一种家用智能开关的制作方法

本发明属于智能家居技术领域，具体地涉及一种家用智能开关。

背景技术：

家居智能化已逐渐成为现代生活的必然趋势。智能家居就是一个复杂的综合控制系统，它通过对家庭中的灯光、窗帘、空调、电视、音乐等电器设备进行科学精细的管理与控制,给人们提供智能的家居生活，同时也能有效的节约能耗。

智能开关则是智能家居中最关键的技术之一，它是整个控制系统的基础。现有的智能开关技术一般包括以下几种：有线通信技术、电力线载波技术、无线射频技术。有线开关是最传统的控制方法，需要在装修时预先铺设好相应线路或者对家庭现有线路进行改造。这种方式成本较高、线路容易老化而且维修麻烦。电力线载波开关是通过电力线传输的信号来控制的开关，每个开关都需要有调制解调电路。电力线呈网络状分布会使传输的控制信号存在较大衰减，同时电力线网络中有较大的非高斯噪声会导致传输数据的可靠性降低，可能会出现开关失控的情况。无线射频开关是点对点的控制开关， 通过315MHz或者433.92MHz的高频无线频率作为载波来实现。它最大的缺陷是通信距离有限，在室内环境中一般在30m以内有效。无线信号易受到同频干扰,从而限制了无线射频技术在智能家居领域的推广。

技术实现要素：

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种家用智能开关；本发明具有成本低、部署简单快捷、可靠性高的优点，能为日常生活带来便利；本发明除应用在家庭环境之外还可以应用到办公室、学生公寓等场合，有较大的推广价值。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种家用智能开关，包括三层结构，所述三层结构分别为总控端、组控端节点、终端节点；其结构要点是：所述组控端节点包括组控端1、组控端2、组控端3，所述终端节点包括终端开关1点、终端开关2点、终端开关3点、终端开关4点、终端开关5点、终端开关6点、终端开关7点；所述组控端1与终端开关1点、终端开关2点、终端开关3点相连，所述组控端2与终端开关4点、终端开关5点相连，所述组控端3与终端开关6点、终端开关7点相连；所述总控端同时与组控端1、组控端2、组控端3相连。

作为本发明的一种优选方案，所述总控端与组控端节点之间通过Zigbee网络模块通信。

进一步地，所述Zigbee网络采用树形结构，网络深度为2。

作为本发明的另一种优选方案，所述Zigbee网络模块采用CC2530网络芯片。

作为本发明的另一种优选方案，所述总控端采用S3C6410处理器。

更进一步地，所述S3C6410处理器的TD、RD、CTS、RTS接口分别对应连接Zigbee网络通信模块的P1_7、1_6、1_5、1_4接口。

本发明的有益效果是。

1、本发明提供的一种家用智能开关，采用CC2530网络芯片作为Zigbee通信的硬件平台，包括总控端、组控端和终端开关节点；Zigbee网络组网和通信正常，能实现总控端统一控制、组控端分组控制、终端独立控制、状态实时显示和开关延时关闭等功能，在智能家居领域有较高推广价值。

2、本发明在家庭环境中总控端、组控端与各个终端开关节点之间能够成功的组建Zigbee网络并进行可靠的数据通信，各个模块都能够实现各自的软件功能。基于Zigbee网络的家用智能开关系统具有硬件成本低、部署简单快捷、可靠性高的优点，能为日常生活带来便利。该系统除应用在家庭环境之外还可以应用到办公室、学生公寓等场合。

附图说明

图1是本发明一种家用智能开关的结构框图。

图2是本发明一种家用智能开关的网络结构图。

图3是本发明一种家用智能开关的总控端硬件连接电路图。

图4是本发明一种家用智能开关的终端开关节点连接框图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种家用智能开关的结构框图。图中，包括三层结构，所述三层结构分别为总控端、组控端节点、终端节点；其结构要点是：所述组控端节点包括组控端1、组控端2、组控端3，所述终端节点包括终端开关1点、终端开关2点、终端开关3点、终端开关4点、终端开关5点、终端开关6点、终端开关7点；所述组控端1与终端开关1点、终端开关2点、终端开关3点相连，所述组控端2与终端开关4点、终端开关5点相连，所述组控端3与终端开关6点、终端开关7点相连；所述总控端同时与组控端1、组控端2、组控端3相连。

本发明总控端为家用智能开关系统的核心，它负责管理整个智能开关系统；总控端可对这系统中的任何一个终端节点或者任何一个开关组进行开关控制；在总控端也能查询到每一个终端节点当前的开关状态；组控端在本系统中处于中间层，根据实践需求可设置任意数量的组控端，每个组控端下所接的终端节点数量可根据具体需求调整；最底层为被控对象开关，每一个开关连接一个灯或者别的家用电器。

所述总控端与组控端节点之间通过Zigbee网络模块通信。

所述Zigbee网络采用树形结构，网络深度为2；所述树形网络拓扑结构最大的优点是节点增加或者减少方便，网络调整便利，这就符合家庭环境中存在用电器数量增减或者用电器位置调整的实际使用需求，智能开关系统只需要修改相应的设置就能在变动之后重新正常工作。

所述Zigbee网络模块采用CC2530网络芯片；CC2530网络芯片集成了标准的51单片机内核、稳定的RF发射接收单元、8k Bytes的片上RAM、最大256k Bytes的flash、2个标准的全双工通用同步/异步串行收发模块、8个通道12bitAD转换器和21个通用GPIO 。

所述总控端采用S3C6410处理器；S3C6410处理器具有丰富的硬件资源，可运行WinCE6.0系统，利用开发板自带的L56T64液晶显示器及触摸屏可实现人机交互功能，ARMSYS6410开发板使用UART1与Zigbee模块进行串行通信；该Zigbee模块为Zigbee网络的协调器，因此ARMSYS6410可以获得Zigbee网络中所有开关节点的状态数据，也能控制各个开关节点的状态，从而实现对整个智能开关系统的监测和控制。

如图2所示，为本发明一种家用智能开关的网络结构图。其中，总控端为整个网络的协调器，发起和管理整个Zigbee网络；组控端为Zigbee网络的路由器，除了能控制该组的开关之外还充当数据中转的路由功能，Zigbee网络的终端节点为开关，终端节点智能与所在那一组的组控端进行通信。

如图3所示，为本发明一种家用智能开关的总控端硬件连接电路图。图中，所述S3C6410处理器的TD、RD、CTS、RTS接口分别对应连接Zigbee网络通信模块的P1_7、1_6、1_5、1_4接口。

如图4所示，为本发明一种家用智能开关的终端开关节点连接框图。图中，包括Zigbee基础通信模块、继电器模块、按键模块、电池；所述电池、Zigbee基础通信模块、继电器模块依次连接，所述按键模块连接Zigbee基础通信模块。所述Zigbee基础通信模块包含有51单片机内核，因此该模块即是数据通信单元也是终端开关节点的控制单元；继电器模块采用交流固态继电器来完成开关的通断控制；电源采用两节5号电池供电；终端节点的功耗很低，多数时候处于休眠状态，两节5号电池可支持一个终端开关节点工作半年至两年。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。