CN201107651Y - 智能家居保姆系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能家居保姆系统和多网络单点接入集成方法，可以应用到智能楼宇家居、高危险作业等领域。包括有中央控制器、机器人终端执行器、远程控制终端和设备终端执行器。本系统使PDA、计算机或手机可以通过Internet网络或GSM、CDMA、3G手机网络，在家中无人时，帮助主人实现远程家务，可移动的小机器人可环顾家庭每个角落，采集温度等信号，采集家庭图像声音信息，并且可以对突发事件进行紧急处理。当本实用新型应用于有毒有害和危险环境作业时，可以代替人在危险环境中采集图像信息、开关电源，小机器人还可用于危险环境下的勘测和强电开关量、模拟量动力输出进行操作，特别可以应用在救援和管道作业中。

Description

智能家居保姆系统

技术领域

本实用新型提出了一种智能家居保姆系统，可以应用到智能楼宇家居、智能监控、管道机器人、高危险作业等领域。

背景技术

近年来，以日本为首的发达国家机器人技术迅猛发展，有伴舞机器人、机器人播音员、机器人骑手、“味觉”机器人等新型服务机器人，为人们展示了服务机器人广泛的应用和广阔的发展前景。从全世界机器人发展状况来看，目前服务机器人还没有统一的定义，在我国服务机器人的定义指用于完成对人类福利和设备有用的服务(制造操作除外)的自主或半自主的机器人，主要包括：清洁机器人、家用机器人、娱乐机器人、医用及康复机器人、老年及残疾人护理机器人、办公及后勤服务机器人、救灾机器人、酒店售货及餐厅服务机器人等。

目前国内外存在的网络控制设备，往往都是根据具体应用领域选择特定的网络加以设计。而实际生活中的智能家用设备，提出了通过手边就近能找的一切网络及时地实现超远程控制的需求，目前世界上还不存在一种：对于同一个设备同时能满足GSM、CDMA、3G、WiFi、LAN、Internet等多种网络统一控制的方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有机器人的上述缺陷和解决多网络统一控制的需求，提供了一种超前的智能家居保姆(Intelligent Home Assistant，简称IHA)系统和多网络单点接入集成(Muti-net Single Access Integration，简称MSAI)方法。

本实用新型设计了一种智能装置——“智能家居保姆”的目的之一是解决主人不在家中时，对家中电器设备无法控制的问题，例如主人在单位工作时，无法实现远程烧水、加热洗澡水、开关空调、窗帘等，无法得知家中温度等信息，无法得到家中图像声音信息，也无法对突发事件进行紧急处理(强行开断电源、开门、锁门)的问题。

本实用新型的目的之二是解决人类无法在有毒有害和危险环境中工作的问题，而是通过机器人可以代替人在危险的环境中采集图像信息、开关电源、遥控设备，同时本实用新型也为解决危险环境下的勘测和强电开关量、模拟量动力输出进行操作，特别是应用在救援和管道作业等人类无法亲身工作的环境。

本实用新型设计了一种多网络单点接入集成(Muti-net Single AccessIntegration，简称MSAI)方法，目的是解决人们在工作过程中，由于受到工作地点的约束，无法充分利用手中现有的通讯工具实现远程控制的问题，本实用新型提出的方法可以使人们利用身边存在的各种网络实现实时监控。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：包括有中央控制器1、机器人终端执行器2、远程控制终端3和设备终端执行器4。其中：

中央控制器1包括有中央控制器处理器1.1、视频数字接口1.2、视频解码器1.3、视频模拟接口1.4、无线摄像头接收器1.5、存储接口1.6、串口0、以太网接口1.8、串口1、串口2、LCD接口1.11、液晶屏1.12、无线通讯模块1.13、调试接口1.14、调试工具1.15、存储器1.16、机器人无线发送模块1.17、手机网络Modeml.18和无线路由器1.19。其中：

中央控制器处理器1.1通过视频模拟接口1.4、无线摄像头接收器1.5与机器人终端执行器中的无线摄像头2.2相连，中央控制器1中的的无线摄像头接收器1.5接收由机器人终端执行器2发送来的视频无线信号，并将其转化为标准视频模拟信号，接入视频模拟接口1.4，视频模拟接口1.4的另一端与视频解码器1.3相连，将模拟信号经过采样、解码经过中央控制器处理器1.1的视频数字接口1.2送入中央控制器处理器1.1，中央控制器处理器1.1对由视频数字接口1.2接入的视频数字信号进行处理，将视频中的图像通过存储接口1.6存入存储器中1.16；中央控制器处理器1.1通过数据总线与太网接口1.8相连，将处理后的视频数据经过UDP网络协议封装，发向无线路由器1.19，无线路由器1.19通过有线、无线网络将上述UDP视频数据包发向远程控制终端3。

