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智能家居系统架构

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路鸣雨 发布时间:2016-12-31 02:09
本帖最后由 路鸣雨 于 2017-12-6 15:45 编辑 4 R& G9 h. u2 b8 c
( v! ?  P. V( @, w

$ Q8 |) ~( C: @$ j) q1 Y* g3 w8 l( |7 ]+ ~0 h" {3 u

+ K1 b& ]# l+ x0 W7 a, g% d1 i
        早就有搭建物联网应用的想法,不过一直盘旋在脑子里,形不成具体的东西,具体执行也得慢慢细化成形。于是我打算先发布个大概思路,供大家闲余饭后瞅瞅,可以给给建议,指点指点。以后我还会慢慢修正更新,期待完成,然后再尝试各种版本~

智能家居应用模型One

智能家居应用模型One
角色# P! d7 I0 R1 y4 K7 ^2 B
1、智能管家:负责管理环境监测中心开关控制中心,设置环境终端开关终端之间的点联动功能。包含语音服务、提醒服务、定时服务等其他个性服务;# N) d: o3 _% j* _; e9 G
2、环境监测中心:自行处理智能管家分派的任务,实时上传环境终端发来的测量数据,监管环境终端,把环境数据在本地分类存储,能与开关控制中心联动;/ `7 }( ^, j0 X0 p
3、开关控制中心自行处理智能管家分派的任务,监控开关终端的状态,能与环境监测中心联动
# K6 i* H- A/ N% e9 {4 B- y4、流动显示屏:显示时间、实时信息
6 I1 i& O2 y- |! Y( V5、特殊监测站:监测特定位置点的气压(P)、紫外线(U)、磁场强度(M)、CO2浓度(C)、PM2.5含量(G)、……,并直接与智能管家沟通,把数据在本地分类存储
- p' `% P0 k/ `

+ m& z  R  n' Z5 o6、巡逻机器人:巡逻检查,报告或处理室内环境的异常情况;( f, u) u; h6 V5 V
% ?0 a0 w9 ?( F) G8 g! Z
7、环境终端:检测单点位置的单一或多种环境参量;% [9 v8 R3 W% O7 I! t1 V, U
8、开关终端:控制单点位置的单个或多个开关节点,或者参量控制;
4 \( M: k5 a  o3 k* k) S# e9 n7 Z* N4 r+ @
配置
9 H% Q2 A1 @) g2 @' h" |1、智能管家:1个,Gokit2开发板STM32F103RE,72MHz,3.5寸480*320串口HMI,128*64点OLED屏,语音模块,WiFi模块ESP8266,占用智能管家NRF24L01通道0;
- l$ U9 \% E& R' ^, U1 D2、环境监测中心:1个,128*64单色LCD屏,STM32F103RC,72MHz,rt-thread,占用智能管家NRF24L01通道1,SD卡更新固件,无线更新固件;8 H& W1 J) F, P% L- F
3、开关控制中心:1个,128*64单色LCD屏,STM32F103RC,72MHz,rt-thread,占用智能管家NRF24L01通道2,SD卡更新固件,无线更新固件6 Q3 U; ~) E0 D- ]& \
4、流动显示屏:N个,32*16点RGB点阵屏,新唐M0516lan,50MHz,rt-thread,光敏传感器,占用智能管家NRF24L01通道3;& q9 E9 w- W, b4 |8 J
5、特殊监测站:N个,128*64单色LCD屏,STM32L053R8,32MHz,两节18650;或2.8寸320x240触摸屏,STM32F103RC,72MHz,rt-thread,占用智能管家NRF24L01通道4;
) p! X, r; n" }6、巡逻机器人:N个,1.44寸TFT液晶屏,STM32F411RG,100MHz,rt-thread,摄像头,占用智能管家NRF24L01通道5;. E& k/ h) k5 L0 \( ^  A
7、环境终端N个,STM8L051F3P6,无屏,或STM8L052C6T6,2MHz,4位笔段式LCD,2节AAA干电池,随机占用环境监测中心的通道16 m+ H, g9 E4 F4 o3 W4 |
8、开关终端N个,STM8S003F3P6,STM32F030F4P6,STM32F030C8T6,32MHz,现场取电,随机占用开关控制中心的通道1
( d, L1 }/ I5 v! L; N

" a: O& Q) X" s" M- N8 V通信协议, _' A- X! `! x! z: }2 b
1、NRF24L01<==>NRF24L01,空中通信速率1Mbit/s,最大2Mbit/s。SPI通信速率几个Mbit/s,面对大数据并发应该没问题;
# C& J) P6 X  D% @' _2、MCU<==>WiFi模组,标准串口通信,9600波特率,960字节/每秒,30个数据包(每包32字节)/每秒,确实有点低;; i  I( P9 b- }, z( x

% e" x1 P0 ?, N环境终端>--->环境监测中心+ A8 Y0 F! t0 Q6 u
1、一个数据包固定为28字节长,不允许超过,也不分包发送;: W  c& L. b) o
2、协议格式:
$ l+ t, c; d1 `- X8 W6 y

