專利名稱：基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能家電控制領域，具體涉及基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。
背景技術：
隨著微電子技術的發(fā)展以及人們生活水平的提高，對家用電器智能化控制的需求越來越強，智能家電控制及有效管理成為了智能家居研究領域的熱點。一個家庭內的傳統(tǒng)家電基本上是一個獨立體，缺乏統(tǒng)一有效的管理方式，隨著人們對信息互聯(lián)互通的需求，傳統(tǒng)家用電器將朝著數(shù)據互聯(lián)互通以及統(tǒng)一平臺控制的方向發(fā)展。目前市場上使用的遙控類家電基本上是基于IrDA通信方式的，例如電視、空調、 窗簾、機頂盒等等。而每一臺家用電器都配置了單獨的遙控器，無法對家電進行統(tǒng)一控制管理，嚴重阻礙了智能家居的發(fā)展。目前市場上針對家電的集中式管理有幾種方案，其中一種是將電器的編碼燒錄到帶有ZigBee和IrDA發(fā)送器的遙控器中，采用此種方式制作的控制器只能對固定型號的電器起作用，缺乏可移植性，在更換電器后需要更換不同的控制器或者重新對控制器進行編程，缺乏實用性及便利性；另外一種方案是對家用電器進行改造，將 ZigBee控制模塊集成到家用電器中，從而實現(xiàn)通過ZigBee無線方式對家電進行統(tǒng)一控制， 采用此種方式將需要對家用電器進行改造，需要的工作量比較大，可行性較低。

發(fā)明內容
為解決上述相關技術存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，通過使用ZigBee這種成本低、功耗低、便利的無線組網通信技術， 融合界面動態(tài)配置，接收終端動態(tài)配置，以及IrDA自編碼技術，為家電智能化控制及集中管理提供成本低、安裝操作方便、實用性強、可移植性強的解決方案?；赯igBee的自編碼家電控制系統(tǒng)包括ZigBee遙控器控制端，以及通過ZigBee 網絡與ZigBee遙控器控制端連接的多個接收終端。
其中ZigBee遙控器控制端負責IrDA信號的學習、接收終端的配置、控制頁面的設置、 操作指令的發(fā)送和設備狀態(tài)的顯示，接收終端負責根據接收到的ZigBee信號自行編碼生成IrDA控制信號，并將該IrDA控制信號通過IrDA發(fā)送器發(fā)送出去，實現(xiàn)對紅外電器的無線控制。所述ZigBee遙控器控制端包括控制端嵌入式微處理器模塊、控制端ZigBee模塊、 IrDA接收器、控制端IrDA發(fā)送器、TFT觸摸屏模塊、電源管理模塊以及SD卡數(shù)據存儲模塊?？刂贫薢igBee模塊、IrDA接收器、控制端IrDA發(fā)送器、SD卡數(shù)據存儲模塊、TFT觸摸屏模塊均與控制端嵌入式微處理器模塊通訊連接；其中控制端ZigBee模塊負責ZigBee 數(shù)據包的接收和發(fā)送；IrDA接收器負責IrDA信號的解析和學習，控制端IrDA發(fā)送器負責 IrDA信號的發(fā)送，SD卡數(shù)據存儲模塊存儲TFT觸摸屏模塊人機交互界面所需要的數(shù)據以及用戶自定義的遙控器終端配置信息，TFT觸摸屏模塊為用戶提供人機交互界面；電源管理
