专利名称：智能家电控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体地，涉及一种智能家电控制系统及方法。
背景技术：
随着我国经济的发展，受经济发展方式和技术水平的限制，资源和环境的问题日益突出。主要体现为资源的浪费和资源的不合理使用等。针对资源使用中的问题，国家有关部门为了使公众能够科学合理地使用资源，制定了阶梯价等措施，并开始使用智能化表来对生活资源的使用进行计量。然而，现有技术中的智能化表(例如，智能IC卡表等)使用成本高数据安全性差，仍然不能实现对资源使用进行有效监测和计量。随着物联网技术的发展，其被越来越广泛地应用于人们生活中的各个领域，如智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源和情报搜集等。这其中，以家庭为主体的物联网系统为解决上述现有技术中的问题提供了可能
发明内容
本发明的目的是提供一种智能家电控制系统及方法，以能够对资源的使用进行有效监测和计量。为了实现上述目的，本发明提供一种智能家电控制系统，该系统包括:一个或多个智能表，被配置成采集生活资源的用量数据，以及将所述用量数据处理后传送至ZigBee网络；以及机顶盒，被配置成从所述ZigBee网络接收所述用量数据，以及对所述用量数据进行协议转换后传送至有线电视机网络。进一步地，所述机顶盒还被配置成从所述有线电视网络接收外部控制指令，以及将所接收的外部控制指令经由所述ZigBee网络传送至所述一个或多个智能表，其中所述外部控制指令指示所述一个或多个智能表采集和/或传送所述用量数据；以及所述一个或多个智能表还被配置成根据所述外部控制指令采集所述用量数据和/或传送所述用量数据。进一步地，所述智能表包括:用量采集器，被配置成采集所述用量数据并将采集到的用量数据发送至智能表处理器；所述智能表处理器，被配置成处理所述用量采集器采集到的所述用量数据，以使所述用量数据适合通过ZigBee协议传送；以及智能表ZigBee收发器，被配置成传送经所述智能表处理器处理的所述用量数据到所述ZigBee网络；以及所述机顶盒包括:有线电视机顶盒，被配置成与所述有线电视网络通信；机顶盒处理器，用于处理来自所述有线电视机顶盒和机顶盒ZigBee收发器的数据，控制所述机顶盒ZigBee收发器收发数据，以及实施协议转换；以及所述机顶盒ZigBee收发器，被配置成将来自所述机顶盒处理器的数据传送至所述ZigBee网络，以及将从所述ZigBee网络接收的数据传送至所述机顶盒处理器。
进一步地，其中所述用量采集器包括以下至少之一者:水表、电表、燃气表以及供热量计。进一步地，所述机顶盒为多个，以及所述一个或多个智能表被配置成与多个所述机顶盒交换路由表以根据所述路由表在所述ZigBee网络中传送所述用量数据，其中所述路由表包括以所述一个或多个智能表和多个所述机顶盒为节点的路由。进一步地，当多个所述机顶盒中的一个机顶盒的机顶盒ZigBee收发器出现故障而不能正常地收发数据时，从所述路由表中删除表示该机顶盒ZigBee收发器的节点。进一步地，所述系统在休眠模式下保持对所述ZigBee网络和所述有线电视网络进行侦听，当侦听到所述ZigBee网络和/或所述有线电视网络中有数据时，停止休眠。进一步地，一个或多个智能表还被配置成将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后，侦听所述ZigBee网络等待所述机顶盒返回的应答；以及所述机顶盒还被配置成从所述ZigBee网络接收到所述用量数据后向所述ZigBee网络传送所述应答；当所述一个或多个智能表将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后的预定时间内没有侦听到所述机顶盒返回的应答，则所述一个或多个智能表将所述用量数据重传至所述ZigBee网络。根据本发明的另一个方面，还提供了一种智能家电控制方法，该方法包括:一个或多个智能表采集生活资源的用量数据；所述一个或多个智能表将所述用量数据处理后传送至ZigBee网络；机顶盒从所述ZigBee网络接收所述用量数据；以及所述机顶盒对所述用量数据进行协议转换后传送至有线电视机网络。