智能家居***
技术领域
本发明属于智能家居设备领域，具体涉及一种基于WIFI的智能家居***。
背景技术
智能家居是在物联网的影响之下物联化体现，智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明***、窗帘控制、空调控制、安防***、数字影院***、网络家电以及三表抄送等)连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集***、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。
目前，基于WIFI的智能家居***均包括控制单元、无线路由设备、传感单元、报警单元、家居设备以及智能终端；所述控制单元包括主控制器、WIFI模块以及GSM/GPRS模块；所述智能终端通过TCP/IP协议与无线路由设备无线连接，所述WIFI模块通过TCP/IP协议与无线路由设备无线连接并通过所述无线路由设备与智能终端无线通讯；所述GSM/GPRS模块通过GSM/GPRS网络与所述智能终端无线通讯；所述WIFI模块、GSM/GPRS模块通过串口或并口的方式与所述控制单元连接，所述传感单元、报警单元通过控制单元的端口方式与所述控制单元连接，所述家居设备通过继电器模块与所述控制单元电连接。
上述基于WIFI的智能家居***一般需要通过专门的控制器，然后通过接入家庭无线网络工作，这样就增加了硬件布线成本及难度，同时由于设备的增加造成数据控制及传输的可靠性降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于WIFI的智能家居***，解决了现有技术中WIFI智能家居控制复杂、软件控制繁琐传输可靠性差的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于WIFI的智能家居***，包括智能终端和智能家居控制器，其中，智能终端上设置智能家居***管理App，家居设备上设置智能家居控制器；智能终端和智能家居控制器之间通过家庭无线网络传输监测数据及家具设备控制数据，通过超声波方式传输新设备入网配置数据。
智能家居***管理App包括设置模块、显示模块、后台编码模块、数据发送模块，其中，设置模块用于设置家居设备的控制数据，显示模块用于接收智能家居***的环境监测数据并进行显示，后台编码模块用于新设备入网时对配置数据进行编码，数据发送模块用于将编码后的数据以超声波的方式发送出去。
后台编码模块采用12000Hz的声音频率作为载波，对待发送的字节按照预先设定的规则进行编码，该预先设定的规则具体为：
n个周期的高电平和n个周期的低电平代表编码‘0’；
n个周期的高电平和2n个周期的低电平代表编码‘1’；
n个周期的高电平和大于或等于3n个周期的低电平代表新字节的开始，其中，n为正整数。
智能家居控制器包括处理器、超声波接收模块、超声波数据处理模块、家居设备控制模块，其中，超声波接收模块接收到超声波后，通过超声波数据处理模块处理获取原始编码信号，并将编码信号发送至处理器的IO口，在该IO口的上升沿，处理器保存此时定时器的值后对定时器清零，重新计时；家居控制模块用于接收智能终端的控制数据对家居设备进行控制。
处理器还包括解码模块，根据定时器的值对接收到的编码信号进行解码。
根据定时器的值对接收到的编码信号进行解码具体操作过程如下：
当定时器的值<2.5nT时的码值为0，当定时器的值<3.5nT时的码值为1，当定时器的值>3.5nT时为新字节的开始，其中，T为声波的周期。
智能终端通过扬声器发送超声波信号，智能家居控制器通过话筒接收超声波信号。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明智能终端和智能家居控制器之间通过家庭无线网络传输监测数据及家具设备控制数据，通过超声波方式传输新设备入网配置数据，新设备配置过程中不需要断开手持终端原有的网络，即可将参数传输至新设备上，方法简单，数据传输稳定可靠。
2、本发明采用简单明了的数据通讯协议，提高了数据传输效率及准确性，减少了编解码过程占用的资源。
附图说明
图1为本发明的基于WIFI的智能家居***框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。
一种基于WIFI的智能家居***，包括智能终端和智能家居控制器，其中，智能终端上设置智能家居***管理App，家居设备上设置智能家居控制器；智能终端和智能家居控制器之间通过家庭无线网络传输监测数据及家具设备控制数据，通过超声波方式传输新设备入网配置数据。
具体实施例，如图1所示，本实施例以手机为智能终端对该具体方案进行描述。家居设备包括监测设备和控制设备，监测设备包括烟雾报警监测传感器、煤气监测传感器、温湿度检测传感器、PM2.5检测传感器、亮度传感器等；控制设备包括灯具开关控制器、空调控制器、电视控制器、除湿机加湿器控制器、浴霸控制等。
一种基于WIFI的智能家居***，包括手机智能终端和智能家居控制器，其中，手机上设置智能家居***管理App，家居设备上设置智能家居控制器；手机和智能家居控制器之间通过家庭无线网络传输监测数据及家具设备控制数据，通过超声波方式传输新设备入网配置数据。打开智能家居***管理App时，调用手机的键盘输入模块，采用手机的键盘对智能家居***管理App进行数据输入。
智能家居***管理App包括设置模块、显示模块、后台编码模块、数据发送模块，其中，设置模块用于设置家居设备的控制数据，显示模块用于接收智能家居***的环境监测数据并进行显示，后台编码模块用于新设备入网时对配置数据进行编码，数据发送模块用于将编码后的数据以超声波的方式发送出去。
智能家居***管理App发送控制指令的步骤如下：
