专利名称：智能管家集成控制器的制作方法
智能管家集成控制器方法
技术领域：
本发明涉及一种智能管家集成控制器，尤其涉及一种基于GPRS和ZigBee的嵌入式智能管家集成控制器。
背景技术：
在目前生活中，智能管家集成控制器主要基于家用PC机为控制器，用户可通过网页浏览器来实现远控功能，利用计算机并行接口连接多个保持继电器，可实现对家庭电器的控制。PC的数据处理能力强，传输数据量大，基于PC操作系统的应用程序开发方便，通用性强。但由于PC机平台的体积和功耗都比较大，不便于携带和随时随地控制，并且系统的稳定性差，容易受到病毒攻击，因此不利于长时间稳定工作，无法满足人们的操作需要及效率要求。
发明内容
为了满足人们对生活简单化、家居智能化的要求和解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种以高性能嵌入式微处理器为核心，通过基于GPRS和ZigBee (ZigBee技术是一种结构简单、低功耗、低数据速率、低成本和可靠性高的双向微功率网格式无线网络通信技术。)的嵌入式操作系统的移植和应用程序的定制，来实现对其他设备的控制、监视或管理功能的智能管家集成控制器。本发明解决现有技术的问题所采用的技术方案是提供一种智能管家集成控制器，其包括嵌入式控制器模块、输入输出模块、GPRS模块、ZigBee模块和终端监控模块。嵌入式控制器模块是整个系统的控制核心，采用ARM32位RISC处理器加外围电路开发板构建嵌入式平台，完成整个系统的调度及控制；由输入输出模块连接键盘及液晶显示屏，实现家庭内部的输入控制和输出显示，同时可以实时显示家居环境状态和接收短消息的相关情况，同时通过RS232串行通信接口与GPRS模块及ZigBee模块连接，进行数据处理和传输；GPRS模块用于通过SMS协议可实现短信息收发，实现整个系统的远程无线监控；ZigBee模块用于构建家庭内部短距离无线通信网络，主节点与ARM控制器连接，从节点与终端设备连接，实现各个设备终端的数据收发和状态监控；终端监控模块用于在各个ZigBee节点的I/O 口扩展控制电路，实现各种功能，包括了灯光控制、开关控制、温度检测和安防检测等。本发明智能管家集成控制器的进一步技术方案是嵌入式控制器模块主控制器部分选择集成了电源接口，时钟电路、复位电路、存储器电路等外围器件组成的嵌入式平台MAGICARM2200构建嵌入式主控制器开发板，此开发板上带有丰富的存储资源，同时具有CF卡接口、LAN接口、Modem接口，PS/2接口，USB接口以及5. 2英寸彩色点阵图形液晶屏，方便以后扩展升级和二次开发。本发明智能管家集成控制器的进一步技术方案是嵌入式控制器模块采用主芯片为LPC2210芯片的ARM32位RISC处理器，以嵌入式安装在主控制器开发板上，LPC2210是基于一个支持实时仿真和嵌入式16/32位ARM7TDMI-STM CPU的微处理器，该处理器主要特征有多个串行通信接口 包括2个同步串行接口(SPI)、2个16C550工业标准异步串行接口(UART)和高速I2C接口，多达76个通用I/O 口(可承受5V电压)，片内晶振频率范围I 30MHz，通过锁相环(PLL)可实现CPU最大的操作频率为60MHz，通过该处理器完成对整个系统的核心控制。本发明智能管家集成控制器的进一步技术方案是输入输出模块的通信接口，采用ARM处理器的UARTO串口与ZigBee模块之间数据通信，UARTl串口与GPRS模块通信，采用键盘控制和液晶屏显示来实现现场的输入输出控制操作。本发明智能管家集成控制器的进一步技术方案是GPRS模块通过SMS协议可实现短信息收发，实现整个系统的远程无线监控。本发明智能管家集成控制器的进一步技术方案是ZigBee模块采用CC2430作为控制芯片，其内部集成一个增强型8051MCU内核和一个符合IEEE802. 15. 4规范的2. 4GHz 无线收发器，用于组建家庭内部短距离无线通信网络，通过ARM处理器的UARTO串口与ZigBee模块之间数据通信，控制终端监控模块实现各个设备终端的数据收发和状态监控。本发明智能管家集成控制器的进一步技术方案是终端监控模块包含温度检测电路、家电控制电路和安防检测电路。本发明智能管家集成控制器的进一步技术方案是终端监控模块一方面负责接收主节点ZigBee模块的指令并控制家电设备，另一方面负责检测家居环境温度、安防情况等并向主节点回发数据。相较于现有技术，本发明智能管家集成控制器的有益效果是本发明智能管家集成控制器以高性能嵌入式微处理器为核心，通过基于GPRS和ZigBee的嵌入式操作系统的移植和应用程序的定制，来实现对其他设备的远程无线监控和现场无线控制、监视或管理功能，从而提高了操作使用效率，更增强了操作的任意性。
图I是本发明智能管家集成控制器的结构示意图。图2是本发明智能管家集成控制器的ZigBee模块CC2430控制芯片结构示意图。图3是本发明智能管家集成控制器的温度检测电路图。图4是本发明智能管家集成控制器的家电控制电路图。图5是本发明智能管家集成控制器的安防检测电路图。