中央控制器处理器1.1通过串口0与机器人无线发送模块1.17相连接，将机器人控制命令发送至机器人终端执行器2；中央控制器处理器1.1通过串口1与手机网络Modeml.18相连接，接收来自手机网络的控制命令和向远程控制终端3发送处理结果；中央控制器处理器1.1通过串口2与设备终端执行器4中的执行器无线通讯模块4.2相连接，将终端执行器控制命令发送至设备终端执行器4，并接收设备终端执行器4返回的处理结果。

中央控制器处理器1.1通过LCD接口1.11，与液晶屏1.12相连接，将中央控制器处理器1.1的工作状态显示在液晶屏1.12上，中央控制器处理器1.1通过调试端口1.14与调试工具1.15相连接，通过调试工具1.15对中央控制器处理器1.1进行调试，从而实现对中央控制器1的调试。

所述的机器人终端执行器2包括有机器人无线接收模块2.1、无线摄像头2.2、机器人处理器2.3和步进电机模块2.4；其中：

机器人无线接收模块2.1接收来自中央控制器1的机器人运动命令，机器人无线接收模块2.1的输出与机器人处理器2.3的串口连接，机器人处理器2.3通过并行数据、地址总线与步进电机模块2.4连接，通过接到命令计算出左、右两个轮子步进电机步长对应的脉冲数，送给步进电机模块2.4使步进电机转动，从而实现机器人终端执行器2的移动；机器人终端执行器2顶部安装的无线摄像头2.2，将采集的视频模拟信号通过无限发射器发送到中央控制器1的无线摄像头接收器1.5。

所述的远程控制终端3包括有手机类控制终端3.1、有线上网类控制终端3.2、无线上网类控制终端3.3；其中：

手机类终端控制器3.1包括支持各种网络的手机，通过电信部门的手机网络3.4与中央控制器1的手机网络Modem相连接进行通讯；有线上网类控制终端3.2指能够连接到互联网中的设备，通过电信部门的Internet网络3.5与中央控制器1的无限路由器1.19相连接进行通讯；无线上网类控制终端3.3指能够连接到局域网或互联网中的设备，通过局域网或电信部门的Internet、www、专线各种网络3.5与中央控制器1的无限路由器1.19相连接进行通讯。

所述的支持各种网络的手机中的网络包括GSM或CDMA或3G网络，和用于手机通讯的专用网络。

所述的能够连接到互联网中的设备是指机顶盒或笔记本电脑或计算机或服务器或智能交换或路由设备。

所述的能够连接到局域网或互联网中的设备是PDA或带有无线网卡的笔记本电脑或计算机或服务器或智能无线交换或路由设备。

所述的设备终端执行器4包括有设备终端执行器处理器4.1、无线通讯模块4.2、串口4.3、片内温度传感器4.4、LED显示模块4.5、D/A接口4.6、固态调压器4.7、调压类电器4.8、I/O接口4.9、继电器4.10、开关类电器4.11、传感器4.12、变送器4.13和A/D接口4.14；其中：

无线通讯模块4.2接收来自中央控制器1中的无线通讯模块1.13的控制信号，通过串口4.3接入设备终端执行器处理器4.1，设备终端执行器处理器4.1按照接收来的命令和对应的程序，打开连接的相应的设备，同时相应设备的采集结果经过设备终端执行器处理器4.1处理，将结果通过无线通讯模块4.2发送给中央控制器1中的无线通讯模块1.13；设备终端执行器处理器4.1通过并行数据地址总线与D/A接口4.6相连接，使终端执行器处理器4.1数字控制量送入D/A接口4.6输入端，D/A接口4.6输出弱电电压信号，与固态调压器4.7的控制输入端连接，使得固态调压器4.7的输出端产生驱动调压类电器工作的强电动力电，固态调压器4.7的输出端与调压类电器4.8的电源相连接，对调压类电器进行无级调压与供电。

