CN105785773A - 一种电器智能控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电器智能控制系统，包括作为运算及控制中心的上位机及与所述上位机连接的多个电器控制装置；所述上位机包括控制与处理模块及第一通信模块，所述每个电器控制装置包括第二通信模块、传感器及电器，所述传感器用于感测所述电器的数据信号并通过所述第二通信模块将信号传递给所述第一通信模块，所述第一通信模块将接收到的数据信号传递给所述控制与处理模块，所述控制与处理模块对所述数据信号进行运算分析，然后将运算的结果通过所述第一通信模块反馈给所述电器控制装置，所述电器控制装置将接收到的信号转换成驱动信号(PWM)驱动所述电器实现智能控制。本发明还提供一种上述电器的智能控制方法。
Description
技术领域
本发明是关于电器控制技术领域，特别是关于一种电器智能控制系统及其控制方法。
背景技术
随着社会的进步和电子技术的发展，越来越多的电器设备进入家庭，例如电视、音响、家庭影院、空调、电风扇等。这些电器设备主要采用红外遥控方式，用红外遥控器进行控制。由于各个遥控系统是相对独立的，各种设备都拥有自己的遥控器，两台不同型号的电视机也使用不同的遥控器，一个家庭就需要很多的遥控器。使用和存放都很不方便、容易混淆和丢失，给生活带来了诸多不便。
随着人们生活水平的提高，上述传统的电器控制方式已不能满足人们的需求。在今天追求高效率和节能环保的现代生活中，智能控制技术作为新型光控技术，随处可见其身影。现代的电器智能控制技术不仅能长期、持续、可靠、稳定地工作，同时还具有体积小，功耗低等优点，且便于安装维护，使用方便。
目前市场上常用的电器智能化控制是通过智能控制系统来实现的，而现有技术的智能控制系统大多采用8位的单片机作为控制器来简单实现，此种类型的控制器只能针对种类单一和数量较少的电器进行智能化控制，当面对电器数量、种类越来越多，且智能控制系统越来越智能，功能也越来越多(如语音控制、手势控制等)的环境时，传统的控制器已经不能胜任如此复杂的运算处理工作。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种不仅结构简单、操作方便、成本低廉，而且能对多种类、多数量的电器实现同步智能控制的电器智能控制系统及其控制方法。
本发明的目的是这样实现的：一种电器智能控制系统，包括作为运算及控制中心的上位机及与所述上位机连接的多个电器控制装置；所述上位机包括控制与处理模块及第一通信模块，所述每个电器控制装置包括第二通信模块、传感器及电器，所述传感器用于感测所述电器的数据信号并通过所述第二通信模块将信号传递给所述第一通信模块，所述第一通信模块将接收到的数据信号传递给所述控制与处理模块，所述控制与处理模块对所述数据信号进行运算分析，然后将运算的结果通过所述第一通信模块反馈给所述电器控制装置，所述电器控制装置将接收到的信号转换成驱动信号驱动所述电器实现智能控制。
在本发明的一个实施方式中，前述的上位机为手机。
在本发明的一个实施方式中，前述的上位机为电脑。
在本发明的一个实施方式中，前述的第一通信模块为ZigBee无线通讯模块，所述控制与处理模块与所述ZigBee无线通讯模块通过SPI或者串口通讯连接。
在本发明的一个实施方式中，前述的第一通信模块及所述第二通信模块均为相互对应的有线/无线模块。
在本发明的一个实施方式中，前述的电器控制装置为LED灯控制装置，所述LED灯控制装置与所述上位机之间连接有通信总线。
在本发明的一个实施方式中，前述的电器控制装置还包括控制器，所述控制器用于接收所述第一通信模块反馈的信号，并将接收到的信号转换成驱动信号(PWM)以驱动所述电器实现智能控制。
在本发明的一个实施方式中，前述的电器控制装置还包括驱动器，所述驱动器与所述控制器连接并用于接收所述控制器传递的信号。
在本发明的一个实施方式中，前述的上位机包括显示屏，所述显示屏与所述控制与处理模块连接，所述显示屏为LCD触摸屏，其用于显示操作界面并让用户通过操作界面输入操作指令或者查看和管理所述电器控制装置。
在本发明的一个实施方式中，前述的多个电器控制装置分别为LED灯控制装置、自动门控制装置及空调控制装置，所述LED灯控制装置、所述自动门控制装置及所述空调控制装置与所述上位机之间连接有通信总线。
在本发明的一个实施方式中，前述的LED灯控制装置还包括与所述传感器连接的第三通信模块，所述LED灯控制装置的传感器为语音传感器，其用于感测所述LED光源周围的声音数据信号，并将感测到的声音信号通过所述第三通信模块传递给所述第一通信模块。
在本发明的一个实施方式中，前述的自动门灯控制装置的传感器为视觉传感器，所述述视觉传感器用于感测自动门周围的人脸的图像信号。
在本发明的一个实施方式中，前述的空调控制装置的传感器为温度传感器，所述温度传感器用于感测空调的温度信号。
一种电器智能控制方法，其包括如下步骤：
步骤S1：用户通过所述上位机的触摸显示屏输入目标的颜色；
步骤S1：所述上位机的控制与处理模块将目标的颜色转换成XYZ；
