智能家居控制系统硬件架构的制作方法

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种智能家居控制系统硬件架构。

背景技术：

近年来，智能家居蓬勃发展起来，家用电器正向智能化、人性化和节能化方面加速发展。然而，现有的智能家居中，智能家居控制系统硬件架构产品的稳定性不强，兼容性还十分不成熟，因此实际效果有很大的不同，不能达到人们所期望的效果。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种实时准确的得到参数数据，从而使系统可以做出准确的分析与处理。

为了达到上述目的，本发明一种智能家居控制系统硬件架构，包括智能终端和多个无线传感节点结构，所述智能终端通过无线AP与多个无线传感节点结构通信连接，多个无线传感节点结构通过统一的网络规则形成一完整的无线传感网络；

每个无线传感节点结构均包括中央处理器、无线通信模块、电源模块以及传感组件，所述中央处理器与无线通信模块交互连接，且中央处理器与电源模块电连接，所述中央处理器还与传感组件连接，所述传感组件包括传感器和传感器信号调理模块，所述传感器信号调理模块与中央处理器连接，且传感器与传感器信号调理模块交互连接。

其中，所述中央处理器包括单片机、储存器和嵌入式模块，所述单片机、储存器和嵌入式模块依次交互连接，所述单片机用于将每个传感器信号调理模块所发送的数据进行融合与分析，所述储存器用于储存相关数据，所述嵌入式模块用于控制多个传感器。

其中，所述多个无线传感节点结构分别为温湿度监测节点结构、烟雾监测节点结构、光照监测节点结构、继电器节点结构以及用户定制节点结构。

其中，所述温湿度监测节点结构通过温湿度传感器采集室内的温湿度，所述烟雾监测节点结构通过烟雾传感器采集室内空气中有害气体的浓度，所述光照监测节点结构通过光照传感器测量室内的光照度，所述继电器节点结构通过继电器对家庭电器设备进行控制，所述用户定制节点为用户自行添加的节点。

其中，每个电源模块均包括电源电路、第一转换电路和第二转换电路，所述电源电路用于向中央处理器供电，所述中央处理器所需电压为1.25V和3.3V，所述第一转换电路为12V转5V电路，所述第二转换电路为5V转3.3V电路。

其中，所述电源电路包括型号为PJ1134的第三芯片、第一电阻、第四电容、第五电容和第六电容，所述第三芯片的第一端脚分别与第一电阻和第四电容的一端连接，且第四电容与第一端脚连接后输出3.3V电压，第三芯片的第二端脚与第一电阻的另一端连接，第三芯片的第三端脚分别与第四电容的另一端、第五电容的一端和第六电容的一端连接，且第四电容与第三端脚连接后接地，第三芯片的第四端脚无连接，第三芯片的第五端脚分别与第五电容的另一端和第六电容的另一端连接，且第六电容与第五端脚连接后输出1.25V电压。

其中，所述第一转换电路包括型号为LM2576的第六芯片、12V直流开关、第十电容、第八晶振、二极管、第一电感、第九晶振和第十一电容，所述直流开关的第一端脚可与第六芯片的第一端脚连接，所述直流开关的第二端脚和第三端脚连接后接地，所述第六芯片的第一端脚还分别与第十电容的一端和第八晶振的一端连接，且连接后与直流开关的第一端脚连接，所述第六芯片的第二端脚与第一电感的一端连接，且第一电感的另一端还分别与第九晶振的一端和第十一电容的一端连接，且连接后输出5V电压，所述第九晶振的另一端与第一电感的另一端连接后接地，所述第六芯片的第三端脚分别与第十电容的另一端和第八晶振的另一端连接，且第六芯片的第三端脚还接地，所述第六芯片的第四端脚与第六芯片的第二端脚的输出5V电压处连接，所述第六芯片的第五端脚与二极管的正极连接，且二极管的负极与第六芯片的第二端脚连接后与第一电感连接，所述第六芯片的第五端脚与第六芯片的第三端脚连接后接地，所述第六芯片的第六端脚接地。

