CN102749989A - 人机对话系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种人机对话系统,包括:第一部分(1),包括数据处理单元和电源单元(11);第二部分,包括多个人机对话元件(2),每个具有人机对话接口(20),以及配置为以可移动和可互换方式容纳每个人机对话元件(2)的紧固支撑件(3);将第一部分(1)的电源单元(11)和处理单元连接到每个人机对话元件(2)的通信和电源总线(4),所述通信和电源总线(4)是至少部分配置在紧固支撑件(3)中来连接每个人机对话元件(2)。
Description
技术领域
本发明涉及一种人机对话系统。本发明具体地涉及一种包括互连的第一部分和第二部分的人机对话系统。
背景技术
目前,人机对话系统是通过将按钮或指示灯类型的每个人机对话元件单独安装在电器盒或控制台入口上而产生的。对于每个人机对话元件,必须要钻一个孔,并为这个人机对话元件引出配线。如果人机对话元件需要被替换,就不得不完全拆除,并且它的替代品也必须要重新配线。文档US 5,865,546描述了一种在计算机系统中采用的模块化键盘。
文档US 2006/050464描述了一种“单线”协议的应用。
发明内容
本发明的目的是提出一种人机对话系统,该人机对话系统包括多个人机对话元件,便于安装,并且其中每个人机对话元件可以很容易被替换。
该目的是通过以下人机对话系统实现的,包括:
-第一部分,包括数据处理单元和电源单元;
-第二部分,包括多个人机对话元件,每个具有人机对话接口以及配置为以可移动和可互换方式容纳每个人机对话元件的紧固支撑件;
-将第一部分的电源单元和处理器单元连接到每个人机对话元件的通信和电源总线,所述通信和电源总线包括配置在紧固支撑件中来连接每个人机对话元件的两个平行导轨。
根据特定特征,该系统包括存储器,用于存储关于人机对话元件状态的数据,以及处理装置,用于向该存储器进行读出和/或写入。
根据另一个特定特征,该人机对话元件包括例如,控制接口,该控制接口可以由用户驱动,并且与处理装置协作,将关于人机对话元件状态的数据写入到存储器中。
根据另一个特定特征,该人机对话元件包括例如,信号接口,该信号接口连接到通信和电源总线,以便能够通过电源单元供电,并且与处理器装置协作来显示对应于存储器中所存储的数据的状态。
根据另一个特定特征,该人机对话元件包括例如,识别或检测接口,该识别或检测接口与处理装置协作,将关于人机对话元件状态的数据写入到存储器中。
根据另一个特定特征,该人机对话元件包括例如,数据接收接口,该数据接收接口通过无线技术操作,并且与处理装置协作,将关于人机对话元件状态的数据写入到存储器中。
根据另一个特定特征,该人机对话元件包括例如,数据传输接口,该数据传输接口通过无线技术操作,并且与处理装置协作,发送对应于存储器中所存储的数据的消息。
根据本发明,该人机对话系统包括两个人机对话元件,每个人机对话元件具有不同的人机对话接口,并且这两个人机对话元件都具有相同的方形外壳。
根据另一个特定特征,该通信和电源总线包括具有非零电位的第一导轨,以及具有中性电位的第二导轨,都沿着紧固支撑件配置。
根据另一个特定特征,该紧固支撑件包括配置为通过滑行来接收多个人机对话元件的延伸基座。
根据本发明,第一部分和第二部分位于侧壁的一侧,构成例如外壳入口或者控制台板。
附图说明
其它特征和优点将从参考作为示例给出的实施例的以下详细说明中显现,并通过所附附图来表示,其中:
-图1以分解图示出了本发明的人机对话系统;
-图2示出了本发明的人机对话系统;
-图3是出了本发明的人机对话系统的组件的原理;
-图4以分解图示出了用于本发明的人机对话系统的第二部分的紧固支撑件;
-图5以组件图示出了用于本发明的人机对话系统的第二部分的紧固支撑件;
-图6示出了适用于本发明的人机对话系统的具有按钮类型控制接口的人机对话元件;
-图7以分解图示出了适用于本发明的人机对话系统的具有按钮类型控制接口的人机对话元件;