步骤S3：所述控制与处理模块计算目标的颜色与标准颜色之间的误差值；
步骤S4：所述控制与处理模块对所述误差值进行PID运算；
步骤S5：所述上位机将计算结果通过所述第一通信模块发送信号；
步骤S6：所述第二通信模块接收从所述上位机上传递的信号；
步骤S7：将接收到的信号转换成脉宽调制(PWM)信号并输出；
步骤S8：驱动所述灯改变颜色；
步骤S9：再次读取所述灯的颜色信号；
步骤S10：将再次读取到的颜色信号传递给所述第二通信模块，所述第二通信模块将接收到的信号发送给所述上位机；
步骤S11：所述第一通信模块接收所述第二通信模块发送的信号；
步骤S12：所述上位机的控制与处理模块将目前颜色转换成XYZ。
本发明的有益效果是，本发明实施方式提供的电器智能控制系统及其控制方法，通过采用上位机(手机，电脑等)作为主要运算和处理数据信号的控制系统，下位机(电器)中的控制器只是负责将信息和状态发给上位机，使其能调整运算和处理。从而实现在不增加成本的基础上，使电器能更稳定、更快捷地实现智能控制。另外，控制系统通过外部通信模块(无线/有线模块)与电器通讯连接，实现对电器的控制。控制系统中的控制系统操作界面通过触摸屏显示给用户，用户可通过触摸屏对控制系统进行指令设定，以实现对电器的智能控制。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施方式，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的电器智能控制系统的结构示意图。
图2是本发明第二实施方式的电器智能控制系统的结构示意图。
图3是本发明的电器智能控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施方式，对依据本发明提出的电器智能控制系统及其控制方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施方式的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
请参照图1所示，本发明的第一实施方式提供的电器智能控制系统包括作为运算及控制中心的上位机1及与所述上位机1连接的多个电器控制装置2。在本实施方式中，所述多个电器控制装置2均为LED灯控制装置，所述上位机1与所述多个电器之间通过通信总线100进行连接。
所述上位机1包括控制与处理模块10、显示屏11及第一通信模块12，所述显示屏11与所述第一通信模块12分别与所述控制与处理模块10连接。在本实施方式中，所述控制与处理模块10用于将所述电器控制装置2传递的数据信号进行运算分析处理，并将运算结果通过所述第一通信模块12反馈给所述电器控制装置2。所述显示屏11为LCD触摸屏，其用于显示操作界面并让用户通过操作界面输入操作指令或者查看和管理所述电器控制装置2。所述第一通信模块12可以为无线通讯模块或者有线通讯模块，其用于将接收到的数据信号传递给所述控制与处理模块10进行运算分析。在本实施方式中，所述第一通信模块12为ZigBee无线通讯模块，所述控制与处理模块10与所述ZigBee无线通讯模块通过SPI或者串口通讯连接。
所述每个电器控制装置2包括控制器20、传感器21、LED驱动器22、第二通信模块23及LED光源24。所述传感器21用于感测所述LED光源24的数据信号，并将感测到的信号通过所述第二通信模块23传递给所述第一通信模块12，所述第一通信模块12将接收到的数据信号传递给所述控制与处理模块10，所述控制与处理模块10对所述数据信号进行运算分析，然后将运算的结果通过所述第一通信模块12反馈给所述控制器20，所述控制器20将接收到的信号转换成驱动信号(PWM)并传递给所述LED驱动器22以驱动所述LED光源24实现亮度或者色彩的智能控制。在本实施方式中，所述第二通信模块23为有线/无线模块。
当需要对所述LED光源24进行调光时，所述上位机1会预先根据所述传感器21传过来的数据(如电流或光通量)进行运算(如PID)，然后将运算的结果通过所述第一通信模块12直接发送给所述电器控制装置2。所述第二通信模块23接收信号并将其传递给所述控制器20，所述控制器20将接收到的信号转换成驱动型号(PWM)传递给所述LED驱动器22。所述传感器21根据测得的电流或流明数据实时的通过所述控制器20及所述第二通信模块23反馈给所述上位机1。所述上位机1再根据接收到的数据信号重新进行运算调整，并将结果再次发给所述电器控制装置2，从而控制所述LED光源24进行实时的变化(如改变发光亮度)。
请参照图2所示，本发明的第二实施方式提供的电器智能控制系统包括作为运算及控制中心的上位机1a及与所述上位机1a通过通信总线100a连接的多个电器控制装置。可以理解，所述上位机1a可以为手机102或者电脑103，所述电器可以为空调、灯、电视、自动门等。在本实施方式中，所述多个电器控制装置分别为LED灯控制装置3，自动门控制装置4及空调控制装置5，所述上位机1为手机。
本实施方式中的上位机1a与第一实施方式中的上位机1结构类似，其包括控制与处理模块10a、显示屏11a及第一通信模块12a。在此不再赘述。
