一种基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法，由以下步骤组成：(1)设置并依次连接传感及控制终端、物联传感网及互联网协议转换设备、业务处理云计算平台这三个设备；(2)对于以上三个设备连接完毕后，首先，在传感及控制终端内部配置相应的模块，即控制模块、传感模块和指令收发模块；(3)其次，在物联传感网及互联网协议转换设备；(4)在业务处理云计算平台内部布置连接管理模块、指令接收识别模块、指令生成发送模块、业务处理模块。本发明可通过人们普遍使用的智能手机、3G及宽带网络，方便快捷地帮助用户实现对家中相应设施的远程控制，致力于为用户打造一个智能、环保、安全的家居环境。
【专利说明】-种基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及自动控制领域和互联网应用领域，尤其涉及一种主要用于未来家庭中 央控制系统，实现家庭中的电器、照明、通风、采暖以及安防监控的集中、远程和智能化管理 的基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法。
【背景技术】
[0002] 目前，传统的家居控制系统，一般利用综合布线技术、自动控制技术将家居设施集 成，提升家居设备的智能性，但由于其设计复杂、实施时安装配置成本高，扩展能力差，并没 有被广泛应用。为解决这一问题，家居中控系统有采用基于315MHz和433MHz的无线电控制 方式，但这种系统类似于无线电主播，系统布置越密集、干扰越严重、设备通信时安全性差； 发射台覆盖范围有限制，当终端设备距离发射台超出信号覆盖范围时就无法被控制。
[0003] 再者，传统家居控制系统一般通过自己独立的有线或无线网络传递控制信号，功 能被限制在一个有限的区域内，操作者离开信号覆盖区域即和系统失去联系，无法进行控 制操作；为解决这一问题，有厂商设计出通过手机短信方式操作的智能家居系统（引自专 利文献，专利申请号：201310049572. 4)，但短信方式存在操作延时大，不能实时掌握家居设 施状态以及操作费用高的弊端。
[0004] 其次，传统家居控制系统主机普便采用应用软件和硬件结合的方式实现，这种设 计导致应用功能和系统固件升级复杂，系统升级时需要专业工程师在现场操作升级设备固 件和配直系统功能。
[0005] 最后，随着高新技术的发展、高速网络的普及和云计算技术的日趋成熟，以及传感 器的大量使用，给新一代的智能家居控制系统的设计提供了极大的便利；利用手机客户端 通过网络遥控家中设施、查看家中状态具有可靠性高、抗干扰能力强、不受地域限制、使用 方便的特点。因此，针对目前设计复杂、成本较高的传统智能家居系统，需要对现有技术进 行有效创新。
【发明内容】
[0006] 针对以上缺陷，本发明提供一种有利于实现便捷且成本较低的基于网络和云技术 的家居控制系统的实现方法，以解决现有技术的诸多不足。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] -种基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法，由以下步骤组成：
[0009] (1)设置并依次连接传感及控制终端、物联传感网及互联网协议转换设备、业务处 理云计算平台这三个设备；其中的传感及控制终端用于采集家中设施状态数据和执行指令 控制家中设施工作，其中的物联传感网及互联网协议转换设备用于连接传感控制网络和IP 互联网络，将传感及控制终端的状态数据传送到业务处理云计算平台、业务处理云计算平 台的操作指令传送到传感及控制终端；其中的业务处理云计算平台用于处理物联传感网及 互联网协议转换设备发来的数据，根据配置规则生成传感及控制终端可识别的指令发送给 物联传感网及互联网协议转换设备，还可接收手机、电脑等操作终端发来的操作指令，生成 传感及控制终端可识别的指令发送给物联传感网及互联网协议转换设备，同时可将传感及 控制终端的信息通过公用网络发送到手机、PC客户端；
[0010] (2)对于以上三个设备连接完毕后，首先，在传感及控制终端内部配置相应的模 块，即控制模块、传感模块和指令收发模块，其中的指令收发模块接收传感模块的数据发送 给物联传感网及互联网协议转换设备，接收物联传感网及互联网协议转换设备发送来的指 令发送给控制模块，控制模块可控制电器、灯光、窗帘等家用设施，传感模块采集家中环境 数据；
[0011] (3)其次，在物联传感网及互联网协议转换设备，通过计算机设置协议转换模块用 来将传感及控制终端的数据转换后发送给业务处理云计算平台，将业务处理云计算平台传 来的数据转换后发送给传感及控制终端，所述的协议转换模块可加装SIM卡，使之具备无 线接入互联网的能力，通过手机网络与业务处理云计算平台通信；
