CN103760855A - 自组式模块化家居控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自组式模块化家居控制系统，它包括导线、电源模块、总线、可交换控制模组、可交换执行模组。所述的可交换控制模组与可交换执行模组分别连接在总线上，可交换控制模组与可交换执行模组通过总线进行信号传输，可交换控制模组由多个控制基本模块组成，多个控制基本模块分别并联连接在总线上；所述的可交换执行模组由多个执行基本模块组成，多个可交换执行模组分别并联连接在总线上。由于本发明的总线采用1－wire结构，具有数据冲突碰撞检测避免机制，数据传输快速准确，大大节省数据运算时间及内存，系统的基本模块均采用模块化结构设计，具备互换性，具有较好的灵活性和自主性，实现家居控制系统将操作简单方便、功能强大、性能稳定集成一体。

Description

自组式模块化家居控制系统

技术领域

本发明涉及智能家居控制系统领域，特别是涉及一种自组式模块化家居控制系统。

背景技术

现代化生活中，随着人们生活水平不断提高，科技和社会的不断发展，智能家居行业也取得了巨大的发展，并日益渗透到人们生活当中，随着Internet技术在普通家庭中得以广泛使用，消费电子、计算机、通讯一体化趋势口趋明显。智能家居控制系统是以住宅为平台，主要控制对象是家居电器及家电设备，其利用网络通信技术、综合布线技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术等先进技术将家居生活有关的设施进行有机结合，构建高效的住宅设施与家庭事务的控制管理系统，使家居生活更加智能、安全、便利、舒适，并实现环保节能的综合智能家居网络控制系统平台。

如今，千篇一律的产品已经难以满足求新、求变、求创意的消费者，作为生活扎根的土壤，心灵栖息的归宿，打造一个舒适、时尚、个性化的家居环境似乎已成为现代人永远都孜孜不倦追求的目标。为了不仅满足个性化需求，又能适应大规模机械化生产，节约成本并提高市场竞争力，项目组引入模块化设计思想。所谓模块化设计，是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场不同需求的设计方法。

模块化设计可轻松适应不同客户各种需求；多变组合既满足个性化需求，更注重实用性和舒适性。同时模块化设计本身可以在一定程度上减少或消除对环境的不利影响，模块化的产品方便重组、升级、维修、运输、拆卸和产品废弃后的回收处理。真正将绿色环保融入设计，让生活充满生趣。

智能家居生活舒适程度取决于智能家居控制系统构架的是否合理布局。一个设计优异、布局合理、有机结合的控制系统对家电设备的控制实现具有重要的作用，可使得家电设备控制操作简单。如公开号为CN102621956A的中国专利公开了一种智能家居控制系统，包括中央控制主机、用户终端，中央控制主机电连接有摄像机、传感器及若干执行机构并通过家庭网关通讯，以家庭网关作为智能家居系统的核心部分集成一个独立控制软件，用户能够通过用户终端，以Internet网络或无线移动网络为信息媒介，通过摄像头获取实时的监控画面，远程操控本系统内的电器设备，对家里的一切进行自主管理，由于其结构布局一旦布置完成及不一更改，因此其自身组织结构布局受到局限，个性化程度低、后续操作相对复杂。又如公开号为CN102591307A的中国专利公开了一种智能家居控制系统及其实现方法，包括智能家居可交换控制模组，遥控终端、WIFI路由器、家电控制子系统、家居设备控制子系统、安防报警子系统和监控摄像子系统，其优点是远程控制方式灵活多样，用户可通过智能手机和PC机对家居随时进行控制，家居报警信息以短信方式实时传送给用户，由于每次都将信息发送个用户，使得用户信息处理量加大，同时系统结构复杂，灵活性较低，整体模块化程度低。

鉴于以上的情形，本发明公开了一种自组式模块化家居控制系统，按不同特性进行功能模块化及结构模块化，可实现系统多功能化、柔性化、模块化的特点，使家居控制系统操作简单方便，功能更加强大，性能稳定可靠，同时可使消费者可根据自身需求自组定制，同时减少成本。