进一步地，该方法还包括:所述机顶盒从所述有线电视网络接收外部控制指令；所述机顶盒将所接收的外部控制指令经由所述ZigBee网络传送至所述一个或多个智能表，其中，所述外部控制指令指示所述一个或多个智能表采集和/或传送所述用量数据；以及所述一个或多个智能表根据所述外部控制指令采集所述用量数据和/或传送所述用量数据。`进一步地，所述一个或多个智能表将所述用量数据处理后传送至ZigBee网络包括:处理所述用量数据，以使所述用量数据适合通过ZigBee协议传送；以及传送经所述智能表处理器处理的所述用量数据到所述ZigBee网络。进一步地，其中所述机顶盒为多个，该方法还包括:所述一个或多个智能表与多个所述机顶盒交换路由表以根据所述路由表在所述ZigBee网络中传送所述用量数据，其中所述路由表包括以所述一个或多个智能表和多个所述机顶盒为节点的路由。进一步地,该方法还包括:当多个所述机顶盒中的一个机顶盒的机顶盒ZigBee收发器出现故障而不能正常地收发数据时，从所述路由表中删除表示该机顶盒ZigBee收发器的节点。进一步地，该方法还包括:所述一个或多个智能表将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后，侦听所述ZigBee网络等待所述机顶盒返回的应答；以及所述机顶盒从所述ZigBee网络接收所述用量数据后向所述ZigBee网络传送所述应答；当所述一个或多个智能表将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后的预定时间内没有侦听到所述机顶盒返回的应答，则所述一个或多个智能表将所述用量数据重传至所述ZigBee网络。通过上述技术方案，智能表将采集到的生活资源的用量数据通过ZigBee网络无线发送到有线电视机网络，能够利用该方案通过现有的有线电视网络对生活资源的用量进行远程监测和计量。通过ZigBee网络以及有线电视网络获取智能表数据，数据测量准确、安全，使用成本低。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:图1是根据本发明实施方式的智能家电控制系统示意图；图2是举例的本发明实施方式可以实施的场景示意图；图3是根据本发明实施方式的智能家电控制系统结构框图；图4是根据本发明实施方式的智能家电控制方法流程图；图5是根据本发明优选实施方式的智能家电控制方法流程图；图6A是根据本发明实施方式的源节点路由发现流程图；图6B是根据本发明实施方式的中间节点与目的节点路由发现流程图；图7是根据本发明实施方式的智能家电控制系统的机顶盒工作流程图；以及图8是根据本发明实施方式的智能家电控制系统的智能水表工作流程图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输，以及有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。ZigBee采用自组织方式组网，支持星形、树形、网状三种拓扑结构。网络中的节点按功能分为全功能设备(Full Function Device,FFD)、简化功能设备(Reduced Function Device,RFD)。FFD节点具备控制器的功能，提供数据交换，能够作为网络协调器、路由节点和终端节点来使用，可与网络中任何设备进行通信；RFD节点只能作为终端节点来使用，而且只能与FFD节点通信，两个RFD节点之间不能通信。ZigBee网络具有低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、低复杂度、快速、可靠、安全、短延迟、高容量、高可靠性及安全性、工作频段灵活、方便组网等优势，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案，能在数个微小的传感器之间相互协调实现通信，这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以它们的通信效率非常高。