打开智能家居***管理App，选择需要控制的设备，输入控制指令，点击相应的控制按钮，通过WIFI发送控制指令至相应的智能家居控制器对家居设备进行控制。
当有新入网的智能家居设备时，需要对新入网的设备进行配置，智能家居***管理App发送配置数据的步骤如下：
以发送设备的IP地址为例进行说明，其它参数方法相同。
假如：新入网的视频的IP地址需要设置为192.168.2.100，手机的声卡采样频率Fs我们用48000Hz，声波频率Fv用12000Hz，编码过程如下：
步骤1、IP地址192.168.2.100的二进制编码为：
11000000 10101000 00000010 01100100，传输顺序为先高位后低位。
步骤2、编码规则为：
n个周期的高电平和n个周期的低电平代表编码‘0’；n个周期的高电平和2n个周期的低电平代表编码‘1’；n个周期的高电平和大于或等于3n个周期的低电平代表新字节的开始，例子这里n取值3；
采样点的值可以用公式
Figure BDA0001787899200000041
k为采样点序号，为方便后续计算，采样频率尽量是声波频率的整数倍，且大于三倍，例子中，采样频率是声波频率的4倍，副值A可以是任何值，高电平我们取100，低电平取10；则，二进制1的声音编码数组为：
{0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10}
二进制0的声音编码数组为：
{0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10}
新字节开始标志的声音编码数组为：
{0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10}。
步骤3、对于低位连续为0的二进制数据，在传输完非0位后，可直接发送新字节开始标志传输下一个字节。
步骤4、用步骤2中得到的位的声音编码直接替换步骤1中二进制编码对应的位就可得到最终的声音编码数组。例子中，IP地址的最终声音编码数组为：
{0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-100,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,100,0,-100,0,10,0,-10,0,10,0,-10,0,10,0,-10}
该数组总共189个周期的数据，用手机功放以48000Hz采样率播放完该数组大概用时16毫秒。为了保证终端正确接收到数据，可循环播放几次。
智能家居控制器包括处理器、超声波接收模块、超声波数据处理模块、家居设备控制模块，其中，超声波接收模块接收到超声波后，通过超声波数据处理模块处理获取原始编码信号，并将编码信号发送至处理器的IO口，在该IO口的上升沿，处理器保存此时定时器的值后对定时器清零，重新计时；家居控制模块用于接收智能终端的控制数据对家居设备进行控制。
处理器还包括解码模块，根据定时器的值对接收到的编码信号进行解码。
根据定时器的值对接收到的编码信号进行解码具体操作过程如下：
当定时器的值<2.5nT时的码值为0，当定时器的值<3.5nT时的码值为1，当定时器的值>3.5nT时为新字节的开始，其中，T为声波的周期。
智能终端通过扬声器发送超声波信号，智能家居控制器通过话筒接收超声波信号。

Claims (7)

1.一种基于WIFI的智能家居***，其特征在于：包括智能终端和智能家居控制器，其中，智能终端上设置智能家居***管理App，家居设备上设置智能家居控制器；智能终端和智能家居控制器之间通过家庭无线网络传输监测数据及家具设备控制数据，通过超声波方式传输新设备入网配置数据。
2.根据权利要求1所述的基于WIFI的智能家居***，其特征在于：智能家居***管理App包括设置模块、显示模块、后台编码模块、数据发送模块，其中，设置模块用于设置家居设备的控制数据，显示模块用于接收智能家居***的环境监测数据并进行显示，后台编码模块用于新设备入网时对配置数据进行编码，数据发送模块用于将编码后的数据以超声波的方式发送出去。
3.根据权利要求2所述的基于WIFI的智能家居***，其特征在于：后台编码模块采用12000Hz的声音频率作为载波，对待发送的字节按照预先设定的规则进行编码，该预先设定的规则具体为：
n个周期的高电平和n个周期的低电平代表编码‘0’；
n个周期的高电平和2n个周期的低电平代表编码‘1’；
n个周期的高电平和大于或等于3n个周期的低电平代表新字节的开始，其中，n为正整数。
4.根据权利要求1所述的基于WIFI的智能家居***，其特征在于：智能家居控制器包括处理器、超声波接收模块、超声波数据处理模块、家居设备控制模块，其中，超声波接收模块接收到超声波后，通过超声波数据处理模块处理获取原始编码信号，并将编码信号发送至处理器的IO口，在该IO口的上升沿，处理器保存此时定时器的值后对定时器清零，重新计时；家居控制模块用于接收智能终端的控制数据对家居设备进行控制。
5.根据权利要求5所述的基于WIFI的智能家居***，其特征在于：处理器还包括解码模块，根据定时器的值对接收到的编码信号进行解码。
6.根据权利要求5所述的基于WIFI的智能家居***，其特征在于：根据定时器的值对接收到的编码信号进行解码具体操作过程如下：
当定时器的值<2.5nT时的码值为0，当定时器的值<3.5nT时的码值为1，当定时器的值>3.5nT时为新字节的开始，其中，T为声波的周期。
7.根据权利要求1所述的基于WIFI的智能家居***，其特征在于：智能终端通过扬声器发送超声波信号，智能家居控制器通过话筒接收超声波信号。
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