CN103346939A - 一种智能家居系统终端 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种智能家居系统终端，包括中央处理器、电池模块、电源管理模块、显示器模块、音频输入输出模块以及以太网通讯接口模块。电源管理模块与电池模块相连，将电池模块的电能转换为稳定的电力；中央处理器与电源管理模块、显示器模块、音频输入输出模块和以太网通讯接口模块均连接，以控制电源管理模块的电力转换工作，控制显示器模块实现信息显示，控制音频输入输出模块采集音频信号和发送机械声波，控制以太网通讯接口模块实现与局域网网络的连接。该终端采用主板加模块的构建方式，统一主板接口并开放接口，以根据需求搭建模块。本发明集诸多智能家居功能于一体，弥补了当前终端设备均不能满足物联网开环应用的诸多需求的缺陷。

Description

一种智能家居系统终端

技术领域

本发明属于网络通讯技术领域，涉及一种家居系统终端，尤其涉及一种基于物联网的家居系统终端。

背景技术

物联网是信息通信技术应用的最新产物。它不仅是提升产业综合竞争力、培育新经济增长点的重要途径，也是促进产业结构调整、提升城市管理水平的重要手段。随着建设“感知中国”政策的出台，根据自身产业、科技发展特点，结合城市信息化建设，为学校、社区、写字楼等城市各职能环节提供一套围绕民生的服务系统，创建物联网的开环应用模式，有着极其重要的意义。

但是，当前尚缺乏核心的终端设备，使之能通过精准交叉物流、物联网服务平台、物联网云计算数据中心，适应物联网开环应用的实际需求。现在相近的设备只有可视对讲或只具备简单控制功能，而提供全方位服务的可视对讲及智能家居系统功能如配备学习型音频视频设备操控的终端尚未见诸报道。市场上大多数产品只是专注于可视对讲终端、红外遥控设备、安防、公告栏、背景音乐播放器等功能中的部分功能，而始终没有一种单一的终端设备可以满足物联网开环应用的诸多需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服现有技术中终端设备功能单一的缺点的多功能智能家居系统终端。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种智能家居系统终端，包括中央处理器、电池模块、电源管理模块、显示器模块、音频输入输出模块以及以太网通讯接口模块；所述电源管理模块与所述电池模块相连，将所述电池模块的电能转换为稳定的电力；所述中央处理器分别与所述电源管理模块、所述显示器模块、所述音频输入输出模块和所述以太网通讯接口模块连接，以控制所述电源管理模块的电力转换工作，控制所述显示器模块实现信息显示，控制所述音频输入输出模块采集音频信号和发送机械声波，控制所述以太网通讯接口模块实现与局域网网络的连接；所述终端采用主板加模块的构建方式，统一主板接口并开放接口，以根据需求搭建模块。

所述显示器模块为七寸液晶显示触摸屏。

所述终端还包括与所述中央处理器连接的Zigbee智能控制功能模块，以实现所述终端与内置Zigbee功能传感器的家居设备通信。

所述终端还包括与所述中央处理器连接的Wi-Fi通讯接口模块，以实现所述终端与无线网络网路的连接。

所述终端还包括与所述中央处理器连接的SD卡接口模块。

所述终端还包括与所述中央处理器连接的语音输入模块，以实现所述终端的语音识别功能。

所述终端还包括学习型红外智能控制功能模块、红外接收器和红外发射器，其中，所述学习型红外智能控制模块为红外控制器，与所述中央处理器连接，还与所述红外接收器和所述红外发射器均连接；所述红外接收器接收家居电器的红外数据，并发送给所述学习型红外智能控制功能模块，所述学习型红外智能控制功能模块根据所述红外数据进行学习，并选择所需的红外发射数据通过所述红外发射器发送给家居电器。

所述学习型智能控制功能模块包括第一中央处理器、晶振和Flash存储器；其中，所述晶振产生频率，与所述红外发射器连接并为所述红外发射器提供发射频率；所述第一中央处理器与所述Flash存储器和所述红外发射器均连接，所述Flash存储器还与所述红外接收器连接，所述第一中央控制器控制所述Flash存储器接收并存储所述红外接收器接收的家庭电器的红外数据，根据所述红外数据进行学习，并根据需要选择红外发射数据通过所述红外发射器发送给家居电器。

所述Flash存储器的型号为W25Q128BVEIG；优选的，所述第一中央处理器的型号为89LV51；进一步优选的，所述晶振的输出频率为38KHz。

所述学习型红外智能控制功能模块包括一个红外数据发射通道。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：相对于传统的物联网终端设备只具有可视对讲或简单的控制功能来说，本发明的智能家居系统终端基于物联网技术并综合应用Zigbee技术、红外技术、数字通讯技术、网络技术等高新技术手段，集可视对讲、照明控制、红外设备遥控、安防报警、电子公告栏、小区会所预订、背景音乐播放器等诸多智能家居功能于一体，既可通过以太网有线连接也可通过Wi-Fi无线连接互联网，为物联网在家庭、酒店、办公等环境的应用提供基础。将该终端连接系统服务器,即可为大众提供全面的智能家居生活服务，能够满足人们从基本通信服务到多媒体生活全方位的家居智能化、信息化生活服务需求。