其中，所述第二转换电路包括型号为LM1117-33的第一芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第七电容、第二电阻以及发光二极管，所述第一芯片的第一端脚分别与第一电容和第三电容的一端连接，且连接后与5V电压输入端连接，所述第一芯片的第二端脚分别与第一电容和第三电容的另一端连接，且连接后接地，所述第一芯片的第二端脚分别与第二电容和第七电容的一端连接，所述第一芯片的第三端脚分别与第二电容和第七电容的另一端连接，且连接后输出3.3V电压，所述第一芯片的第四端脚与第三端脚连接后与第二电容和第七电容连接，所述第一芯片的第三端脚输出3.3V电压端与第二电阻的一端连接，且第二电阻的另一端与发光二极管的正极连接，发光二极管的负极接地。

其中，所述中央控制器为STM32F1023芯片。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的智能家居控制系统硬件架构，智能终端通过无线AP与多个无线传感节点结构通信连接，多个无线传感节点结构通过统一的网络规则形成一完整的无线传感网络，通过传感器采集数据，经过传感器信号调理模块处理后发给中央处理器，中央处理器将数据通过无线通信模块发到智能终端上，从而使智能终端可以得到实时准确的数据，系统就可以做出准确的分析与处理，用户也可以通过智能终端做出相应的处理，而且还可以通过智能终端对家里的情况进行实时的监督。

附图说明

图1为本发明智能家居控制系统硬件架构的方框示意图；

图2为电源电路的电路图；

图3为第一转换电路的电路图；

图4为第二转换电路的电路图。

主要元件符号说明如下：

1、智能终端 2、无线传感节点结构

21、中央处理器 22、无线通信模块

23、电源模块 24、传感组件

211、单片机 212、储存器

213、嵌入式模块

241、传感器 242、传感器信号调理模块。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

参阅图1，本发明一种智能家居控制系统硬件架构，包括智能终端1和多个无线传感节点结构2，智能终端1通过无线AP与多个无线传感节点结构2通信连接，多个无线传感节点结构2通过统一的网络规则形成一完整的无线传感网络；

每个无线传感节点结构2均包括中央处理器21、无线通信模块22、电源模块23以及传感组件24，中央处理器21与无线通信模块22交互连接，且中央处理器21与电源模块23电连接，中央处理器21还与传感组件24连接，传感组件24包括传感器241和传感器信号调理模块242，传感器信号调理模块242与中央处理器21连接，且传感器241与传感器信号调理模块242交互连接。

无线传感网络一般由传感器节点、汇聚节点和管理节点组成。传感器节点主要是根据测量目的和测量需求，合理的分布于监测对象区域内，各个节点通过网络的自适应功能自动组织成网络，同时各个节点都具备收发数据的功能，并且采用“多跳”的路由方式将数据传输到汇聚节点。同时，汇聚节点也通过相同的方式将信息反向发送至各传感器节点。而且，汇聚节点可以通过 Internet 互联网来实现远程管理节点或者与节点进行通信。管理节点则是负责将用户与网络连接起来，用户可以通过对管理节点的控制，来对整个网络进行配置，设定相关的监测任务或者查看相关监测数据。传感器节点作为无线传感器网络的基本单元，需要与其他各节点通过某种统一的网络规则或者通讯手段连接起来，才能组成一套完整的无线传感网络。以独立的视角看，系统中每一个传感器节点，都相当于一个完整的嵌入式系统，一般结构为传感器、微处理器单元、无线通信模块和电源模块四个部分构成其结构。其中，传感器主要功能是采集所在区域环境内的相关信息，并且对采集到的数据进行转换；微处理器单元则指由单片机、存储器和嵌入式构成的模块，它的功能是控制系统内的所有传感器节点，及对相关数据的储存，并且将其他节点发送的数据进行融合与分析；无线通信模块则主要负责与各个节点和终端进行无线通信，接受和发送采集到的信息并且交换各单元的控制信息；电源模块则是专门负责给整个系统提供正常工作所需的电能。

与现有技术相比，本发明的智能家居控制系统硬件架构，智能终端1通过无线AP与多个无线传感节点结构2通信连接，多个无线传感节点结构2通过统一的网络规则形成一完整的无线传感网络，通过传感器241采集数据，经过传感器信号调理模块242处理后发给中央处理器21，中央处理器21将数据通过无线通信模块22发到智能终端1上，从而使智能终端1可以得到实时准确的数据，系统就可以做出准确的分析与处理，用户也可以通过智能终端1做出相应的处理，而且还可以通过智能终端1对家里的情况进行实时的监督。

