CN103676805B - 立体三维全景智能控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立体三维全景智能控制系统及方法。系统包括家电设备、智能终端和实时空间模拟显示系统，还包括无线控制模块和控制模块；无线控制模块与实时空间模拟显示系统相连；智能终端用于显示实时空间环境以及根据显示的实时空间环境发出控制信号；家电设备的开关通过控制模块与电力线相连；无线控制模块通过电力线向控制模块传输控制信号。方法是根据显示的实时空间环境对所要控制的家电设备发出控制信号，并通过电力载波的方式传递该控制信号，最后由控制模块根据该控制信号控制家电设备。本发明通过在家电设备处安装与电力线连接的控制模块，同时结合实时空间模拟显示系统使得本发明操作简单并且能够实现实时监控。

Description

立体三维全景智能控制系统及方法

技术领域

本发明涉及智能家居控制技术领域，特别是涉及一种立体三维全景智能控制系统及方法。

背景技术

目前电力载波的应用领域主要集中在家庭智能化，公用设施智能化（比如远程抄表系统，路灯远程监控系统等）以及工业智能化（比如各类设备的数据采集）。智能家居控制系统需要对家居环境中的多个应用类别的电气设备和装置进行智能控制，具体的智能控制类别有：灯具智能控制、安防智能控制、门窗智能控制、家居仪表控制、休闲娱乐智能控制、家电设备智能控制等，同时该智能家居控制系统对所有这些控制信息进行集成管理，实现远程操作和信息回馈。现有智能家居控制系统在整体化应用设计仍然存在不足之处，比如现有的智能家居无法很好的模拟家居控制的环境，只是通过表格的形式显示各个家居设备的工作情况，因此现有的智能家居系统无法实现实时观测各个家居设备的工作状态，不能够起到实时监控的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种立体三维全景智能控制系统及方法，操作简单并且能够实现实时监控，并且无须对室内重新布线，无须进行繁杂的无线网络设置，无须在室内设置任何摄像头。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种立体三维全景智能控制系统，包括家电设备、智能终端和实时空间模拟显示系统，所述立体三维全景智能控制系统还包括用于接收控制信号的无线控制模块和用于根据控制信号控制所述家电设备进行工作的控制模块；所述无线控制模块与所述实时空间模拟显示系统相连；所述智能终端用于显示实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境以及根据显示的实时空间环境发出控制信号；所述家电设备的开关通过控制模块与电力线相连；所述无线控制模块通过电力线向所述控制模块传输所述控制信号；所述控制模块一端搭载在电力线上，另一端直接与所述家电设备的控制装置相连。

所述家电设备的控制装置为物理开关或控制主板；所述控制装置为物理开关时，所述控制模块通过电力线与物理开关相连；所述控制装置为控制主板时，所述控制模块通过信号总线与所述控制主板相连。

所述无线控制模块包括依次相连的无线通信子模块、第一微处理器和第一电力线信号耦合子模块；所述无线通信子模块用于接收智能终端发出的控制信号以及向智能终端发送实时空间环境和状态信号，所述第一微处理器用于接收实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境，并对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述第一电力线信号耦合模块用于将经过处理的控制信号耦合输出到电力线或将电力线上的状态信号输出到所述第一微处理器。

所述无线控制模块还包括与第一微处理器相连的接口子模块。

所述的无线通信子模块为wifi模块或3G模块。

所述控制模块包括依次相连的第二电力线信号耦合子模块、信号处理子模块和第二微处理器；所述第二电力线信号耦合子模块用于将电力线上的控制信号输出到所述信号处理子模块或将所述家电设备的状态信号输出到电力线上，所述信号处理子模块用于对所述控制信号或状态信号进行处理，所述第二微处理器根据控制信号对所述家电设备进行控制以及接收家电设备的状态信号。

所述实时空间模拟显示系统采用FLASH的方式显示实施空间环境。

所述实时空间环境为360度空间全景图。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种立体三维全景智能控制方法，包括以下步骤：