发明内容

本发明主要目的是解决现有技术问题，提供可实现基本功能模块化及自组合多功能的一种自组式模块化家居控制系统，家居控制系统多功能可个性化任意搭配组合实现，通过搭配不同的基本功能模块实现可交换控制模组与可交换执行模组的多样匹配，且可将多个单一功能的基本功能模块通过合理搭配实现不同功能的组合模块。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：

本发明是一种自组式模块化家居控制系统，它包括导线、电源模块、总线、可交换控制模组、可交换执行模组；所述的电源模块的一端通过导线与市电取电端口连接，电源模块的另一端与总线相连接，给总线提供电源；所述的可交换控制模组与可交换执行模组分别连接在总线上，可交换控制模组与可交换执行模组通过总线进行信号传输，即，可交换控制模组通过总线实现将控制信号传输至可交换执行模组，可交换执行模组通过总线将执行情况反馈给可交换控制模组，对家居设备进行调节控制；所述的可交换控制模组由多个控制基本模块组成，多个控制基本模块分别并联连接在总线；所述的可交换执行模组由多个执行基本模块组成，多个可交换执行模组分别并联连接在总线。

所述的控制基本模块和执行基本模块通过编程实现互换组合。

所述的总线为1－wire结构，由2根电源线、1根数据线和1根地线组成，具有数据冲突碰撞检测避免机制，利于自组式模块化家居控制系统组建配置。

所述的控制基本模块协同组合成具有不同功能的自组控制功能模块，自组控制功能模块包括灯光控制面板、调光控制面板、窗帘控制面板、场景控制面板、控制终端，所有灯光控制面板、调光控制面板、窗帘控制面板、场景控制面板、控制终端均与总线并联连接。

所述的执行基本模块协同组合成具有不同功能的自组执行功能模块，自组执行功能模块包括灯光执行模块、调光执行模块、窗帘执行模块、场景执行模块、红外设备执行模块，所有灯光执行模块、调光执行模块、窗帘执行模块、场景执行模块、红外设备执行模块均与总线并联连接。

所述的控制基本模块和执行基本模块均为模块化结构，可任意增减搭配并具备功能互换性。

所述的控制终端通过广域网或局域网与手持移动设备相连接，手持移动设备发送指令，通过广域网或局域网传输给控制终端，控制终端通过总线将控制信号传输给对应的可交换执行模组进行家居设备调节控制，可交换执行模组通过总线将执行情况反馈给控制终端，控制终端再通过广域网或局域网将执行情况反馈至手持移动设备。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

（1）总线采用1－wire结构，具有数据冲突碰撞检测避免机制，数据传输快速准确，大大节省数据运算时间及内存，利于自组式模块化家居控制系统组建配置；

（2）系统所有的控制基本模块和执行基本模块均采用模块化结构设计，可任意增减搭配并具备互换性，使得具有较好的灵活性和自主性；

（3）控制基本模块和执行基本模块可通过软件配置设定功能，自组为一个可交换控制模组或一个可交换执行模组，可交换控制模组与可交换执行模组通过系统的配置，可以形成功能上的互换性。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1 是本发明整体架构示意图；

图2 是本发明可交换控制模组部分结构示意图；

图3 是本发明可交换执行模组部分结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种自组式模块化家居控制系统，它包括导线1、电源模块2、总线3、可交换控制模组4、可交换执行模组5。

所述的电源模块2位于自组式模块化家居控制系统框架的左端，电源模块2的一端通过导线1与市电取电端口连接，电源模块2的另一端与总线3相连接，给总线3提供电源；通过总线2连接的可交换控制模组4和可交换执行模组5成上下对称布置，可交换控制模组4与可交换执行模组5通过总线进行信号传输，即，可交换控制模组4通过总线3实现将控制信号传输至可交换执行模组5，可交换执行模组5通过总线3将执行情况反馈给可交换控制模组4，对家居设备进行调节控制。所述的可交换控制模组4由多个控制基本模块配置组成；可交换执行模组5由多个执行基本模块组成，控制基本模块和执行基本模块可通过编程实现互换组合。

