CN102662380B - 一种家庭用电设备联网集中控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能家居技术领域，公开了一种家庭用电设备联网集中控制方法，该方法通过设置一主机和可以接收主机信号并向传统设备发送红外遥控信号的控制终端，来实现具有网络接入功能的新型设备与不具有此功能的传统设备同时整合在一起集中控制的目的。本发明的优点在于，充分利用传统设备的自身特点，在不对其进行任何改造的前题下，实现对其进行组网集中控制。使用基于该方法的控制系统，对于家庭用户来说，无需投入更多的电器改造成本，更不用只为了对用电设备的集中控制，而淘汰传统设备。本发明方法在实际应用中，具有很强的实用价值和现实意义。

Description

一种家庭用电设备联网集中控制方法及系统

技术领域

本发明属于智能家居技术领域，尤其涉及一种以嵌入式系统扩展的包括计算机、网络通信与家电控制技术。

背景技术

智能家居的概念进入中国已经有很多年，有众多相关企业从事这方面技术的研究与产品的研发。但一方面有很多的企业对智能家居产业看好，投入大量人力物力进行研发与生产，另一方面对普通用户而言，真正的智能家居相关产品迟迟无法进入寻常百姓家，目前国内并无真正意义的智能家居产品大规模应用。究其根本，一方面是现有产品并未真正满足用户最核心的需求，并且需要对现有家庭布线进行改造；另一方面是现有方案的成本过于高昂，令百姓难以接受。可以肯定的是，随着生活水平的逐步提高、信息与电子产业的逐步发展，真正满足大家需要的智能家居产品一定会逐步走进我们的生活。

随着科技的发展，家中越来越多的新型设备与电器具备了网络接入功能，具有完善且功能强大的操作系统与处理、存储能力，例如平板电脑、网络播放器、智能冰箱等；同时家庭内还具有大量例如空调、电视机、机顶盒等通过红外设备操控的传统电器设备，这些设备具备各式各样独立的遥控器。如何将这些作用不同、功能迥异的不同电子电器设备归入到同一个网络中，能够通过单一设备操作控制，是现在智能家居中较为核心需要解决的问题。

除了上述功能，用户在家中希望能够享受到的功能可以归纳为：便捷的多媒体娱乐功能，能够通过电视观看高清的最新多媒体资源；网络信息功能，用户能够通过网络随时获取最新咨询与信息；应用与娱乐功能，用户能够享受针对家庭场合的应用与娱乐；智能控制功能，能够将家中电子电器设备纳入同一个网络，进行本地或远程管理。目前还未有产品及整套方案满足上述四方面需求。如果有产品能够满足这些核心功能，同时符合低成本且不改动线路的要求，用户会较容易接受。

发明内容

本发明目的是针对上述技术现状，提供一种整合各种家庭用电设备集中进行控制的方法，以实现将具有网络接入功能的新型设备与不具有网络接入功能但配置有红外遥控器的传统型家用电器集中到同一个控制网络中,统一进行控制,进而满足用户的娱乐性、便利性的需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种家庭用电设备联网集中控制方法，该方法通过一主机对各被控设备集中进行控制，其特征在于，包括：

(1)设置一用于向联网的被控新型设备或控制终端发送控制命令的主机的步骤；

(2)将具有网络接入功能和处理运算能力的被控新型设备通过其上配置的相应的网络接口与主机建立连接的步骤；

(3)设置至少一个与所述主机建立有连接，用于接收主机控制命令，并向不具有网络接入功能但具有红外遥控功能的被控传统设备发送与该控制命令对应的红外遥控信号的控制终端的步骤。

所述具有网络接入功能和处理运算能力是指设备可以通过有线或无线与其它网络设备或同样具有网络接入功能的设备连接，可实现数据互传，并可以配置各种软件模块，以实现对数据进行各种处理的设备。

在上述方法中，表示所述控制命令及控制命令的传送对象的数据信息可以由用户直接输入，也可以将上述数据信息预存在主机中，由用户选择指定。选择后者时，所述主机应被配置有被控设备列表，及针对每一被控设备建立的控制项目名称（如开机、关机、待机、播放、暂停、频道+、频道-、音量增大、音量减小、等）与控制命令一对一映射表；

