一种基于WIFI通信技术的智能家居系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于WIFI通信技术的智能家居系统，具体是可以通过各环境监测模块检测室内多个环境参数并通过局域网或广域网在手机APP终端进行控制的智能化家居装置。

背景技术：

目前，智能家居以连接方式分为有线方式和无线方式。有线方式控制器端的信号线太多，一但遇到问题排查也相当困难，其缺点非常突出，如：布线繁杂、工作量大、成本高、维护困难、不易组网等。这些缺点最终导致有线方式的智能家居只停留在概念和试点阶段，无法大规模推广。无线方式具有灵活的组网方式、智能联网修复、强大的自动联网组网能力、互为中继、低功耗、低成本等特性，但现在常用的无线方式选用Zigbee通信技术，但Zigbee通信技术无法直接与手机通信，家居设备不方便通过手机控制，这对人机交互产生障碍。

技术实现要素：

本实用新型专利提供一种基于WIFI通信技术的智能家居系统，该智能家居系统通信方式全使用WIFI信号不仅能没有复杂的布线，而且各子模块通过WIFI信号及互联网智能手机连接，可以直接在智能手机上监控室内多种环境参数。

一种基于WIFI通信技术的智能家居系统，包括有：子模块、中央控制器、无线路由器、云服务器和手机控制端；子模块与中央控制器之间通过WIFI连接；中央控制器与无线路由器之间通过WIFI连接；无线路由器与云服务器之间、云服务器与手机控制端之间都是通过Internet连接；

其中，子模块中包括有：

电灯控制模块，用于接收中央控制器的指令，并使电灯工作；

温湿度传感器模块，置于室内，用于检测室内的温度和湿度，并向中央控制器传输采集到的信号；

插座控制模块，用于接收中央控制器的指令，并使插座电源开闭；

红外电器遥控模块，置于室内，用于接收中央控制器的指令，并通过红外传输方式使电器工作；

人体红外感应模块，置于室内，用于感知室内红外辐射，并向中央控制器传输采集到的信号；

另外，

中央控制器，用于获取传感器模块采集的信号，并对信号进行分析处理以及通过无线路由器向云服务器传输数据；

无线路由器，用于实现云服务器与中央控制器的数据传输的无线连接；

云服务器，用于实现手机控制端与中央控制器之间的数据传输的无线连接，并且用于存储数据；

手机控制端，用于显示中央控制器发送的数据；并且能够通过云服务器和无线路由器向中央控制器发送指令。

在一个实施例中，中央控制器中包括有STM32主控芯片；温湿度传感器模块中包括有DHT11温湿度传感器。

在一个实施例中，云服务器中包括有存储设备，用于存储温度传感器模块或者人体红外感应模块传输的数据；所述的存储设备是硬盘、可擦写光盘或者闪存盘。

在一个实施例中，手机控制端上包括有第一触压模块和二触压模块；系统中还包括有LED灯，所述的LED灯中包括有第一色温光源和第二色温光源，第一色温光源的色温范围1500～2500K，第二色温光源的色温范围4500～9000K；电灯控制模块中包括有第一电流控制模块和第二电流控制模块；第一电流控制模块用于控制输入进第一色温光源的电流，并且当第一触压模块处于按压状态时，第一电流控制模块使输入进第一色温光源的电流在最大和最小值之间循环变化；第二电流控制模块用于控制输入进第二色温光源的电流，并且当第二触压模块处于按压状态时，第二电流控制模块使输入进第二色温光源的电流在最大和最小值之间循环变化。

在一个实施例中，人体红外感应模块安装于隔板的一侧，且人体红外感应模块外部设置有磁铁，磁铁与隔板之间通过弹簧连接；在隔板的另一侧安装有电磁感应器，电磁感应器与中央控制器连接，中央控制器将获得的电磁信号传输至手机控制端。

在一个实施例中，磁铁与电磁感应器之间的磁感距离是1～5cm。

有益效果

本实用新型的有益效果是，可以在与智能手机进行人机交互，并且可以进行环境多参数监测，通过环境参数智能化控制家居设备，且各模块通信完全采用无线通信方式，减少了繁杂的室内布线，拆装简单，控制稳定，耗能低。

