基于路由器的智能家居usb插件的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于路由器的智能家居USB插件，改善了现有技术中路由器只是提供网络通信的基础功能，已经无法满足技术发展需求的问题。该基于路由器的智能家居USB插件包括MCU处理单元，均与MCU处理单元集成于一体的USB通信单元、子网络通信单元、红外学习发射单元和射频遥控学习发射单元。使用该基于路由器的智能家居USB插件，可以有效降低因网络配件较多导致的网络拥挤，符合家居控制器件小型化、集中化、便捷化的技术发展需求，实施方便，易于推广应用。
【专利说明】基于路由器的智能家居USB插件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及家居设备智能控制领域，具体而言，涉及一种基于路由器的智能家居USB插件。
【背景技术】
[0002]路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径、按前后顺序发送信号。路由器是互联网络的枢纽，〃交通警察〃，目前路由器已经广泛应用于各行各业，已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。
[0003]现有技术中，路由器是每个家庭中一个重要的数据出入口，当前市面上的路由器只是提供网络通信的基础功能，已经无法满足技术发展需求。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种基于路由器的智能家居USB插件，以改善现有技术中路由器只是提供网络通信的基础功能，已经无法满足技术发展需求的问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]一种智能家居USB插件，应用于路由器，所述插件包括微控制MCU处理单元，均与所述MCU处理单元相连的通用串行总线USB通信单元、红外学习发射单元、射频遥控学习发射单元和子网络通信单元，所述USB通信单元上设置有与所述路由器的USB接口适配的插头;
[0007]所述USB通信单元、红外学习发射单元、射频遥控学习发射单元和子网络通信单元均与所述MCU处理单元集成于一体。
[0008]进一步地，所述USB通信单元包括USB转串口芯片Ul，连接于所述USB转串口芯片Ul的0SC2脚与地之间的电容Cl，连接于所述USB转串口芯片Ul的OSCl脚与地之间的电容C2，连接于所述USB转串口芯片Ul的OSCl脚与0SC2脚之间的晶振XI，所述USB转串口芯片Ul的TXD脚和RXD脚均与所述MCU处理单元相连。
[0009]更进一步地，所述MCU处理单元包括微处理器芯片U3，并联于所述微处理器芯片U3的VDD脚与VSS脚之间的电容Cll和电容C26，连接于所述微处理器芯片U3的NRST脚与地之间的电容C12，所述USB转串口芯片Ul的TXD脚和RXD脚、所述红外学习发射单元、射频遥控学习发射单元及子网络通信单元均与所述微处理器芯片U3相连。
[0010]其中，USB转串口芯片Ul可为PL2303芯片、FT232RL等；微处理器芯片U3可为STM芯片等。
[0011]再进一步地，所述射频遥控学习发射单元包括与所述微处理器芯片U3相连的射频芯片U4，连接于所述射频芯片U4的VCC脚与地之间的电容C8，连接于所述射频芯片U4的REST脚与地之间的电容C14。
[0012]作为优选，所述子网络通信单元为射频通信电路、ZigBee通信电路或ZWAVE通信电路。
[0013]本实用新型实现的技术效果:
[0014]本实用新型实施例中，通过对基于路由器的智能家居USB插件的巧妙设计，只需将基于路由器的智能家居USB插件连接在现有路由器的USB接口上，基于该硬件架构，在实施时只需采用本领域公知的技术手段进行简单的功能扩展便可将路由器“升级”为智能家居控制中心，配合手持终端，如智能手机(电脑)等便可随时随地了解、控制家中电器，无需另设网络配件，有效降低了因网络配件较多导致的网络拥挤，符合家居控制器件小型化、集中化、便捷化的技术发展需求，易于推广应用。
[0015]本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型实施例的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例中基于路由器的智能家居USB插件的结构不意图；
[0017]图2为本实用新型实施例中由基于路由器的智能家居USB插件构成的智能家居控制系统的系统框图；
[0018]图3为本实用新型实施例中MCU处理单元的电路原理图；
[0019]图4为本实用新型实施例中射频遥控学习发射单元的电路原理图；
[0020]图5为本实用新型实施例中红外学习发射单元的电路原理图；
[0021]图6为本实用新型实施例中USB通信单元的电路原理图；
[0022]图7为本实用新型实施例中电源的电路原理图。
【具体实施方式】
[0023]下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0024]实施例
[0025]如图1所示，本实用新型实施例公开了一种能够插接于现有路由器105的USB (Universal Serial Bus，通用串行总线)接口上，使路由器105“升级”为智能家居控制中心的基于路由器105的智能家居USB插件，该智能家居USB插件包括MCU (Micro ControlUnit，微控制单元)处理单元，均与MCU处理单元100集成于一体的USB通信单元101、子网络通信单元102、红外学习发射单元104和射频遥控学习发射单元103，USB通信单元101上设置有与路由器105的USB接口适配的插头，用于插接于路由器105的USB接口上。