本发明上述方法以主机为总中心，通过构建有线及及无线通信网络，不仅将家庭内各类带有网络接入与处理能力的新型设备联网，还通过设置带红外遥控信号发送功能的控制终端，将不带有网络接入与处理能力但具备红外遥控功能的传统设备集中在同一个家庭网络中，以摒弃这些设备独立的遥控器，进而实现由一台主机统一控制新型设备和传统设备的目的。本发明方法的最大优点在于，充分利用传统设备的自身特点，在不对其进行任何改造的前题下，实现对其进行组网集中控制。使用基于该方法的控制系统，对于家庭用户来说，无需投入更多的电器改造成本，更不用只为了对用电设备的集中控制，而淘汰传统设备。本发明方法在实际应用中，具有很强的实用价格和现实意义。

在上述方法中，所述控制终端相当于是扩展节点，作用在于扩大主机针对传统设备的控制范围。在执行对传统设备控制时，主机将用户的用户指令转化为控制终端可识别的控制命令，再由控制终端转化遥控红外信号发出，实现此控制过程，必需先在主机或控制终端配置各被控传统设备的红外遥控信号调制码。根据红外遥控信号调制码的存储位置不同，本发明提供了两种方案。

方案一，将红外遥控信号调制码存储在主机中，前文所述的控制命令在对应被控传统设备时，即指被控传统设备红外遥控信号调制码；采用此方案，对传统设备的控制步骤如下：

所述主机根据用户指定的被控传统设备的编号及控制项目名称，读取相应设备的控制项目名称与控制命令映射表中与该控制项目名称相对应的红外遥控信号调制码，并将所述红外遥控信号调制码做为控制命令发送给用户指定的被控传统设备所对应的控制终端，所述控制终端基于接收的红外遥控信号调制码，调制生成相应红外遥控信号并发送给指定的被控传统设备。

此方案的最大优点在于，按制终端主要起调制并发送红外遥控信号的作用，其终端处理模块的解析过程被简化为转发送过程，因此，终端处理模块不需要具备额外的运算能力，采用简单的红外调制芯片即可。此外采用该方案，控制终端也不需专门的存储芯片用来存储大量的红外遥控信号调制码。

方案二，将红外遥控信号调制码存储在控制终端中，而前文所述的控制命令仅为一种自定义操作代码。所述控制终端还需要包括有用于存储红外遥控调制码的存储模块，在此方案下，所述控制终端还需要配置有被控传统设备红外遥控信号调制码与所述自定义操作代码一对一的映射表；采用此方案，对传统设备的控制步骤如下：

所述主机根据用户指定的被控传统设备的编号及控制项目名称，读取相应设备的控制项目名称与控制命令映射表中与该控制项目名称相对应的自定义操作代码，并将所述自定义操作代码做为控制命令发送给用户指定的被控传统设备所对应的控制终端，所述控制终端根据接收的自定义操作代码读取与该自定义操作代码对应的红外遥控信号调制码，并基于该红外遥控信号调制码调制生成相应红外遥控信号并发送给指定被控传统设备。

此方案的最大优点在于，当为主机配备具有发送控制命令功能及自带显示屏的遥控器时，遥控器可以在主机不开机情况下，直接通过控制终端控制各传统设备。还可以通过在具有与所述控制终端的通讯接口模块相匹配的通讯模块的智能电子设备（手机，平板电脑，PDA,PSP等）上配置相应软件程序，实现通过智能电子设备通过控制终端控制各传统设备。

为实施上述方法，本发明的另一个目的是，提供一种基于上述方法的控制系统。实现该目的，采用的具体方案是：

一种家庭用电设备联网集中控制系统，其特征在于，包括一配置有被控设备列表及针对每一被控设备建立的控制项目名称与控制命令一对一映射表的主机，和至少一个控制终端；

所述主机包括：

用于用户输入的输入单元，用于根据用户输入的信息完成相应处理任务的处理单元，用于主机与被控新型设备和/或控制终端进行通信的通信单元，以及数据存储单元；

所述处理单元至少被配置为根据用户输入的信息生成相应控制命令，并通过通信单元将所述控制命令发送给被控新型设备或控制终端；

所述控制终端包括:

用于与主机通信并接收主机发送的控制命令的通讯接口模块，用于解析所述控制命令并输出红外线信号编码的终端处理模块，以及用于基于终端处理模块输出的红外线信号编码调制红外线信号并发出的红外信号发送模块。