具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。请参阅图1，是本发明智能管家集成控制器的结构示意图。以控制核心ARM处理器加外围电路开发板构建嵌入式平台，完成整个系统的调度及控制；通过连接键盘及液晶显示屏，实现家庭内部的输入控制和输出显示，同时可以实对显示家居环境状态；通过RS232串行通信接口与GPRS模块及ZigBee模块连接，进行数据处理和传输；GPRS模块通过SMS协议可实现短信息收发，实现整个系统的远程无线监控；ZigBee模块构建家庭内部短距离无线通信网络，主节点ZigBee模块与ARM控制器连接，从节点ZigBee节点与终端设备连接，实现各个设备终端的无线数据收发和状态监控；终端监控模块在各个ZigBee节点的I/O 口扩展控制电路，实现各种功能，包括了灯光控制、开关控制、温度检测和安防检测等。请参阅图2，ZigBee模块CC2430控制芯片内部集成一个增强型8051MCU内核、一个符合IEEE802. 15. 4规范的2. 4GHz无线收发器和串行通信接口及I/O接口。该模块的串行通信接口 I与ARM处理器的UARTO串口相连接实现数据通信，完成定制功能指令。图3是本发明智能管家集成控制器的温度检测电路图。该电路温度系统采集元件选用单总线数字温度传感器DS18B20，其引脚有3个数据端DQ，电源端VCC，接地端GND，DQ脚与ZigBee节点I/O 口相连，I/O 口连接PO. 6 口，直接从I/O 口取电，同时必须在温度转换期间给DQ线提供一个强上拉高电平。图4是本发明智能管家集成控制器的家电控制电路图。该家电控制电路系统中设计了 5路输出的开关控制电路，ZigBee节点的I/O连接引脚设置为Pl. 1、P1. 4、P1. 5、P1. 6、PI. 7。控制方式采用继电器的开关触点与电器或插座连接，可用于控制电灯、空调、热水器、窗帘等各种常见的家电设备。 图5是本发明智能管家集成控制器的安防检测电路图。该安防检测电路系统采用RE200B型被动式热释电红外传感器(PIR)作为安防检测装置，它能以非接触形式检测出人体辐射的红外光波，并将其转化为微弱的电信号。RE200B有三个引脚电源端(D)、信号端
(S)、接地端(G)。红外传感器直接检测距离小于I米，在其上方增加一个菲涅尔透镜聚焦，可使其检测距离达到8米左右。RE200B的输出电压为毫伏级，若直接输入到ZigBee节点的I/O不能识别为电平信号，必须先滤波，放大和比较后再输出。系统采用BIS0001芯片设计放大电路，芯片内部具有2级运算放大器和I个电压比较器，并且可以通过引脚连接器件设置检测封锁时间、延时时间和重复触发模式。RE200B的S端连接BIS0001的IIN+引脚，作为第一级运放的输入端，检测信号经过内部电路处理后，从芯片VO引脚输出。当没有检测异常时，VO引脚输出低电平，当检测到红外光波时，会输出一个持续时间可调的电平信号，ZigBee节点与PO. 7引脚连接。本发明智能管家集成控制器实现对其他设备的远程无线监控和现场无线控制、监视或管理功能，使用简单、灵活，方便升级和二次开发，利用新颖的集成控制组合方式，提高了操作使用效率，更增强了操作的任意性和实用性。
权利要求
1.一种智能管家集成控制器，其特征在于其包括嵌入式控制器模块、输入输出模块、GPRS模块、ZigBee模块和终端监控模块，该集成控制器基于GPRS和ZigBee的嵌入式智能控制。
2.根据权利要求I所述的智能管家集成控制器，其特征在于嵌入式控制器模块采用ARM32位RISC处理器加外围电路开发板构建嵌入式平台，完成整个系统的调度及控制。
3.根据权利要求I所述的智能管家集成控制器，其特征在于嵌入式控制器模块采用主芯片为LPC2210芯片的ARM32位RISC处理器，以嵌入式安装在MAGICARM2200嵌入式主控制器开发板上。
4.根据权利要求I所述的智能管家集成控制器，其特征在于由输入输出模块连接键盘及液晶显示屏，实现家庭内部的输入控制和输出显示。
5.根据权利要求2所述的智能管家集成控制器，其特征在于ARM32位RISC处理器通过RS232串行通信接口与GPRS模块及ZigBee模块连接，进行数据处理和传输。
6.根据权利要求5所述的智能管家集成控制器，其特征在于GPRS模块用于通过SMS协议可实现短信息收发，实现整个系统的远程无线监控；ZigBee模块用于构建家庭内部短距离无线通信网络，主节点与ARM控制器连接，从节点与终端设备连接，实现各个设备终端的数据收发和状态监控。
7.根据权利要求I所述的智能管家集成控制器，其特征在于终端监控模块用于在各个ZigBee节点的I/O 口扩展控制电路，实现各种功能，包括了灯光控制、开关控制、温度检测和安防检测等。
全文摘要
本发明涉及一种智能管家集成控制器，尤其涉及一种基于GPRS和ZigBee的嵌入式智能管家集成控制器。该集成控制器基于GPRS和ZigBee技术，其包括嵌入式控制器模块、输入输出模块、GPRS模块、ZigBee模块和终端监控模块。通过ARM系统控制核心，完成整个系统的调度及控制；由输入输出模块连接键盘及液晶显示屏，GPRS模块及ZigBee模块连接进行数据处理和传输，实现整个智能管家集成控制系统的远程无线监控以及各种控制功能，包括了开关灯光控制、温度检测和安防检测等。本发明将计算机技术、网络通信技术与家居生活相关的设备结合，通过集中统筹管理，实现各种智能化监控功能，具有新颖性、创造性及很好的扩展性、灵活性，增强了操作的任意性和实用性，提高了用户的生活质量。
文档编号H04L12/28GK102821012SQ20111015059
公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者冯则 申请人:广西南宁甲骨文信息技术有限公司