一种用于智能家居的交互控制系统及方法与流程

本发明涉及智能家居，具体而言，涉及一种用于智能家居的交互控制及方法。

背景技术：

1、现有的智能家居控制系统主要通过有线和无线综合两大类方式进行全屋互联。有线连接通常使用ethernet、rs-485等协议，无线连接则使用wifi、bluetooth、zigbee等无线通信技术。

2、在传统的智能家居系统中，常见的拓扑连接结构是星形拓扑结构，在星形拓扑结构中，控制中心作为中枢设备连接到各个控制对象，形成一个中心控制的架构，控制中心包括网关设备、中控设备、wifi设备和服务器等。

3、控制对象是智能家居系统中被控制的设备，包括控制开关、智能灯泡、触摸屏面板、语音单元、传感器单元和电机单元等，这些设备通过有线或无线连接方式将数据包发送至控制中心进行处理，再由控制中心发回至控制对象进行执行。

4、然而，传统智能家居系统的结构存在一些限制和问题。首先，控制对象依赖控制中心数据处理，使得系统内设备种类多，成本高，只有通过品牌核心实现标准化生产，增强了市场的垄断问题。其次，控制对象不能远离控制中心，使得数据传输距离受限，要求设备之间距离较近。此外，一些部分系统对用户的操作要求较高，某些要求使用智能终端才能进行设置操作，不适用于老年人、儿童和缺乏计算机操作技术基础的人群。

5、因此，有必要设计一种用于智能家居的交互控制系统及方法用于解决现有技术中传统智能家居系统的结构存在限制的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种用于智能家居的交互控制系统及方法，旨在解决用于解决现有技术中用于解决现有技术中传统智能家居系统的结构存在限制的技术问题。

2、一个方面，本发明提出了一种用于智能家居的交互控制系统，包括：

3、控制单元，所述控制单元设置有多个，每一所述控制单元包含通信基本模块、电源模块和输入输出模块，所述控制单元之间采用分散式拓扑连接方式进行相互通讯；所述通信基本模块包括无线射频模组、mcu单元、存储介质，内地址选择器，所述无线射频被设定为2.4g频段；其中，内地址选择器是控制所述通信数据组内第n项数据位的工具如拨码开关或按键，n代表内地址；输入输出模块包括所述控制单元上的输入信息与输出信息，在mcu单元中可将输入输出控制信息生成通信数据组，所述通信数据组包含命令位，命令操作位，n项数据位，所述数据位用于表示无线通信过程中继电器开关或数值大小；

4、通信基本模块，根据所述mcu单元内的程序设定数据发送和接收规则，将无线通信数据包在每一所述控制单元之间传递，无线通信数据包包括无线通信外地址，通信数据组，校验码;其中无线通信外地址是经过所述mcu单元上程序算法加密，并保存至存储介质中，用于无线射频模组上的地址数据。

5、优选的，所述无线通信数据包，包括所述mcu单元所包含的通信数据组、无线通信外地址和校验码;将所述输入输出控制信息经所述mcu单元内程序第一次打包生成通信数据组发送至所述无线射频模组中，再进行第二次打包生成待发送的无线通信数据包；

6、所述第一次打包，包括获取所述mcu单元的输入输出控制信息，所述输入输出控制信息包括按键检测信息、串口检测信息、spi检测信息和iic读取检测信息，通过mcu单元内的程序再生成一个通信数据组，发送至无线射频模组；

7、所述通信数据组包含命令位、命令操作位和n项数据位，所述数据位包含数据位置n和数据内容，其中n由内地址选择器最大值决定；

8、所述第二次打包，包括所述无线射频模块将所述无线通信外地址和校验位，所述通信数据组打包形成无线通信数据包。

9、优选的，所述无线通信外地址是由所述mcu单元经过程序算法加密保存至所述存储介质中的数据。

10、优选的，所述内地址选择器控制第n项所述数据位，所述数据位作为数值变量或开关状态控制所述输入输出控制信息。

11、优选的，所述控制单元包括语音控制单元，显示屏控制单元、灯泡亮度调节控制单元、温度和湿度控制单元、安防监控控制单元、窗帘和窗户控制单元、家电设备控制单元。

12、优选的，所述mcu单元内的程序设定数据发送和接收规则，包括：

13、当所述mcu单元第一次启动时，设定所述无线射频模组处于接收状态，等待数据接收，所述mcu单元主程序不断检测所述输入输出控制信息；

14、如果mcu单元检测到所述通信数据组发生变动时，所述无线射频模组被所述mcu单元转为发送状态，将所述通信数据组打包成所述无线通信数据包准备发送，发送完成后，所述无线射频模组恢复到接收状态，等待第二数据接收，所述mcu单元主程序恢复到不断检测所述输入输出控制信息；

15、如果检测到所述通信数据组没有发生变化时，所述无线射频模块保持接收状态，无数据发送或转发。

16、优选的，所述mcu单元的串口输入信息还包括语音模块串口输入数据、蓝牙模块串口输入数据、传感器模块串口输入数据和其它mcu模块串口输入数据。

17、优选的，所述mcu单元包括stm32系列芯片、gd32系列芯片、amp32系列芯片、mm32系列芯片、ch32系列芯片、hc32系列芯片、cks32系列芯片、py32系列芯片以及其它单片机中的一种或多种；

18、所述存储介质包括型号为24c02、24c04、24c08、24c16、24c32、24c64、24c128、24c256的flash存储芯片以及其它非易失性存储器；

19、所述电源模块包括110~220v交流电或12v、5v、3.3v直流电或电池模组。

20、另一方面，本发明还提供一种用于智能家居的交互控制方法，包括：

21、设置多个控制单元，每一所述控制单元包含通信基本模块、电源模块和输入输出模块，所述控制单元之间采用分散式拓扑连接方式进行相互通讯；所述通信基本模块包括无线射频模组、mcu单元、存储介质，内地址选择器，所述无线射频被设定为2.4g频段；其中，内地址选择器是控制所述通信数据组内第n项数据位的工具如拨码开关或按键，n就是内地址；

22、表示所述mcu单元中的输入信息与输出信息，在mcu单元中可将输入输出控制信息经程序算法生成通信数据组，所述通信数据组包含命令位，命令操作位，n项数据位，所述数据位用于表示所述控制单元上的继电器开关或数值大小；

23、根据所述mcu单元内的程序设定数据发送和接收规则，将无线通信数据包在每一所述控制单元之间传递，无线通信数据包包括无线通信外地址，通信数据组，校验码；其中无线通信外地址是经过所述mcu单元上程序算法加密，并保存至存储介质中，用于无线射频模组上的地址数据。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，相比传统的星形拓扑结构，采用更灵活的网络拓扑结构，例如网状拓扑结构，以提供更好的设备连接和扩展性，并且，采用去中心控制模式和分散拓扑结构，具有无需中心设备、易标准化生产的硬件设备的特点，此外，控制单元之间的数据传输距离进一步拓展，用户操作方便，同时还具有售后维护方便的特点。