本发明涉及智能控制技术领域，特别涉及一种利用wifi网关控制智能家居的系统。
背景技术：
随着物联网技术的发展，智能家居有广阔的发展前景。然而如何让已有的传统家电的红外遥控、射频控制、蓝牙控制等方式同目前网络化的控制模式对接是一个影响智能家居实现的问题。一般的解决方法是在一个控制器上集成多个控制模块：如红外遥控单元用于电视机、空调、电风扇等红外遥控电器的控制，射频遥控单元实现射频控制电器的控制，声波控制单元控制声控灯等声控电器等，然后用智能手机完成软件控制。
目前市场上已经出现了相关产品如cool-remote遥控宝、broadlink博联wifi学习型空调电视万能遥控器、尚吉智能z-home智能家居主控制器等，也有相关厂商申请公开了一些专利，如一种基于wifi网络的web智能家居控制系统(公开号cn103792925a，2014.05.14)、基于wifi模块的智能家居控制系统(公告号cn203338084u，2013.12.11；公告号cn202257250u，2012.05.30)、一种基于蓝牙的智能家居控制系统(公开号cn102799152a，2012.11.28)。然而现有的智能家居控制器存在如下不足：1.cool-remote遥控宝和broadlink博联wifi学习型空调电视万能遥控器集成了红外控制、射频控制模块，但是不能支持zigbee、蓝牙等设备，功能单一；一种基于wifi网络的web智能家居控制系统(公开号cn103792925a，2014.05.14)内置了wifi核心单元、红外遥控单元、灯光控制单元和安防报警单元，内置功能多，消费者无法根据自身需要选择，有些功能不是必须的，造成成本不必要的增加。2.上述控制器都没有路由模块，无法组网控制，智能终端只能通过家庭wifi网关或者智能家居控制中心同智能家居控制节点通信，在wifi信号弱的房间，不能根据物理位置改变自动适应和匹配控制信号强弱，导致控制信号传输时间延长，甚至无法传递。3.一种基于蓝牙的智能家居控制系统(公开号cn102799152a，2012.11.28)通信距离有限；尚吉智能z-home智能家居主控制器基于zigbee，智能手机无法同控制器直接通信。4.现有的设计对于控制对象家用电器的控制结果不能进行反馈，使人们无法在远程终端中实时了解控制的效果。
技术实现要素：
为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种利用wifi网关控制智能家居的系统。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种利用wifi网关控制智能家居的系统，包括：操作端，用于集成用户操作要求、显示系统运行状态；远程服务器，用于与操作端进行通讯信号交互，并将用户要求发送给微机数据处理器；微机数据处理器，用于接收远程服务器的发出的用户要求，协调各部分设备运行，监控系统中各部分设备的能耗情况，存储用户操作记录和系统运行数据，并根据用户要求计算出最佳的系统运作指令发送到网关控制器；网关控制器，集wifi路由技术、以太网通信技术、串口通信技术、i2c通信技术、zigbee通信技术、云串口通信技术、红外学习和红外转发技术于一体，用于根据接收的用户指令或控制数据生成红外遥控指令数据或pwm驱动波形，并将生成红外遥控指令数据或pwm驱动波形通过zigbee无线通信的方式发送给红外家电节点、可控变色灯节点；红外家电节点，用于将红外遥控指令数据以红外射频的形式发送给相应的家用电器和红外智能环境测控设备，可控变色灯节点，用于根据pwm驱动波形对变色灯进行智能调控；所述操作端通过与远程服务器进而与微机数据处理器、网关控制器无线连接，所述远程服务器通过与微机数据处理器连接进而与网关控制器无线连接，所述操作端还通过本地局域网与网关控制器连接，所述网关控制器通过zigbee无线通信的方式分别与红外家电节点以及可控变色灯节点连接；所述网关控制器包括：wifi模块，用于通