根据前文关于方法的描述，所述控制命令可以是一种自定义操作代码，也可以就是红外遥控信号调制码。

如果用一种自定义操作代码作为主机的控制命令，并将红外遥控信号调制码存储在控制终端中，所述控制终端需还包括一用于存储红外遥控调制码的存储模块，并且所述控制终端应配置有被控传统设备红外遥控信号调制码与所述控制命令一对一的映射表，所述终端处理模块对控制命令的解析是指根据接收的自定义操作代码读取该映射表中与之对应的红外遥控信号调制码。

如果直接用被控传统设备红外遥控信号调制码作为主机的控制命令，则所述终端处理模块对控制命令的解析是指转送红外遥控信号调制码。

在上述方案中，所述存储单元用于存储系统及驱动程序、应用程序、出厂配置或用户输入的红外遥控信号调制码数据、以及其它用户数据，根据其功能应至少包括一个非易失的存储器，例如，ROM，EP-ROM，或硬盘，闪存等，也可以再包括一个缓存存储器，例如RAM。

所述处理单元根据其功能应包括至少一个具有运算处理能力的主处理器和指导所述主处理器进行运算以完成各种处理任务，进而实现处理单元各种功能的软件程序，还可以包括用于主处理器与主机其它组成部分通讯的处理器外围数字I/O接口。

所述软件程序存储在存储器内，可分为系统程序和应用程序；所述主处理器通过执行所述系统程序和应用程序，完成待机、对用户操作的响应、对用户指令的识别，并根据不同的用户指令执行相应的应用程序代码等功能。例如，将用户输入的红外信号编码转存入存储单元的存储器，并为其分配独立的ID；再如，根据用户输入或选择的控制项，从存储器中读取相应的红外线编码，并输出至发送单元，指示发送单元向指定控制终端发送该红外线编码。再如，根据用户输入或选择的控制项，向指定被控设备发送可被被控设备解析的相应控制命令。

所述输入单元作为人机交互的桥梁，在所述主机中，可以包括一个相关部件被触发后可向主处理器输入相应电信号的输入装置，如设置有按键的键盘、触摸式屏幕、语音识别装置等等。该输入装置的输出接口直接或间接与主处理器通过数字I/O接口连接。也可以只包括或者同时包括一与主处理器通过数字I/O接口连接的无线输入接口模块，同时在主机外为控制系统配置一独立的无线输入装置，该无线输入装置包括被触发后可输出相应电信号的触发部件和将该电信号发送给主机上的无线输入模块的无线输出接口模块。该方案中，所述无线输入装置可以通过红外线、蓝牙等一种无线通讯方式向主机传输用户操作产生的信号。

所述通信单元的作用在于建立至少一条主机到被控设备和/或控制终端的数据通道，以便于处理器将控制命令由主机输出至被控设备和/或控制终端。基于此功能，所述通信单元一般应包括一个与所述处理器通过数字I/O接口连接的信号输入接口，和一个与被控设备和/或控制终端所配置的通讯接口相匹配的信号输出接口或无线信号发生装置。

从通讯连接方式上分，主机到被控设备和/或控制终端的连接可分为有线通讯连接和无线通讯连接两种，根据被控设备所包含的种类，所述主机与被控设备的连接形式也会有多种不同，通信单元的结构组成也有多种方案。

对于配置有标准RJ45网络接口的以太网接口模块或USB接口等有线接口的被控设备，为实现主机对其控制，所述主机的通信单元需要同样包括基于以太网标准的接口模块或USB主控模块等有线接口模块（概括不恰当，USB接口分主和从）。为实现对多个配置有以太网接口模块的被控设备集中控制，所述主机的通信单元进一步需要包括集线器或路由器模块，或者USB接口扩展模块。所述主机与上述被控设备通过标准网线或USB数据线连接。

对于配置有无线通讯模块的被控设备，如蓝牙模块、wifi模块、zigbee模块等，为实现主机对其控制，所述主机的通信单元需包括与被控设备相匹配的无线通讯模块，无线通信模块一般通过串口与处理器相连，例如SPI、UART等