[0012] (4)最后，在业务处理云计算平台内部布置连接管理模块、指令接收识别模块、指 令生成发送模块、业务处理模块，连接管理模块负责管理所有接入云业务平台的物联传感 网及互联网协议转换设备，管理功能包括鉴权、连接保持和状态监制，将协议转换模块送来 的数据发送给指令接收识别模块，同时可接收指令生成发送模块的指令，并发送给对应的 协议转换模块，指令生成发送模块用来根据业务操作生成相应的控制指令；业务处理模块 负责记录所有家居设施的工作状态、用户的操作配置、场景功能、定时业务执行功能，为手 机及PC客户端提供操作接口。
[0013] 所述传感及控制终端由一个传感模块、一个控制模块和一个支持IEEE802. 15. 4 协议的无线射频模块组成。
[0014] 上述步骤的网关由一个支持IEEE802. 15. 4协议的无线射频模块、一个IP网络模 块和一个协议转换模块组成。
[0015] 所述业务处理云计算平台与网关通过公用宽带网络进行通信，网关通过无线专用 网络与传感及控制终端通信，用户的手机、电脑等操作终端通过3G、ADSL宽带等公用网络 接入云业务平台查看家居设施状态或操作家中设施。
[0016] 手机操作功能设置包括开关门窗、开关照明设施、开关用电器、控制空调设备、控 制电视、开关窗帘、开关水阀、开关煤气、设置及解除报警、设置定时操作、设置场景功能。
[0017] 本发明所述的基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法的有益效果为：本 案实现后，可通过人们普遍使用的智能手机、3G及宽带网络，方便快捷地帮助用户在上班、 出差或旅行过程中实现对家中相应设施的远程控制，这包括关闭煤气阀门、水阀、家用电 器、门窗、照明以及关拉窗帘；还可监控家中状态，包换温湿度、烟雾探测、可燃气探测、入侵 探测以及实时图像；设备间还可实现智能联动，例如：自动感知环境光线，主动调整室内照 明；以及根据温湿度自动调整空调及通风系统工作状态等。本案以廉价的成本实现简单的 家居控制系统，致力于为用户打造一个智能、环保、安全的家居环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
[0019] 图1是本发明实施例所述基于网络和云技术的家居控制系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0020] 如图1所示，本发明实施例所述的基于网络和云技术的家居控制系统的实现方 法，主要由以下步骤组成：
[0021] (1)设置并依次连接传感及控制终端、物联传感网及互联网协议转换设备、业务处 理云计算平台这三个设备；其中的传感及控制终端用于采集家中设施状态数据和执行指令 控制家中设施工作，其中的物联传感网及互联网协议转换设备用于连接传感控制网络和IP 互联网络，将传感及控制终端的状态数据传送到业务处理云计算平台、业务处理云计算平 台的操作指令传送到传感及控制终端；其中的业务处理云计算平台用于处理物联传感网及 互联网协议转换设备发来的数据，根据配置规则生成传感及控制终端可识别的指令发送给 物联传感网及互联网协议转换设备，还可接收手机、电脑等操作终端发来的操作指令，生成 传感及控制终端可识别的指令发送给物联传感网及互联网协议转换设备，同时可将传感及 控制终端的信息通过公用网络发送到手机、PC客户端；
[0022] (2)对于以上三个设备连接完毕后，首先，在传感及控制终端内部配置相应的模 块，即控制模块、传感模块和指令收发模块，其中的指令收发模块接收传感模块的数据发送 给物联传感网及互联网协议转换设备，接收物联传感网及互联网协议转换设备发送来的指 令发送给控制模块，控制模块可控制电器、灯光、窗帘等家用设施，传感模块采集家中环境 数据，如温湿度；
[0023] (3)其次，在物联传感网及互联网协议转换设备，通过计算机设置协议转换模块用 来将传感及控制终端的数据转换后发送给业务处理云计算平台，将业务处理云计算平台传 来的数据转换后发送给传感及控制终端，所述的协议转换模块可加装SIM卡，使之具备无 线接入互联网的能力，通过手机网络与业务处理云计算平台通信；
[0024] (4)最后，在业务处理云计算平台内部布置连接管理模块、指令接收识别模块、指 令生成发送模块、业务处理模块，连接管理模块负责管理所有接入云业务平台的物联传感 网及互联网协议转换设备，管理功能包括鉴权、连接保持和状态监制，将协议转换模块送来 的数据发送给指令接收识别模块，同时可接收指令生成发送模块的指令，并发送给对应的 协议转换模块，指令生成发送模块用来根据业务操作生成相应的控制指令；业务处理模块 负责记录所有家居设施的工作状态、用户的操作配置、场景功能、定时业务执行功能，为手 机及PC客户端提供操作接口。