4模塊分別與控制端嵌入式微處理器模塊、控制端ZigBee模塊、IrDA接收器、控制端IrDA發(fā)送器、TFT觸摸屏模塊以及SD卡數(shù)據存儲模塊電連接，負責為各個模塊供電。所述接收終端包括接收終端IrDA發(fā)送器、太陽能電源管理模塊、接收終端ZigBee 模塊以及接收終端嵌入式微處理器模塊。其中接收終端IrDA發(fā)送器、接收終端ZigBee模塊均與接收終端嵌入式微處理器模塊通訊連接；接收終端IrDA發(fā)送器用于發(fā)送自編碼生成的IrDA控制信號，接收終端 ZigBee模塊接收到控制信號數(shù)據包后，將其發(fā)送給接收終端嵌入式微處理器模塊，由其根據控制指令執(zhí)行相應的操作并返回確認信號數(shù)據包，再由接收終端ZigBee模塊發(fā)給控制端ZigBee模塊，完成ZigBee數(shù)據包的接收與發(fā)送；太陽能電源管理模塊與接收終端IrDA 發(fā)送器、接收終端ZigBee模塊以及接收終端嵌入式微處理器模塊均為電連接，為各模塊供 H1^ ο所述TFT觸摸屏模塊由TFT真彩顯示屏和四線電阻式觸摸屏組成；其中TFT真彩顯示屏與控制端嵌入式微處理器模塊連接；四線電阻式觸摸屏通過觸摸屏控制芯片與控制端嵌入式微處理器連接。進一步的，所述電源管理模塊由鋰電池和穩(wěn)壓芯片組成。所述IrDA接收器由紅外線接收頭組成。所述控制端嵌入式微處理器模塊和接收終端嵌入式微處理器模塊均由單片機芯片、復位電路、外部時鐘電路組成；控制端ZigBee模塊和接收終端ZigBee模塊均由ZigBee 芯片、時鐘電路和天線電路組成；控制端IrDA發(fā)送器和接收終端IrDA發(fā)送器均由紅外線發(fā)射管組成。所述太陽能電源管理模塊由太陽能電池板、電源充電芯片和鎳氫充電電池組成。上述基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括以下步驟
(1)通電啟動ZigBee遙控器控制端及接收終端后，控制端嵌入式微處理器和接收終端嵌入式微處理器對各模塊進行初始化，然后將接收終端放置于要控制的家電附近，在 ZigBee遙控器控制端的頁面上選擇新建遙控器，并在新生成的遙控器頁面上選擇綁定接收終端，在搜索到的設備中選擇要綁定的接收終端，并自定義該接收終端的名稱；
(2)綁定終端之后進入遙控器設置頁面，在該頁面上用戶自定義布置控制按鍵的數(shù)量及各個按鍵的名稱，然后在該頁面上選擇相應的學習按鍵進行編碼設置，將對應的家電所配置的遙控器的IrDA發(fā)送頭對準ZigBee遙控器控制終端的IrDA接收器進行紅外編碼設置，控制端嵌入式微處理器模塊對紅外編碼數(shù)據進行解析處理，將紅外信號高低電平持續(xù)的時間轉換為二進制編碼，然后傳遞給SD卡數(shù)據存儲模塊進行存儲，完成頁面設置，通過以上操作，用戶可以將所有家電配置的遙控器集合到ZigBee遙控器控制端，并通過更換SD 卡實現(xiàn)遙控器之間的完美切換；
(3)用戶通過ZigBee遙控器控制端的TFT觸摸屏模塊輸入控制指令，控制端嵌入式微處理器模塊根據用戶的指令，從SD卡數(shù)據存儲模塊中讀取相應遙控器控制頁面上對應按鍵的編碼信息，并將編碼信息打包為ZigBee數(shù)據包發(fā)送到控制端ZigBee模塊，并且由控制端ZigBee模塊將該數(shù)據包發(fā)送到與該遙控器控制頁面綁定的接收終端上；
(4)接收終端ZigBee模塊接收到該ZigBee數(shù)據包后，將其傳遞給接收終端嵌入式微處理器模塊，接收終端嵌入式微處理器模塊再解析數(shù)據包，并根據數(shù)據包的內容生成相應的IrDA控制編碼，然后控制IrDA發(fā)送器發(fā)射控制信號，去控制對應的家用電器；然后接收終端嵌入式微處理器模塊再生成確認信號數(shù)據包，將該數(shù)據包傳遞給接收終端ZigBee模塊， 由接收終端ZigBee模塊回發(fā)給控制端ZigBee模塊；
