本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于云服務(wù)及ZigBee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法，該系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)架構(gòu)，使用Apache作為Web服務(wù)器，Mysql作為數(shù)據(jù)庫，保存相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄，并且將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成Json格式，然后通過HTTP協(xié)議與Android手機(jī)進(jìn)行通訊，通過TI公司的ZigBee協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸，ZigBee協(xié)議棧將接收到的數(shù)據(jù)通過串口傳遞到Android家庭網(wǎng)關(guān)，通過HTTP傳遞到給服務(wù)器，手機(jī)客戶端也通過與服務(wù)器相連，同步所有數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示家庭住宅情況，本發(fā)明專利技術(shù)主要解決ZigBee定點(diǎn)控制問題，ZigBee協(xié)調(diào)者與家庭網(wǎng)關(guān)通訊問題，遠(yuǎn)程控制問題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利說明】
本專利技術(shù)涉及，屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用
技術(shù)介紹
目前，智能家居系統(tǒng)尚未走進(jìn)千家萬戶，且現(xiàn)階段真正采用的智能家居系統(tǒng)仍然是以總線布置的形式，對(duì)于已經(jīng)裝修完畢的用戶來說，采用智能家居系統(tǒng)既浪費(fèi)資源，又不方便用戶的住宅使用，且大多數(shù)的無線系統(tǒng)均采用W1-Fi模式，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)及信道具有一定的干擾性。因而，在此基礎(chǔ)上采用ZigBee (即:紫蜂協(xié)議)這樣一個(gè)輕型的無線組網(wǎng)機(jī)制是非常之便攜的，且其價(jià)格也十分低廉，即使是已經(jīng)裝修過的用戶也完全可以承受地起。再者，現(xiàn)今的芯片技術(shù)發(fā)達(dá)，云服務(wù)遍地都是，這給了智能家居系統(tǒng)有了更廣闊的空間，智能家居家庭網(wǎng)關(guān)核心芯片完全可以采用支持Android系統(tǒng)的芯片，為用戶提供更好的交互。現(xiàn)今ZigBee協(xié)議棧主要解決的是自動(dòng)組網(wǎng)問題，只要幾個(gè)ZigBee中有協(xié)調(diào)者、終端節(jié)點(diǎn)或者是路由節(jié)點(diǎn)，且所使用的信道相同，那么ZigBee就可以自動(dòng)組網(wǎng)，然而這些個(gè)ZigBee僅僅是組成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而真正想通過一個(gè)協(xié)調(diào)者去控制某一個(gè)節(jié)點(diǎn)，仍然存在著很大的問題?，F(xiàn)今的智能家居大多仍然還是以本地操作為主，用戶只要出了門，便不能進(jìn)行控制。且家庭網(wǎng)關(guān)僅僅就只能用于控制智能家居系統(tǒng)，缺乏可拓展性，且用戶的交互也不是非常理想，本專利技術(shù)的系統(tǒng)就是為了解決ZigBee不能定向控制節(jié)點(diǎn)，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。而本專利技術(shù)能夠很好地解決上面的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的在于提供了，該系統(tǒng)主要以Apache云服務(wù)為數(shù)據(jù)中心，家庭網(wǎng)關(guān)控制或接收來自ZigBee協(xié)調(diào)者的命令，并通過解析命令將設(shè)備狀態(tài)記錄后，發(fā)送至云服務(wù)器上，手機(jī)客戶端獲取HTTP請(qǐng)求后得到家庭網(wǎng)關(guān)的狀態(tài)，客戶端也可以發(fā)送相關(guān)命令到云服務(wù)器上，家庭網(wǎng)關(guān)做相應(yīng)解析進(jìn)行ZigBee節(jié)點(diǎn)控制的智能家居系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了 ZigBee定點(diǎn)控制，遠(yuǎn)程控制等問題。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種基于云服務(wù)及ZigBee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括家庭網(wǎng)關(guān)模塊、服務(wù)器模塊和手機(jī)客戶端模塊。數(shù)據(jù)是通過W1-Fi無線網(wǎng)進(jìn)行傳輸，而其相關(guān)的協(xié)議均是采用http協(xié)議。