可以满足对数据传输速率要求相对低而对可靠性和安全性以及终端节点功耗要求极高的条件，另一方面，高容量以及组网灵活的特点也给系统的实施带来了很大的方便。ZigBee的协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等，在物理层和媒体访问控制层采用IEEE 802.15.4协议，使用载波检测多址访问与冲突避免(CSMA-CA)的无线接入方法，并与确认和数据检验等措施结合，可保证数据的可靠传输。同时为了提高灵活性和支持在资源匮乏的微型处理器上运行，ZigBee可以支持三种安全模式，其中，最高级的安全模式采用属于高级加密标准(AES)的对称密码和公开密钥，可以大大提高数据传输的安全性。
现有技术中的智能表，例如IC卡智能表生产制造成本较高，且需要人员上门抄表和维护等人工成本，因此，使用成本较高。为了解决现有技术中的问题，本发明考虑采用ZigBee技术,提供一种智能家电控制系统，以实现免人工抄表和极低的维护成本。图1是根据本发明实施方式的智能家电控制系统示意图。如图1所示，根据本发明提供一种智能家电控制系统，包括:一个或多个智能表IlO1-1lOn，被配置成采集生活资源的用量数据，以及将所述用量数据处理后传送至ZigBee网络120 ;以及机顶盒130，被配置成从所述ZigBee网络120接收所述用量数据，以及对所述用量数据进行协议转换后传送至有线电视机网络140。通过上述技术方案，智能表将采集到的生活资源的用量数据通过ZigBee网络无线发送到有线电视机网络，能够利用该方案通过现有的有线电视网络对生活资源的用量进行远程监测和计量。通过ZigBee网络以及有线电视网络获取智能表数据，使用成本低，数据测量准确，并且提高了数据安全性。ZigBee网络和有线电视网络都具有双向数据传输能力，在一个实施方式中，所述机顶盒130还可以被配置成从所述有线电视网络140接收外部控制指令，以及将所接收的外部控制指令经由所述ZigBee网络120传送至所述一个或多个智能表IlO1-1lOn，其中，所述外部控制指令可以指示所述一个或多个智能表IIO1-1 IOn采集和/或传送所述用量数据。在一个实施方式中，所述一个或多个智能表IlO1-1lOn还可以被配置成根据所述外部控制指令采集所述用量数据和/或传送所述用量数据。图2是举例的本发明实施方式可以实施的场景示意图。图2中示出了作为举例的本发明可以实施的家用场景。由于举例的家用场景中，除了根据本发明的ZigBee网络外，还可能存在WiFi网络。以下，对ZigBee与WiFi的干扰与共存性进行分析。由于ZigBee技术和WiFi技术都是用2.4GHz频段，而且都采用直接序列扩频(DSSS)调制技术，所以共存的 时候需要考虑干扰问题。首先，因为ZigBee信号带宽只有3MHz，这样的带宽相对于WiFi的22MHz带宽属于窄带干扰源，因此，ZigBee对WiFi的干扰是非常小的。此外，WiFi通过扩频技术IEEE 802.1lb可以充分的抑制干扰信号。而且根据本发明的智能家电系统，对智能表采集到的生活资源的用量数据的传送可以是不定期的，可以只占用几秒钟左右的抄表时间，因此，对WiFi的影响非常小。还有，ZigBee设备天线的输出功率被限制在OdBm (lmW)，这与WiFi IEEE 802.1lb的20dBm (IOOmW)相差甚远，不足以对其构成干扰威胁。IEEE 802.15.4标准中还提供了很多机制来保证ZigBee在
