智能小區網絡通信系統的製作方法
2023-06-06 21:42:01
智能小區網絡通信系統的製作方法
【專利摘要】一種智能小區網絡通信系統,包括上位機、智能控制器模塊、無線通信模塊、RS485通信模塊和人機互動模塊。該小區通信網絡系統有效的提高了數據傳輸的準確度,並使控制過程穩定可靠。
【專利說明】智能小區網絡通信系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能小區的網絡通信,尤其涉及一種網絡通信終端系統。
【背景技術】
[0002]無線通信控制系統網絡,起源於20世紀初,在20世紀90年代中期以前,有線網絡發展較快,無線網絡只用於軍事、海上等特殊環境[2] ;20世紀90年代中期以後,民用無線網絡技術開始迅猛發展,廣泛應用於資源無線共享、無線數據傳輸、設備監控、無線智能家居及無線智能交通等領域並顯示已經成為當今國際熱點研究課題之一,具有廣闊的應用前景。1998年,美國SiliconWave公司推出的藍牙射頻晶片SiW1502,被應用於智能住宅無線網絡,但傳輸距離不到10米,只能基本滿足公寓內無限通信的要求。2000年,美國Cypress公司推出了單片射頻收發晶片CYWUSB6935,在空曠地傳輸距離達到50米,實現了智能小區內樓間通信,但當有牆體建築物等障礙時,其傳輸距離減小,傳輸速率下降,制約了其在智能小區無線網絡中的應用.2002年,Nordic公司推出了單片射頻收發器nRF905,在空曠地傳輸距離達到300米以上,同時採用了 CRC校驗和密鑰管理,提高了數據傳輸的抗幹擾性與安全性,滿足了智能小區無線通信控制終端系統設計的要求。
【發明內容】
[0003]本實用新型針對目前藍牙技術和802.1lb在數據傳輸距離方面的局限性,提出了採用較為低廉nRF905發射接收模塊和MSP430系列單片機,結合外圍設備構建網絡通信控制終端,實現智能化小區控制網絡的無線數據通信的設計方案。在智能化小區控制網絡中,每一個通信控制終端與小區控制中心的通信控制系統的結構是一致的,均由主機(上位機)、單片機(下位機)、NRF905發射接收模塊和RS232 / 485接口等部分組成,每個系統主機通過本地無線傳輸網絡同其它系統進行通信、傳輸控制命令和反饋信息。通信控制終端與小區控制中心構成小區通信系統,結構如圖1所示。
[0004]該系統工作時,由上位機提供一個控制終端軟體,當需要與其它通信控制點通信時,用戶只需登陸到PC機,就可以發出通信數據與通信命令.通過RS232 / 485埠將控制命令和信息反饋到下位機.由下位機通過串口對NRF905發射接收模塊進行初始化設置及發射接收控制指令,在nRF905對數據進行打包和冗餘檢驗處理後對其作相應的發射接收處理,從而完成整個網絡通信過程。
[0005]一種小區通信網絡系統,包括上位機、智能控制器模塊、無線通信模塊、RS485通信模塊和人機互動模塊,其中智能控制器模塊用於信息採集、安防操作和狀態監控,其接受鍵盤控制、語音控制或紅外遙控,經由上位機的控制實現家用電器的定時、記憶和自適應控制功能,並通過網際網路在異地遠程監控家電工作狀態,該智能控制器主控晶片選用MSP430F449十六位高速單片機;無線通信模塊選用Nordic VLSI公司推出的單片視頻收發器nRF905作為通信控制晶片,無線通信模塊的天線採用PBC環形天線或單端鞭狀天線,單片視頻收發器nRF905的數據口與智能控制器主控晶片MSP430F449的串口 TXD、RXD分別通過20K電阻連接,單片視頻收發器nRF905的電源輸入引腳連接電壓轉換晶片LMl 117的輸出端,電壓轉換晶片LM1117的輸入端連接5V直流電壓源;RS485通信模塊包括RS485接口,通過該RS485接口實現上位機與智能控制器模塊的通信連接。
[0006]更近一步的,電壓轉換晶片LM1117的接地端與電壓輸入端之間、接地端與電壓輸出端之間連接有電容器,電壓轉換晶片LMl117的電壓輸出端還連接有220 μ H的電感,上述電容器與電感構成了高頻信號濾波電路,以濾除各種高頻幹擾。
[0007]更近一步的,智能控制器模塊還包括GPRS通信模塊和Zigbee通信模塊,操作者通過手機或平板電腦經由GPRS通信模塊與小區通信網絡實現連接,或通過手持Zigbee通信模塊與智能控制器模塊中的Zigbee通信模塊實現遠程連接,以最終實現操作者對小區通信網絡的遠程操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1智能小區網絡通信系統控制結構圖;
[0009]圖2智能小區網絡通信系統終端結構圖;
[0010]圖3電壓轉換模塊。
【具體實施方式】
[0011]為使本實用新型實施目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本實用新型保護的範圍。
[0012]實施例如下:
[0013]智能化小區網絡通信控制終端的硬體主要由智能控制器模塊、RNF905通信模塊、RS232通信模塊設計、人機互動模塊和各類接口模塊構成,各功能模塊設計描述如下:
[0014](一 )智能控制器模塊設計