[0026]本实用新型实施例提供了其中一种各单元的实现电路:
[0027]如图3所示，MCU处理单元100包括微处理器芯片U3，并联于微处理器芯片U3的VDD脚与VSS脚之间的电容Cll和电容C26，连接于微处理器芯片U3的NRST脚与地之间的电容C12，USB转串口芯片Ul的TXD脚和RXD脚、红外学习发射单元104、射频遥控学习发射单元103及子网络通信单元102均与微处理器芯片U3相连；如图4所示，射频遥控学习发射单元103包括与微处理器芯片U3相连的射频芯片U4，连接于射频芯片U4的VCC脚与地之间的电容C8，连接于射频芯片U4的REST脚与地之间的电容C14 ;如图5所示，红外学习发射单元104包括由红外学习芯片Hl及与红外学习芯片Hl相连的电阻、电容构成的红外学习电路，由发射极和基极均与微处理器芯片U3相连、集电极连接有三个串联的发光二级管的三极管Q1，以及电阻构成的红外发射电路，其中，优选将三个发光二极管与5V电源相连，用以增加红外发功功率及效率；如图6所示，USB通信单元101包括USB转串口芯片Ul，连接于USB转串口芯片Ul的OSC2脚与地之间的电容Cl，连接于USB转串口芯片Ul的OSCl脚与地之间的电容C2，连接于USB转串口芯片Ul的OSCl脚与0SC2脚之间的晶振XI，USB转串口芯片Ul的TXD脚和RXD脚均与MCU处理单元100相连。
[0028]除此之外，如图7所示，本实用新型实施例还提供了一种电源的实现电路，用于为该基于路由器105的智能家居USB插件供电，该电源电路通过电源转换芯片将5V电压转换为3.3V电压为微处理器芯片U3供电，使插件正常工作，为了便于观察，该电源电路还连接有指示灯，用以显示电源工作状态。
[0029]在上述电路的基础上，本实用新型实施例中还连接有部分辅助元器件和连线，如电阻Rl1、电容C7、电容ClO等，用于保证电路的正常运行，这些辅助元器件的使用属于行业通用的电路应用习惯，在此不再赘述。
[0030]作为优选，子网络通信单元102可以是射频通信电路、ZigBee通信电路或ZWAVE通信电路等，只要能够实现无线信号传输即可，由于该种通信单元为本领域已经十分成熟的技术，可以直接应用，因而在此不作更多说明。
[0031]在实施时，基于上述硬件架构，根据实际需求，可对该基于路由器105的智能家居USB插件进行各项功能扩展，本实施例中给出了其中一种功能扩展，如下所示:
[0032]MCU处理单元100，其为基于路由器105的智能家居USB插件的处理器，为智能家居功能的控制大脑，通过USB通信单元101与路由器105进行数据交互，在收到路由器105转发过来的数据后，根据制定的通信协议进行解析处理，协调子网络通信单元102进行子网通信逻辑组织，如:根据解析处理得到的控制指令，在待控对象中添加或删除安防控制分机111、开关控制分机109、传感控制分机110或红外/射频(遥控)控制分机等；负责各控制分机功能的管理，获取各控制分机的信息，通过USB通信单元101向路由器105转发获取的信息，此外，其还负责协调红外学习发射单元104完成红外遥控学习，协调射频遥控学习发射单元103完成射频遥控学习；
[0033]其中，该MCU处理单元100可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC (Applicat1n Specific Integrated Circuit),或者是系统级芯片(System on Chip,SoC)，或者是被配置成实施本实用新型实施例的一个或多个集成电路，由于能实现相应功能扩展的单元较多，在此不作更多说明；
[0034]USB通信单元101，其上设置有与路由器105的USB接口适配的插头，负责与路由器105进行通信，解析USB协议。在采用的MCU处理单元100支持USB接口时，可直接实现与路由器105的通信，进行数据收发；在采用的MCU处理单元100不支持USB接口时，需设置转接单元，该转接单元在MCU处理单元100接收信号时，将信号转换为MCU处理单元100可以识别的串口信号，MCU处理单元100从串口收取数据，并作解析，在MCU处理单元100发送信号时，该转换单元将MCU处理单元100发出的串口信号转换为路由器105的USB 口可识别的USB信号，实现该种信号转换可采用市面上常用的PL2303、FT232RL等作为转换芯片;
[0035]子网络通信单元102，根据客户需求，该单元使用的通信方式可为普通调频方式的RF网络、符合标准的ZigBee (基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议)网络、ZWave(无线组网规格)网络等，其负责子网数据传输工作，即:将MCU处理单元100的控制指令发送至智能家居控制单元，如:安防控制分机111、开关控制分机109、传感控制分机110和红外/射频控制分机等，将智能家居控制单元的控制结果反馈回MCU处理单元100 ；
[0036]红外学习发射单元104，负责红外遥控信号的接收处理，滤除杂波影响，将红外遥控信号完整无损的传递至MCU处理单元100进行学习识别及向外发送红外遥控信号；