2.4GHz频段和其他无线技术标准的共存能力，包括:空闲信道评估、动态信道选择、功率控制等方法，IEEE 802.15.4标准还提供了动态信道算法可以很好的解决了干扰问题。所以，WIFI和ZigBee的共存是完全可以的。图3是根据本发明实施方式的智能家电控制系统结构框图。如图3所示，在根据本发明的一个优选实施方式中，所述智能表110包括:用量采集器111，被配置成采集所述用量数据并将采集到的用量数据发送至智能表处理器112 ;所述智能表处理器112，被配置成处理所述用量采集器111采集到的所述用量数据，以使所述用量数据适合通过ZigBee协议传送；以及智能表ZigBee收发器113，被配置成传送经所述智能表处理器112处理的所述用量数据到所述ZigBee网络120 ;以及所述机顶盒130包括:有线电视机顶盒131，被配置成与所述有线电视网络140通信；机顶盒处理器132，用于处理来自所述有线电视机顶盒131和机顶盒ZigBee收发器133的数据，控制所述机顶盒ZigBee收发器133收发数据，以及实施协议转换；以及所述机顶盒ZigBee收发器133，被配置成将来自所述机顶盒处理器132的数据传送至所述ZigBee网络120，以及将从所述ZigBee网络120接收的数据传送至所述机顶盒处理器132。生活资源一般可以包括:水、电、燃气以及供热供暖等。因此，在一个实施方式中，用量采集器可以包括以下至少之一者:水表、电表、燃气表以及供热量计，以分别对上述生活资源的用量进行采集以及计量。相应地，在一个优选的实施方式中，所述一个或多个智能表包括以下至少之一者:用于采集用水量的智能表、用于采集用电量的智能表、用于采集燃气使用量的智能表和用于采集供热使用量的智能表。在一个实施方式中，根据本发明的ZigBee网络中可以包括多个智能表和多个机顶盒。在一个优选的实施方式中，根据本发明的智能家电控制系统中的机顶盒可以为多个，以及所述一个或多个智能表可以被配置成与多个所述机顶盒交换路由表以根据所述路由表在所述ZigBee网络中传送所述用量数据，其中所述路由表可以包括以所述一个或多个智能表和多个所述机顶盒为节点的路由。例如，以一个智能表为例，通过其路由表，可以选择数据的目的节点为与其距离最近的机顶盒。优选地，当多个所述机顶盒中的一个机顶盒的机顶盒ZigBee收 发器出现故障而不能正常地收发数据时，从所述路由表中删除表示该机顶盒ZigBee收发器的节点。例如，接上例，当与该智能表距离最近的机顶盒出现故障(如，该机顶盒的ZigBee收发器出现故障)而不能正常收发数据时，该智能表可以从其路由表中选择其他路由，以通过其他机顶盒将用量数据送至有线电视网络。故障的发现可以是智能表(或智能表的ZigBee收发器)(例如，可以从其路由表中选择目的节点机顶盒)将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后，侦听所述ZigBee网络等待(例如，目的节点)机顶盒返回的应答。相应地，根据本发明的机顶盒还可以被配置成从所述ZigBee网络接收到所述用量数据后向所述ZigBee网络传送所述应答。而当智能表将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后的预定时间内没有侦听到所述机顶盒返回的应答，则智能表将所述用量数据重传至所述ZigBee网络。这时，该智能表可以采用其路由表中的其他路由将用量数据重传至所述ZigBee网络。优选地，当确定某个机顶盒故障时，智能表可以将该故障机顶盒节点从其路由表中删除以更新路由表。此外，故障的发现还可以通过智能表在发送用量数据之前先向目的节点机顶盒发送数据传送请求。然后当接收到目的节点机顶盒回传的应答之后，传送所述用量数据。优选地，可以为回传的应答设置等待时间阈值以在等待时间超过该阈值之后，智能表可以向其他机顶盒节点发送数据传送请求。在一个优选的实施方式中，根据本发明的智能家电控制系统具有休眠模式。其中，系统在休眠模式下保持对所述ZigBee网络和所述有线电视网络进行侦听，当侦听到所述ZigBee网络和/或所述有线电视网络中有数据时，停止休眠。目前，ZigBee芯片的制造工艺已经较为成熟，可以在一个芯片中集成处理器(例如微控制器)，集成ZigBee功能以及微控制器的芯片具有极低成本。在一种优选的实施方式中，根据本发明的智能表可以采用以下工作模式之一:周期性采集和随机采集(随机点抄)。智能表工作模式的选择可以手动设置，也可以由远程服务器通过有线电视网络发送指令(例如，外部控制指令)来设定。