附图说明

图1本发明实施例中智能家居系统终端的硬件系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

为了克服现有技术中终端设备功能单一的缺点，本发明提出了一种多功能的智能家居系统终端。图1所示为本发明的智能家居系统终端的硬件系统结构图。从图1可以看出该智能家居系统终端包括中央处理器01、七寸液晶显示触摸屏02、Zigbee智能控制功能模块03、学习型红外智能控制功能模块04、Wi-Fi通讯接口模块05、以太网通讯接口模块06、音频输入输出模块07和电源管理模块08。

中央处理器01通过信号线分别与七寸液晶显示触摸屏02、Zigbee智能控制功能模块03、学习型红外智能控制功能模块04、Wi-Fi通讯接口模块05、以太网通讯接口模块06、音频输入输出模块07相连接，并通过电源线和信号线与一组电源管理模块08连接，该电源管理模块08还与锂电池09相连接。所述中央处理器01内置256MB内存及256MB闪存。中央处理器01实现整个系统终端各模块的功能调度，如控制电源管理模块08的电力转换工作，控制七寸液晶显示触摸屏02实现信息显示，控制音频输入输出模块07采集音频信号和发送机械声波，控制以太网通讯接口模块06实现与局域网网络的连接等。

七寸液晶显示触摸屏02内置4向键盘，通过I²C总线（Inter-Integrated Circuit）与中央处理器01相连，为人机交互提供接口。在实现触摸功能时，其输入为操作者对机器的指令，输出为传输给中央处理器01的通信数据；在实现显示功能时，其输入数据为中央处理器01的指令数据，输出为图像数据。

Zigbee智能控制功能模块03与中央处理器01通过RS-232总线相连，为中央处理器01与外部电机控制模块及功能传感器连接提供接口。Zigbee智能控制功能模块03可连接照明设备、窗帘、光传感器、门触传感器等内置Zigbee功能传感器的设备。其输入为中央处理器01的指令数据，输出为送往受控设备的目标控制信号。

学习型红外智能控制功能模块04同样通过RS-232接口与中央处理器01连接，可记忆多达6000个红外内码，用以通过红外遥控外部音频和视频设备。该终端还包括均与学习型红外智能控制功能模块04连接的红外接收器和红外发射器。该学习型红外智能控制模块04为红外控制器，红外接收器接收家居电器的红外数据，并发送给学习型红外智能控制功能模块04，学习型红外智能控制功能模块04根据接收的红外数据进行学习，并选择所需的红外发射数据通过红外发射器发送给家居电器。

本实施例中，该学习型智能控制功能模块04包括第一中央处理器、晶振和Flash存储器；其中，Flash存储器的型号为W25Q128BVEIG，第一中央处理器的型号为89LV51，晶振的输出频率为38KHz。

晶振产生38KHz频率，与红外发射器连接并为红外发射器提供发射频率；第一中央处理器与Flash存储器和红外发射器均连接，Flash存储器还与红外接收器连接，第一中央控制器控制Flash存储器接收并存储红外接收器接收的家庭电器的红外数据，根据该红外数据进行学习，并根据需要选择红外发射数据通过红外发射器发送给家居电器。此外，该学习型红外智能控制功能模块04包括一个红外数据发射通道。

Wi-Fi通讯接口模块05通过安全数字输入输出卡（SDIO，Secure Digital Input and OutputCard）与中央处理器01连接，它是无线网络接入接口。其输入为中央处理器01送来的各种数据信息，或天线接收到的相关设备传递到的通信数据；输出为送往指定设备的各种数据信息，或传递到中央处理器01的通信数据。

以太网通讯接口模块06通过IEEE802.3标准与中央处理器01通信，是局域网网络接入接口。其输入为中央处理器01送来的各种数据信息，或网线接收到的相关设备传递来的通信数据；输出为通过网线传递到相关设备的数据信息，或传递到中央处理器01的通信数据。

音频输入输出模块07通过音频多媒体数字信号编/解码器（AC'97，Audio Codec'97）声卡规范与中央处理器01连接，提供音频输入（即麦克风功能）和输出（即扬声器功能)接口，为可视对讲提供语音通讯接口。在实现麦克风功能时，其输入为原始音频数据，输出为送往中央处理器01的音频信息；在实现扬声器功能时，其输入为中央处理器01传递过来的指令信息，输出为通过扬声器传送出的机械声波。

电源管理模块08提供电力稳压器、锂电池09充电等功能，为该终端提供稳定合适的电力供应。

本发明的智能家居系统终端的外部显示中输出采用液晶面板，输入采用触摸屏设计，实物体积大小按照物业管理需求而定。其内部采用主板加模块的构建方式，统一主板接口并开放接口，以便根据不同需求搭建不同模块。具体而言，主板设计采用统一的功能模块接口设计，满足抗干扰、功能模块可扩展、内存可扩展等功能；同时采用灵活的模块通讯接口设计以便模块转换，增加模块级的选择和系统功能的变更。例如可以增设SD卡（Secure DigitalMemory Card）接口来实现文件存储功能，并进行音频和视频文件的播放操作；可以扩充语音输入模块以便于语音识别。