设备终端执行器处理器4.1通过独立位控I/O接口4.9与继电器4.10相连接，使设备终端执行器处理器4.1数字开关控制量送入继电器4.10输入端，继电器4.10输出驱动开关类电器工作的开关类强电动力电，继电器4.10的输出端与开关类电器4.11的电源相连接，实现了对调压类电器的开关控制与供电；接入的传感器4.12输出接在变送器4.13的输入端上，变送器4.13将传感器4.12产生的模拟信号转换成为标准的传感器电流信号，再转换为标准的传感器电压信号接入设备终端执行器4的A/D接口4.14，A/D接口4.14将传感器模拟信号转换为数字信号，通过并行数据地址总线与设备终端执行器处理器4.1相连接，实现了对传感器信号的采集。

片内温度传感器4.4直接通过片内总线将数字信号直接传给设备终端执行器处理器4.1，实现对温度信号的采集；设备终端执行器处理器4.1通过并行数据地址总线与LED显示模块的输入端连接，实现对每次执行结果的显示。

多网络单点接入集成方法，是按照以下步骤实现的：

1)不同远程控制终端3按照自身使用的格式，将命令封装，通过相应的交换设备发向中央控制器1；

2)中央控制器1接到上述不同控制终端3按其相应格式发送来的命令后，按照相应协议解除封装，将命令体留下，记录ID特征码，通过语意识别处理，将其按照多网络单点接入集成协议转换、封装成为终端执行器可以识别处理的命令格式；

所述的命令体为：不同控制终端3按其相应格式发送来的命令中，只与命令内容有关的数据部分；而与不同控制终端、交换设备通讯时有关的封装的包头、包尾信息无关的通讯协议部分，不属于命令体；

对于手机类控制终端，所述的ID特征码为：手机号码和发送时间、地点信息组成的字符串；

对于无线上网类控制终端和有线上网类控制终端，所述的ID特征码为：IP地址和发送时间、地点信息组成的字符串；

所述的多网络单点接入集成协议为：用于中央控制器1和终端执行器5之间通讯的通讯格式；所述的终端执行器5包括机器人类终端执行器2和控制终端执行器4；

3)中央控制器1将上述封装的命令发向终端执行器，终端执行器5按照多网络单点接入集成协议解析执行；

4)终端执行器5产生执行结果，按照多网络单点接入集成协议封装发送给中央控制器1；

5)中央控制器1按照多网络单点接入集成协议解析的终端执行器5发送来的执行结果，按照ID特征码，选择相应的协议对执行结果进行封装；

6)中央控制器1将上述封装的执行结果发给相应的远程控制终端3，远程控制终端3解析、显示执行结果。

本实用新型的与现有技术相比的优势：

1)可以通过现存的任意主流网络(GSM、CDMA、3G、以太网、WiFi、Internet)实现超远程控制一个带有视频采集功能的机器人进行行走控制、视频同传、开关电器、电压调节、传感器(温度、空气成分等)采集等功能。

2)家用电器无需任何改造即可完成智能化控制，只需将家用电器电源从先前接入的220V电源插座中拔出，插入智能家居保姆执行终端的强电输出端口，将智能家居保姆执行终端的强电输入电源线接在上述家用电器先前接入的220V电源插座，即可完成家用电器智能化控制改造，实现0～220无级调压。