在一种举例的实施方式中，对于周期性采集数据的工作模式，用量数据的采集周期(或抄表周期)可以例如每天一次。在周期间隔期间，除智能表处理器内部自带的计时电路(超低功耗，典型电流消耗在微安级)运行外，智能表处理器以及智能表ZigBee收发器进入休眠状态，各模块可被计时电路周期性唤醒。对于随机点抄模式，智能表可以开启(ZigBee收发器)射频侦听，侦听ZigBee网络中的外部控制指令，而处理器处于休眠状态。需要说明的是，与周期性采集相比较，随机点抄模式的能耗较大。因此，随机点抄模式可以仅在需要随时获取智能表数据的场景下使用。在一种优选的实施方式中，处理器和所述ZigBee收发器可以被封装在单一芯片中。例如，可以采用CC2530这一超低功耗的微处理器芯片进行智能表的设计。CC2530是德州仪器(Texas Instruments, TI)公司推出的,用于ZigBee应用的一个片上系统(SOC)解决方案。它能够以非常低的成本建立强大的网络节点。在单个芯片上整合了 ZigBee收发器、存储器单元和处理器单元。通过整合，降低了系统的功耗。在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27mA或25mA。CC2530的休眠模式及快速切换主动模式的特性，特别适合要求电池寿命非常长的应用。CC2530中，ZigBee射频模块和处理器被集成在一个芯片内，一方面降低了开发的难度，增加了系统开发的灵活性，同时也降低了整个设备的成本。最终设计出的智能表体积小，便于安装。根据本发明的另一个方面，还提供了一种智能家电控制方法。图4是根据本发明实施方式的智能家电控制方法流程图。如图4所示，根据本发明的智能家电控制方法包括:S410，一个或多个智能表采集生活资源的用量数据；S420，所述一个或多个智能表将所述用量数据处理后传送至ZigBee网络；S430，机顶盒从所述ZigBee网络接收所述用量数据；以及S440，所述机顶盒对所述用量数据进行协议转换后传送至有线电视机网络。通过本发明提供的上述智能家电控制方法，可以无需人工，根据需要随时获取生活资源的用量数据。利用ZigBee网络和有线电视网络发送数据，信号几乎不受干扰，数据安全性和可靠性高。 图5是根据本发明优选实施方式的智能家电控制方法流程图。如图5所示，S410，一个或多个智能表采集生活资源的用量数据，然后，在一个实施方式中，所述一个或多个智能表将所述用量数据处理后传送至ZigBee网络包括:S421，处理所述用量采集器采集的所述用量数据，以使所述用量数据适合通过ZigBee协议传送；以及S422，传送经所述智能表处理器处理的所述用量数据到所述ZigBee网络。为了确保传送的用量数据被机顶盒正确接收，在一个实施方式中，所述一个或多个智能表将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后，S423，所述一个或多个智能表侦听所述ZigBee网络等待所述机顶盒返回的应答；以及S431，所述机顶盒从所述ZigBee网络接收所述用量数据后向所述ZigBee网络传送所述应答；S424，当所述一个或多个智能表将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后的预定时间内没有侦听到所述机顶盒返回的应答，则所述一个或多个智能表将所述用量数据重传至所述ZigBee网络。通过引入应答和重传机制，能够保证传送的数据能够被机顶盒正确接收。在一个实施方式中，该方法还可以包括以下步骤(未示出):所述机顶盒从所述有线电视网络接收外部控制指令；所述机顶盒将所接收的外部控制指令经由所述ZigBee网络传送至所述一个或多个智能表，其中，所述外部控制指令指示所述一个或多个智能表采集和/或传送所述用量数据；以及所述一个或多个智能表根据所述外部控制指令采集所述用量数据和/或传送所述用量数据。这样就能通过机顶盒从有线电视网络接收控制指令来设置智能表的工作模式以及状态。在一个实施方式中，机顶盒可以为多个，该方法还可以包括:所述一个或多个智能表与多个所述机顶盒交换路由表以根据所述路由表在所述ZigBee网络中传送所述用量数据，其中所述路由表包括以所述一个或多个智能表和多个所述机顶盒为节点的路由。