所述的总线3为1－wire结构，由2根电源线、1根数据线和1根地线组成，数据传输快速准确，大大节省数据运算时间及内存，具有数据冲突碰撞检测避免机制，利于自组式模块化家居控制系统组建配置；1-wire 结构的总线3由一个总线主节点、一个或多个从节点组成系统，通过一根信号线对从芯片进行数据的读取，系统可按照单节点系统操作，而当多个从机位于总线3上时，则系统按照多节点系统操作；1-wire 结构的总线既传输时钟又传输数据而且数据传输是双向的，它具有节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线3扩展和维护等诸多优点。

参照图2，示出了本发明一种自组式模块化家居控制系统中的可交换控制模组4结构示意图，可交换控制模组4由多个控制基本模块组合而成，多个控制基本模块协同组合成具有不同功能的自组控制功能模块。在本实施例中，所述的自组控制功能模块包括灯光控制面板41、调光控制面板42、窗帘控制面板43、场景控制面板44、控制终端45、手持移动设备46等基本模块，灯光控制面板41、调光控制面板42、窗帘控制面板43、场景控制面板44、控制终端45均与总线3并联连接，通过手动触控或按钮触动灯光控制面板41、调光控制面板42、窗帘控制面板43、场景控制面板44可发出相应控制信号，并传输给可交换执行模组5执行；操作手持移动设备46发送指令，通过广域网或局域网将指令信号传输至控制终端45，控制终端45通过广域网或局域网与手持移动设备46相连接；手持移动设备46发送指令，通过广域网或局域网传输给控制终端45，控制终端45通过总线3将控制信号传输给对应的可交换执行模组5进行家居设备调节控制，可交换执行模组5通过总线3将执行情况反馈给可交换控制模组4，然后可交换控制模组4再通过广域网或局域网将执行情况反馈至手持移动设备46。

参照图3，示出了本发明一种自组式模块化家居控制系统的可交换执行模组5结构示意图，可交换执行模组5由多个执行基本模块组合而成，多个执行基本模块协同组合成具有不同功能的自组执行功能模块。在本实施例中，所述的自组执行功能模块包括灯光执行模块51、调光执行模块52、窗帘执行模块53、场景执行模块54、红外设备执行模块55等基本模块，所述的灯光执行模块51、调光执行模块52、窗帘执行模块53、场景执行模块54、红外设备执行模块55均并联连接在总线3上，通过总线3的作用，多个可交换执行模组可以同时使家居设备工作。

控制基本模块和执行基本模块均可实现编程设置，可通过总线3配置为特定功能；控制基本模块和执行基本模块采用模块化结构，可任意增减搭配并具备互换性，自组为一个可交换控制模组4或一个可交换执行模组5，可交换控制模组4和可交换执行模组5通过系统配置，可实现功能上的互换性，如1个窗帘控制面板43和窗帘执行模块53可组建为一个窗帘控制模块，一个四路开关输出模块既可做为四个独立的开关输出可交换执行模组5，也可组合成为两个协同工作的窗帘可交换控制模组4等自组建功能；多个基本功能模块可配置成多路可交换控制模组4或多路可交换执行模组5；多路可交换执行模组5可根据需要配置成灯光执行模块51或者窗帘执行模块53。可交换控制模组4与可交换执行模组5之间的联动控制关系可通过总线3灵活组织配置。灯光执行模块51、调光执行模块52、窗帘执行模块53、场景执行模块54、红外设备执行模块55均通过导线与家居设备连接，红外设备执行模块55可通过红外线感应调节空调或电视等具有红外感应功能的家电设备。