由于目前现有的无线通讯模块均支持一对多的功能或模式，因此，配有一种无线通讯模块的通信单元，则可以实现对配置有该种无线通讯模块的多个被控设备的统一控制。所述主机与上述被控设备采用相应的无线协议无线连接。

如果要实现主机对配置有有线接口的被控设备和配置有无线接口的被控设备的同时控制。至少有两种可选方案，其一是，所述通信单元同时包括有线接口模块和无线接口模块，分别负责与两种被控设备直接通讯；其二是，所述通信单元只包括无线接口模块，而针对配置有有线接口的被控设备，设置一接收主机无线信号并将以有线形式输出的终端接收转换装置。该装置的输入接口与被控设备配置的有线接口相匹配。

所述控制终端的作用在于实现主机对不具有网络接入功能但具备红外遥控功能的传统用电设备的控制。其主要功能是接收主机发送的控制命令，并将其转换成可被传统设备识别的红外遥控信号发送出去。

因此，所述控制终端的通讯接口模块的功能以能够与主机建立连接且其接收到的数据能够被终端处理模块读取为准。实现该功能亦有多种方案。

其一，如果，选择有线连接方式连接所述主机与所述控制终端，所述控制终端的通讯接口模块最简单方案是，仅由一个与终端处理模块连接的串行或并行数字接口构成，相应地，所述主机的通信单元也应包括一串行或并行数字接口，双方的串行或并行数字接口通过串行或并行数据总线连接。

其二，所述控制终端的通讯接口模块也可以由一个RJ45有线网络接口模块或USB接口模块构成，与所述主机的通信单元通过网线或USB数据线连接。有线连接的最大缺点在于，需要布置连接线，且不方便移动。

其三，当然，所述控制终端的通讯接口模块也可以是一个无线接口模块，该无线接口模块与所述通信单元的无线通讯模块相匹配，所述控制终端和具有网络接入功能的被控设备连接到所述主机通信单元的同一个无线接口模块。

所述终端处理模块可以由任一种具有运算处理能力的终端处理器及其外围的数字I/O接口组成，

所述红外信号发送模块包括脉宽调制电路和红外信号发生元件，所述脉宽调制电路输入端通过数字I/O接所述终端处理器。

在本发明中，所述控制终端与被控传统用电设备，可以一对一配置，这种情况下，所述红外信号发送模块的红外信号发生元件选用单向红外二极管即可，所述的被控设备列表中对应每一个设备应包含有被控传统设备的名称或编号、与被控传统设备一对一配置的控制终端与主机连接的通讯端口及类型。

所述控制终端与被控传统用电设备，也可以一对多配置，所述红外信号发送模块的红外信号发生元件选用周向红外发射圈，所述的被控设备列表中对应每一个设备应包含有被控传统设备的名称或编号、与被控传统设备一对多配置的控制终端与主机连接的通讯端口及类型。

所述控制终端与被控传统用电设备一对一配置的优点在于很容易在家庭内找到放置各控制终端的合适位置，而一对多配置则可以节省控制系统的总体成本，并节省控制终端占用家庭空间，但是要在房间内找到一个与各被控传统设备之间均无隔挡物的放置控制终端的位置，方可正常使用。综合两种配置方式则可有效发挥各自的优点。

作为本发明所述系统的一种改进，为了使用户在主机上的控制操作过程直观可见，以便于准确控制，还可以在所述主机中设图形输出接口，用于外接显示设备，如电视机、计算机屏幕等，同时为所述处理器配置响应用户操作并向图形输出接口输出引导或提示用户操作的界面的功能。

还可以再进一步在所述主机中设音频输出接口，用于连接音响设备，如音箱、电视机扬声器等。同时为所述处理器配置在条件达成时向所述音频输出接口输出特定提示音的功能。

此外，如果所述处理器选用具有多任务处理能力的MCU，还可以为处理器配置音视频播放器功能，即，解码存储器中的音视频文件，并将解码后的图像数据通过图形输出接口输出，将音频数据通过音频输出接口输出的功能。也可以为所述主机配置用于解码存储器中的音视频文件并输出的专门的视频解码模块（GPU）。

现代家庭中一般会有多个需要用到显示设备的用电设备，如电脑、数字电视播放机、DVD播放机、监控安防系统等，这些设备除电脑外，一般很少配置专门的显示器，而主要是利用电视机显示图像和播放声音。然而一般电视机尤其早期电视机并不会设置很多个音视频输入接口，这使得上述设备在变更使用时，不得不反复插拔连接线。