[0037]射频遥控学习发射单元103，负责射频遥控信号(如:RF315M、RF433M、RF868M等)的接收处理，滤除杂波，将射频遥控信号完整无损的传递至MCU处理单元100进行学习识别及向外发送射频遥控信号。
[0038]其中，红外学习发射单元104和射频遥控学习发射单元103主要用于实现对采用红外遥控器107、射频遥控器108进行控制的智能家居设备，如电视机、DVD、风扇等的模拟学习及控制，通过与MCU处理单元100协作，实现对遥控器控制指令的解析、识别，以及模拟遥控器的控制指令对相应的智能家居设备进行控制。
[0039]由上述可知，本实用新型实施例公开了一种通过简单的功能扩展即可与路由器105进行数据交互，并可根据交互的数据信息与智能家居设备的控制分机进行通信，使控制分机控制相应的智能家居设备改变工作状态的插件，本实用新型实施例中，优选将上述单元集成在一起，以符合家居控制器件小型化、集中化的发展需求。
[0040]基于上述插件，如图2所示，本实用新型公开了一种由基于路由器105的智能家居USB插件构成的智能家居控制系统,将上述基于路由器105的智能家居USB插件插接于现有路由器105的USB接口上，在手持终端106如手机、电脑等内配置与路由器105进行信息交互的APP，将基于路由器105的智能家居USB插件中的子网络通信单元102与智能家居控制单元中的安防控制分机111、开关控制分机109、传感控制分机110等关联；将基于路由器105的智能家居USB插件中的红外学习发射单元104、射频遥控学习发射单元103分别与红外控制分机、射频控制分机关联，使用户能够通过手持终端106随时随地了解、控制家中智能设备的工作状况，提高用户操作的便捷性。
[0041]为了进一步提高用户体验，可对本实用新型实施例进行以下功能扩展，设置对家中温度、湿度、噪音、光照、空气质量等参数进行监测的监测单元，将该监测单元与基于路由器105的智能家居USB插件关联，基于路由器105的智能家居USB插件将监测单元监测到的室内状态反馈至路由器105，由路由器105将室内状态传递至用户手持终端106并予以显示，使得用户能够准确了解到当前室内状态信息，更为准确、快速地实现对智能家居设备的控制，此外，通过对家中门窗状况、家中是否有人等状态的监测，可及时使用户了解到家中是否存在异常状况，让家居环境更舒适、安全。
[0042]根据实际需求，还可对本实用新型实施例进行以下扩展，由用户预设室内状态标准参数值范围，在手持终端106或基于路由器105的智能家居USB插件上预设相应参数所对应的智能家居设备，由系统对未达标参数对应的智能家居设备进行自动调整，直至室内状态处于标准参数值范围内，从而实现对智能家居的全智能化控制。
[0043]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的插件、系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0044]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各单元和功能可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0045]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种智能家居USB插件,其特征在于,应用于路由器,所述插件包括微控制MCU处理单元，均与所述MCU处理单元相连的通用串行总线USB通信单元、红外学习发射单元、射频遥控学习发射单元和子网络通信单元，所述USB通信单元上设置有与所述路由器的USB接口适配的插头； 所述USB通信单元、红外学习发射单元、射频遥控学习发射单元和子网络通信单元均与所述MCU处理单元集成于一体。
2.根据权利要求1所述的智能家居USB插件，其特征在于，所述USB通信单元包括USB转串口芯片Ul，连接于所述USB转串口芯片Ul的0SC2脚与地之间的电容Cl，连接于所述USB转串口芯片Ul的OSCl脚与地之间的电容C2，连接于所述USB转串口芯片Ul的OSCl脚与0SC2脚之间的晶振XI，所述USB转串口芯片Ul的TXD脚和RXD脚均与所述MCU处理单元相连。
3.根据权利要求2所述的智能家居USB插件，其特征在于，所述USB转串口芯片Ul为PL2303 芯片。
4.根据权利要求2所述的智能家居USB插件，其特征在于，所述MCU处理单元包括微处理器芯片U3，并联于所述微处理器芯片U3的VDD脚与VSS脚之间的电容Cl I和电容C26，连接于所述微处理器芯片U3的NRST脚与地之间的电容C12，所述USB转串口芯片Ul的TXD脚和RXD脚、所述红外学习发射单元、射频遥控学习发射单元及子网络通信单元均与所述微处理器芯片U3相连。
5.根据权利要求4所述的智能家居USB插件，其特征在于，所述射频遥控学习发射单元包括与所述微处理器芯片U3相连的射频芯片U4，连接于所述射频芯片U4的VCC脚与地之间的电容C8，连接于所述射频芯片U4的REST脚与地之间的电容C14。
6.根据权利要求5所述的智能家居USB插件，其特征在于，所述子网络通信单元为射频通信电路、ZigBee通信电路或ZWAVE通信电路。
【文档编号】G08C23/04GK204044537SQ201420527009
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】林述颖, 梁土龙, 陈晋朗, 陈磊, 廖军雄, 许超达 申请人:广州极联智能科技有限公司