一种通用型智能家居系统的制作方法

本实用新型涉及智能家居领域，具体涉及一种通用型智能家居系统。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，人们对生活品质的要求也越来越高，智能家居的概念已经深入人心。同时，物联网的出现为智能家居的迅速发展提供了条件。智能家居通过物联网技术将各类智能设备连接在一起，智能设备信息、家庭环境信息通过数据端口发送至网关，由网关转发至Internet 服务器，用户通过手机或计算机登录服务器实时查看智能设备信息和家庭环境信息，并控制各类智能设备。

智能设备以有线，和/或无线的方式随意接入家庭网关，通过人为配置告知家庭网关以及云平台哪些智能设备的信息需优先处理，该方法的缺点在于需要用户介入，会给用户带来麻烦。最好能提供一种在处理硬件连接时给信息传输、数据优先处理提供便捷的通用型智能家居系统，提高其通用性。

技术实现要素：

本实用新型提供一种通用型智能家居系统，为解决现有技术存在的通用性差的问题提供硬件支持。

本实用新型通过以下技术方案解决技术问题：

一种通用型智能家居系统，包括智能家庭终端、智能家庭网关、用户终端和阿里云服务器；

所述智能家庭终端由智能家电类设备、报警类设备、流媒体类设备组成；所述智能家庭网关包括网关处理模块、主数据端口、从数据端口、通信模块和GSM模块；所述智能家电类设备响应智能家庭网关的信号，通过主数据端口连接至网关处理模块，所述智能家电类设备接收网关处理模块的USCP控制指令数据包，进行相应操作，并将操作结果反馈至所述网关处理模块；所述报警类设备主动通过从数据端口与网关处理模块连接，所述报警类设备主动将报警信息传输至网关处理模块，所述网关处理模块优先处理所述报警信息，并将报警信息通过GSM模块发送至用户终端；所述流媒体类设备通过通信模块与网关处理模块连接，所述流媒体类设备将图像、音频信号传输至网关处理模块，所述流媒体类设备还接收网关处理模块的控制指令执行相应操作；

所述阿里云服务器与通信模块连接；所述阿里云服务器还与用户终端连接。

进一步地，所述通信模块包括WiFi子模块，所述流媒体类设备通过 WiFi子模块与网关处理模块连接。

进一步地，所述通信模块还包括ZigBee子模块、射频子模块和蓝牙子模块；所述WiFi子模块、ZigBee子模块、射频子模块和蓝牙子模块以可插拔的方式连接至所述网关处理模块。

进一步地，所述智能家电类设备可通过通信模块连接至主数据端口。

进一步地，所述报警类设备可通过通信模块连接至从数据端口。

进一步地，所述智能家庭网关还包括存储器；所述存储器与网关处理模块连接；

进一步地，所述智能家庭网关还包括供电电源；所述供电电源为所述网关处理模块供电。

进一步地，所述用户终端为手机或电脑。

与现有技术相比，具有如下特点：

1、将智能家庭终端分为三大类，即智能家电类设备、报警类设备和流媒体类设备，其中，智能家电类设备响应智能家庭网关主动发起的信号，通过主数据端口连接至网关处理模块，报警类设备主动通过从数据端口与网关处理模块连接，流媒体类设备则通过通信模块连接至网关处理模块，上述将智能家庭终端进行分类，分别通过主数据端口、从数据端口和通信模块连接至网关处理模块，且优先处理报警类设备的报警信息的处理方式，在设备的连接、信息的处理上做了层次性划分，无论应用在何种智能家庭条件中，均利于数据和指令的传输，且均便于实现，具备通用性，容易推广应用。

2、在通信模块以插拔的方式设置WiFi子模块、ZigBee子模块、射频子模块和蓝牙子模块，智能家庭网关无论与智能家庭终端之间是何种传输方式，无论与阿里云服务器之间是何种传输方式，均可根据需求插拔相应子模块，实现通信需求，进一步满足不同用户的不同需求，甚至能满足同一用户的不同需求，进一步提高通用性。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。