为此，本发明还对所述主机作出了更进一步的改进，即在主机中设置多组音视频输入接口，并为所述处理器配置选择其中一组音视频输入接口与音视频输出接口连通的功能。

作为本发明所述系统的再进一步改，所述主机还可以直接集成用于播放数字电视的数字电视模块、用于提供家庭网关的网络路由模块、用于连接外网的网卡或网络调制解调模块等中一种或几种，这种将传统机顶盒、家庭影院电脑（HTPC）、家庭控制网关、万能遥控器等多设备整合集成的思路，可以为准备购入上述媒体设备的用户提供了更廉价的选择。

附图说明

图1是本发明所述控制系统的原理框图。

图2是本发明所述控制系统的硬件架构图。

图3是本发明的控制终端的结构示意图。

图4是本发明所述控制系统的控制过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图以相对具体的应用实例来进一步说明本发明的方法及控制系统的原理及具体实现方案。

参照图1，该图展示了一种基于本发明思路设计的满足网络访问、应用、多媒体播放、家电控制的家庭信息娱乐与智能控制中心（以下简称家庭中心）。不同于以往单一的机顶盒或影音播放产品，家庭中心在具备基本的网络及应用处理能力至外，还融合了对其他电子产品、设备的统一控制功能。被控制的设备包括有：DVD播放器、蓝光播放器、机顶盒、高清/网络播放器、电视机、空调、高档冰箱等有红外遥控器的电器，以及平板电脑、智能手机等新型智能设备。对于众多多媒体设备，家庭中心还提供了统一的音视频输入接口，可将各多媒体设备的音视频输出线缆统接入到家庭中心。同时，家庭中心还配置有专门的中心遥控器。这样，以家庭中心为核心，以中心遥控器为核心控制设备，通过无线、有线网络的构建，组成了满足上述四部分功能，实现多视频统一观看，多设备一体控制的智能网络。

所述的家庭中心，核心部分是一套基于本发明所述系统的构思的控制系统，主要包括主机、控制终端、和所述的中心遥控器。基于不改动家庭现有线路的思想，本例对主机与被控新型设备和控制终端之间、控制终端与被控传统设备之间、以及中心遥控器与主机之间的通讯方式，设计无线与有线两套方案。

无线方案采用无线信号传输的方式，在主机、遥控器与控制终端间进行通信。可以是这三者之间任意两者的通信，例如遥控器可以直接与主机通信，或者直接与控制终端通信，也可以先将命令发送至主机，再由主机发送至控制终端。无线通信可以采用蓝牙、2.4G、Zigbee、网络WIFI、射频信号等，不同通信方式根据实际情况选用的通信模块决定。

有线方案可以是通过电力传输线或网络线连接，利用家庭中现有铺设好的线路实现。电力传输线采用国家通用的X10标准。网络传输线需要在通信端两端，即主机与控制终端安装网络RJ45接口，两方同时配置具有网络处理功能的芯片。这种情况下，对于不可能设置有线连接的遥控器来说，无法与控制终端直接通信，需要先通过无线方式将信号发送给主机，再由主机通过电力线或网络线传输给控制终端。