附图说明

图1是系统结构示意图；

图2是模块系统的结构示意图；

图3是手机控制终端显示环境参数的示意图。

图4是是带有改进结构的传感器相关部件的安装图。

其中，1、人体红外感应模块；2、电磁感应器；3、隔板；4、弹簧；5、磁铁。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在权利要求和说明书中使用的序数词例如“第一”、“第二”、“第三”等，用于修饰权利要求项而不是由于本身含有任何优先、在先或一项权利要求的顺序在另一权利要求之前或者执行方法步骤的时间顺序。但是，仅仅作为标签使用以区别例如带有特定名称的权利要求的元素与另外一个带有相同名称的元素（而不是用于顺序性的属于），来区分权利要求的元素。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

应理解的是，当一个元件被提及与另一个元件“连接”时，它可以与其他元件直接相连或者与其他元件间接相连，而它们之间插入有元件。除非有明确相反的说明，否则术语“包括”和“具有”应理解为表述包含所列出的元件，而非排除任意其他元件。

本文使用的词语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他变体意欲涵盖非排它性的包括。例如，包括列出要素的工艺、方法、物品或设备不必受限于那些要素，而是可以包括其他没有明确列出或属于这种工艺、方法、物品或设备固有的要素。

智能家居云控制系统最终要实现可以在手机应用程序上远程监控家里的电灯、插座、红外遥控电器的开关以及室内的温湿度和管理报警系统。

采用“机智云”的物联网技术方案，使手机应用程序端能与中央控制器保持快速数据通信。中央控制器是整个设计的核心，能起到承上启下的作用，设计了以STM32芯片为主控芯片和WIFI模块作为中央控制器这一方案。STM32主控芯片负责处理来自各子模块通过WIFI信号传来的数据，并把数据重新打包分发出去，WIFI模块负责与路由器通信及下属的子模块进行数据交互。电灯控制模块负责实际开关电灯，插座控制模块负责实际通断插座电源，红外电器遥控模块负责操控红外遥控的电器，温湿度传感器模块负责检测室内温湿度情况，人体红外感应模块负责监控是否有陌生人闯入家里的情况，所有的子模块均与中央控制器保持无线通信。所以整个智能家居云控制系统分为手机控制端、中央控制器、电灯控制模块、插座控制模块、红外电器遥控模块、人体红外感应模块、温湿度监测模块七部分。

具体各部分的结构和功能说明如下：

如图1所示，一种基于WIFI通信技术的智能家居系统，包括有：子模块、中央控制器（其中采用STM32主控芯片）、无线路由器、云服务器和手机控制端；子模块中的各个模块都与中央控制器之间通过WIFI连接；中央控制器与无线路由器之间通过WIFI连接；无线路由器与云服务器之间、云服务器与手机控制端之间都是通过Internet连接；

中央控制器，用于获取传感器模块采集的信号，并对信号进行分析处理以及通过无线路由器向云服务器传输数据；

无线路由器，用于实现云服务器与中央控制器的数据传输的无线连接；

云服务器，用于实现手机控制端与中央控制器之间的数据传输的无线连接，并且用于存储数据；

手机控制端，用于显示中央控制器发送的数据；并且能够通过云服务器和无线路由器向中央控制器发送指令。

其中，子模块中包括有：

电灯控制模块，当用户通过手机控制端发出电灯工作命令之后，命令通过云服务器、无线路由器传送至中央控制器，中央控制器将其转换为相应的控制信号后，电灯控制模块接收中央控制器的指令，并使电灯工作；

温湿度传感器模块，置于室内，用于检测室内的温度和湿度，它将采集到的信号经过数模转换后，向中央控制器传输，中央控制器将数据发送至手机控制端，用户可以远程了解室内温湿度信息；同时，云服务器也可以用于存储温温度信息。

插座控制模块，当用户通过手机控制端发出插座开闭工作命令之后，命令通过云服务器、无线路由器传送至中央控制器，中央控制器将其转换为相应的控制信号后，插座控制模块接收中央控制器的指令，并使插座电源开闭；