环境终端>--->环境监测中心

环境终端>--->环境监测中心
3、协议说明:
  • 位置ID码:2字节,单点位置的唯一标识码。最多可安置65535个位置;
  • 电池电压:2字节,采样计算得出的电压,单位mV;
  • 参量个数:1字节,本终端上传几个环境参量,环境监测中心会据此以及类型码解析数据区域。0x03代表本终端上有3个传感器;
  • 数据域:n字节,由【1字节类型码+n字节参量数值】、【类型码+参量数值】...组成。不同的环境参量,用不同的类型码区别,参量数值根据类型码由1字节或2字节表示:【1】温度(T)为0x01,单位0.1℃,0x0103代表当前温度为25.9℃。【2】湿度(H)为0x02,单位1%,0x28代表当前湿度为40%。【3】光照度(I)为0x03,单位1LUX,0x05B4代表当前照度为1460流明,等。数据域最大28-7=21字节,若是数据值都用2字节表示,最多容纳7个传感器数据;
    " X7 L" d+ t% C- q- e3 z
  • 剩余字节:n字节,用0x00填充;
  • 重发次数:1字节,标明这个数据包被环境终端重发了几次,0x02代表这个数据包重发了2次;
  • 校验字节:1字节,前面所有字节的累加和。0x1E代表当前数据包的校验字为0x1E,0xAA+0xAA+0x0C+0xCE+0x03+0x01+0x01+0x03+0x02+0x28+0x03+0x05+0xB4+0x02=0x1E;
    . K. X, h' k, z# S' m
% e6 Q9 X: d, c
环境监测中心<--->智能管家+ T6 ?7 I" t2 E- s% o; I4 ?
1、一个数据包固定为32字节长,不允许超过,也不分包发送;& p  s8 P4 Q# d% ]6 y3 \
2、协议格式:
; a7 }) x8 J6 {

环境监测中心<--->智能管家

环境监测中心<--->智能管家

2 ], c% A1 B1 o9 Y: f0 p- N3、协议说明:
4 w& K- _. R' y* V1 c2 {) I
  • 身份ID码:1字节,身份识别的唯一标识。智能管家端显示为十进制代号,如“环境检测中心001”;
  • 命令字:1字节,0x01上传环境终端数据包命令,0x02同步时间命令,0x03联动命令;
  • 数据域:n字节,根据命令字不同,内容不同。【1】命令字为0x01,数据域即需要上传的数据包。【2】命令字为0x02,数据域即智能管家下发的时间。【3】如命令字为0x03,数据域即智能管家下发的联动命令。数据域最大32-4=28字节;
  • 剩余字节:n字节,用0x00填充;
  • 重发次数:1字节,标明这个数据包被环境监测中心重发了几次;
  • 校验字节:1字节,前面所有字节的累加和;
    : M% k( ~% D& I. [4 [* K

1 {5 [1 B5 J) F8 h后续还有,
开关终端<---<开关控制中心开关控制中心<--->智能管家的通信协议说明及其他角色有待添加~
3 K7 n- `6 P9 w; ^( D( [/ L
9 o6 K5 ~( O* K1 o' G3 H6 D" J

. k# `! g* h  X+ B, }  }! a

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收藏 1 评论14 发布时间:2016-12-31 02:09

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14个回答
黑皮男 回答时间:2016-12-31 08:51:12
看着很高大上
Stm32McuLover 回答时间:2016-12-31 10:24:52
五哥1 回答时间:2016-12-31 12:21:29
这个真是高大上,我们都想了解
damiaa 回答时间:2016-12-31 13:19:39
谢谢谢谢
路鸣雨 回答时间:2016-12-31 13:42:12
黑皮男 发表于 2016-12-31 08:51
, @; O5 j' X. ?0 I" \- I看着很高大上
" f, @4 o9 d, X$ M7 j: c% Y
但是得实施起来啊~
路鸣雨 回答时间:2016-12-31 13:44:57
五哥1 发表于 2016-12-31 12:21
- i/ z' ^8 y% e: r0 H. X+ G这个真是高大上,我们都想了解
9 D' U1 X( Z% Z3 b2 z/ Y
想了解就看上面吧,因为我框架还没搭完,会完善,会修改,原型机也只是尝试,从简单到复杂。目前电路和程序只是测试的,放上去感觉也没什么意思~
5265325 回答时间:2017-1-1 12:09:51
zero99 回答时间:2017-1-4 13:59:58
学习了
路鸣雨 回答时间:2017-1-5 21:40:32
zero99 发表于 2017-1-4 13:59
1 U$ e1 ~( G8 F9 L# k: S1 j学习了
+ ~3 R* F, l" |' g9 v" g/ ?
~~~~~~~~
斜阳 回答时间:2017-1-5 22:12:48
智能管家对其它设备的综合管理是个难点;如果借助AI的话又需要用户花时间去训练;如果只是汇集数据,就显得不智能
zbber 回答时间:2017-1-6 08:17:27
好帖,必须支持一下!
" f( J4 m" Z& R6 k/ L# P
路鸣雨 回答时间:2017-1-16 21:03:33
斜阳__ 发表于 2017-1-5 22:12' j. h7 G; g$ ^" g
智能管家对其它设备的综合管理是个难点;如果借助AI的话又需要用户花时间去训练;如果只是汇集数据,就显得 ...
7 t3 \3 X" f5 o# Z5 c
所以除了数据汇集,还能控制开关啊,然后还要联动什么的,总之先搭建好,再慢慢进化吧
路鸣雨 回答时间:2017-1-16 21:04:04
zbber 发表于 2017-1-6 08:17
/ p/ \4 [6 }) p7 i好帖,必须支持一下!

  W$ |2 e$ H9 P. gthank you ~
小小超 回答时间:2017-1-17 09:14:40
谢谢分享!!
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