对于新型设备，自身都带有有线或无线网络接口，可以直接与主机基于网络协议通信。设计主机端、控制终端端以及设备客户端的通信软件，使得彼此之间可以完成通信功能。

在现代家庭中，显然无线方案更符合用户的使用需求。下面以无线方案为例，展示所述家庭中心的一种具体实施方案，本方案中，所述主机包括主板，以及设置在主板上的电源电路、非易失存储器、主处理器、视频信号处理模块、网络处理模块等，其中视频信号处理模块包括至少一个音视频输入接口和一个音视频输出接口，能够将多路视频信号集中处理，将音视频流统一输入主处理器，根据需要处理后统一输出到显示设备，如家用电视机；网络处理模块包括两部分，负责与外部互联网联通的有线以及无线通信处理电路，以及负责内部与遥控器及控制终端通信的无线通信处理电路，前者包括RJ45接口芯片及电路、WIFI通信模块电路，后者可以是蓝牙、Zigbee、2.4G、射频或WIFI中的一种，考虑到通信距离，本方案中采用的是Zigbee模块。主机包括的接口有SATA，用于与高速存储设备连接，例如硬盘；USB接口及SD卡接口，用于连接SD卡、USB盘、移动硬盘等便携存储设备；音视频输入接口，包括HDMI与AV端子，用于将主机周边的多媒体设备例如DVD播放器、蓝光播放器等播放设备的音视频统一输入，在控制这些设备的同时可以方便的控制当前视频通道，即显示器显示的画面；音视频输出接口，包括HDMI、VGA、AV端子、YPbPr色差分量、光纤/同轴数字音频输出，用于将数字或模拟的音视频信号输出到对应设备，例如电视机，投影仪，功放音箱等。以及电源接口，本例中所述主机采用12V直流电源供电。遥控器包括处理器、内存、Flash存储芯片、通信芯片，本发明中主机与遥控器通信采用了Zigbee通信，遥控器可以方便对主机进行各种操控，也可以作为集中控制器，配合主机输出的电视画面，对整屋电器进行综合控制与管理，或无需主机直接对控制终端进行通信与控制。控制终端可以配置一个或多个，根据需要放置在家庭内电器密集的区域，因为本方案中设计的控制终端具有360度发射红外线的能力，只需保证控制终端与被控电器间无遮挡物即可。控制终端包括通信模块，处理器与红外收发模块，通信模块采用与主机匹配的Zigbee模块，能够分别与主机或遥控器直接通信，将接收到的指令转化为对应的红外线码，在以360度的范围发射出去，在此终端控制范围内的家用电器会收到红外码，若是对应被控电器，则会执行相关命令，从而完成对电器的远程控制。

本方案中，主机出或控制终端出厂时，需要预先存储常用家电的红外遥控信号调制码，对于红外遥控信号调制码不在预存范围内的电器，在房间内装配本系统后，需要首先进行学习。学习时可以将该电器的遥控器对准控制终端的红外收发圈，选择学习模式，按下电器遥控器上需要学习的功能键，依次学习该遥控器各按键对应的红外遥控信号调制码，系统会自动将这些编码保存起来。存储的全部电器的红外遥控信号调制码可以放置于控制终端、主机或遥控器，考虑到终端成本，本方案中将所有红外遥控信号调制码存储于主机端，终端节点不需要任何存储芯片，控制时遥控器首先与主机通信，选择希望控制的电器，由主机直接发出红外遥控信号调制码到控制终端，终端收到后不需要转换处理，直接将编码发出即可，这样做的优点是节省成本，缺点是遥控器无法在主机不开机的情况下控制终端，若需要直接控制终端，则可以将存储红外码的芯片放置与控制终端电路板，遥控器只需要直接选择待控电器并通过Zigbee发送给控制终端，终端在存储芯片中调用相对应的红外码再发送。

由以上描述可以看出，一套完整的控制系统至少包括智能中心主机、一个遥控器与用于一个扩展的控制终端。工作时，例如希望打开并播放一台蓝光播放器，可以将播放器的视频输出HDMI输出至主机，操作时不再需要操作蓝光机的遥控器，通过智能中心的遥控器在电视上选择蓝光机设备，确认开始播放，主机将模式切换为蓝光机播放模式，则主机端会向控制终端通过Zigbee发送对应蓝光机的两组红外编码，第一组为打开蓝光播放器命令，第二组为播放当前影碟命令，控制终端收到后将依次发出基于此红外编码调制的红外遥控信号，蓝光播放器收到后会执行打开及播放操作。同时主机自动或手动选择将视频输入切换为蓝光机通道，电视画面则可以自动显示出蓝光设备的播放画面。关闭时同理，遥控器选择关闭键后，主机依次发出停止播放、关闭播放的指令，由终端节点转发出，同时将视频输入通道切回之前的模式。根据以上方式，可以实现在同一个电视画面上，通过一个遥控器对屋内所有红外电器的统一控制与管理。

上述方法同样可以实现远程异地控制，用户可以在各类智能终端例如电脑、智能手机上安装客户端，用户可以在客户端上通过显示界面对电器执行操作，例如打开客厅的空调，选择此空调后点击打开，并设置温度与风量。此数据通过客户端与家庭中的主机，通过互联网通信完成数据传递，主机收到后依次向扩展终端发出打开客厅空调、设定模式、温度的红外编码，空调会收到这些命令并按步骤执行，待用户回到家中时，空调已运行一段时间，室内温度已经达到用户希望。