家庭網(wǎng)關(guān)模塊的功能是:采集設(shè)備的所有信息，其中包含:溫度檢測(cè)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)模塊、繼電器控制模塊，智能插座模塊，而這些模塊統(tǒng)一在ZigBee終端上，然后會(huì)將這些模塊上測(cè)得的數(shù)據(jù)通過ZigBee協(xié)議棧發(fā)送給ZigBee協(xié)調(diào)者；所述的ZigBee終端有多個(gè)，然后ZigBee協(xié)調(diào)者通過串口與S5PV210處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)解析得到相應(yīng)的狀態(tài)，顯示在家庭網(wǎng)關(guān)的界面上，最后通過W1-Fi無線網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器；服務(wù)器模塊的功能是:獲取家庭網(wǎng)關(guān)模塊的所有的狀態(tài)信息，并將其保存；手機(jī)客戶端模塊的功能是:獲取上述模塊的相關(guān)數(shù)據(jù)，即:包含服務(wù)器模塊中所有的信息，點(diǎn)擊登陸，輸入正確密碼即可進(jìn)入控制界面。本專利技術(shù)還提供了一種基于云服務(wù)及ZigBee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，該方法建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)映射表，云服務(wù)監(jiān)聽及NDK監(jiān)聽，包括如下步驟:步驟1:配置ZigBee的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，ZigBee協(xié)調(diào)者中建立一個(gè)空的網(wǎng)絡(luò)映射表即一個(gè)數(shù)組用于存放ZigBee節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)地址信息；步驟2:節(jié)點(diǎn)發(fā)送自身短地址與協(xié)調(diào)者進(jìn)行綁定返回相關(guān)應(yīng)答這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)映射表建立完成；步驟3:建立ZigBee的命令體系，發(fā)送相關(guān)命令即可對(duì)相關(guān)節(jié)點(diǎn)及硬件控制；步驟4:為了 ZigBee協(xié)調(diào)者與家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，需要使用NDK進(jìn)行通訊與監(jiān)聽ZigBee協(xié)調(diào)者回傳的數(shù)據(jù)與發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)；步驟5:為了建立遠(yuǎn)程連接，必須建立一個(gè)Web服務(wù)器，通過這個(gè)Web服務(wù)器與家庭網(wǎng)關(guān)、手機(jī)客戶端進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)傳遞，通過HTTP請(qǐng)求傳遞數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步與狀態(tài)同步，當(dāng)然手機(jī)客戶端也可以與服務(wù)器通信，遠(yuǎn)程控制家庭網(wǎng)關(guān)，然后通過家庭網(wǎng)關(guān)來控制相關(guān)的節(jié)點(diǎn)；步驟6:手機(jī)客戶端創(chuàng)建，然后其與服務(wù)器上的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的同步。手機(jī)可以發(fā)送相關(guān)的命令到服務(wù)器上，家庭網(wǎng)關(guān)在監(jiān)聽串口上的ZigBee上，同時(shí)監(jiān)聽服務(wù)器的命令，該命令來自步驟5中的命令發(fā)送接口。至此該系統(tǒng)搭建完畢。進(jìn)一步的，上述本專利技術(shù)的步驟1包括:步驟1-1，在TI所提供的ZigBee協(xié)議桟的SampleApp.c文件中找到結(jié)構(gòu)體afAddrType_t，并申明一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送的結(jié)構(gòu)體，設(shè)置其發(fā)送的目標(biāo)為SAMPLEAPP_ENDPOINT,即發(fā)送給終端，同時(shí)設(shè)置發(fā)送目標(biāo)地址為Oxffff，即發(fā)送給所有的終端節(jié)點(diǎn)。步驟1-2，建立映射表通過在SampleApp.c文件中新建一個(gè)二維數(shù)組，該數(shù)組第一維代表房間號(hào)，第二維代表節(jié)點(diǎn)設(shè)備號(hào)，其具體的格式如下:uintl6Routing_Table = {0}；所述的R00M_C0UNT表示房間數(shù)量，即ZigBee的個(gè)數(shù)；DEV_C0UNT房間中有多少設(shè)備控制。進(jìn)一步的，上述本專利技術(shù)的步驟2包括:步驟2-1，發(fā)送本地節(jié)點(diǎn)短地址給協(xié)調(diào)者，首先建立一個(gè)4字節(jié)大小的數(shù)組，終端節(jié)點(diǎn)會(huì)將’ m’，房間號(hào)(R00M_NUM)，設(shè)備號(hào)(DEV_NUM)，’ g’這4個(gè)數(shù)據(jù)存入該數(shù)組中，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)發(fā)送目標(biāo)地址0x0000，即只發(fā)送給協(xié)調(diào)者，將這個(gè)數(shù)組通過AF_DataReqUeSt的函數(shù)進(jìn)行傳遞，在AF_DataRequest函數(shù)中傳入步驟1中申明的結(jié)構(gòu)體名，添加網(wǎng)絡(luò)的輪回任務(wù)號(hào)，該數(shù)組的大小4以及該數(shù)組的數(shù)組名，讓AF_DataRequest函數(shù)能夠準(zhǔn)確傳達(dá)相關(guān)信息。