(5)控制端ZigBee模塊將接收終端反饋的信息傳遞給控制端嵌入式微處理器模塊，控制端嵌入式微處理器模塊根據反饋的信息在TFT觸摸屏模塊上顯示對應的操作結果。為了保證自編碼控制系統(tǒng)的實用性及方便性，ZigBee遙控器控制端采用睡眠及中斷喚醒機制，當ZigBee遙控器控制端的TFT觸摸屏在系統(tǒng)設定的時間內沒有接收到控制指令時，遙控器開啟TFT觸摸屏的觸摸中斷喚醒機制，然后關閉TFT觸摸屏，進入深度睡眠的狀態(tài)，直到觸摸屏被重新觸發(fā)；接收終端采用定時喚醒機制，接收終端在上電后啟動定時器定時喚醒機制，然后進入睡眠狀態(tài)，當定時時間到達后被重新喚醒，并查詢網絡中是否有未接收的數(shù)據包，如果有則接收并根據數(shù)據包內容執(zhí)行相應操作后發(fā)送響應信號數(shù)據包，最后重新進入睡眠狀態(tài)等待下一次被喚醒。本發(fā)明在各模塊初始化之后，除了能直接與控制終端進行綁定之外，用戶還可以在ZigBee遙控器控制端的頁面上選擇刪除遙控器或修改綁定，遙控器根據用戶輸入指令進行刪除遙控器操作或者修改綁定操作。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
(1)本發(fā)明的自編碼家電控制系統(tǒng)可移植性強需要控制不同電器時，不需要更換接收終端的硬件，也不需要重新對接收終端刷新軟件，只需更換接收終端的安裝位置即可，同時通過ZigBee遙控器控制終端重新對TFT觸摸屏內的遙控器頁面進行綁定即可；
(2)本發(fā)明適用范圍廣，兼容性強融合ZigBee和IrDA技術，可對所有采用IrDA編碼控制的設備進行控制，通過ZigBee自組網的特點，克服了 IrDA在控制上存在的有效距離性和方向性的缺點；
(3)可按需選購，性價比高本發(fā)明可根據用戶家電使用的實際情況，選配一個至多個接收終端，配備2GB的SD卡的ZigBee遙控器控制端至少可配置1000個軟件遙控器，根據 SD卡容量的不同可靈活配置軟件遙控器的數(shù)量；
(4)本發(fā)明的自編碼家電控制系統(tǒng)抗干擾能力強、可靠性高。系統(tǒng)采用ZigBee網絡技術，具有很強的抗干擾能力，在物理層上采用了擴頻技術，MAC應用層有應答重傳機制及 CSMA機制，當受到外界干擾時，整個網絡可以動態(tài)的切換到另一個工作信道上；
(5)本發(fā)明低成本、低功耗=ZigBee是一個輕量型的協(xié)議棧，對處理器的要求比較低， 降低了硬件成本；ZigBee免協(xié)議專利費，且芯片價格在2美元左右；ZigBee節(jié)點所承載的應用數(shù)據速率比較低，在不需要通信時，節(jié)點可以進入很低功耗的休眠狀態(tài)，此時能耗可能只有正常工作狀態(tài)下的千分之一；
(6)本發(fā)明自編碼家電控制系統(tǒng)安裝操作方便，實用性強可以將家庭內的所有IrDA 電器融合到一個控制平臺上，遙控器界面自定義設置，不需對硬件平臺進行任何改動即可搭建集中式的家電管理系統(tǒng)，切換不同的ZigBee遙控器控制端時只需更換SD卡即可。


圖1是本發(fā)明基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)的框架圖； 圖2是圖1中ZigBee遙控器控制端的結構圖；圖3是圖2中接收終端的結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍?；赯igBee的自編碼家電控制系統(tǒng)其結構框圖如圖1所示，其包括ZigBee遙控器控制端11，以及通過ZigBee網絡12與ZigBee遙控器控制端連接的多個接收終端13 ；其中ZigBee遙控器控制端11負責IrDA信號的學習、接收終端的配置、控制頁面的設置、操作指令的發(fā)送和設備狀態(tài)的顯示，接收終端13負責根據接收到的ZigBee信號自行編碼生成 IrDA控制信號，并將該IrDA控制信號通過IrDA發(fā)送器發(fā)送出去，實現(xiàn)對紅外電器的無線控制。