[0025] 本发明通过人们日常使用的智能手机，通过GPRS、3G网络传输指令和信号，可方 便实现随时随地的远程控制家中设施，包括但不仅限于灯光、水阀、燃气、空调、电器、安防 和门窗，并且可以通过网络摄像头，在手机上看到家中的实时图像；本发明以低廉的成本实 现全面的智能家居控制功能，为用户打造安全、节能、合适的家居生活环境。
[0026] 上述对实施例的描述是为了便于该【技术领域】的普通技术人员能够理解和应用本 案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一 般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，本领 域的技术人员根据本案的揭示，对于本案做出的改进和修改都应该在本案的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法，其特征在于，由以下步骤组 成： (1) 设置并依次连接传感及控制终端、物联传感网及互联网协议转换设备、业务处理云 计算平台这三个设备；其中的传感及控制终端用于采集家中设施状态数据和执行指令控制 家中设施工作，其中的物联传感网及互联网协议转换设备用于连接传感控制网络和IP互 联网络，将传感及控制终端的状态数据传送到业务处理云计算平台、业务处理云计算平台 的操作指令传送到传感及控制终端；其中的业务处理云计算平台用于处理物联传感网及互 联网协议转换设备发来的数据，根据配置规则生成传感及控制终端可识别的指令发送给物 联传感网及互联网协议转换设备，还可接收手机、电脑等操作终端发来的操作指令，生成传 感及控制终端可识别的指令发送给物联传感网及互联网协议转换设备，同时可将传感及控 制终端的信息通过公用网络发送到手机、PC客户端； (2) 对于以上三个设备连接完毕后，首先，在传感及控制终端内部配置相应的模块，即 控制模块、传感模块和指令收发模块，其中的指令收发模块接收传感模块的数据发送给物 联传感网及互联网协议转换设备，接收物联传感网及互联网协议转换设备发送来的指令 发送给控制模块，控制模块可控制电器、灯光、窗帘等家用设施，传感模块采集家中环境数 据； (3) 其次，在物联传感网及互联网协议转换设备，通过计算机设置协议转换模块用来将 传感及控制终端的数据转换后发送给业务处理云计算平台，将业务处理云计算平台传来的 数据转换后发送给传感及控制终端，所述的协议转换模块可加装SIM卡，使之具备无线接 入互联网的能力，通过手机网络与业务处理云计算平台通信； (4) 最后，在业务处理云计算平台内部布置连接管理模块、指令接收识别模块、指令生 成发送模块、业务处理模块，连接管理模块负责管理所有接入云业务平台的物联传感网及 互联网协议转换设备，管理功能包括鉴权、连接保持和状态监制，将协议转换模块送来的数 据发送给指令接收识别模块，同时可接收指令生成发送模块的指令，并发送给对应的协议 转换模块，指令生成发送模块用来根据业务操作生成相应的控制指令；业务处理模块负责 记录所有家居设施的工作状态、用户的操作配置、场景功能、定时业务执行功能，为手机及 PC客户端提供操作接口。
2. 根据权利要求1所述的基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法，其特征在 于：所述传感及控制终端由一个传感模块、一个控制模块和一个支持IEEE802. 15. 4协议的 无线射频模块组成。
3. 根据权利要求1所述的基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法，其特征在 于：上述步骤的网关由一个支持IEEE802. 15. 4协议的无线射频模块、一个IP网络模块和一 个协议转换模块组成。
4. 根据权利要求1所述的基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法，其特征在 于：所述业务处理云计算平台与网关通过公用宽带网络进行通信，网关通过无线专用网络 与传感及控制终端通信，用户的手机、电脑等操作终端通过3G、ADSL宽带等公用网络接入 云业务平台查看家居设施状态或操作家中设施。
5. 根据权利要求4所述的基于网络和云技术的家居控制系统的实现方法，其特征在 于：手机操作功能设置包括开关门窗、开关照明设施、开关用电器、控制空调设备、控制电 视、开关窗帘、开关水阀、开关煤气、设置及解除报警、设置定时操作、设置场景功能。
【文档编号】G05B19/418GK104049617SQ201410292549
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】姚怡斐, 张冬, 侯世元 申请人:上海芝泓信息科技有限公司