乐米体育最新版:智能家居感知层骨干网建立方法与流程

发布时间:2022-07-10 20:55:23|来源:m6米乐网| 作者:米乐m6在线登陆

  智能家居早在物联网概念出现之前,就已经在市场上得到应用,尤其是在欧美市场,认可度极高。但主要是基于总线技术,通常需要在房屋装修的时候介入,安装过程复杂、故障维修复杂、维护成本高、价格非常昂贵,因此其目标用户只能是别墅之类的高端住宅用户,也就自然造成了智能家居“高冷”的现实。

  随着技术的发展,物联网已经走进人们的生活当中,各行各业都日益受到物联网发展带来的影响并发生改变。近年,市场上各种基于无线技术的智能家居单品,如智能插座、智能开关、遥控灯等新产品层出不穷。但是,与智能单品的“热闹”登场相反,在成套智能家居系统市场上,无线技术并不象人们想象的那样广为接受。代理商和用户的主要反映在于:无线产品经常出现控制“不灵”、“误报”等现象,远不如有线产品稳定、可靠。这一现象出现的主要原因在于,无线智能家居系统没有建立稳定的无线链路构成的骨干网。

  目前,无线智能家居产品采用的无线技术主要有:wifi、433mhz、zigbee等,其中尤以wifi类产品最多。wifi单品直接与家中ap相连,多个wifi单品与ap构成星形结构的网络。因为无线信号的特点,ap信号往往不能在屋内形成有效覆盖,屋内总是会存在或多或少的信号死角,难免出现不稳定的链路。433mhz往往是用来作为一种遥控手段,通常只是产品的遥控器与被控制端之间的一种通信手段,并不能建成一个网络。采用2.4ghz的zigbee网络,尽管支持自组织成多跳网络,但因为用户屋内结构、布置各不相同,而对zigbee设备的安装位置没有进行很好的规划,也造成了如zigbee之类的多跳网络中出现不稳定的链路甚至出现“孤岛”。针对这一问题,本发明提出为无线智能家居系统建立由稳定可靠的无线链路构成的感知层骨干网的方法。

  本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,为无线智能家居系统,提供一种由稳定可靠的无线链路构成的感知层骨干网的建立方法。本发明可实现无线智能家居系统的稳定、可靠连接,省去用户照明系统中的开关布线,节约用户家装成本。

  一种智能家居感知层骨干网建立方法。感知层骨干网由一个网关节点和若干路由节点组成,接通电源后能相互自组织成多跳网络。网关节点和路由节点上均有通断开关,可控制是否对灯具供电。感知层骨干网节点安装位置:将节点安装在室内所有顶灯底座上,具体的:节点与顶灯底座相连,灯具再与节点相连。上电后,所有节点自组织成网络,构成稳定、可靠的感知层骨干网。

  所述网关节点和路由节点均包含:电源模块、单片机、无线通信模块和控制模块,网关节点还包含一个网络转换模块。

  所述电源模块,用于从市电转换得到3.3v/5v直流电源给单片机、无线通信模块和网络转换模块供电,单片机、无线通信模块用于自组织多跳感知层网络的组建并完成感知层网内数据处理和通信,控制模块根据单片机的指令控制照明灯具的供电与否。

  所述网关节点中的网络转换模块,根据接入网络的不同可以选用不同的转换模块,如wifi模块、3g/4g通信模块甚至以太网卡等。

  网关节点在网络组建方面的作用:主要在于感知层网内数据转发和感知层网络数据与接入网络之间数据的转发。

  网络中只有一个网关节点,它可以选择安装或不安装在屋顶灯具处,但应尽可能安装在接入网络的接入点信号好的位置。

  所有顶灯底座都安装网关节点或路由节点,这些节点组成无线链路稳定可靠的骨干网,实现了感知层网络无线信号对室内的全面覆盖,确保室内任何一处都能很好的与骨干网中某一个或几个节点稳定、可靠的通信。

  屋顶灯具在家中分布最为均匀,所处位置为人体较难触摸到的高处,在该处安装的无线节点一方面可以较好的避免人体和家中其他家具对无线信号的影响,另一方面借助于灯具分布的均匀性,自组织成的感知层网络可以形成对室内最好的无线覆盖,确保室内没有感知层网络信号无法到达的死角,便于在家中任何地方接入智能家居设备。

  骨干网中的节点都有控制供电与否的开关,省去了传统墙壁开关的布线,从而节省大量的布线材料和人工费,而且也减少了因为墙内线路的损坏带来的维修困难。

  本发明提出一种智能家居感知层骨干网建立方法,为方便本发明实施,下面结合附图说明本方法实施过程。

  感知层骨干网节点包括网关节点和路由节点,一方面它们主要用于感知层网络各设备间数据的通信和转发,以及感知层网络与接入网络之间的数据通信和转发;另一方面它们还需要控制连接在其上的照明灯供电与否的控制。

  如图1,骨干网节点内部模块包括:电源模块、单片机、无线通信模块和控制模块。单片机和无线通信模块,本实施例选择将两者封装在芯片内部的片上系统,无线通信标准本实施例选择zigbee网络。电源模块将220v市电转换得到3.3v直流电源给片上系统供电。控制模块主要完成市电到灯具供电的通断控制,本实施例使用光耦器件和双向可控硅进行控制。片上系统根据所接收到的消息,通过单片机对控制模块发出指令,控制对灯具的供电与否。

  网关节点除上述4个模块外,还需要一个网络转换模块,本实施例使用wifi模块。

  路由节点为zigbee路由器,网关节点可以根据需要,选择zigbee协调器或路由器,本实施例选择zigbee协调器作为网关节点。

  节点的进线分别顶灯底座的火线、零线,节点的出线接灯具的两根入线,将网关节点安装在ap信号好的顶灯底座位置,其它所有顶灯底座,都安装路由节点。

  对于新装修的家庭,无需专门布线到墙壁开关处,节省大量材料及人工费用,对于已安装传统墙壁开关的家庭,直接将所有灯具的开关置于“打开”位置,保持到屋顶线路的“常开”状态。

  通电后,本实施例中接在灯具上的节点自组织成网络,形成无线链路稳定、可靠的感知层骨干网。

  其他与骨干网处于同一通信信道的zigbee路由器或终端设备,在本实施例的室内均能与骨干网上一个或多个节点有稳定、可靠的无线链路。只要能通过安全认证的设备,均能稳定的连入感知层网络中。

  作为终端设备的开关1,采用钮扣电池供电,上电后加入网络,通过手机客户端将与灯具a连接的骨干节点与开关1相绑定。按动开关时,该终端设备均发出控制消息,与之绑定的骨干节点收到消息后发出指令控制灯具的亮灭。

  可燃气体监测的重点位置——接头部分,通常都在比较隐蔽的位置,如橱柜内,通常既不好接电源,无线信号也不会太好,在本实施例中,可以将监测设备作为终端设备,采用干电池供电,又因为在厨房顶灯处就有骨干节点,良好的信号也能得到保证,因此能顺利的接入感知层网络,并保持足够好的稳定性。

  位于角落里的插座,因为位置较低,很容易被人体或家中其他家具阻挡,如果离它最近的节点距离都很远,这时该处的无线链路的质量就不稳定,有时会很差,甚至完全没有信号。但是,通常在它附近一定有顶灯存在,因此在本实施例中也可保证作为路由器的智能插座从该处取电也能很好的连入感知层网络。

  以上仅为本发明的具体实施例,并不以此限定本发明的保护范围;在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进,均属本发明的保护范围。

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