一种低成本分散式智能居家设备的制作方法

本实用新型涉及智慧家庭领域，特别是一种低成本分散式智能居家设备。

背景技术：

随着现代科技的不断进步，人们的生活水平不断提高，生活更加便利，“智慧家庭生活”成为一个重要的发展趋势。智慧家庭在欧、美、日等先进国家，早已盛行多年。数字杂志2010年6月份对智慧家庭未来趋势提到：“智慧居家主要建构在家庭控制网络之上，以家庭自动化系统为核心，透过中央控制各项家用设备，而达到便利舒适、节能环保、安全监控、健康照护及影音娱乐之应用。”

智慧化居家生活在国内外皆有不错的发展，但却一直没办法普及到各个家庭当中，最大的因素在于要达到智慧化居家生活必须事前就必须做好规划线路、与房屋结构的整合、以及日后维修等问题，所以很难在现有的建筑上实现智慧化居家生活。

因此如何排除规划线路、与结构的整合等问题，在现有建筑中实现低成本的智慧化家居生活是一个需要研究的课题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种低成本分散式智能居家设备，适用于居家生活，无需改变硬件线路和房屋结构，并能实现用电信息查询以及家电控制的功能。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：一种低成本分散式智能居家设备，包括用于记录和查询用电信息的电能记录设备、用于远程控制家电设备的远程家电控制设备和用于为用户提供查询和控制界面的用户终端，所述电能记录设备和远程家电控制设备分别通过无线网络与所述用户终端连接，所述电能记录设备以外置方式接入用电线路，所述远程家电控制设备以外置方式与家电设备无线连接。

进一步，所述电能记录设备包括用于获取用电信息的网络型数字电表和用于接收并统计用电信息的第一分布式模块，所述网络型数字电表通过网络与所述第一分布式模块相连，所述第一分布式模块通过无线网络与所述用户终端相连。第一分布式模块内运行有一个用于存储用电信息的数据库软件，网络型数字电表每分钟会将所侦测到的用电信息利用TCP/IP协议传送至第一分布式模块上，第一分布式模块统计接收到的用电信息，计算出实际的用电信息并写入数据库，第一分布式模块可以根据用户的指令从数据库中读取存储的用电信息，第一分布式模块可以通过WiFi信号与用户终端相连，适用于家居环境。

进一步，所述远程家电控制设备包括用于发送和接收控制信号的第二分布式模块和用于设定家电设备状态的中继控制模块，所述第二分布式模块通过线缆与所述中继控制模块相连，所述第二分布式模块通过无线网络与所述用户终端相连，所述中继控制模块通过无线信号与家电设备相连。第二分布式模块通过RS232接口借助线缆与中继控制模块相连，RS232接口常见且成本低，普遍应用于控制系统；第二分布式模块通过WiFi信号与用户终端相连，适用于家居环境。

优选地，所述远程家电控制设备为ZigBee家电控制设备和/或红外家电控制设备。ZigBee技术适用于近距离的家居环境，功耗小、成本低，响应速度快，支持同时控制多个设备，是一种优秀的智能家居控制通讯方式；红外线通讯容量大，抗干扰能力强，设备结构简单、体积小、重量轻且价格低，同样是一种优秀的智能家居控制通讯方式。

具体地，所述ZigBee家电控制设备中的第二分布式模块为 ZigBee分布式模块，其中的中继控制模块为ZigBee无线通讯模块，所述ZigBee无线通讯模块通过ZigBee协议与家电设备相连。ZigBee 家电控制设备使用的是ZigBee相关技术，适用于可以自带ZigBee通讯模块的家电设备。

具体地，所述红外家电控制设备中的第二分布式模块为红外分布式模块，其中的中继控制模块为红外控制模块，所述红外控制模块通过红外线与家电设备相连。红外家电控制设备使用的是红外线相关技术，适用于自带红外线通讯模块的家电设备。

进一步，所述用户终端为接入互联网的电子设备，所述电子设备通过网页客户端与所述电能记录设备和远程家电控制设备交互数据。电子设备可以是用户的手机或电脑等能接入互联网的设备，用户通过电子设备访问架设在服务器上专门编写的网页客户端，网页客户端根据用户的实际需求提供了相应的用户界面，用户通过点选具体的选项，实现对远程家电控制设备的具体操控和各类用电信息的详细查询。

优选地，所述第一分布式模块、第二分布式模块为树莓派微型电脑。树莓派(Raspberry Pi)是一款体积小但功能十分强大的微型电脑，具备所有PC基本功能且成本低，经过编程开发可以实现电能记录设备和远程家电控制设备所需要的一切功能，适用于智能居家环境。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的一种低成本分散式智能居家设备，以外部结构的形式与用电线路及家电设备相连，可以自动记录用电信息，用户通过用户终端访问网页前端操作接口，即可利用无线网络操控电能记录设备和远程家电控制设备，实现对用电信息的远程查询和对家电设备的远程控制，无需改变家居内原有的硬件线路和房屋结构，排除规划线路、与结构的整合等问题，能够在现有的建筑上实现低成本、分散式的智慧化居家生活。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型低成本分散式智能居家设备的整体连接图；