（1）智能终端显示实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境，并根据显示的实时空间环境对所要控制的家电设备发出控制信号；

（2）无线控制模块接收所述控制信号并将所述控制信号加载到电力线上；

（3）控制模块根据加载在电力线上的控制信号对所述家电设备进行控制。

所述实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境通过无线控制模块传输给所述智能终端。

所述控制模块实时将家电设备的工作状态通过电力线传输给所述无线控制模块；所述无线控制模块将电力线上加载的家电设备的工作状态传输给所述智能终端；所述智能终端上显示的实时空间环境与家电设备的工作状态相互对应。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过在家电设备处安装与电力线连接的控制模块，同时结合实时空间模拟显示系统在智能终端上显示360度空间全景图，并在显示的360度空间全景图上通过智能终端和无线控制模块实现对家居的智能控制。本发明安装与室内装修无关，并且安装后无需进行专业设置，不需要更换线路和电器开关，控制点和功能可以随意添加，控制内容可以自由更改，控制范围包括整个房间，被控电器的位置、状态随时显示，操作只需点击一下iPAD上的图标或触摸一下手机屏幕即可随时随地进行控制，十分方便，而且本发明不需要控制主机，从而使得系统更为简洁，可在高级宾馆、酒店公寓、会所等处使用，实现方式相当灵活。

本发明中实时空间模拟显示系统采用FLASH的方式显示实施空间环境，无需在空间内安装任何摄像装置，降低成本，使得室内空间更为简洁。本发明还利用接口子模块可实现将家电设备使用次数和状态进行统计，便于更好地进行后续开发。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中无线控制模块结构示意图；

图3是本发明中控制模块结构示意图；

图4是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明涉及一种立体三维全景智能控制系统，包括家电设备、智能终端和实时空间模拟显示系统，所述立体三维全景智能控制系统还包括用于接收控制信号的无线控制模块和用于根据控制信号控制所述家电设备进行工作的控制模块；所述无线控制模块与所述实时空间模拟显示系统相连；所述智能终端用于显示实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境以及根据显示的实时空间环境发出控制信号；所述家电设备的开关通过控制模块与电力线相连；所述无线控制模块通过电力线向所述控制模块传输所述控制信号。所述控制模块一端搭载在电力线上，另一端直接与所述家电设备的控制装置相连。

本发明通过在家电设备处安装与电力线连接的控制模块，同时结合实时空间模拟显示系统在智能终端上显示360度空间全景图，并在显示的360度空间全景图上通过智能终端和无线控制模块实现对家居的智能控制。

如图1所示，一种无主机智能控制系统，包括无线控制模块101，该无线控制模块101可以与智能终端102（如智能手机、平板电脑等）进行通信连接，连接完成后智能终端102的主要作用便是显示实时空间环境和根据实时空间环境发出控制信号两个作用。无线控制模块101还与实时空间模拟显示系统103相连，通过实时空间模拟显示系统103和无线控制模块101相互结合，当无线控制模块101与智能终端102通信连接完成后，智能终端102便可以在其显示屏上显示360度空间全景图，用户看到该360度空间全景图犹如一种身临其境的感觉，带给用户新的操作享受，该360度空间全景图与用户所要进行控制的空间相互一致，当用户需要对某个家电设备进行操作时只需直接在空间全景图中点击该家电设备即可实现控制。无线控制模块101还连接在电力线上。该控制系统中的被控家电设备包括灯105、窗帘、电饭煲109、洗衣机110和温度感应器111等等，所述家电设备的控制装置为物理开关或控制主板。其中，灯105及其手动开关106分别与控制模块104相连；窗帘的电机107及开关108分别与控制模块104相连；电饭煲109的控制主板的信号总线与控制模块104相连，同时电饭煲109还通过电力线进行供电；洗衣机110的控制主板的信号总线与控制模块104相连，同时洗衣机110还通过电力线进行供电；温度感应器111的探头的信号总线与控制模块104相连，同时该探头还通过电力线进行供电；每块控制模块104均连在电力线上。无线控制模块101则可以通过电力线向所述控制模块104传输所述控制信号。