-图8示意性示出了具有按钮类型控制接口的人机对话元件的操作结构;
-图9示意性示出了具有信号光类型信号接口的人机对话元件的操作结构。
具体实施方式
本发明涉及一种人机对话系统,特别包括:第一部分1,包括用于读/写数据的工作站10,以及第二部分,包括多个人机对话元件2,每个人机对话元件具有人机对话接口20、处理装置230、以及例如存储器231。
根据本发明,第一部分1包括工作站10,用于读/写包括微处理器和存储器的处理单元所提供的数据,以及电源单元11,用于向第二部分的人机对话元件2供电。该读/写工作站10和电源单元11被例如配置在一个且相同的外壳中,该外壳包括适用于该应用类型的固定装置。在图1中已经示出了该第一部分1,但是应该考虑到,这也可以出现在其它附图中的相同配置中。根据本发明,处理单元的存储器可以被所有人机对话元件所共享,以存储它们的状态或者人机对话元件所指定的其它信息。如上所述,还可能是将不同的存储器231分配给每个人机对话元件。此后在说明书中,我们假定每个人机对话元件2具有自己的存储器231。然而,该系统的整个配置就是这样的,可以想象所采用的存储器对于所有人机对话元件是公共的,并且例如对应于读/写工作站的存储器,或者对应于位于人机对话系统的第一或第二部分的一个或多个其它的存储器。
第一部分1和第二部分通过通信和电源总线4互连,在读/写工作站10和每个人机对话元件2之间进行通信,并且在电源单元11和人机对话元件2之间供电。该通信和电源总线4例如被实现为两个不同的导线,第一导线40,连接到非零电位,并且允许用于人机对话元件2的电源电流以及在读/写工作站10和人机对话元件2之间交换的通信帧的通道,以及具有中性电位的第二导线41。
通过采取简单的通信协议,读写工作站10和不同的人机对话元件2通过通信和电源总线4来交换数据。该通信协议例如是双线协议,允许用于人机对话元件以及在每个人机对话元件2和读/写工作站10之间交换的通信帧的通道。这种类型的协议是在以下网址所描述的已知被称为“OneWire”的那种协议(还被称为DALLAS协议):
http://daniel.menesplier.free.fr/Doc/BUS%201%20WIRE.pdf
根据本发明,无论功能如何,该人机对话元件2都具有相同形状的外壳,这使得它们能够被互换。
根据本发明,如本发明的系统中所采用的人机对话元件2包括由例如塑料材料制成的方形外壳21,至少两个电触点22a和22b凸出在外壳21的外面,安装在外壳内部的印刷电路23,以及封装该外壳并容纳人机对话接口的前板24,例如,按钮类型的控制接口20(图6和7)。两个电触点22a和22b至少是在外壳的两个相对侧凸出。优选地,两个其它的电触点22c和22d也在外壳的另外两个相对侧凸出。这样,每个人机对话元件2具有两个不同的连接接口,使得能够表现为两个不同的方向相互偏移90度。此外,前板24包括用于接收标记的位置240。
人机对话元件2包括处理装置230,例如微处理器和存储器231,用于存储表示人机对话元件状态的数据,或者表示由人机对话元件2接收或发送的消息的数据。该处理装置230和存储器231被设置在印刷电路23上,连接到凸出在外壳21上的电触点22a-22d,并都通过通信和电源总线4由电源单元11供电。
作为一种指示,人机对话元件2的存储器231是RAM、EEPROM或者FERAM技术存储器,特别是存储在读/写工作站10和人机对话元件之间创建的通信网络上识别人机对话元件的唯一标识符,以及表示该存储器相关联的人机对话元件2的状态的数据。该存储器231还存储关于人机对话接口20的类型的数据。
根据本发明,“人机对话接口20”的表述应该被理解为意味着可以相互驱动或者可以通过外部元件驱动,并且可以通过有线或无线连接而直接或间接驱动的任意控制接口。该接口包括例如,不同类型的钮,例如按钮,具有至少两个位置而且位置传感器的旋转钮,其它类型的控制接口,例如触摸屏,或者基于无线控制设备远程控制的无线技术(无线电、红外等)的数据接收接口。