ZigBee遙控器控制端結構如圖2所示，包括控制端嵌入式微處理器模塊22、控制端ZigBee模塊21、IrDA接收器27、控制端IrDA發(fā)送器M、TFT觸摸屏模塊26、電源管理模塊23以及SD卡數(shù)據存儲模塊25 ；控制端ZigBee模塊21通過串口(RXD/T)(D)與控制端嵌入式微處理器模塊22通信，負責ZigBee數(shù)據包的接收和發(fā)送；IrDA接收器27、控制端IrDA 發(fā)送器M均通過通用輸入輸出端口與控制端嵌入式微處理器模塊22連接，其中IrDA接收器27負責IrDA信號的解析和學習，控制端IrDA發(fā)送器M負責IrDA信號的發(fā)送；SD卡數(shù)據存儲模塊25通過串行外圍設備接口(CS/SCLK/SD0/SDI)與控制端嵌入式微處理器模塊 22連接，SD卡數(shù)據存儲模塊25存儲TFT觸摸屏人機交互界面所需要的數(shù)據以及用戶自定義的遙控器終端配置信息；TFT觸摸屏模塊沈通過8080總線(RS/CS/WR/RD/DATA)及串行外圍設備接口(CS/SCLK/SD0/SDI)與控制端嵌入式微處理器模塊22連接，為用戶提供人機交互界面；電源管理模塊23通過電源線分別與控制端ZigBee模塊21、控制端嵌入式微處理器模塊22、控制端IrDA發(fā)送器M、TFT觸摸屏模塊26、IrDA接收器27、SD卡數(shù)據存儲模塊25連接，負責為各個模塊供電。接收終端結構如圖3所示，包括接收終端IrDA發(fā)送器31、太陽能電源管理模塊 33、接收終端ZigBee模塊32以及接收終端嵌入式微處理器模塊34 ；其中接收終端IrDA發(fā)送器31通過通用輸入輸出端口與接收終端嵌入式微處理器模塊34連接，用于發(fā)送自編碼生成的IrDA控制信號，接收終端ZigBee模塊32通過串口(RXD/T 收與發(fā)送；太陽能電源管理模塊 33通過電源線與接收終端IrDA發(fā)送器31、接收終端嵌入式微處理器模塊34及接收終端 ZigBee模塊32連接，為各個模塊提供電源。其中控制端嵌入式微處理器模塊22和接收終端嵌入式微處理器模塊34均由單片機芯片、復位電路、外部時鐘電路組成；控制端ZigBee模塊21和接收終端ZigBee模塊32 均由ZigBee芯片、時鐘電路和天線電路組成，ZigBee芯片選用CC2530芯片；控制端IrDA 發(fā)送器M和接收終端IrDA發(fā)送器31均由紅外線發(fā)射管組成?？刂贫饲度胧轿⑻幚砥髂K22的單片機芯片選用STM32F103RBT6，接收終端嵌入式微處理器模塊34的單片機芯片選用 STM8S103F2。太陽能電源管理模塊33由5. 5V太陽能電池板、CN3082電源充電芯片和2節(jié)鎳氫充電電池構成，通過太陽能電池板和電源充電芯片給電池充電，電池通過電源線給接收終端各個模塊提供電源。TFT觸摸屏模塊沈由3. 2寸TFT真彩屏、HT2046觸摸芯片及外圍元件組成，TFT顯示屏通過8080總線(RS/CS/WR/RD/DATA)與控制端嵌入式微處理器模塊22連接，四線電阻式觸摸屏的四個輸出接口與HT2046連接，HT2046再通過串行外圍設備接口( CS/SCLK/SD0/ SDI)與控制端嵌入式微處理器模塊22連接，該模塊用于讀取用戶的控制輸入操作，將遙控器上的控制頁面與選定的接收終端進行綁定，實現(xiàn)接收終端模塊的動態(tài)配置，生成遙控器控制頁面.