如图2所示，所述无线控制模块101包括依次相连的无线通信子模块1011、第一微处理器1012和第一电力线信号耦合子模块1013；所述无线通信子模块1011用于接收智能终端102发出的控制信号以及向智能终端102发送控制菜单和状态信号，所述第一微处理器1012用于接收实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境，并对收到的控制信号或状态信号进行处理，将实时模拟显示系统生成的实时空间环境与家电设备的状态信号相对应，也就是说，当卧室的电灯处于关闭状态时，在实时空间环境中卧室的电灯也处于关闭状态，所述第一电力线信号耦合模块1013用于将经过处理的控制信号耦合输出到电力线或将电力线上的状态信号输出到所述第一微处理器1012。其中，无线通信子模块1011可以是wifi模块，也可以是3G模块。wifi模块可以采用德州仪器的WL1271芯片，支持802.11b/g/n网络；3G模块可以采用VIA威盛科技的EVDO 3G网络芯片。

所述无线控制模块101还包括与第一微处理器1012相连的接口子模块1014，通过该接口子模块1014使得无线控制模块101可以与后台服务器相互连接，从而实现将家电设备使用次数和状态进行统计，便于更好地进行后续开发。该接口子模块1014可以采用RS232接口。所述无线控制模块101还包括与第一微处理器1012相连的存储子模块1015，通过该存储子模块1015可以将家电设备使用次数和状态进行统计，便于更好地进行后续开发。

如图3所示，所述控制模块104包括依次相连的第二电力线信号耦合子模块1041、信号处理子模块1042和第二微处理器1043；所述第二电力线信号耦合子模块1041用于将电力线上的控制信号输出到所述信号处理子模块1042或将所述家电设备的状态信号输出到电力线上，所述信号处理子模块1042用于对所述控制信号或状态信号进行处理，所述第二微处理器1043根据控制信号对所述家电设备进行控制以及接收家电设备的状态信号。

由此可见，本发明只需将控制模块直接与家电设备的控制总线或开关相连即可实现对家电设备的控制，无需进行任何复杂的设置，本发明的安装与室内装修无关，并且安装后无需进行专业设置，不需要更换线路和电器开关，控制点和功能可以随意添加，控制内容可以自由更改，控制范围包括整个房间，被控电器的位置、状态随时显示，操作只需点击一下iPAD上的图标或触摸一下手机屏幕即可随时随地进行控制，十分方便。

其中，第一微处理器和第二微处理器均可采用M16C/6S单片机，M16C/6S是内置于YITRAN公司开发的电力线调制解调器IT800的单片机，是最适用于有线通讯化的单片机。有线通讯使用的频带为100~400kHz，在最大值7.5kbps的情况下也可能进行通讯。同时，适用于微软公司主要针对家用主机网络开发的通信协议SCP（Simple Control Protocol），并能够提供适用于任何协议的DLL（Data Link Layer）程序库。最大频带即PLL频带合成器使用时为15.36MHz。

控制模块中的信号处理子模块均包括滤波模块和功率放大模块。其中，滤波模块主要是进行信号的滤波，以滤除电力线上的各种杂质信号，其可以是各种合适的滤波电路或器件，例如采用无源六级LC构造成的滤波器。无源六级LC构造成的滤波器的基本电路是由一些电阻、电容、电感组成的，这些电阻、电容和电感的参数本领域技术人员可根据电力线的具体情况进行选择设定。功率放大模块主要是对需要发送的信号进行放大，使得输出处的失真和噪声幅度减小，其可以是各种常用的功率放大器或功率放大电路。