“人机对话接口20”的表述还应该被理解为意味着任意可视的或可听到的信号接口,连接到或没有连接到控制接口。这因此包括例如信号灯,发光标记或者显示屏,以及所有声音报警设备。该信号接口还可以包括基于无线技术的数据传输接口,使得消息能够被发送到远程接收器。
“人机对话接口20”的表述还应该被理解为意味着任意检测或识别接口,连接到或没有连接到上述的信号接口或控制接口。这因此包括例如,电容型、电感性或电阻型存在传感器,以及可以被用于识别人的生物类型的任何传感器。
此后在本说明书中,应该理解的是,人机对话元件2可以是本身就包括多个上述不同的人机对话接口20。因此,一个相同的人机对话元件2可以既包括控制接口,例如按钮,又包括信号接口,例如信号灯。
根据所采用的人机对话接口20的类型,可以改变人机对话元件2的配置。实际上,参考图8,按钮类型的人机对话接口20包括,例如触点200,其状态一直被人机对话元件的处理装置230所监测。当该触点200改变状态时,处理装置230将表示这种状态的数据写入到内部存储器231。有规律间隔地扫描存储器231的读/写工作站10可以被通知到该人机对话接口20的状态变化。
参考图9,信号光类型的人机对话接口20包括,例如光发射二极管201,其通过电源单元11来供电。当工作站10命令发光时,其将表示要给出光信号的状态的数据写入到人机对话元件2的内部存储器231,例如表示光的“打开”状态的数据。读取该存储器231的人机对话元件的处理装置230监测该状态变化,并通过通信和电源总线4控制该触点的驱动,将二极管201连接到电源单元11。
根据本发明,由于每个人机对话元件所包括的存储器231是可选的,应该理解,要存储的信息可以被存储在另一个存储器中,例如,对于所有人机对话元件共用,并且位于人机对话系统的第一或第二部分的存储器。
根据本发明,该系统的第二部分包括能够以可移动和可互换方式容纳一个或多个上述类型的人机对话元件2的紧固支撑件3。该紧固支撑件3包括导线40和41所扩展的两个平行导轨400和410,其可以通过电触点22a-22d而连接每个人机对话元件2。通信和电源总线4因此包括在第一部分1和第二部分之间延展的两个导线40和41,以及紧固支撑件3的两个导轨400和410。
参考图4和5,这个紧固支撑件3还包括基座30或者延伸形式的平板,包括具有两个电端点300和301的第一端,每个电端点连接到固定在基座30的导轨400和410,并且在纵向上延伸,以及固定在基座30且形成两个平行滑道的覆盖元件31,人机对话元件2可以在滑道上通过基座30的第二开口端接连滑行。在附图中所表示的紧固支撑件3可以,例如容纳五个人机对话元件2。紧固支撑件3还包括覆盖板32(图5中未示出,但图3中可见),其重叠在基座30上,并被用来通过密封基座30的第二端而将人机对话元件2固定在紧固支撑件3中。该覆盖板32被设置在基座30上,以便覆盖导轨,因此避免了与导电部分的任意接触。
根据上述各种元件,本发明因此包括通过通信和电源总线4来将第一部分1连接到第二部分,产生人机对话系统。本发明特别采用可以位于外壳入口或者控制台板上的人机对话系统。本发明的系统因此可以替换每个单独安装在外壳入口或者控制台上的按钮或灯。在附图中,外壳或者控制台的入口都表示为简单的侧壁5。
根据本发明,由工作站10和电源单元11形成的第一部分1因此是位于外壳的内部,例如,固定到DIN轨,或者在控制台的下面,而包括紧固支撑件3和人机对话元件2的第二部分被固定在由外壳或者控制台的入口形成的侧壁5的外部。
参考图1、3和4,紧固支撑件3包括,例如两个固定元件,例如两个螺钉33和34。每个螺钉33和34用来穿过侧壁5形成的孔50和51。另一个孔52也是通过侧壁5形成的,形成通信和电源总线4的两个导线40和41的通道,一方面被连接到紧固支撑件3的两端300和301,另一方面连接到读/写工作站10和电源单元11。根据本发明,只有小直径的三个孔50、51和52足够来穿过侧壁5固定该紧固支撑件3,并将其连接到读/写工作站10和电源单元11,该支撑件3本身能够容纳多个人机对话元件2。本发明的这种配置因此提供了一种优点,简化了要穿过侧壁5的钻孔的数量。由于人机对话元件2包括两个不同的连接接口,偏移90度,因此紧固支撑件3可以水平或垂直固定到侧壁5。用于固定该紧固支撑件的其它方式也是可以想象的和采用的,例如,在紧固支撑件3的下面产生的自粘部分或者磁化部分。