本实施例中，中央处理器21包括单片机211、储存器212和嵌入式模块213，单片机211、储存器212和嵌入式模块213依次交互连接，单片机211用于将每个传感器信号调理模块242所发送的数据进行融合与分析，储存器212用于储存相关数据，嵌入式模块213用于控制多个传感器241。

本实施例中，多个无线传感节点结构2分别为温湿度监测节点结构、烟雾监测节点结构、光照监测节点结构、继电器节点结构以及用户定制节点结构。温湿度监测节点结构通过温湿度传感器采集室内的温湿度，烟雾监测节点结构通过烟雾传感器采集室内空气中有害气体的浓度，光照监测节点结构通过光照传感器测量室内的光照度，继电器节点结构通过继电器对家庭电器设备进行控制，用户定制节点为用户自行添加的节点。

本实施例中，每个电源模块23均包括电源电路、第一转换电路和第二转换电路，电源电路用于向中央处理器供电，中央处理器21所需电压为1.25V和3.3V，第一转换电路为12V转5V电路，第二转换电路为5V转3.3V电路。

参阅图2，所述电源电路包括型号为PJ1134的第三芯片U3、第一电阻R1、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6，第三芯片U3的第一端脚分别与第一电阻R1和第四电容C4的一端连接，且第四电容C4与第一端脚连接后输出3.3V电压，第三芯片U3的第二端脚与第一电阻R1的另一端连接，第三芯片U3的第三端脚分别与第四电容C4的另一端、第五电容C5的一端和第六电容C6的一端连接，且第四电容C4与第三端脚连接后接地，第三芯片U3的第四端脚无连接，第三芯片U3的第五端脚分别与第五电容C5的另一端和第六电容C6的另一端连接，且第六电容C6与第五端脚连接后输出1.25V电压。

参阅图3，第一转换电路包括型号为LM2576的第六芯片U6、12V直流开关DC、第十电容C10、第八晶振TX8、二极管D、第一电感L1、第九晶振TX9和第十一电容C11，直流开关DC的第一端脚可与第六芯片U6的第一端脚连接，直流开关DC的第二端脚和第三端脚连接后接地，第六芯片U6的第一端脚还分别与第十电容C10的一端和第八晶振TX8的一端连接，且连接后与直流开关DC的第一端脚连接，第六芯片U6的第二端脚与第一电感L1的一端连接，且第一电感L1的另一端还分别与第九晶振TX9的一端和第十一电容C11的一端连接，且连接后输出5V电压，第九晶振TX9的另一端与第一电感L1的另一端连接后接地，第六芯片U6的第三端脚分别与第十电容C10的另一端和第八晶振TX8的另一端连接，且第六芯片U6的第三端脚还接地，第六芯片U6的第四端脚与第六芯片U6的第二端脚的输出5V电压处连接，第六芯片U6的第五端脚与二极管D的正极连接，且二极管D的负极与第六芯片U6的第二端脚连接后与第一电感L1连接，第六芯片U6的第五端脚与第六芯片U6的第三端脚连接后接地，第六芯片U6的第六端脚接地。

参阅图4，第二转换电路包括型号为LM1117-33的第一芯片U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第七电容C7、第二电阻R2以及发光二极管D，第一芯片U1的第一端脚分别与第一电容C1和第三电容C3的一端连接，且连接后与5V电压输入端连接，第一芯片U1的第二端脚分别与第一电容U1和第三电容U3的另一端连接，且连接后接地，第一芯片U1的第二端脚分别与第二电容C2和第七电容C7的一端连接，第一芯片U1的第三端脚分别与第二电容C2和第七电容C7的另一端连接，且连接后输出3.3V电压，第一芯片U1的第四端脚与第三端脚连接后与第二电容C2和第七电容C7连接，第一芯片U1的第三端脚输出3.3V电压端与第二电阻R2的一端连接，且第二电阻R2的另一端与发光二极管D的正极连接，发光二极管D的负极接地。

本实施例中，中央控制器21为STM32F1023芯片当然本发明的中央控制器21并不局限于上述的型号，也可以是其他型号，只要能够实现中央控制器21与传感器241之间的信息传输均可，如果中央控制器21的型号发生了变化，均可理解为是对本发明的简单变换或者变形，均落入本发明的保护范围内。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。