步驟2-2，協(xié)調(diào)者回應(yīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)答，申明一個(gè)int型的變量，當(dāng)協(xié)調(diào)者接收到來自終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)后，首先會(huì)進(jìn)行解析判斷，分析接收到的數(shù)據(jù)第一個(gè)是否為’ m’，最后一個(gè)是否為’ g’以及發(fā)送的源地址是否為空，如果判斷不正確，節(jié)點(diǎn)自帶的LED1會(huì)熄滅，如果判斷正確，節(jié)點(diǎn)自帶的LED1會(huì)亮，然后將發(fā)送的源地址賦值到變量中，在步驟1中映射表中將第一維定義為步驟2-1中的房間號(hào)(R00M_NUM)，即接收數(shù)據(jù)的第二位，將第二維定義為步驟2-1中的設(shè)備號(hào)(DEV_NUM)，即接收數(shù)據(jù)的第三位，然后將該變量存入在這個(gè)位置的數(shù)組，這樣映射表已經(jīng)建立起來了，當(dāng)然為了更加準(zhǔn)確地進(jìn)行組網(wǎng)，協(xié)調(diào)者仍然需要告訴終端，入網(wǎng)成功。因此，協(xié)調(diào)者會(huì)將’ r’，0，0，’ a’這4個(gè)數(shù)據(jù)存入步驟2-1申明的數(shù)組中，并將設(shè)置網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的短地址為上面所提變量，使用步驟2-1中的方法發(fā)送給相關(guān)的終端節(jié)點(diǎn)。步驟2-3，終端處理入網(wǎng)應(yīng)答，當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)接收到來自協(xié)調(diào)者的數(shù)據(jù)后，首先會(huì)進(jìn)行解析判斷，分析接收到的數(shù)據(jù)第一個(gè)是否為’ r’，最后一個(gè)是否為’ a’以及發(fā)送的源地址是否為0x0000 (協(xié)調(diào)者地址)，如果判斷不正確，節(jié)點(diǎn)自帶的LED1會(huì)熄滅，如果判斷正確，節(jié)點(diǎn)自帶的LED1會(huì)亮，這樣節(jié)點(diǎn)也知道了自己是否入了網(wǎng)。進(jìn)一步的，上述本專利技術(shù)的步驟3包括:在ZigBee上面制定好所有命令體系，提供相關(guān)命令發(fā)送接收機(jī)制與命令的解析機(jī)制。通過這些相關(guān)的命令達(dá)到協(xié)調(diào)者與節(jié)點(diǎn)的查詢、控制等功能。該命令的模型包含幀頭、命令類型、命令控制的類型、命令值、房間號(hào)、設(shè)備類型、設(shè)備號(hào)。而進(jìn)行控制和查詢的操作需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行I/O初始操作、定義動(dòng)作、設(shè)置狀態(tài)機(jī)。進(jìn)一步的，上述本專利技術(shù)步驟3實(shí)現(xiàn)包括以下步驟:步驟3-1，建立ZigBee的命令體系，首先建立一個(gè)命令體系框架，這個(gè)框架分別是CmdFlag，CmdTyp本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于云服務(wù)及ZigBee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：家庭網(wǎng)關(guān)模塊、服務(wù)器模塊和手機(jī)客戶端模塊；所述的家庭網(wǎng)關(guān)模塊的功能是：采集設(shè)備的所有信息，其中包含：溫度檢測(cè)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)模塊、繼電器控制模塊，智能插座模塊，而這些模塊統(tǒng)一在ZigBee終端上，然后會(huì)將這些模塊上測(cè)得的數(shù)據(jù)通過ZigBee協(xié)議棧發(fā)送給ZigBee協(xié)調(diào)者；所述的ZigBee終端有多個(gè)，然后ZigBee協(xié)調(diào)者通過串口與S5PV210處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)解析得到相應(yīng)的狀態(tài)，顯示在家庭網(wǎng)關(guān)的界面上，最后通過Wi?Fi無線網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器；所述的服務(wù)器模塊的功能是：獲取家庭網(wǎng)關(guān)模塊的所有的狀態(tài)信息，并將其保存；所述的手機(jī)客戶端模塊的功能是：獲取上述模塊的相關(guān)數(shù)據(jù)，即：包含服務(wù)器模塊中所有的信息，點(diǎn)擊登陸，輸入正確密碼即可進(jìn)入控制界面。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝玲，王寧斌，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京理工大學(xué)紫金學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。