3)本实用新型的智能机器人终端还可以用于对人体有害的工作环境，和人类无法进入的管道等工作环境，让机器人代替人类完成上述工作环境下的监控工作。

附图说明

附图1  智能家居保姆(IHA)系统电路模块连接图

附图2  智能家居保姆(IHA)系统软件流程图

附图3  多网络单点接入集成方法(MSAI)方法1统一接入方法框图

附图4  多网络单点接入集成方法(MSAI)方法2统一处理方法框图

具体实施方式

下面结合图1～图4详细说明本实施例。

1、智能家居保姆系统实现方案：

如图2所示，智能家居保姆系统由中央控制器1、机器人终端执行器2、远程控制终端3和设备终端执行器4四个主要部分构成；

1.1中央控制器1

本实施例中选用S3C2410的ARM9芯片作为中央控制器1中的中央控制器处理器1.1，S3C2410自带3个串口，分别用于：串口0、串口1、串口2，S3C2410自带LCD控制器，可以直接作为：LCD接口1.11，S3C2410自带JTAG接口，即作为中央控制器1的调试接口1.14，S3C2410的数据、地址总线直接作为存储接口1.6；选用EPM3032的CPLD芯片作为视频数字接口1.2处理逻辑和时序关系，选用ADV7183解码芯片作为视频解码器1.3其工作频率为54M，分辨率为10位，使用标准的视频接头插孔作为视频模拟接口1.4，选用DM9000网卡芯片作为以太网接口1.8芯片、选用LQ043T3DX01液晶屏1.12，使用通用的无线摄像头接收器1.5，选用200m距离无限数传模块无线通讯模块1.13、调试工具1.15选用ARM全系列Muti-ICE实时JTAG仿真器和计算机，存储器1.16选用1GB的IED硬盘，使用机器人无线发送模块1.17成品、选用GSM网络的Modem作为手机网络Modem、选用802.11协议108M无限路由器1.19，其连接关系图下：

中央控制器1的中央控制器处理器1.1S3C2410的数据总线为DATA0～DATA31，地址总线为ADDR0～ADDR26，控制总线主要由WR、RD、ALE等控制信号构成，通过上述3种总线与中央控制器1其他模块连接；无线摄像头接收器1.5通过其天线接收由机器人2发送来的视频无线信号，并将其转化为标准视频模拟信号，无线摄像头接收器1.5的标准视频输出接口接入中央控制器1的视频模拟接口1.4，视频模拟接口1.4的另一端与视频解码器1.3ADV7183芯片的视频输入接口AIN1相连，将模拟信号经过采样、解码，控制接口与输出接口P0～P15接入经过中央控制器处理器1.1的视频数字接口EPM3032的I/O输入进行逻辑转换，逻辑转化结果经过EPM3032的I/O输出送入中央控制器处理器1.1，中央控制器处理器1.1对由视频数字接口1.2接入的视频数字信号进行处理，并通过数据、地址、控制总线与存储接口1.6相连，将视频中的图像存入存储器中1.16；中央控制器处理器1.1通过数据、地址、控制总线与太网接口1.8芯片DM9000相连，DM9000的输出通过RJ45网线与无线路由器1.19的LAN接口相连，将处理后的视频数据经过UDP网络协议封装，发向无线路由器1.19，无线路由器1.19通过有线、无线网络将上述UDP视频数据包发向远程控制终端3；中央控制器处理器1.1通过串口0与机器人无线发送模块1.17的串口输入相连接，将机器人控制命令发送至制器人2；中央控制器处理器1.1通过串口1与手机网络Modem的串口输入相连接，接收来自手机网络的控制命令和发送处理结果；中央控制器处理器1.1通过串口2与执行器无线通讯模块4.2的串口输入相连接，将终端执行器控制命令发送至终端执行器3，并接收终端执行器3返回的处理结果；中央控制器处理器1.1通过LCD接口R0～R7、G0～G7、B0～B7和控制信号CK、DISP、HSYNC、VSYNC，与液晶屏1.12相连接，将中央控制器处理器1.1的工作状态显示在液晶屏1.12上，中央控制器处理器1.1通过调试端口JTAG与调试工具JTAG相连接，通过调试工具1.15对中央控制器处理器1.1进行调试，从而实现对中央控制器1的调试。

1.2机器人终端执行器2

本实施例中选用C8051F330单片机和EPM3032CPLD作为机器人处理器2.3，选用4相位12V步进电机模块2.4，机器人无线接收模块2.1是与机器人无线发送模块1.17配套的成品，无线摄像头2.2是与通用的无线摄像头接收器1.5配套的成品。

机器人无线接收模块2.1通过其天线接收来自中央控制器1机器人无线发送模块1.17的机器人运动命令，机器人无线接收模块2.1的输出通过UART接口与机器人处理器2.3的UART接口连接，机器人处理器2.3通过数据D0～D7、地址总线A0～A7和控制总线WR、RD、ALE接入EPM3032的I/O输入端，经过逻辑变换EPM3032的I/O输出与步进电机模块的控制输入CK、FW、EN连接，通过接到命令计算出左、右两个轮子步进电机步长对应的脉冲数，送给步进电机模块2.4使步进电机转动，从而实现机器人终端执行器2的移动；机器人终端执行器2顶部安装的无线摄像头2.2，将采集的视频模拟信号通过无限发射器的天线发送到中央控制器1的无线摄像头接收器1.5。