参照图2，该展示了上述具体实施方案的家庭中心的主机、遥控器与控制终端的硬件架构。其中，主机要达到网络、应用、多媒体等基本功能，需要具备的模块或接口包括：SATA接口，用于连接硬盘或播放机芯；USB接口，支持外接USB、移动硬盘等移动存储设备接入，若需要支持多个USB视情况添加USB HUB；网络接口模块，能够支持RJ45有线接口或WIFI无线通信；存储模块，支持大容量内存以及外部flash存储器；音视频输出能够分别支持HDMI、模拟视频、数字/模拟音频输出；需要设计无线通信模块以及有线通信模块，通过数据线与主机连接，主机能够与遥控器或节点通信。遥控器一般采用单片机或arm系统，带有片内或片外的内存与flash资源；能够对遥控器按键进行扫描；同时支持多个功能模块，例如重力加速度传感器、触摸板等，能够使遥控器收集多种用户操作信息，达到更好的操作体验。控制终端采用能够达到功能的最小系统，一般也会包括有一片微处理器，根据功能要求不同，分别带有有线通信接口或无线通信接口，能够接收主机或遥控器的命令，转化为对应的红外编码，通过红外二极管发射出去。由图中可以看出，无线通信可以在主机、遥控器、控制终端之间两两展开，主机与遥控器间是双向通信，可以相互发送通信请求，而控制终端为单向通信，仅从主机或遥控器接收命令。

所述控制终端的结构图如图3所示，包括有底座2和发射头。底座用于安放电路板，对有线传输版本还具有网络接口3和电源接口4，无线版本需要具有电池仓；发射头装有圆弧状360度的红外发射圈1，能够向四周360度无差别的发射同一组调制后的红外信号，无论被控电器位置在哪里，只要处于有效辐射距离内，就可以接收到对应的红外指令。

上述家庭中心完整的操控流程可以概括为如下四步：

第一步，用户首先将所有多媒体设备终端的音视频输出线缆，按照接口类型连接于家庭中心；

第二步，用户添加现有设备于控制中心软件。例如将DVD、机顶盒与空调依次添加。用户需要在电器数据库中选取相关型号，若无此型号，则需要新建设备数据，将设备遥控器对准主机的红外识别端，读取主要按键功能的红外编码，并保存该设备；

第三步，绑定电视机于家庭中心，使得电视作为中心的输出设备，包括电视机型号选取或红外指令学习，以及将家庭中心输出的音视频线缆连接于电视机；

第四步，对用户而言，就可以在统一界面中选取需要控制的电器并进行操控了。用户可以用一个遥控器在电视界面上用软键盘操控，也可以在遥控器上集成显示屏，以显示屏输出。相比传统的万能遥控器，核心操作都是通过电视机在主机完成的，能够容载的数据量、设备数都会大大增加，近似无限扩展。

上述四步骤的具体细节，详见图4所示的控制流程图。根据该图所示用户可根据需要分别进入到多媒体、网络、应用与流程的界面，并进行相关操作。

Claims (9)

1.一种家庭用电设备联网集中控制方法，该方法通过一主机对各被控设备集中进行控制，其特征在于，包括：

(1)设置一用于向联网的被控新型设备或控制终端发送控制命令的主机的步骤；

(2)将具有网络接入功能和处理运算能力的被控新型设备通过其上配置的相应的网络接口与主机建立连接的步骤；

(3)设置至少一个与所述主机建立有连接，用于接收主机控制命令，并向不具有网络接入功能但具有红外遥控功能的被控传统设备发送与该控制命令对应的红外遥控信号的控制终端的步骤；

所述主机被配置有被控设备列表，及针对每一被控设备建立的控制项目名称与控制命令一对一映射表；

所述控制命令为一种自定义操作代码，所述控制终端被配置有被控传统设备红外遥控信号调制码与所述自定义操作代码一对一的映射表；

所述主机根据用户指定的被控传统设备的编号及控制项目名称，读取相应设备的控制项目名称与控制命令映射表中与该控制项目名称相对应的自定义操作代码，并将所述自定义操作代码做为控制命令发送给用户指定的被控传统设备所对应的控制终端，所述控制终端根据接收的自定义操作代码读取与该自定义操作代码对应的红外遥控信号调制码，并基于该红外遥控信号调制码调制生成相应红外遥控信号并发送给指定被控传统设备。