第一电力线信号耦合模块用来实现无线控制模块和电力线之间的信号耦合传输，第二电力线信号耦合子模块用来实现控制模块和电力线之间的信号耦合传输。第一电力线信号耦合模块和第二电力线耦合模块可以采用各种合适的电力耦合电路，如可以采用电磁耦合与阻容耦合相结合的复合耦合电路，从而既可以提高载波信号的加载效率，又可以完全的隔离电力网50赫兹的工频信号。

本实施方式中的实时空间模拟显示系统用于生成360度空间全景图，生成的360度空间全景图可采用FLASH的方式显示。其中方法大致有两种：一种是在三维全景或地图中添加其他三维全景的链接，链接可以是箭头或者脚印等形式，浏览者在点击其他三维全景的链接时，就会切换到其他三维全景进行浏览；另一种是采用计算机视觉技术和计算机图形图像技术，获取全景图像对应的环境模型，实现全景空间与真实环境的一一映射，在全景空间中实现自主漫游。

如图4所示，本发明还涉及一种立体三维全景智能控制方法，包括以下步骤：

步骤401，智能终端显示实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境，并根据显示的实时空间环境对所要控制的家电设备发出控制信号；

步骤402，无线控制模块接收所述控制信号并将所述控制信号加载到电力线上；

步骤403，控制模块根据加载在电力线上的控制信号对所述家电设备进行控制。

在整个过程中，所述实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境通过无线控制模块传输给所述智能终端。所述控制模块实时将家电设备的工作状态通过电力线传输给所述无线控制模块；所述无线控制模块将电力线上加载的家电设备的工作状态传输给所述智能终端；所述智能终端上显示的实时空间环境与家电设备的工作状态相互对应。

以wifi为例下面简单介绍本系统的工作方式：当用户进入房间后，打开智能终端的wifi，智能终端开始自动搜索wifi热点，当搜索到用户需要的wifi热点（即无线控制模块中无线通信子模块发出的信号）时，用户选择该wifi热点，然后输入密码，此时用户的智能终端便可以与无线控制模块相互连接，两者相连后无线控制模块中的微处理器发出信号接收实时空间模拟显示系统发出的该房间的360度空间全景图，该360度空间全景图上显示有每个家电设备的工作状态，智能终端上便显示该房间的360度空间全景图，此时用户便可根据360度空间全景图对房间内的各个家居设备进行控制。当智能终端向无线控制模块发出控制信号时，无线通信子模块接收到控制信号后，便通过第一微处理器对其进行处理（如进行滤波和放大），处理完成后传输给第一电力线信号耦合模块，第一电力线信号耦合模块收到该控制信号后，将该控制信号耦合输出到电力线上。此时控制模块上的第二电力线信号耦合模块会将该控制信号耦合到输出到所述信号处理子模块，信号处理子模块对收到的控制信号进行处理后便转发给第二微处理器，第二微处理器收到后则根据控制信号实现对家电设备的控制。

需要说明的是，上述实施例中用户的智能终端内还可以安装相关的应用程序，只需打开该应用程序后，系统便自动寻找相应的wifi热点，使智能终端与无线控制模块之间实现连接。

当用户在卧室看电视时若要遥控客厅的电灯，可先打开智能终端的wifi，使智能终端与无线控制模块相连，智能模块上显示房间的360度空间全景图，此时用户通过智能终端的触摸屏可移动到客厅，点击客厅内的电灯（打开或关闭），智能终端便向无线控制模块发出控制信号，无线控制模块收到信号后，通过电力线直接将该控制信号传输至客厅电灯的控制模块，控制模块收到后便对电灯实现打开或关闭的命令。当用户不再需要遥控客厅的电灯时，可关闭智能终端的wifi或关闭相关的应用程序即可。