图2是本实用新型电能记录设备的内部结构图；

图3是本实用新型远程家电控制设备内部结构图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的一种低成本分散式智能居家设备，包括用于记录和查询用电信息的电能记录设备1、用于远程控制家电设备的远程家电控制设备2和用于为用户提供查询和控制界面的用户终端3，所述电能记录设备1和远程家电控制设备2分别通过无线网络与所述用户终端3连接，所述电能记录设备1以外置方式接入用电线路，所述远程家电控制设备2以外置方式与家电设备无线连接。本实用新型以外部结构的形式与用电线路及家电设备相连，可以自动记录用电信息，用户通过用户终端访问网页前端操作接口，即可利用无线网络操控电能记录设备1和远程家电控制设备2，实现对用电信息的远程查询和对家电设备的远程控制，无需改变家居内原有的硬件线路和房屋结构，排除规划线路、与结构的整合等问题，能够在现有的建筑上实现低成本、分散式的智慧化居家生活。

所述用户终端3为接入互联网的电子设备，所述电子设备通过网页客户端与所述电能记录设备1和远程家电控制设备2交互数据。电子设备可以是用户的手机或电脑等能接入互联网的设备，用户通过电子设备访问架设在服务器上安装有专门编写的网页应用程序的网页客户端，网页客户端根据用户的实际需求提供了相应的用户界面，用户通过点选具体的选项，实现对远程家电控制设备2的具体操控和各类用电信息的详细查询。

参照图2，本实用新型中的电能记录设备1包括用于获取用电信息的网络型数字电表4和用于接收并统计用电信息的第一分布式模块5，所述网络型数字电表4通过网络与所述第一分布式模块5相连，所述第一分布式模块5通过无线网络与所述用户终端3相连。第一分布式模块5内运行有一个用于存储用电信息的数据库软件，网络型数字电表每分钟会将所侦测到的用电信息利用TCP/IP协议传送至第一分布式模块5上，第一分布式模块5统计接收到的用电信息，计算出实际的用电信息并写入数据库，第一分布式模块5可以根据用户的指令从数据库中读取存储的用电信息，第一分布式模块5可以通过WiFi 信号与用户终端3相连，适用于家居环境。

参照图3，所述远程家电控制设备2包括用于发送和接收控制信号的第二分布式模块6和用于设定家电设备状态的中继控制模块7，所述第二分布式模块6通过线缆与所述中继控制模块7相连，所述第二分布式模块6通过无线网络与所述用户终端3相连，所述中继控制模块7通过无线信号与家电设备相连。第二分布式模块6通过RS232 接口借助线缆与中继控制模块7相连，RS232接口常见且成本低，普遍应用于控制系统；第二分布式模块6通过WiFi信号与用户终端相连，适用于家居环境。

本实用新型中远程家电控制设备有两种优选的方案，分别为 ZigBee家电控制设备和红外家电控制设备。

ZigBee家电控制设备中的第二分布式模块6为ZigBee分布式模块，其中的中继控制模块7为ZigBee无线通讯模块，所述ZigBee无线通讯模块通过ZigBee协议与家电设备相连。ZigBee技术适用于近距离的家居环境，功耗小、成本低，响应速度快，支持同时控制多个设备，是一种优秀的智能家居控制通讯方式，适用于可以自带ZigBee 通讯模块的家电设备。

红外家电控制设备中的第二分布式模块6为红外分布式模块，其中的中继控制模块7为红外控制模块，所述红外控制模块通过红外线与家电设备相连。红外线通讯容量大，抗干扰能力强，设备结构简单、体积小、重量轻且价格低，同样是一种优秀的智能家居控制通讯方式，适用于可以自带红外线通讯模块的家电设备。

优选地，所述第一分布式模块5、第二分布式模块6为树莓派微型电脑。树莓派(Raspberry Pi)是一款体积小但功能十分强大的微型电脑，具备所有PC基本功能且成本低，经过编程开发可以实现电能记录设备和远程家电控制设备所需要的一切功能，适用于智能居家环境。

本实用新型提供了用电信息查询和远程家电控制两种功能，其具体实现流程如下：

用电信息查询：用户利用所述网络终端通过因特网访问网页客户端，点选网页客户端中的用电查询选项后，网页客户端将用电信息查询请求发送至所述电能记录设备中的第一分布式模块，所述第一分布式模块根据用电信息查询请求从所述数据库中读取相应用电信息，并将用电信息回传至所述网页客户端，所述网页客户端以图表或数字形式将用电信息显示在查询结果显示界面上。

远程家电控制：用户利用所述网络终端通过因特网访问网页客户端，点选网页客户端中的家电控制选项后，网页客户端将家电开关控制请求或家电状态设定请求发送至所述远程家电控制设备中的第二分布式模块，所述第二分布式模块将家电开关控制请求或家电状态设定请求发送至所述中继控制模块，所述中继控制模块根据请求内容通过无线信号将控制指令发送至相应家电设备，并开关相应家电设备电源或改变相应家电设备状态。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。