一种通用型智能家居系统，包括智能家庭终端、智能家庭网关、用户终端和阿里云服务器；所述智能家庭终端由智能家电类设备、报警类设备、流媒体类设备组成；所述智能家庭网关包括网关处理模块、主数据端口、从数据端口、通信模块和GSM模块；所述智能家电类设备响应智能家庭网关的信号，通过主数据端口连接至网关处理模块，所述智能家电类设备接收网关处理模块的控制指令执行相应操作，并将操作结果反馈至所述网关处理模块；所述报警类设备主动通过从数据端口与网关处理模块连接，所述报警类设备主动将报警信息传输至网关处理模块，所述网关处理模块优先处理所述报警信息，并将报警信息通过GSM模块发送至用户终端；所述流媒体类设备通过通信模块与网关处理模块连接，所述流媒体类设备将图像、音频信号传输至网关处理模块，所述流媒体类设备还接收网关处理模块的控制指令进行相应操作；所述阿里云服务器与通信模块连接；所述阿里云服务器还通过Internet与用户终端连接。

智能家电类设备为从设备，与智能家庭网关的主数据端口连接。智能家电类设备可以为智能电视，智能空调，智能饮水机、心律检测仪、家庭计步器等，上述智能家电类设备充当C-S模式中的Server，即服务端，智能家庭网关充当Client，即客户端，智能家电类设备解析、执行智能家庭网关通过其主数据端口发来USCP控制指令数据包，调整相应功能，并将控制指令的处理结果返回至智能家庭网关。

USCP属于一种应用层的协议，该协议将互联网的思想融入到物联网，致力于清晰、规范、通用地在物联网智能设备之间或者物联网和互联网之间进行直接或者中继通信。类似于互联网的统一资源定位符，即URL，本申请中物联网部分也使用统一资源定位符，格式为

USCP://mac/function？key1＝value1&key2＝value2…

其中“USCP”为本协议名称，“mac”为设备硬件地址，function为该设备具备的某一功能或者特性，“key”为该功能或者特性的一个操作， value为该操作所对应的值，为了尽可能减小数据量，function、key、value 应该为某设备对应功能或者操作的十六进制代号并且应该尽量短。

USCP为成熟的现有的协议，应用在智能家居领域，可规范化体系结构，有助于解决不同厂家、不同类别的智能设备之间协议不相同的问题，提高智能设备之间兼容性和通用性。

报警类设备为主设备，与智能家庭网关的从数据端口连接。报警类设备可以为火灾报警类设备、防盗报警类设备、有害气体报警类设备、老人摔倒检测设备、盆景温湿度检测设备等，上述报警类设备充当C-S模式中的Client，即客户端，智能家庭网关充当Server，即服务端，出现报警时，上述报警类设备主动将报警信息发送至智能家庭网关的从数据端口，触发智能家庭网关的硬件中断，进而优先处理报警信息，网关处理模块接收到报警信息，将确认信号返回至报警类设备。

流媒体类设备包括网络摄像机、拾音器、扬声器等，此类设备将图像、语音传输至阿里云服务器，阿里云服务器运行的是云平台，云平台进行存储、分析，获取控制指令，再将控制指令推送至智能家庭网关，最终实现人宅交互。

智能家庭终端分为三大类，即智能家电类设备、报警类设备和流媒体类设备，其中，智能家电类设备占据主数据端口，报警类设备占据从数据端口，流媒体类设备则通过通信模块与网关处理模块连接，将智能家庭终端进行分类，使得功能相似的、不同类型的智能终端有序地与网关处理模块互通数据和指令，统一规范的硬件连接处理，能减少配置时的人为操作，也大大方便了软件处理，易于实现，同时增强了实用性、通用性。