在一个优选的实施方式中，该方法还可以包括:当多个所述机顶盒中的一个机顶盒的机顶盒ZigBee收发器出现故障而不能正常地收发数据时，从所述路由表中删除表示该机顶盒ZigBee收发器的节点。有关路由的发现过程将在下面进行描述。需要说明的是，根据本发明的智能家电控制方法可以利用现有技术中任何适于使用在本发明的方法中的路由发现过程。图6A是根据本发明实施方式的源节点路由发现流程图。图6B是根据本发明实施方式的中间节点与目的节点路由发现流程图。以下以举例的CC2530芯片为例对路由的发现过程进行描述。这里需要说明的是，TI已经为CC2530免费提供了开源的协议栈ZigBee2007，并实现了无线自组网按需平面距离矢量路由协议(A0DV)，它能够实现单播和多播路由。节点间通过周期性的交换路由信息来不断更新自身的路由表，以便能够及时的反映网络拓扑结构和变化，以维护一致的、及时的、准确的路由信息。如果传输过程中发生分组丢失或差错，将启动链路层重传。这 样在链路质量和稳定性较差的环境下，频繁的链路层数据重传将会消耗大量的带宽资源，导致大量网络资源无谓浪费，这将严重影响网络节点的能量使用寿命。因此，针对无线信道的广播、时变、丢失特性和确定性路由策略的不足，本发明的方法中拟引入机会路由(也称作机会转发)的技术，通过多个潜在中继节点竞争、自主智能判断进行下一跳节点选择，充分利用信道广播特性，提高吞吐量和传输可靠性。如图6A和6B所示，需要说明的是，对于A0DV，在源节点(例如，智能表)需要和目的节点(例如，机顶盒)通信时，如果在路由表中已经存在了对应的路由，AODV就不会进行任何操作，直接进行数据通信。当源节点需要和新的目的通信时，它就会发起路由发现过程，通过广播路由请求(RREQ)信息来查找相应路由。当这个RREQ到达目的节点本身，或者是一个拥有足够新的到目的节点路由的中间节点时，路由就可以确定了。所谓“足够新”就是通过目的序列号来判断的。目的节点和中间节点可以通过原路返回一个路由回复(RREP)信息向源节点确定路由的可用性。此外，对于中间节点(例如，一个机顶盒)与目的节点(例如，另一个机顶盒)的路由发现过程中，机顶盒之间或者说邻近节点(相邻的机顶盒)之间可以始终保持双向的连接。当需要更新路由或路由表时，可以广播RREQ分组以下结合图7对根据本发明实施方式的智能家电控制系统的机顶盒的工作流程进行说明。图7是根据本发明实施方式的智能家电控制系统的机顶盒工作流程图。如图7所示，在根据本发明实施方式的智能家电控制系统中，机顶盒启动后可以通过有线电视网络与远程服务器通信，以使其能够从远程服务器获取(例如，智能表的)工作模式，设备地址等信息，然后设定智能表的工作模式。在机顶盒空闲时将转入休眠模式，其ZigBee收发器继续射频侦听，机顶盒处理器进入低功耗模式，以便于迅速启动。在一个实施方式中，当设置智能表的采集模式为周期性采集时，可以由外部时钟周期性唤醒机顶盒处理器，机顶盒被唤醒后等待从智能表通过ZigBee网络接收数据。接收到数据后，经过解密、校验后将通过ZigBee网络向智能表返回确认帧或应答信息。如果数据有误，则要求智能表重新发送(未示出)。当经解密、校验无误可以进行数据聚合。如有需要，则将数据转存入外置闪存(flash)存储器。在抄表结束后，机顶盒可以将所有数据从外置闪存存储器中取出，然后经过数据聚合后进行协议转换(例如，转换为TCP/IP协议)，最终将数据打包并通过有线电视网发送至远程服务器。在另一个实施方式中，远程服务器可发送控制指令来唤醒机顶盒，机顶盒被唤醒后接收外部控制指令并进行指令解析，以根据控制指令设定机顶盒和智能表的工作方式。在一个优选的实施方式中，为保证数据的可靠性以及安全性，在数据传输过程中可以加入AES加密协议，智能表将数据经过AES加密后再发送至机顶盒。机顶盒在解密后同时对数据进行先行预测校验，确认无误后将反馈确认帧或应答信息。这样的双重加密与校验可保证数据能够高可靠地被机顶盒所接收。以下结合图8对根据本发明实施方式的智能家电控制系统的智能表的工作流程进行说明。