红外电器遥控模块，置于室内，其主要功能是通过WIFI通信模块接收来自中央控制器的遥控指令，当用户通过手机控制端发出插座开闭工作命令之后，命令通过云服务器、无线路由器传送至中央控制器，中央控制器把收到的遥控指令进行解释重组后通过红外发射模块把遥控指令转发出去，进而控制空调、电视等。

人体红外感应模块，如果主人离开室内后，就可以开启人体红外感应模块时刻监测室内是否有人员介入，一旦有人闯入，就会通过WIFI信号报告中央控制器，然后中央控制器把信息发送到用户的手机控制终端。

他们之间通过无线通信的方式组成一个大系统。把七个小系统的电源接通后，小系统之间的通信模块就会自动握手连通，智能家居云控制系统正式进入运行状态。智能网关上电后就与WIFI模块保持心跳通信，STM32每隔一段时间都把自己的状态通过WIFI模块上传到云端上，然后从云端把手机控制端的数据点下载下来保存到STM32的数据库中。STM32通过以上通信把数据保存到数据库中后就将这些数据进行整合分析，判断是否有开关灯、有没有陌生人介入、插座是否开启等。运算结束后就会把这些控制指令从新打包放到发送数据库中，通过发射模式的无线通信模块广播出去。插座、红外、电灯等模块接收到来自中央控制器的数据包后就会根据通信协议提取出自己那部分的数据，然后保存到各自的数据库中。子模块会一直检测数据库中的控制指令参数是否改变，一旦有数据改变，就会执行动作，控制电灯点亮、空调调温、人体红外报警、插座开启状态、温湿度上传。

在一个实施方式中，手机控制端上设有第一触压模块和二触压模块；智能家居系统中还包括有LED灯，所述的LED灯中包括有第一色温光源和第二色温光源，第一色温光源的色温范围1500～2500K，第二色温光源的色温范围4500～9000K；电灯控制模块中包括有第一电流控制模块和第二电流控制模块；第一电流控制模块用于控制输入进第一色温光源的电流，并且当第一触压模块处于按压状态时，第一电流控制模块使输入进第一色温光源的电流在最大和最小值之间循环变化；第二电流控制模块用于控制输入进第二色温光源的电流，并且当第二触压模块处于按压状态时，第二电流控制模块使输入进第二色温光源的电流在最大和最小值之间循环变化。

在使用时，可以将第一色温光源和第二色温光源安装于同一个LED灯罩内，由于第一色温光源和第二色温光源的色温有较大的区别，因此，它们之间的发光进行混合后，可以产生不同的色彩效果；并且由于LED灯的光源发光强度与通过其电流强度是正线性关系，因此，通过调节第一色温光源和第二色温光源的光线强度就可以实现更多的色彩混合效果；当用户通过手机控制端进行操作时，先按住第一触压模块，此时，触压信号传送至中央控制器，中央控制器将信号传输至第一电流控制模块，电流控制模块就让输入第一色温光源的电流在最大值和最小值之间循环变化，即电流的循环“增大-减小-增大-减小……”，直至用户觉得满意后，松开第一触压模块；当用户调整完第一色温光源之后，依同样的方法，对第二色温光源的光强进行调整，使第二色温光源与第一色温光源相互搭配，达到用户所期望的照明美感，如果此时用户并不满意时，可以再对第一色温光源再次进行调整，直至符合所需。

在实际使用中，人体红外感应模块1是安装于室内的墙、隔板等部件，若出现非法进入者通过隔板、布等将红外感应器遮住后，感应器则会出现无法正常工作的问题，不能发挥正常监测功能。本实用新型的一个改进方式，如图4所示，人体红外感应模块1安装于隔板3的一侧，且人体红外感应模块1外部设置有磁铁5，磁铁5与隔板3之间通过弹簧4连接；在隔板3的另一侧安装有电磁感应器2，电磁感应器2与中央控制器连接，中央控制器将获得的电磁信号传输至手机控制端。特别地，电磁感应器8与磁铁的磁感距离是1～5cm，因此，当有物体移动至传感器附近并将磁铁向下按压至设定距离后，会使电磁感应器获得感应信号，感应信号传递至中央控制模块后，可以立即发送至手机，使用户立即了解到感应器附近受到阻碍。