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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 " R" [* s3 R( m9 l: i
% c0 G$ ]8 _0 Q6 y

9 H. E5 F/ U# C/ l, R6 _: [' t7 X5 \
. V( D% i/ h$ ^6 m) ?# c' ]) m: ^1 V  J8 K# Y4 ^& H0 d& n
        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:
' T7 d1 R0 b0 t% Q5 w& [' Y7 _1、智能管家:负责管理环境监测中心和开关控制中心,设置环境终端与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;% r# {' J# F1 T+ b
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;5 W$ ]* N& ?* n
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;( A- @+ _0 T7 f6 Y$ }* n
4、流动显示屏:显示时间、实时信息;7 j' |4 J% c" A3 {$ ^! s* T! M6 u
5、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;/ G1 _  [! ]+ }: C
1 C& {: f! }1 d" }0 {0 Z
6、巡逻机器人:巡逻检查,报告或处理室内环境的异常情况;4 u: z: P! ?7 _+ J1 q) q% J8 r+ b3 K" R+ K
) Q  p5 e4 d0 o* {
7、环境终端:检测单点位置的单一或多种环境参量;1 G4 H7 e2 S8 M) [. R+ j! Q- M1 K
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;
  K6 n  u& j) b: |% f+ N
  [5 j, P. m& d8 s. q/ p配置:% J  B+ L: E  M, ]7 l0 F
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;
: \; D: c; H3 R6 S2、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;
# m4 c9 c; y4 E1 p& L3、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;- P0 O0 [- k" M' @5 _% 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;2 b8 F. w% H" \) U# j/ F
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;; C9 {7 J0 b: K
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;
  T% n/ J9 M; k0 u7、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1;
8 b3 D+ j, T! w& B' ?# T8、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;
4 R: o9 X& }; @8 [) b3 b
0 n0 ^% D) j$ O# S
通信协议:" y' ?# V+ t' f2 O" R) o; i
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;
# f& \" H# j1 c" X# H5 P/ Z$ h2、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;
5 ~* T1 w  b6 Z8 n
* X4 m( C& t$ v8 s% V7 p' [, ^环境终端>--->环境监测中心:$ F1 N% }/ n2 {, v6 E! G
1、一个数据包固定为28字节长,不允许超过,也不分包发送;; E& u) d! F! I
2、协议格式:6 R1 {$ s& j, _% c9 }8 a

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;2 j/ H( \% ?- {2 U0 }
  • 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;' X/ E9 L6 q1 h; J

' R  x  \; w, o2 q: t& A环境监测中心<--->智能管家:
; ?4 F- z# q9 Q: V. U1、一个数据包固定为32字节长,不允许超过,也不分包发送;
. l0 T3 ^* f. ]2、协议格式:
- S8 B! H. y& ]

环境监测中心<--->智能管家

环境监测中心<--->智能管家
' ]6 A& v6 V  s( O! U2 X) y
3、协议说明:# ^2 m) J( z& V3 f$ i, X
  • 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;+ m5 S5 m! L3 c
4 Q) v1 ~; ?# [& z( b
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~; A( a+ H, r3 z, F6 p: Z8 V2 g

0 E# J& k% J7 n; H
7 A! H/ P6 f& v

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赞 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& Y( r. P- G. ?# q1 c) j( j  ]
看着很高大上

  e8 _/ g+ ]- f2 V0 p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- j. C8 @% X9 X+ Q  e% }! {- ?  G& ?
这个真是高大上,我们都想了解

# S. _" ^- U/ s  j8 B" C; k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
: f$ S9 y6 }  ]. J学习了

3 ?" L! x: o! D( Y" g2 y~~~~~~~~
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!
2 i, i# p) o+ j* p! N1 ]& j
路鸣雨 回答时间:2017-1-16 21:03:33
斜阳__ 发表于 2017-1-5 22:12. w( z# o5 q7 Y4 ^. W3 K
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 ...

3 t# c8 a6 N: `1 u9 T, v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
2 r4 _8 `- d% S, n/ A7 W1 \4 r好帖,必须支持一下!
! Y( y' W, x" M
thank you ~
小小超 回答时间:2017-1-17 09:14:40
谢谢分享!!

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