電源管理模塊23由7. 4V鋰電池和穩(wěn)壓芯片組成，可以將7. 4V直流電轉換成+5V和 +3. 3V直流電，供應給系統(tǒng)中的其他模塊；SD卡數(shù)據存儲模塊25由SD卡座及其外圍元件組成，通過串行外圍設備接口(CS/SCLK/SD0/SDI)與控制端嵌入式微處理器模塊連接，用于存儲系統(tǒng)所需要用到的數(shù)據及遙控器配置信息。上述基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，具體步驟如下
(1)ZigBee遙控器控制端11及接收終端13通電啟動后，控制端嵌入式微處理器模塊 22對其各模塊進行初始化，接收終端嵌入式微處理器模塊34對其各模塊進行初始化，然后將接收終端13放置于要控制的電器附近，在ZigBee的遙控器界面中選擇“新建遙控器”選項，在新生成的遙控器界面中選擇“綁定終端”，在搜索到的設備中選擇要綁定的接收終端， 并自定義綁定的家電名稱；
(2)綁定終端之后進入遙控器設置界面，在該界面上，用戶可以自定義布置按鍵的數(shù)量及各個按鍵的名稱，然后在該頁面上選擇相應的學習按鍵進行編碼設置；
選擇頁面上的“學習按鍵”對遙控器上的顯示按鍵進行編碼設置，點擊想要設置的按鍵，將被學習遙控器的IrDA發(fā)送器對準ZigBee遙控器控制端11的IrDA接收器27進行學習，控制端嵌入式微處理器模塊22對紅外編碼數(shù)據進行解析處理，將紅外信號高低電平持續(xù)的時間轉換為二進制編碼，設置完成后，通過“保存”按鍵將新建的遙控器控制頁面以及按鍵對應的編碼信息存放到SD卡數(shù)據存儲模塊25中進行保存，通過以上操作，用戶可以將所有家電配置的遙控器集合到ZigBee遙控器控制端11，并通過更換SD卡實現(xiàn)遙控器之間的完美切換；
(3)用戶通過ZigBee遙控器控制端11的TFT觸摸屏模塊沈輸入控制指令，如果是選擇遙控器功能，則根據用戶選擇的遙控器，從SD卡數(shù)據存儲模塊25中讀取相應的遙控器信息，并根據數(shù)據信息生成遙控器控制頁面；在控制器頁面下如果用戶選擇的是修改、刪除、 新增按鍵功能，則根據用戶的操作執(zhí)行相應的按鍵設置，如果用戶選擇的是控制按鍵，則從 SD卡內讀取相應的按鍵編碼，同時讀取遙控器所綁定的接收終端地址，最后將數(shù)據打包為 ZigBee數(shù)據包的格式輸送到控制端ZigBee模塊21 ；
(4)接收終端13采用定時喚醒機制當目的接收終端睡眠定時時間到達后，通過中斷的方式喚醒接收終端嵌入式微處理器模塊34，接收終端嵌入式微處理器模塊34控制接收終端ZigBee模塊33查收網絡數(shù)據包，如果數(shù)據包是控制命令，則根據數(shù)據包內容，自編碼合成IrDA信號并將其通過接收終端IrDA發(fā)送器M發(fā)送出去，以控制對應的家用電器，然后接收終端嵌入式微處理器模塊；34再生成確認信號數(shù)據包，并將該數(shù)據包傳遞給接收終端ZigBee模塊33，由接收終端ZigBee模塊33回發(fā)給控制端ZigBee模塊21 ；(5)控制端ZigBee模塊21將接收終端反饋的信息傳遞給控制端嵌入式微處理器模塊 23，控制端嵌入式微處理器模塊23再根據反饋的信息在TFT觸摸屏模塊沈上顯示對應的操作結果。在控制端嵌入式微處理器模塊21對各個模塊進行初始化以后，在主頁面下用戶可以檢查輸入的控制指令，如果是刪除遙控器指令，則根據用戶在遙控器列表中所選擇的要刪除的遙控器，將該遙控器存儲在SD卡中的相應信息刪除。在主頁面下如果用戶選擇的是修改綁定，則在遙控器列表中選擇要修改的遙控器，最后選擇要重新綁定的接收終端地址。
權利要求
1.基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括ZigBee遙控器控制端， 以及通過ZigBee網絡與ZigBee遙控器控制端連接的多個接收終端；其中ZigBee遙控器控制端負責IrDA信號的學習、接收終端的配置、控制頁面的設置、 操作指令的發(fā)送和設備狀態(tài)的顯示，接收終端負責根據接收到的ZigBee信號自行編碼生成IrDA控制信號，并將該IrDA控制信號通過IrDA發(fā)送器發(fā)送出去，實現(xiàn)對紅外電器的無線控制。