值得一提的是，本实施例中电灯的控制模块还可以将电灯的状态信号发送至无线控制模块，无线控制模块根据该状态信号可在360度空间全景图中显示该电灯的状态，比如说客厅内的电灯处于打开状态时，360度空间全景图中的电灯也处于打开状态，客厅内的电灯处于关闭状态时，360度空间全景图中的电灯也处于关闭状态。

不难发现，本发明安装与室内装修无关，并且安装后无需进行专业设置，不需要更换线路和电器开关，控制点和功能可以随意添加，控制内容可以自由更改，控制范围包括整个房间，被控电器的位置、状态随时显示，操作只需点击一下iPAD上的图标或触摸一下手机屏幕即可随时随地进行控制，十分方便，而且本发明不需要控制主机，从而使得系统更为简洁，可在高级宾馆、酒店公寓、会所等处使用，实现方式相当灵活。

Claims (9)

1.一种立体三维全景智能控制系统，包括家电设备、智能终端和实时空间模拟显示系统，其特征在于，所述立体三维全景智能控制系统还包括用于接收控制信号的无线控制模块和用于根据控制信号控制所述家电设备进行工作的控制模块；所述无线控制模块与所述实时空间模拟显示系统相连；所述智能终端用于显示实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境以及根据显示的实时空间环境发出控制信号；所述家电设备的开关通过控制模块与电力线相连；所述无线控制模块通过电力线向所述控制模块传输所述控制信号；所述控制模块一端搭载在电力线上，另一端直接与所述家电设备的控制装置相连；所述无线控制模块包括依次相连的无线通信子模块、第一微处理器和第一电力线信号耦合子模块；所述无线通信子模块用于接收智能终端发出的控制信号以及向智能终端发送实时空间环境和状态信号，所述第一微处理器用于接收实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境，并对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述第一电力线信号耦合子模块用于将经过处理的控制信号耦合输出到电力线或将电力线上的状态信号输出到所述第一微处理器。

2.根据权利要求1所述的立体三维全景智能控制系统，其特征在于，所述家电设备的控制装置为物理开关或控制主板；所述控制装置为物理开关时，所述控制模块通过电力线与物理开关相连；所述控制装置为控制主板时，所述控制模块通过信号总线与所述控制主板相连。

3.根据权利要求1所述的立体三维全景智能控制系统，其特征在于，所述无线控制模块还包括与第一微处理器相连的接口子模块。

4.根据权利要求1所述的立体三维全景智能控制系统，其特征在于，所述的无线通信子模块为wifi模块或3G模块。

5.根据权利要求1所述的立体三维全景智能控制系统，其特征在于，所述控制模块包括依次相连的第二电力线信号耦合子模块、信号处理子模块和第二微处理器；所述第二电力线信号耦合子模块用于将电力线上的控制信号输出到所述信号处理子模块或将所述家电设备的状态信号输出到电力线上，所述信号处理子模块用于对所述控制信号或状态信号进行处理，所述第二微处理器根据控制信号对所述家电设备进行控制以及接收家电设备的状态信号。

6.根据权利要求1所述的立体三维全景智能控制系统，其特征在于，所述实时空间模拟显示系统采用FLASH的方式显示实时空间环境。

7.根据权利要求1所述的立体三维全景智能控制系统，其特征在于，所述实时空间环境为360度空间全景图。

8.一种立体三维全景智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)智能终端显示实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境，并根据显示的实时空间环境对所要控制的家电设备发出控制信号；

(2)无线控制模块接收所述控制信号并将所述控制信号加载到电力线上；

(3)控制模块根据加载在电力线上的控制信号对所述家电设备进行控制；

所述控制模块实时将家电设备的工作状态通过电力线传输给所述无线控制模块；

所述无线控制模块将电力线上加载的家电设备的工作状态传输给所述智能终端；所述智能终端上显示的实时空间环境与家电设备的工作状态相互对应。

9.根据权利要求8所述的立体三维全景智能控制方法，其特征在于，所述实时空间模拟显示系统生成的实时空间环境通过无线控制模块传输给所述智能终端。