1.3远程控制终端3

手机类终端控制器3.1包括支持GSM、CDMA、3G等各种网络的手机，通过电信部门的手机网络3.4与中央控制器1的手机网络Modem相连接进行通讯；有线上网类控制终端3.2包括机顶盒、笔记本电脑、计算机等各种能够连接到互联网中的设备，通过电信部门的Internet、www、专线各种网络3.5与中央控制器1的无限路由器1.19的LAN接口相连接进行通讯；无线上网类控制终端3.3包括PDA、带有无线网卡的笔记本电脑、计算机等各种能够连接到局域网或互联网中的设备，通过局域网或电信部门的Internet、www、专线各种网络3.5与中央控制器1的无限路由器1.19的无线LAN接口(通过天线)相连接进行通讯。

1.4设备终端执行器4

本实施例中选用C8051F330作为核心的设备终端执行器处理器4.1，选用200M无限数传模块作为无线通讯模块4.2，C8051F330片内自带串口4.3，自带温度传感器4.4，自带D/A接口4.6，自带A/D接口4.14，自带I/O接口4.9，；选用8位8段LED作为LED显示4.5，选用220V10A固态调压器作为固态调压器4.7，选用220V10A继电器4.10，选择并测试调压类电器4.8如电灯，选择并测试了开关类电器4.11，如热水器、电饭锅、电暖气、空调、电视机、微波炉，选用了Pt100作为传感器4.12，并选择了Pt100专用输出4～20mA或0～5V可选的传感器变送器4.13。

无线通讯模块4.2通过其天线接收来自中央控制器1的无线通讯模块1.13的控制信号，通过串口4.3接入设备终端执行器处理器4.1的串口，设备终端执行器处理器4.1按照接收来的命令和对应的程序，打开连接的相应的设备，同时各种设备的采集结果经过设备终端执行器处理器4.1处理，将结果通过无线通讯模块4.2，发送给中央控制器1的无线通讯模块1.13：设备终端执行器处理器4.1通过内部总线与D/A接口4.6相连接，使终端执行器处理器4.1数字控制量送入D/A接口4.6输入端，D/A接口4.6输出0～10V弱电电压信号，与固态调压器4.7的控制输入端连接，使得固态调压器4.7的输出端产生驱动调压类电器工作的0～220V强电动力电，固态调压器4.7的输出端与调压类电器4.8的电源相连接，实现了对电灯等调压类电器的无级调压与供电；设备终端执行器处理器4.1通过独立位控I/O接口4.9与继电器4.10的控制端相连接，使设备终端执行器处理器0或5V数字开关控制量送入继电器4.10输入端，继电器4.10输出驱动开关类电器工作的0或220V开关类强电动力电，继电器4.10的输出端与开关类电器4.11的电源相连接，实现了对热水器、电饭锅、电暖气、空调、电视机、微波炉等调压类电器的开关控制与供电；各类传感器4.12三线输出输出接在变送器4.13的三线输入端上，变送器4.13将传感器4.12产生的模拟电阻信号转换成为标准的4～20mA传感器电流信号，再转换为标准的0～5V传感器电压信号接入设备终端执行器(4)的A/D接口4.14，A/D接口4.14将传感器模拟信号转换为数字信号，通过C8051F内部总线与设备终端执行器处理器4.1相连接，实现了对传感器信号的采集；片内温度传感器4.4直接通过片内总线将数字信号直接传给设备终端执行器处理器4.1，实现对温度信号的采集；设备终端执行器处理器4.1通过并行数据地址总线与LED显示模块的输入端连接，实现对每次执行结果的显示。

2、多网络单点接入集成方法实现方案：

多网络单点接入集成(Muti-net Single Access Integration，简称MSAI)方法，由多网络统一接入方法(方法1——硬件连接)和多网络统一处理方法(方法2——软件实现)两个核心方法构成

2.1多网络单点接入集成方法

如图3所示，指的是将不同种类(3.1～3.3)的远程控制终端3，通过不同的接入设备接入到单一的中央控制器1上，不同的接入方式通过中央控制器1处理为相同的控制命令，发向终端执行器5执行，执行结果返回中央控制器1，再由中央控制器1处理为适应于不同设备的返回值，通过不同接入设备1，返回不同种类1的远程控制终端3处理显示。