在上述系统模块及其构建方式的基础上，结合相关的外部设备，本发明的智能家居系统终端可以实现以下功能：

1）通过在访客对讲机等终端与本发明智能家居系统终端之间基于TCP协议（传输控制协议）实现的视频流通讯和基于SIP协议（信令控制协议）实现的音频流通讯，可以实现可视对讲功能，提高了安全性与便捷性。

2）本发明的智能家居系统终端可以通过在2.4G赫兹Zigbee波段上发送指令给内置Zigbee的照明开关以控制照明设备的开、关和调光，发送指令给内置Zigbee的窗帘开关以控制窗帘的闭合和卷动。同样，该智能家居系统终端与其他内置Zigbee且位于Zigbee信号传输范围之内的位置上的其他设备之间也可以实现相应的控制功能。

3）该智能家居系统终端既可由内置的学习型红外智能控制功能模块遥控操作外部的音频和视频设备，也可通过系统中的应用软件播放存储于SD卡中的音频和视频文件。

4）通过2.4G赫兹Zigbee，该智能家居系统终端可探测到任何人或物的闯入，从而实现典型的安防报警功能。

5）该智能家居系统终端可以实现Wi-Fi连接。

6）该智能家居系统终端可以实现以太网连接。

7）通过网络连接，本发明的智能家居系统终端还可实现电子公告栏、小区会所预订等其他功能。

本发明的智能家居系统终端是一种整合大部分智能家居系统所需功能的网络终端设备，能够广泛应用于家庭、酒店和写字楼等环境。该智能家居系统终端既可通过以太网也可通过Wi-Fi进行网络连接，而市场上大多数平板电脑只支持Wi-Fi连接。同时由于其具备良好的可扩展性，将来还可实现其他物联网应用，如智能电表、节能应用等。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能家居系统终端，其特征在于：包括中央处理器、电池模块、电源管理模块、显示器模块、音频输入输出模块以及以太网通讯接口模块；

所述电源管理模块与所述电池模块相连，将所述电池模块的电能转换为稳定的电力；

所述中央处理器分别与所述电源管理模块、所述显示器模块、所述音频输入输出模块和所述以太网通讯接口模块连接，以控制所述电源管理模块的电力转换工作，控制所述显示器模块实现信息显示，控制所述音频输入输出模块采集音频信号和发送机械声波，控制所述以太网通讯接口模块实现与局域网网络的连接；

所述终端采用主板加模块的构建方式，统一主板接口并开放接口，以根据需求搭建模块。

2.根据权利要求1所述的智能家居系统终端，其特征在于：所述显示器模块为七寸液晶显示触摸屏。

3.根据权利要求1所述的智能家居系统终端，其特征在于：所述终端还包括与所述中央处理器连接的Zigbee智能控制功能模块，以实现所述终端与内置Zigbee功能传感器的家居设备通信。

4.根据权利要求1所述的智能家居系统终端，其特征在于：所述终端还包括与所述中央处理器连接的Wi-Fi通讯接口模块，以实现所述终端与无线网络网路的连接。

5.根据权利要求1所述的智能家居系统终端，其特征在于：所述终端还包括与所述中央处理器连接的SD卡接口模块。

6.根据权利要求1所述的智能家居系统终端，其特征在于：所述终端还包括与所述中央处理器连接的语音输入模块，以实现所述终端的语音识别功能。

7.根据权利要求1所述的智能家居系统终端，其特征在于：所述终端还包括学习型红外智能控制功能模块、红外接收器和红外发射器，其中，所述学习型红外智能控制模块为红外控制器，与所述中央处理器连接，还与所述红外接收器和所述红外发射器均连接；所述红外接收器接收家居电器的红外数据，并发送给所述学习型红外智能控制功能模块；所述学习型红外智能控制功能模块根据所述红外数据进行学习，并选择所需的红外发射数据通过所述红外发射器发送给家居电器。

8.根据权利要求7所述的智能家居系统终端，其特征在于：所述学习型智能控制功能模块包括第一中央处理器、晶振和Flash存储器；

其中，所述晶振产生频率，与所述红外发射器连接并为所述红外发射器提供发射频率；所述第一中央处理器与所述Flash存储器和所述红外发射器均连接，所述Flash存储器还与所述红外接收器连接，所述第一中央控制器控制所述Flash存储器接收并存储所述红外接收器接收的家庭电器的红外数据，根据所述红外数据进行学习，并根据需要选择红外发射数据通过所述红外发射器发送给家居电器。

9.根据权利要求8所述的智能家居系统终端，其特征在于：所述Flash存储器的型号为W25Q128BVEIG；

优选的，所述第一中央处理器的型号为89LV51；

进一步优选的，所述晶振的输出频率为38KHz。

10.根据权利要求8所述的智能家居系统终端，其特征在于：所述学习型红外智能控制功能模块包括一个红外数据发射通道。

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