2.根據權利要求1所述的基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)，其特征在于所述 ZigBee遙控器控制端包括控制端嵌入式微處理器模塊、控制端ZigBee模塊、IrDA接收器、控制端IrDA發(fā)送器、TFT觸摸屏模塊、電源管理模塊以及SD卡數(shù)據存儲模塊；控制端 ZigBee模塊、IrDA接收器、控制端IrDA發(fā)送器、SD卡數(shù)據存儲模塊、TFT觸摸屏模塊均與控制端嵌入式微處理器模塊通訊連接，其中控制端ZigBee模塊負責ZigBee數(shù)據包的接收和發(fā)送；IrDA接收器負責IrDA信號的解析和學習，控制端IrDA發(fā)送器負責IrDA信號的發(fā)送，SD卡數(shù)據存儲模塊存儲TFT觸摸屏模塊人機交互界面所需要的數(shù)據以及用戶自定義的遙控器終端配置信息，TFT觸摸屏模塊為用戶提供人機交互界面；電源管理模塊分別與控制端嵌入式微處理器模塊、控制端ZigBee模塊、IrDA接收器、控制端IrDA發(fā)送器、TFT觸摸屏模塊以及SD卡數(shù)據存儲模塊電連接，負責為各個模塊供電；所述接收終端包括接收終端IrDA發(fā)送器、太陽能電源管理模塊、接收終端ZigBee模塊以及接收終端嵌入式微處理器模塊；其中接收終端IrDA發(fā)送器、接收終端ZigBee模塊均與接收終端嵌入式微處理器模塊通訊連接；接收終端IrDA發(fā)送器用于發(fā)送自編碼生成的IrDA控制信號，接收終端ZigBee 模塊接收到控制信號數(shù)據包后，將其發(fā)送給接收終端嵌入式微處理器模塊，由其根據控制指令執(zhí)行相應的操作并返回確認信號數(shù)據包，再由接收終端ZigBee模塊發(fā)給控制端 ZigBee模塊，完成ZigBee數(shù)據包的接收與發(fā)送；太陽能電源管理模塊與接收終端IrDA發(fā)送器、接收終端ZigBee模塊以及接收終端嵌入式微處理器模塊均為電連接，為各模塊供 H1^ ο
3.根據權利要求2所述的基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)，其特征在于TFT觸摸屏模塊由TFT真彩顯示屏和四線電阻式觸摸屏組成；其中TFT真彩顯示屏與控制端嵌入式微處理器模塊連接；四線電阻式觸摸屏通過觸摸屏控制芯片與控制端嵌入式微處理器連接。
4.根據權利要求3所述的基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)，其特征在于所述電源管理模塊由鋰電池和穩(wěn)壓芯片組成。
5.根據權利要求4所述的基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)，其特征在于所述IrDA 接收器由紅外線接收頭組成。
6.根據權利要求1至5之一所述的基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制端嵌入式微處理器模塊和接收終端嵌入式微處理器模塊均由單片機芯片、復位電路、外部時鐘電路組成；控制端ZigBee模塊和接收終端ZigBee模塊均由ZigBee芯片、時鐘電路和天線電路組成；控制端IrDA發(fā)送器和接收終端IrDA發(fā)送器均由紅外線發(fā)射管組成。
7.根據權利要求6所述的基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)，其特征在于太陽能電源管理模塊由太陽能電池板、電源充電芯片和鎳氫充電電池組成。