主要由以下3个步骤构成：

步骤1：确定不同控制终端的接收装置和通讯方式；

步骤2：不同控制终端的接收装置与中央控制器的不同接口相连接，确保数据的双向通讯；

步骤3：将中央控制器与终端执行器通过固定的接口相连接，确保数据的双向通讯，至此完成了硬件层的统一接入；

具体地说：不同种类(3.1～3.3)的远程控制终端3，如GSM手机、CDMA手机、3G手机发送短信或数据包，经过电信部门及基站3.4的处理，转化为手机Modem 5.6所用网络的方式，本实施例选用GSM的Modem，即各种手机终端发送来的信息统一转成GSM网络数据，发送给GSM的Modem，手机Modem 5.6与中央控制器1的串口1.9连接将数据接入，中央控制器1处理好的数据，通过串口1.9传回GSM的Modem，发向手机网络3.4，手机网络3.4根据手机号码处理为响应网络的信号，发回GSM手机、CDMA手机、3G手机等手机网络类终端控制器。

同理，每个网络接入设备都有自己的IP地址，无线网络列终端控制器3.3，如WiFi上网的PDA、无限上网的电脑通过802.11x无线网络3.6将数据发送给无限路由器1.19的无线LAN接口，有线网络列终端控制器3.2通过Internet、专线网络3.5将数据发送给无线路由器1.19 LAN接口，无线路由器1.19与中央控制器1的以太网接口1.8连接将数据接入，中央控制器1处理好的数据，通过以太网接口1.8传回无线路由器，无线路由器根据IP地址发向802.11x无线网络3.6和Internet、专线网络3.5，无线路由器从而根据不同的IP地址进行路由，发送返回数据。

2.2多网络单点接入集成方法：

多网络单点接入集成方法主要由6个核心步骤构成，如图4所示：

步骤1：远程控制终端3按照自己的命令格式发出命令：不同的远程控制终端3，如手机发送打开电器的短信，笔记本电脑发送机器人向前运动的命令，通过不同的接入设备，如GSM的Modem和无线路由器，将不同格式的控制命令发送给中央控制器1，此时封装的命令格式是不同的；

步骤2：中央控制器1将不同格式的命令除去包头、包尾，只留下命令体本身和ID特征码，对于手机类终端，ID特征码由手机号码、当前时间地点信息构成，对于无线类控制终端、有线类控制终端，ID特征码号由IP地址和当前时间、地点信息构成，对命令体进行语义识别，语意识别的方法选用关键字匹配的方法，输入为命令体，输出再按照多网络单点接入集成协议封装成为终端执行器可以识别处理的命令格式，此时不同控制终端发来的命令被封装成的命令格式已经是相同的了；

步骤3：中央控制器1向终端执行器5发送统一的控制命令，终端执行器5执行，并产生待返回的结果，如将打开电器命令发送给设备执行终端4，将机器人向前运动的命令发送给机器人执行终端2，此时解析的命令格式是相同的；

步骤4：终端执行器5将执行结果发回中央控制器1，如设备执行器终端执行温度采集命令后，将温度传感器A/D转换结果通过无线通讯模块发回中央控制器1，此时封装的执行结果格式是相同的；

步骤5：中央控制器1将返回结果根据接收时的ID特征码，对执行结果选择不同的封装形式，加上包头和包尾，封装成为不同格式的执行结果返回形式，如发往手机终端的执行结果封装为短信形式，发往计算机的执行结果，封装为TCP数据包，返回的视频执行结果封装为UDP数据包，此时封装的执行结果格式是不同的；

步骤6：中央控制器1根据远程控制终端3的ID号(手机号或IP地址)，发送给不同的交换设备，从而将不同格式的执行结果发送到不同类别的远程控制终端3，如设备执行器终端发回的温度传感器A/D转换结果通过GSM的Modem发给手机控制终端，通过无线路由器发给计算机，终端控制器接收显示结果，此时解析的执行结果格式是不同的；

3、系统运行流程

智能家居保姆系统运行流程参见附图2：

步骤1：系统上电后，读取上一次使用时的工作参数，如果是第一次启动，则使用默认的工作参数，打开所有设备；中央控制器建立TCP Server服务器，等待终端设备连接，如果没有设备连接，系统将重复步骤1，如果有TCP连接，系统将进入步骤2；