[0015]智能控制器是智能家居控制終端的核心,承擔信息採集、安防和狀態監控等任務,可實現多種控制方式,從直接的鍵盤控制、紅外遙控和語音控制,到通過管理和設置上位機,實現家用電器的定時、記憶及自適應等自動控制功能,甚至可以通過網際網路在異地遠程監控家電工作狀態。智能控制器通過無線收發模塊與底層功能模塊相互通訊,底層各個模塊通過無線收發模塊作為一個節點直接連接到家庭網絡上,各個節點具有唯一的設備地址,節點之間採用對等通訊協議,便於系統進一步的擴展.智能控制器的主控晶片需要運行實時多任務作業系統(RTOS)以有效提高嵌入式平臺的資源利用率,高效地驅動外圍模塊運行,因此,本系統的智能控制器主控晶片選用MSP430F449十六位高速單片機。
[0016](二)nRF905通信模塊設計
[0017]nRF905是Nordic VLSI公司推出的單片視頻收發器,由頻率合成器、功率合成器、晶體振蕩器和調製器組成,外圍元件少,不需外加聲表面振蕩器,天線可採用PBC環形天線或單端鞭狀天線,發射功率最大為lOdBm。接收靈敏度為460dBm,在開闊地傳輸距離可達600m以上,可以滿足小區內無線通信的需求.在與智能控制器連接過程中,須將控制器串口的TXD與RXD用IOk電阻連接,再接至nRF905的數據口,由軟體程序完成串行通信,發送數據時需要將接收中斷關閉.其它配置接口與工作模式接口可用控制器I/O直接控制,為增強器件的抗幹擾性,在電源口併入100 μ F、47 μ F、0。IyF三種電容濾掉各類電磁幹擾。
[0018](三)電壓轉換模塊
[0019]器件對加到輸入腳或輸出腳的電壓通常是有限制的。這些引腳由二極體或分離元件接到Vcc。如果接入的電壓過高,電流將會通過二極體或分離元件流向電源,持續的電流將會損壞二極體和電路元件.而現行的電壓輸出模塊中多為5伏電壓,因而需要設計出一個輸出穩定的5V轉3V的電壓調節模塊.在該系統中選用專為通信控制晶片轉換電壓的晶片LM1117,具有功耗低,體積小等優點。由於電壓中含有許多高頻幹擾源,這些高頻成分很容易經過電源進入通信系統中。另外,系統自身的發送頻率也會經過電源感應反饋到通信系統造成幹擾。因而在電源電路中加入220 μ H的電感,與併入多個電容構成濾波電路以抑制各種高頻信號。電壓轉換模塊硬體結構如圖2所示。
[0020](四)RS232/ 485通信模塊設計
[0021]本實用新型採用三線RS232 / 485接口實現單片機和計算機之間的通信。由於單片機與計算機進行通信前,相關時間序列和相應準備已經約定,所以當二者通信時,建立相應的連接並確認連接正確後,即可進行數據收發。
[0022]最後應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案,而非對其限制;儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所闡明的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特徵進行等同替換;而這些修改或者替換,並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例所闡明的技術方案的精神和範圍。
【權利要求】
1.一種智能小區網絡通信系統,包括上位機、智能控制器模塊、無線通信模塊、RS485通信模塊和人機互動模塊,其特徵在於: 智能控制器模塊用於信息採集、安防操作和狀態監控,其接受鍵盤控制、語音控制或紅外遙控,經由上位機的控制實現家用電器的定時、記憶和自適應控制功能,並通過網際網路在異地遠程監控家電工作狀態,該智能控制器主控晶片選用MSP430F449十六位高速單片機; 無線通信模塊選用Nordic VLSI公司推出的單片視頻收發器nRF905作為通信控制晶片,無線通信模塊的天線採用PBC環形天線或單端鞭狀天線,單片視頻收發器nRF905的數據口與智能控制器主控晶片MSP430F449的串口 TXD、RXD分別通過20K歐姆的電阻連接,單片視頻收發器nRF905的電源輸入引腳連接電壓轉換晶片LM1117的輸出端,電壓轉換晶片LMl 117的輸入端連接5V直流電壓源; RS485通信模塊包括RS485接口,通過該RS485接口實現上位機與智能控制器模塊的通信連接; 智能控制器模塊還包括GPRS通信模塊和Zigbee通信模塊,操作者通過手機或平板電腦經由GPRS通信模塊與小區通信網絡實現連接,或通過手持Zigbee通信模塊與智能控制器模塊中的Zigbee通信模塊實現遠程連接,以最終實現操作者對小區通信網絡的遠程操作。
2.如權利要求1所述的一種智能小區網絡通信系統,其特徵在於:電壓轉換晶片LMl117的接地端與電壓輸入端之間、接地端與電壓輸出端之間連接有電容器,電壓轉換晶片LMl 117的電壓輸出端還連接有220 μ H的電感,上述電容器與電感構成了高頻信號濾波電路,以濾除各種聞頻幹擾。
【文檔編號】G05B19/418GK203480677SQ201320569656
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】李樹新 申請人:河北烽聯信息技術有限公司