过wifi信号交互的方式与操作端信息交换；串口转以太网模块，用于通过以太网信号交互的方式与操作端信息交换；rj45接口，用于通过局域网或广域网而与操作端通讯连接；红外学习模块，用于从接收的数据信息中计算出红外遥控指令的码值，并将解析出的码值发送给第一zigbee模块存储；红外发射模块，用于将存储的红外遥控指令码值发射出去；第一zigbee模块，用于根据接收的控制数据生成pwm驱动波形，并将红外遥控指令的码值或pwm驱动波形通过zigbee无线通信的方式发送给红外家电节点或可控变色灯节点；所述操作端通过wifi通信或rj45接口通信的方式与wifi模块连接，所述wifi模块通过以太网通信或rj45接口通信的方式与以太网模块连接，所述第一zigbee模块通过uart串口通信的方式与wifi模块连接，所述第一zigbee模块通过i2c总线通信的方式分别与红外学习模块和红外发射模块连接，所述第一zigbee模块还通过zigbee无线通信的方式分别与红外家电节点和可控变色灯节点连接；所述红外家电节点包括第二zigbee模块和用于将红外遥控指令的码值转发给相应家用电器的红外转发模块，所述可控变色灯节点包括第三zigbee模块和智能可控变色灯，所述第二zigbee模块和第三zigbee模块均通过zigbee无线通信的方式与第一zigbee模块连接，所述第二zigbee模块通过uart串口通信的方式与红外转发模块连接，所述第三zigbee模块的输出端与智能可控变色灯的输入端连接；所述第一zigbee模块、第二zigbee模块和第三zigbee模块均采用cc2530芯片。
进一步的，所述远程服务器为pc服务器，是基于pc机体系结构，使用intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片和windows操作系统的服务器，所述pc服务器包括：处理器，用于加密解密系统用户指令；硬盘，用于储存处理器加密解密出来的用户指令；内存，用于硬盘和处理器交换数据。
进一步的，所述网关控制器包括：全硬件协议栈网络芯片，用于接入网络，通过硬件tcp/ip协议栈替代传统的软件协议栈，并将控制数据发送cortex-m3芯片；cortex-m3芯片，用于根据接收的控制数据进行处理，生成红外遥控指令数据或pwm驱动波形；无线控制终端dtd110，用于根据配置将生成红外遥控指令数据或pwm驱动波形通过zigbee无线通信的方式加密发送给红外家电节点或可控变色灯节点；所述全硬件协议栈网络芯片与客户端连接，所述全硬件协议栈网络芯片通过cortex-m3芯片进而与无线控制终端dtd110连接，所述无线主控制器通过zigbee无线通信的方式分别与红外家电节点和可控变色灯节点连接，所述无线主控制器通过以太网无线通信的方式分别与红外智能环境测控设备连接。
本发明的有益效果：
本发明集成网关控制器和微机数据处理器等设备，可以统一记录所有家用智能设备和环境测控设备的功能特点和数据参数，为智能家用电器、环境测控设备和照明系统的统一控制带来可能，既有利于智能设备的管理控制，又能根据用户需求统一分配工作内容，有利于进行存放和使用，更加方便；可以最大化节省能耗匹配人的生理状态。
具体实施方式
实施例1
一种利用wifi网关控制智能家居的系统，包括：操作端，用于集成用户操作要求、显示系统运行状态；远程服务器，用于与操作端进行通讯信号交互，并将用户要求发送给微机数据处理器；微机数据处理器，用于接收远程服务器的发出的用户要求，协调各部分设备运行，监控系统中各部分设备的能耗情况，存储用户操作记录和系统运行数据，并根据用户要求计算出最佳的系统运作指令发送到网关控制器；网关控制器，集wifi路由技术、以太网通信技术、串口通信技术、i2c通信技术、zigbee通信技术、云串口通信技术、红外学习和红外转发技术于一体，用于根据接收的用户指令或控制数据生成红外遥控指令数据或pwm驱动波形，并将生成红外遥控指令数据或pwm驱动波形通过zigbee无线通信的方式发送给红外家电节点、可控变色灯节点；红外家电节点，用于将红外遥控指令数据以红外射频的形式发送给相应的家用电器和红外智能环境测控设备，可控变色灯节点，用于根据pwm驱动波形对变色灯进行智能调控；所述操作端通过与远程服务器进而与微机数据处理器、网关控制器无线连接，所述远程服务器通过与微机数据处理器连接进而与网关控制器无线连接，所述操作端还通过本地局域网与网关控制器连接，所述网关控制器通过zigbee无线通信的方式分别与红外家电节点以及可控变色灯节点连接；所述网关控制器包括：wifi模块，用于通过wifi信号交互的方式与操作端信息交换；串口转以太网模块，用于通过以太网信号交互的方式与操作端信息交换；rj45接口，用于通过局域网或广域网而与操作端通讯连接；红外学习模块，用于从接收的数据信息中计算出红外遥控指令的码值，并将解析出的码值发送给第一zigbee模块存储；红外发射模块，用于将存储的红外遥控指令码值发射出去；第一zigbee模块，用于根据接收的控制数据生成pwm驱动波形，并将红外遥控指令的码值或pwm驱动波形通过zigbee无线通信的方式发送给红外家电节点或可控变色灯节点；所述操作端通过wifi通信或rj45接口通信的方式与wifi模块连接，所述wifi模块通过以太网通信或rj45接口通信的方式与以太网模块连接，所述第一zigbee模块通过uart串口通信的方式与wifi模块连接，所述第一zigbee模块通过i2c总线通信的方式分别与红外学习模块和红外发射模块连接，所述第一zigbee模块还通过zigbee无线通信的方式分别与红外家电节点和可控变色灯节点连接；所述红外家电节点包括第二zigbee模块和用于将红外遥控指令的码值转发给相应家用电器的红外转发模块，所述可控变色灯节点包括第三zigbee模块和智能可控变色灯，所述第二zigbee模块和第三zigbee模块均通过zigbee无线通信的方式与第一zigbee模块连接，所述第二zigbee模块通过uart串口通信的方式与红外转发模块连接，所述第三zigbee模块的输出端与智能可控变色灯的输入端连接；所述第一zigbee模块、第二zigbee模块和第三zigbee模块均采用cc2530芯片。
所述远程服务器为pc服务器，是基于pc机体系结构，使用intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片和windows操作系统的服务器，所述pc服务器包括：处理器，用于加密解密系统用户指令；硬盘，用于储存处理器加密解密出来的用户指令；内存，用于硬盘和处理器交换数据。
所述网关控制器包括：全硬件协议栈网络芯片，用于接入网络，通过硬件tcp/ip协议栈替代传统的软件协议栈，并将控制数据发送cortex-m3芯片；cortex-m3芯片，用于根据接收的控制数据进行处理，生成红外遥控指令数据或pwm驱动波形；无线控制终端dtd110，用于根据配置将生成红外遥控指令数据或pwm驱动波形通过zigbee无线通信的方式加密发送给红外家电节点或可控变色灯节点；所述全硬件协议栈网络芯片与客户端连接，所述全硬件协议栈网络芯片通过cortex-m3芯片进而与无线控制终端dtd110连接，所述无线主控制器通过zigbee无线通信的方式分别与红外家电节点和可控变色灯节点连接，所述无线主控制器通过以太网无线通信的方式分别与红外智能环境测控设备连接。
其工作原理为（以睡眠模式为例）：使用者在客户端输入休息的用户要求，经操作端发送到远程服务器转化成指令输入微机数据处理器，微机数据处理器匹配人体生理指标后判断人体睡眠深度，计算出最适合的环境条件转化成指令发送到网关控制器，经网关控制器将指令分发给红外家电节点、可控变色灯节点，精确调整光线、音乐、温度、湿度等指标，营造出最适合的睡眠环境。当使用者睡眠完成起床后，系统逐步根据人体适应程度增强光照和温湿度等指标，既能提高舒适度，又能全居住环境避免直接恢复常态条件，又能最大化降低能耗。