图8是根据本发明实施方式的智能家电控制系统的智能水表工作流程图。在一个实施方式中，智能水表中的工作模式可以由远程服务器发送外部控制指令来设置，机顶盒根据远程服务器的指令设定智能水表的工作模式。当智能水表被设置为周期性采集模式时，在周期间隔期间，除智能水表处理器内部自带的计时电路运行外，智能水表处理器以及智能水表ZigBee收发器进入休眠状态，该智能水表的各个组件可被计时电路周期性唤醒(例如，定时唤醒)以采集数据。而后对采集到的数据进行加密并形成数据加密帧，传送经过加密的数据到机顶盒并等待机顶盒确认。当智能水表在预定时间内没有从ZigBee网络侦听到目的机顶盒发出的确认时，启动重传。当数据被机顶盒正确接收后，智能水表可以返回休眠状态。对于随机点抄模式，智能表可以开启(ZigBee收发器)射频侦听，侦听ZigBee网络中的外部控制指令，而处理器和其他组件处于休眠状态。而后可以根据来自ZigBee网络的射频唤醒信号随时唤醒智能水表。需要说明的是，与周期性采集相比较，随机点抄模式的能耗较大。因此，随机点抄模式 可以仅在需要随时获取智能表数据的场景下使用。同样地，对于随机点抄模式，当采集到用量数据或者接收到转发数据包之后，也可以形成数据加密帧，并将数据加密帧发送至ZigBee网络等待机顶盒确认。并且，根据是否需要重传而执行数据包的重传。需要说明的是，此处以智能水表为例说明了根据本发明的实施方式，该实施方式的范围应包括各种计量装置，例如，电表、燃气表、供热量计或温度计等。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
权利要求
1.一种智能家电控制系统,该系统包括: 一个或多个智能表，被配置成采集生活资源的用量数据，以及将所述用量数据处理后传送至ZigBee网络；以及 机顶盒，被配置成从所述ZigBee网络接收所述用量数据，以及对所述用量数据进行协议转换后传送至有线电视机网络。
2.根据权利要求1所述的系统，其中， 所述机顶盒还被配置成从所述有线电视网络接收外部控制指令，以及将所接收的外部控制指令经由所述ZigBee网络传送至所述一个或多个智能表，其中所述外部控制指令指示所述一个或多个智能表采集和/或传送所述用量数据；以及 所述一个或多个智能表还被配置成根据所述外部控制指令采集所述用量数据和/或传送所述用量数据。
3.根据权利要求1所述的系统，其中， 所述智能表包括: 用量采集器，被配置成采集所述用量数据并将采集到的用量数据发送至智能表处理器； 所述智能表处理器，被配置成处理所述用量采集器采集到的所述用量数据，以使所述用量数据适合通过ZigBee协议传送；以及 智能表ZigBee收发器，被配置成传送经所述智能表处理器处理的所述用量数据到所述ZigBee网络；以及· 所述机顶盒包括: 有线电视机顶盒，被配置成与所述有线电视网络通信； 机顶盒处理器，用于处理来自所述有线电视机顶盒和机顶盒ZigBee收发器的数据，控制所述机顶盒ZigBee收发器收发数据，以及实施协议转换；以及 所述机顶盒ZigBee收发器，被配置成将来自所述机顶盒处理器的数据传送至所述ZigBee网络，以及将从所述ZigBee网络接收的数据传送至所述机顶盒处理器。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述用量采集器包括以下至少之一者:水表、电表、燃气表以及供热量计。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述机顶盒为多个，以及所述一个或多个智能表被配置成与多个所述机顶盒交换路由表以根据所述路由表在所述ZigBee网络中传送所述用量数据，其中所述路由表包括以所述一个或多个智能表和多个所述机顶盒为节点的路由。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，当多个所述机顶盒中的一个机顶盒的机顶盒ZigBee收发器出现故障而不能正常地收发数据时，从所述路由表中删除表示该机顶盒ZigBee收发器的节点。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统在休眠模式下保持对所述ZigBee网络和所述有线电视网络进行侦听，当侦听到所述ZigBee网络和/或所述有线电视网络中有数据时,停止休眠。