实际使用时，将导线1一端与电源模块2连接好、电源模块2一端与总线3连接好，并正确布置在房间内，可交换控制模组4上的灯光控制面板41、调光控制面板42、窗帘控制面板43、场景控制面板44、控制终端45等基本模块依次连接在总线3上，同时将可交换执行模组5上的灯光执行模块51、调光执行模块52、窗帘执行模块53、场景执行模块54、红外设备执行模块55等基本模块连接在总线3上，检查线路连接，将电源模块2的一端的导线1与市电取电端口连接，即完成自组式模块化家居控制系统的搭建。当需要改变可交换控制模组4或可交换执行模组5的功能时，只需将对应的控制或执行基本模块取下，换上具有所需功能控制基本模块和执行基本模块的组合件，通过系统配置成需要的可交换控制模组4或可交换执行模组5，即完成功能的转变；通过不同控制基本模块和执行基本模块的组合配置，可实现不同的功能，如两个基本模块可组建为一个窗帘控制模块，一个四路开关控制基本模块既可做为四个独立的开关输出的交换执行模组5，也可组合成为两个协同工作的窗帘可交换控制模组4等自组建功能，根据自身需求将基本模块组合成需要的可交换控制模组4或者可交换执行模组5；模块化设计可轻松适应不同客户各种需求；多变组合既满足个性化需求，更注重实用性和舒适性。同时模块化设计本身可以在一定程度上减少或消除对环境的不利影响，模块化的产品方便重组、升级、维修、运输、拆卸和产品废弃后的回收处理，真正将绿色环保融入设计，让生活充满生趣。

综上，本发明实施例提供一种自组式模块化家居控制系统，模块化设计可轻松适应不同客户各种需求；多变组合既满足个性化需求，更注重实用性和舒适性；按不同特性进行功能模块化及结构模块化，可实现系统多功能化、柔性化、模块化的特点，使家居控制系统操作简单方便，功能更加强大，性能稳定可靠，同时可满足不同消费者的需求，同时减少成本。

同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种自组式模块化家居控制系统，其特征在于：它包括导线、电源模块、总线、可交换控制模组、可交换执行模组；所述的电源模块的一端通过导线与市电取电端口连接，电源模块的另一端与总线相连接，给总线提供电源；所述的可交换控制模组与可交换执行模组分别连接在总线上，可交换控制模组与可交换执行模组通过总线进行信号传输，对家居设备进行调节控制；所述的可交换控制模组由多个控制基本模块组成，多个控制基本模块分别并联连接在总线上；所述的可交换执行模组由多个执行基本模块组成，多个可交换执行模组分别并联连接在总线上。

2.根据权利要求1所述的自组式模块化家居控制系统，其特征在于：所述的控制基本模块和执行基本模块通过编程实现互换组合。

3.根据权利要求1所述的自组式模块化家居控制系统，其特征在于：所述的总线为1－wire结构，由2根电源线、1根数据线和1根地线组成，具有数据冲突碰撞检测避免机制，利于自组式模块化家居控制系统组建配置。

4.根据权利要求1所述的自组式模块化家居控制系统，其特征在于：所述的控制基本模块协同组合成具有不同功能的自组控制功能模块，自组控制功能模块包括灯光控制面板、调光控制面板、窗帘控制面板、场景控制面板、控制终端，所有灯光控制面板、调光控制面板、窗帘控制面板、场景控制面板、控制终端均与总线并联连接。

5.根据权利要求1所述的自组式模块化家居控制系统，其特征在于：所述的执行基本模块协同组合成具有不同功能的自组执行功能模块，自组执行功能模块包括灯光执行模块、调光执行模块、窗帘执行模块、场景执行模块、红外设备执行模块，所有灯光执行模块、调光执行模块、窗帘执行模块、场景执行模块、红外设备执行模块均与总线并联连接。

6.根据权利要求1所述的自组式模块化家居控制系统，其特征在于：所述的控制基本模块和执行基本模块均为模块化结构，可任意增减搭配并具备功能互换性。

7.根据权利要求4所述的自组式模块化家居控制系统，其特征在于：所述的控制终端通过广域网或局域网与手持移动设备相连接，手持移动设备发送指令，通过广域网或局域网传输给控制终端，控制终端通过总线将控制信号传输给对应的可交换执行模组进行家居设备调节控制，可交换执行模组通过总线将执行情况反馈给控制终端，控制终端再通过广域网或局域网将执行情况反馈至手持移动设备。

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