2.一种家庭用电设备联网集中控制方法，该方法通过一主机对各被控设备集中进行控制，其特征在于，包括：

(1)设置一用于向联网的被控新型设备或控制终端发送控制命令的主机的步骤；

(2)将具有网络接入功能和处理运算能力的被控新型设备通过其上配置的相应的网络接口与主机建立连接的步骤；

(3)设置至少一个与所述主机建立有连接，用于接收主机控制命令，并向不具有网络接入功能但具有红外遥控功能的被控传统设备发送与该控制命令对应的红外遥控信号的控制终端的步骤；

所述主机被配置有被控设备列表，及针对每一被控设备建立的控制项目名称与控制命令一对一映射表；

对应被控传统设备所述控制命令为被控传统设备红外遥控信号调制码；

所述主机根据用户指定的被控传统设备的编号及控制项目名称，读取相应设备的控制项目名称与控制命令映射表中与该控制项目名称相对应的红外遥控信号调制码，并将所述红外遥控信号调制码做为控制命令发送给用户指定的被控传统设备所对应的控制终端，所述控制终端基于接收的红外遥控信号调制码，调制生成相应红外遥控信号并发送给指定的被控传统设备。

3.一种家庭用电设备联网集中控制系统，其特征在于，包括一配置有被控设备列表及针对每一被控设备建立的控制项目名称与控制命令一对一映射表的主机，和至少一个控制终端；

所述主机包括：

用于用户输入的输入单元，用于根据用户输入的信息完成相应处理任务的处理单元，用于主机与被控新型设备和/或控制终端进行通信的通信单元，以及数据存储单元；所述处理单元至少被配置为根据用户输入的信息生成相应控制命令，并通过通信单元将所述控制命令发送给被控新型设备或控制终端；

所述控制终端包括:

用于与主机通信并接收主机发送的控制命令的通讯接口模块，用于解析所述控制命令并输出红外线信号编码的终端处理模块，以及用于基于终端处理模块输出的红外线信号编码调制红外线信号并发出的红外信号发送模块。

4.根据权利要求3所述的家庭用电设备联网集中控制系统，其特征在于，所述控制命令为一种自定义操作代码，所述控制终端还包括一用于存储红外遥控调制码的存储模块，所述控制终端配置有被控传统设备红外遥控信号调制码与所述控制命令一对一的映射表，所述解析控制命令是指根据接收的自定义操作代码读取该映射表中与之对应的红外遥控信号调制码。

5.根据权利要求3所述的家庭用电设备联网集中控制系统，其特征在于，所述控制命令为被控传统设备红外遥控信号调制码，所述终端处理模块对控制命令的解析是指转送红外遥控信号调制码。

6.根据权利要求3所述的家庭用电设备联网集中控制系统，其特征在于，所述输入单元包括一个相关部件被触发后可向所述处理单元的主处理器输入相应电信号的输入装置和/或一与主处理器通过数字I/O接口连接的无线输入接口模块。

7.根据权利要求3所述的家庭用电设备联网集中控制系统，其特征在于，所述红外信号发送模块包括脉宽调制电路和红外信号发生元件，所述脉宽调制电路输入端通过数字I/O接所述终端处理模块的终端处理器；所述控制终端与被控传统用电设备一对多配置，所述红外信号发生元件为周向红外发射圈，所述的被控设备列表中对应每一个设备应包含有被控传统设备的名称或编号、与被控传统设备一对多配置的控制终端与主机连接的通讯端口及类型。

8.根据权利要求3所述的家庭用电设备联网集中控制系统，其特征在于，所述主机还包括一用于外接显示设备的图形输出接口和一用于连接音响设备的音频输出接口，所述处理单元响应用户操作并向图形输出接口输出引导或提示用户操作的界面，并在条件达成时向所述音频输出接口输出特定提示音。

9.根据权利要求3所述的家庭用电设备联网集中控制系统，其特征在于，所述主机还包括用于播放数字电视的数字电视模块、用于提供家庭网关的网络路由模块、用于连接外网的网卡或网络调制解调模块中一种或几种。