8.根据权利要求1所述的系统，其中， 一个或多个智能表还被配置成将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后，侦听所述ZigBee网络等待所述机顶盒返回的应答；以及 所述机顶盒还被配置成从所述ZigBee网络接收到所述用量数据后向所述ZigBee网络传送所述应答； 当所述一个或多个智能表将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后的预定时间内没有侦听到所述机顶盒返回的应答，则所述一个或多个智能表将所述用量数据重传至所述ZigBee 网络。
9.一种智能家电控制方法,该方法包括: 一个或多个智能表采集生活资源的用量数据； 所述一个或多个智能表将所述用量数据处理后传送至ZigBee网络； 机顶盒从所述ZigBee网络接收所述用量数据；以及 所述机顶盒对所述用量数据进行协议转换后传送至有线电视机网络。
10.根据权利要求9所述的方法，该方法还包括: 所述机顶盒从所述有线电视网络接收外部控制指令； 所述机顶盒将所接收的外部控制指令经由所述ZigBee网络传送至所述一个或多个智能表，其中，所述外部控制指令指示所述一个或多个智能表采集和/或传送所述用量数据；以及 所述一个或多个智能表根据所述外部控制指令采集所述用量数据和/或传送所述用量数据。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述一个或多个智能表将所述用量数据处理后传送至ZigBee网络包括: 处理所述用量数据，以使所述用量数据适合通过ZigBee协议传送；以及 传送经处理的所述用量数据到所述ZigBee网络。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述机顶盒为多个，该方法还包括:所述一个或多个智能表与多个所述机顶盒交换路由表以根据所述路由表在所述ZigBee网络中传送所述用量数据，其中所述路由表包括以所述一个或多个智能表和多个所述机顶盒为节点的路由。
13.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括:当多个所述机顶盒中的一个机顶盒的机顶盒ZigBee收发器出现故障而不能正常地收发数据时，从所述路由表中删除表示该机顶盒ZigBee收发器的节点。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，该方法还包括: 所述一个或多个智能表将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后，侦听所述ZigBee网络等待所述机顶盒返回的应答；以及 所述机顶盒从所述ZigBee网络接收所述用量数据后向所述ZigBee网络传送所述应答; 当所述一个或多个智能表将所述用量数据传送至所述ZigBee网络后的预定时间内没有侦听到所述机顶盒返回的应答，则所述一个或多个智能表将所述用量数据重传至所述ZigBee 网络。
全文摘要
本发明公开了一种智能家电控制系统和方法，其中该系统包括一个或多个智能表，被配置成采集生活资源的用量数据，以及将所述用量数据处理后传送至ZigBee网络；以及机顶盒，被配置成从所述ZigBee网络接收所述用量数据，以及对所述用量数据进行协议转换后传送至有线电视机网络。通过ZigBee网络以及有线电视网络获取智能表数据，数据测量准确、安全，使用成本低。
文档编号H04W84/18GK103236143SQ201310104510
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日
发明者仇小淳 申请人:北京赛伟网络技术有限责任公司