8.權利要求1至7之一所述基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟(1)通電啟動ZigBee遙控器控制端及接收終端后，控制端嵌入式微處理器和接收終端嵌入式微處理器對各模塊進行初始化，然后將接收終端放置于要控制的家電附近，在 ZigBee遙控器控制端的頁面上選擇新建遙控器，并在新生成的遙控器頁面上選擇綁定接收終端，在搜索到的設備中選擇要綁定的接收終端，并自定義該接收終端的名稱；(2)綁定終端之后進入遙控器設置頁面，在該頁面上用戶自定義布置控制按鍵的數(shù)量及各個按鍵的名稱，然后在該頁面上選擇相應的學習按鍵進行編碼設置，將對應的家電所配置的遙控器的IrDA發(fā)送頭對準ZigBee遙控器控制終端的IrDA接收器進行紅外編碼設置，控制端嵌入式微處理器模塊對紅外編碼數(shù)據進行解析處理，將紅外信號高低電平持續(xù)的時間轉換為二進制編碼，然后傳遞給SD卡數(shù)據存儲模塊進行存儲，完成頁面設置，通過以上操作，用戶可以將所有家電配置的遙控器集合到ZigBee遙控器控制端，并通過更換SD 卡實現(xiàn)遙控器之間的完美切換；(3)用戶通過ZigBee遙控器控制端的TFT觸摸屏模塊輸入控制指令，控制端嵌入式微處理器模塊根據用戶的指令，從SD卡數(shù)據存儲模塊中讀取相應遙控器控制頁面上對應按鍵的編碼信息，并將編碼信息打包為ZigBee數(shù)據包發(fā)送到控制端ZigBee模塊，并且由控制端ZigBee模塊將該數(shù)據包發(fā)送到與該遙控器控制頁面綁定的接收終端上；(4)接收終端ZigBee模塊接收到該ZigBee數(shù)據包后，將其傳遞給接收終端嵌入式微處理器模塊，接收終端嵌入式微處理器模塊再解析數(shù)據包，并根據數(shù)據包的內容生成相應的 IrDA控制編碼，然后控制IrDA發(fā)送器發(fā)射控制信號，去控制對應的家用電器；然后接收終端嵌入式微處理器模塊再生成確認信號數(shù)據包，將該數(shù)據包傳遞給接收終端ZigBee模塊， 由接收終端ZigBee模塊回發(fā)給控制端ZigBee模塊；(5)控制端ZigBee模塊將接收終端反饋的信息傳遞給控制端嵌入式微處理器模塊，控制端嵌入式微處理器模塊根據反饋的信息在TFT觸摸屏模塊上顯示對應的操作結果。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述ZigBee遙控器控制端采用睡眠及中斷喚醒機制，所述接收終端采用定時喚醒機制；當ZigBee遙控器控制端的TFT觸摸屏模塊在系統(tǒng)設定的時間內沒有接收到控制指令時，遙控器開啟TFT觸摸屏模塊的觸摸中斷喚醒機制，然后關閉TFT觸摸屏模塊，進入深度睡眠的狀態(tài)，直到觸摸屏被重新觸發(fā)；接收終端在上電后啟動定時器定時喚醒機制，然后進入睡眠狀態(tài)，當定時時間到達后被重新喚醒，并查詢網絡中是否有未接收的數(shù)據包，如果有則接收并根據數(shù)據包內容執(zhí)行相應操作后發(fā)送響應信號數(shù)據包，最后重新進入睡眠狀態(tài)等待下一次被喚醒。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于在步驟(1)各模塊初始化之后，用戶可以在ZigBee遙控器控制端的頁面上選擇刪除遙控器或修改綁定，根據用戶輸入的指令進行刪除遙控器操作或者修改綁定操作。
全文摘要
本發(fā)明提供基于ZigBee的自編碼家電控制系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，該系統(tǒng)包括ZigBee遙控器控制端以及通過ZigBee網絡連接的多個接收終端。ZigBee遙控器控制端包括控制端嵌入式微處理器模塊、控制端ZigBee模塊、IrDA接收器、控制端IrDA發(fā)送器、TFT觸摸屏模塊、電源管理模塊、SD卡數(shù)據存儲模塊。接收終端包括接收終端嵌入式微處理器模塊、接收終端ZigBee模塊、接收終端IrDA發(fā)送器及太陽能電源管理模塊。采用ZigBee和IrDA技術，通過學習和自編碼將所有紅外遙控器集成到ZigBee遙控器控制端上，并通過ZigBee實現(xiàn)對家用電器的無縫接控制。本發(fā)明成本低且操作方便、實用性強。
文檔編號G05B19/418GK102393714SQ20111034097
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權日2011年11月2日
發(fā)明者吳敦為, 陸以勤 申請人:華南理工大學