当该人机对话系统启动时,通过读/写工作站10以初学步骤学习每个人机对话元件2的唯一标识符,并关联在具有人机对话元件2的人机对话接口20的类型的读/写工作站10的存储器中。该工作站10接着根据要寻址的人机对话接口20的类型来配置其输入输出。
本发明的系统因此提供了某些优点,其中一些罗列如下:
-减少了要穿过侧壁钻孔的数量;
-配置系统的可能性,甚至是在固定该支撑件之后;
-在任意时间,通过移除、增加或者教化人机对话元件,修改系统的可能性;
-限制布线,因为不再需要单独连线每个人机对话元件;
-通过直接连接工作到网络,在网络中合并系统的可能性;
-系统的模块化,以及所提供功能的丰富
-与传统方案相比,压缩系统,特别是深度上,等等。
显然可以设想其它变化和改进的细节,甚至是设想使用相同的方式,而不脱离本发明的范围。
Claims (11)
1.一种人机对话系统,包括:
-第一部分(1),包括数据处理单元和电源单元(11);
其特征在于,所述人机对话系统包括:
-第二部分,包括多个人机对话元件(2),每个具有人机对话接口(20),以及配置为以可移动和可互换方式容纳每个人机对话元件(2)的紧固支撑件(3);
-将第一部分(1)的电源单元(11)和处理单元连接到每个人机对话元件(2)的通信和电源总线(4),所述通信和电源总线(4)包括配置在紧固支撑件(3)中来连接每个人机对话元件(2)的两个平行导轨(400、410)。
2.根据权利要求1的系统,其特征在于,所述系统包括存储器(231),用于存储关于人机对话元件(2)状态的数据;以及处理装置(230),用于向该存储器(231)进行读出和/或写入。
3.根据权利要求2的系统,其特征在于,该人机对话元件(2)包括控制接口,其可以由用户驱动并且与处理装置(230)协作,以将关于人机对话元件(2)状态的数据写入到存储器(231)中。
4.根据权利要求2的系统,其特征在于,该人机对话元件(2)包括连接到通信和电源总线(4)的信号接口,以便能够通过电源单元(11)供电,并且与处理器装置(230)协作,显示对应于存储器(231)中所存储的数据的状态。
5.根据权利要求2的系统,其特征在于,该人机对话元件(2)包括识别或检测接口,与处理装置(230)协作,将关于人机对话元件(2)状态的数据写入到存储器(231)中。
6.根据权利要求2的系统,其特征在于,该人机对话元件(2)包括通过无线技术操作的数据接收接口,与处理装置(230)协作,将关于人机对话元件(2)状态的数据写入到存储器(231)中。
7.根据权利要求2的系统,其特征在于,该人机对话元件(2)包括通过无线技术操作的数据传输接口,与处理装置(230)协作,发送对应于存储器(231)中所存储的数据的消息。
8.根据权利要求1到7之一的系统,其特征在于,所述系统包括两个人机对话元件,每个人机对话元件具有不同的人机对话接口,并且这两个人机对话元件都具有相同的方形外壳。
9.根据权利要求1到8之一的系统,其特征在于,该通信和电源总线包括都沿着紧固支撑件(3)配置的具有非零电位的第一导轨(400)以及具有中性电位的第二导轨(410)。
10.根据权利要求9的系统,其特征在于,该紧固支撑件(3)包括配置为通过滑行来接收多个人机对话元件(2)的延伸基座(30),并且所述导轨(400、410)被固定到延伸基座(30)。
11.根据权利要求1到10的系统,其特征在于第一部分(1)和第二部分位于侧壁(5)的其中一侧。
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