智能家庭网关的网关处理模块为MINI 2440主控芯片，运行的是 LINUX2.6内核。智能家庭网关还设有Apache动态网页服务器，并运行PHP CGI脚本处理程序、网关SQLite数据库、控制程序和后台管理程序等。其中，网关SQLite数据库存储智能家庭网关的用户名密码、云平台的认证信息、报警短信配置信息、WiFi局域网配置信息等，通过访问网关SQLite 数据库存取上述数据；控制程序用于实现GSM短信模块的控制、智能网关的主数据端口和从数据端口的控制、启动HTTP长连接线程、解析智能控制脚本等功能；后台管理程序运行于Apache动态网页服务器，通过Web 页面的形式与用户交互，配置网关的用户信息以及云平台的IP地址，使之能够以用户的身份登录云平台建立HTTP长连接、浏览家庭里的各类设备、修改设备备注信息、配置报警短信手机号、WiFi局域网等。Apache 动态网页服务器是一个守护进程，当有用户通过浏览器访问智能家庭网关时判断该会话是否已经存在，如果存在，则说明是已经登录过了，直接跳转到后台管理程序主界面，在该主界面，用户可以进行一些基本的配置，包括云平台相关信息的修改、浏览周边设备、配置GSM模块、配置WiFi 信息等。

所述通信模块包括WiFi子模块，所述流媒体类设备由于通信数据量大，实时性强,对通信速度要求高，因此需要通过WiFi子模块与网关处理模块连接。流媒体类设备通常具备WiFi功能，流媒体类设备通过WiFi子模块向网关处理模块传送图像和音频，并接收网关处理模块发来的指令，按指令执行相应操作。WiFi子模块能够将有线网口的网络流量通过无线网卡共享出来，在Hostapd和DHCPD软件的配合下实现WiFi信号的发射以及无线局域网IP地址的分配，实现共享上网，本申请采用USB无线网卡并且编译相应的网卡驱动注册到LINUX内核中。通信模块还提供有以太网接口，流媒体类设备还可通过以太网接口与网关处理模块连接。

由于智能设备终端涉及的设备来自不同的生产厂商，使得各类设备的物理通信接口所使用的底层通信协议不同，而现有的智能家庭网关可兼容的物理链路通信协议单一，因此，本申请在所述通信模块还设置ZigBee 子模块、射频子模块和蓝牙子模块，并将各个用于通信的子模块设计成可插拔的方式通过接口连接至网关处理模块。用户可根据需求插拔各子模块。

GSM模块采用GSM A6芯片组作为短信模块，该模块通过UART串口和 MINI 2440主控芯片相连。

阿里云服务器用于运行云平台和云平台MySQL数据库，MINI2440主控芯片通过WAN网口以Internet HTTP长连接的方式连接到云平台。其中，云平台作为整个系统的云端数据中心和处理中心，将智能家庭网关、云平台MySQL数据库、用户终端三者有机的联系起来，组成一个完整的系统。

所述用户终端为手机或电脑，用户通过APP、微信公众号、微信小程序或Web浏览器登录云平台。用户终端接收报警类设备发送的报警短信，或向智能家电类设备发送控制指令，在用户终端，智能家庭终端的控制界面由HTML+JAVASCRIPT实现，其中HTML主要负责页面显示，JAVASCRIPT负责响应用户操作并将用户操作转化为相应的控制指令，然后根据USCP协议进行数据打包传输，这样就能够很好地适配多平台，各大智能移动终端，如Android、IOS、IPAD、移动PC等都能够很好地支持HTML语言，加载HTML 设备控制页面，可大大降低用户终端的开发成本，使得用户终端只需要专注于业务逻辑的处理而无需增加额外的投入。上述HTML+JAVASCRIPT实现控制界面的方式为现有技术，不涉及程序改进。

另外，所述智能家电类设备也可通过通信模块连接至主数据端口，所述报警类设备也可通过通信模块连接至从数据端口。即智能家电类设备与主数据端口之间以及报警类设备与从数据端口之间，既可通过有线，也可通过无线的方式连接。

在所述智能家庭网关还设有存储器；所述存储器与网关处理模块连接。存储器用于存储网关的访问密码、云平台的认证信息、报警短信配置信息、 WiFi局域网配置信息等。

所述智能家庭网关还设有供电电源；所述供电电源为所述网关处理模块供电。供电模块为MINI 2440主控芯片提供可靠供电，并支持外接UPS 不间断电源。

为易于推广使用，提高通用性，本申请提供一种通用型智能家居系统，给出硬件连接基础，不涉及程序的改进。