步骤2：当有终端设备通过TCP连接系统时，系统将反复查询当前接入设备是否有新的命令到达，如果没有新的控制命令到达，系统将重复步骤2，如果有新的控制命令到达，例如此时远程的手机或计算机等终端控制器发送控制电器控制命令或机器人移动命令，中央控制器主程序将根据命令号调用相应的子程序，开起相应的设备执行命令，将执行结果返回远程的手机或计算机等终端控制器显示，执行后进入步骤3；

步骤3：判断当前指令是否是关闭系统指令，如果不是关闭系统指令，清除当前命令，即将当前命令变为旧命令，下次执行步骤2时将不予处理，返回步骤2；如果是关闭系统指令，系统将对当前工作参数加以保存，并逐一关闭左右设备，中央处理器进入低功耗待机状态，进入步骤4。

步骤4：系统判断是否有起动系统的命令到来，如果没有，系统保持关闭、低功耗待机状态，如果有起动系统的命令到来，系统启动，进入步骤1。

Claims (7)

1、智能家居保姆系统，其特征在于：包括有中央控制器(1)、机器人终端执行器(2)、远程控制终端(3)和设备终端执行器(4)；其中：

中央控制器(1)包括有中央控制器处理器(1.1)、视频数字接口(1.2)、视频解码器(1.3)、视频模拟接口(1.4)、无线摄像头接收器(1.5)、存储接口(1.6)、串口0(1.7)、以太网接口(1.8)、串口1(1.9)、串口 2(1.10)、LCD接口(1.11)、液晶屏(1.12)、无线通讯模块(1.13)、调试接口(1.14)、调试工具(1.15)、存储器(1.16)、机器人无线发送模块(1.17)、手机网络Modem(1.18)和无线路由器(1.19)；其中：

中央控制器处理器(1.1)通过视频模拟接口(1.4)、无线摄像头接收器(1.5)与机器人终端执行器中的无线摄像头(2.2)相连，中央控制器(1)中的的无线摄像头接收器(1.5)接收由机器人终端执行器(2)发送来的视频无线信号，并将其转化为标准视频模拟信号，接入视频模拟接口(1.4)，视频模拟接口(1.4)的另一端与视频解码器(1.3)相连，将模拟信号经过采样、解码经过中央控制器处理器(1.1)的视频数字接口(1.2)送入中央控制器处理器(1.1)，中央控制器处理器(1.1)对由视频数字接口(1.2)接入的视频数字信号进行处理，将视频中的图像通过存储接口(1.6)存入存储器中(1.16)；中央控制器处理器(1.1)通过数据总线与以太网接口(1.8)相连，将处理后的视频数据经过UDP网络协议封装，发向无线路由器(1.19)，无线路由器(1.19)通过有线、无线网络将上述UDP视频数据包发向远程控制终端(3)；

中央控制器处理器(1.1)通过串口0(1.7)与机器人无线发送模块(1.17)相连接，将机器人控制命令发送至机器人终端执行器(2)；中央控制器处理器(1.1)通过串口1(1.9)与手机网络Modem(1.18)相连接，接收来自手机网络的控制命令和向远程控制终端(3)发送处理结果；中央控制器处理器(1.1)通过串口2(1.10)与设备终端执行器(4)中的执行器无线通讯模块(4.2)相连接，将终端执行器控制命令发送至设备终端执行器(4)，并接收设备终端执行器(4)返回的处理结果；

中央控制器处理器(1.1)通过LCD接口(1.11)，与液晶屏(1.12)相连接，将中央控制器处理器(1.1)的工作状态显示在液晶屏(1.12)上，中央控制器处理器(1.1)通过调试端口(1.14)与调试工具(1.15)相连接，通过调试工具(1.15)对中央控制器处理器(1.1)进行调试，从而实现对中央控制器(1)的调试。

2、根据权利要求1中所述的智能家居保姆系统，其特征在于：所述的机器人终端执行器(2)包括有机器人无线接收模块(2.1)、无线摄像头(2.2)、机器人处理器(2.3)和步进电机模块(2.4)；其中：

机器人无线接收模块(2.1)接收来自中央控制器(1)的机器人运动命令，机器人无线接收模块(2.1)的输出与机器人处理器(2.3)的串口连接，机器人处理器(2.3)通过并行数据、地址总线与步进电机模块(2.4)连接，通过接到命令计算出左、右两个轮子步进电机步长对应的脉冲数，送给步进电机模块(2.4)使步进电机转动，从而实现机器人终端执行器(2)的移动；机器人终端执行器(2)顶部安装的无线摄像头(2.2)，将采集的视频模拟信号通过无限发射器发送到中央控制器(1)的无线摄像头接收器(1.5)。

3、根据权利要求1中所述的智能家居保姆系统，其特征在于：所述的远程控制终端(3)包括有手机类控制终端(3.1)、有线上网类控制终端(3.2)、无线上网类控制终端(3.3)；其中：

手机类终端控制器(3.1)包括支持各种网络的手机，通过电信部门的手机网络(3.4)与中央控制器(1)的手机网络Modem(1.18)相连接进行通讯；有线上网类控制终端(3.2)指能够连接到互联网中的设备，通过电信部门的Internet网络(3.5)与中央控制器(1)的无线路由器(1.19)相连接进行通讯；无线上网类控制终端(3.3)指能够连接到局域网或互联网中的设备，通过局域网或电信部门的Internet网络(3.5)与中央控制器(1)的无限路由器(1.19)相连接进行通讯。

4、根据权利要求3中所述的智能家居保姆系统，其特征在于：所述的支持各种网络的手机中的网络包括GSM或CDMA或3G网络和用于手机通讯的专用网络。

5、根据权利要求3中所述的智能家居保姆系统，其特征在于：所述的能够连接到互联网中的设备是指机顶盒或笔记本电脑或计算机或服务器或智能交换或路由设备。

6、根据权利要求3中所述的智能家居保姆系统，其特征在于：所述的能够连接到局域网或互联网中的设备是PDA或带有无线网卡的笔记本电脑或计算机或服务器或智能无线交换或路由设备。

7、根据权利要求1中所述的智能家居保姆系统，其特征在于：所述的设备终端执行器(4)包括有设备终端执行器处理器(4.1)、无线通讯模块(4.2)、串口(4.3)、片内温度传感器(4.4)、LED显示模块(4.5)、D/A接口(4.6)、固态调压器(4.7)、调压类电器(4.8)、I/O接口(4.9)、继电器(4.10)、开关类电器(4.11)、传感器(4.12)、变送器(4.13)和A/D接口(4.14)；

其中：

无线通讯模块(4.2)接收来自中央控制器(1)中的无线通讯模块(1.13)的控制信号，通过串口(4.3)接入设备终端执行器处理器(4.1)，设备终端执行器处理器(4.1)按照接收来的命令和对应的程序，打开连接的相应的设备，同时相应设备的采集结果经过设备终端执行器处理器(4.1)处理，将结果通过无线通讯模块(4.2)发送给中央控制器(1)中的无线通讯模块(1.13)；设备终端执行器处理器(4.1)通过并行数据地址总线与D/A接口(4.6)相连接，使终端执行器处理器(4.1)数字控制量送入D/A接口(4.6)输入端，D/A接口(4.6)输出弱电电压信号，与固态调压器(4.7)的控制输入端连接，使得固态调压器(4.7)的输出端产生驱动调压类电器工作的强电动力电，固态调压器(4.7)的输出端与调压类电器(4.8)的电源相连接，对调压类电器进行无级调压与供电；

设备终端执行器处理器(4.1)通过独立位控I/O接口(4.9)与继电器(4.10)相连接，使设备终端执行器处理器(4.1)数字开关控制量送入继电器(4.10)输入端，继电器(4.10)输出驱动开关类电器工作的开关类强电动力电，继电器(4.10)的输出端与开关类电器(4.11)的电源相连接，实现了对调压类电器的开关控制与供电；接入的传感器(4.12)输出接在变送器(4.13)的输入端上，变送器(4.13)将传感器(4.12)产生的模拟信号转换成为标准的传感器电流信号，再转换为标准的传感器电压信号接入设备终端执行器(4)的A/D接口(4.14)，A/D接口(4.14)将传感器模拟信号转换为数字信号，通过并行数据地址总线与设备终端执行器处理器(4.1)相连接，实现了对传感器信号的采集；

片内温度传感器(4.4)直接通过片内总线将数字信号直接传给设备终端执行器处理器(4.1)，实现对温度信号的采集；设备终端执行器处理器(4.1)通过并行数据地址总线与LED显示模块的输入端连接，实现对每次执行结果的显示。

Images