所述LED灯控制装置3包括语音传感器30、LED驱动器31、第三通信模块32及LED光源33。所述语音传感器30用于感测所述LED光源33周围的声音数据信号，并将感测到的信号通过所述第三通信模块32传递给所述第一通信模块12a，所述第一通信模块12a将接收到的数据信号传递给所述控制与处理模块10a，所述控制与处理模块10a对所述数据信号进行运算分析，然后将运算的结果通过所述第一通信模块12a反馈给所述LED灯控制装置3，所述LED驱动器31将接收到的信号转换成驱动型号(PWM)驱动所述LED光源33实现光的智能控制。
所述自动门控制装置4包括自动门40、视觉传感器41及第三通信模块(未图示)。所述视觉传感器40用于感测所述自动门40周围的人脸的图像信号，并将感测到的人脸图像信号通过所述第三通信模块传递给所述第一通信模块12a，所述第一通信模块12a将接收到的数据信号传递给所述控制与处理模块10a，所述控制与处理模块10a对所述数据信号进行运算分析，然后将运算的结果通过所述第一通信模块12a反馈给所述自动门控制装置4，从而驱动所述自动门40实现门的开关的智能控制。
所述空调控制装置5包括空调50、温度传感器51及第三通信模块(未图示)。所述温度传感器51用于感测所述空调50的温度信号，并将感测到的信号通过所述第三通信模块传递给所述第一通信模块12a，所述第一通信模块12a将接收到的数据信号传递给所述控制与处理模块10a，所述控制与处理模块10a对所述数据信号进行运算分析，然后将运算的结果通过所述第一通信模块12a反馈给所述空调控制装置5，从而驱动所述空调50实现温度自动调整的智能控制。
可以理解，当所述语音控制或者图像控制的运算较复杂时，可以将传感器的信号或数据传递到所述上位机的云端101进行分布式计算或并行运算，以便降低整个系统的成本。
请参照图3所示，为本发明提供的电器智能控制方法的流程图，在本实施方式中，所述电器为LED调色灯。所述智能控制方法包括如下步骤：
步骤S1：用户通过所述上位机的触摸显示屏输入目标的颜色；
步骤S1：所述上位机的控制与处理模块10将目标的颜色转换成XYZ；
步骤S3：所述控制与处理模块10计算目标的颜色与标准颜色之间的误差值；
步骤S4：所述控制与处理模块10对所述误差值进行PID运算；
步骤S5：所述上位机将计算结果通过所述第一通信模块12发送信号；
步骤S6：所述下位机的第二通信模块23接收从所述上位机上传递的信号；
步骤S7：所述下位机的控制器20将接收到的信号转换成脉宽调制(PWM)信号并输出至所述LED驱动器22；
步骤S8：所述LED驱动器22驱动所述灯改变颜色；
步骤S9：所述下位机的传感器21再次读取所述灯的颜色信号；
步骤S10：所述传感器21将再次读取到的颜色信号传递给所述第二通信模块23，所述第二通信模块23将接收到的信号发送给所述上位机；
步骤S11：所述第一通信模块12接收所述第二通信模块23发送的信号；
步骤S12：所述上位机的控制与处理模块10将目前颜色转换成XYZ。
通过上述步骤对电器的相关数据信息进行控制并处理完成后，即可实现对整个电器的智能控制。
本发明实施方式提供的电器智能控制系统及其控制方法，采用上位机(手机，电脑等)作为主要运算和处理数据信号的控制系统。下位机(电器)中的控制器只是负责将信息和状态发给上位机，使其能调整运算和处理。从而实现在不增加成本的基础上，使电器能更稳定、更快捷地实现智能控制。另外，控制系统通过外部其通信模块(无线/有线模块)与电器通讯连接，实现对电器的控制。控制系统中的控制系统操作界面通过触摸屏显示给用户，用户可通过触摸屏对控制系统进行指令设定，以实现对电器的智能控制。
以上所述，仅是本发明的实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施方式揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (14)
1.一种电器智能控制系统，其特征在于：包括：作为运算及控制中心的上位机及与所述上位机连接的多个电器控制装置；所述上位机包括控制与处理模块及第一通信模块，所述每个电器控制装置包括第二通信模块、传感器及电器，所述传感器用于感测所述电器的数据信号并通过所述第二通信模块将信号传递给所述第一通信模块，所述第一通信模块将接收到的数据信号传递给所述控制与处理模块，所述控制与处理模块对所述数据信号进行运算分析，然后将运算的结果通过所述第一通信模块反馈给所述电器控制装置，所述电器控制装置将接收到的信号转换成驱动信号驱动所述电器实现智能控制。
2.如权利要求1所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述上位机为手机。
3.如权利要求1所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述上位机为电脑。
4.如权利要求1所述的电器智能控制系统，其特征在于，所第一通信模块为ZigBee无线通讯模块，所述控制与处理模块与所述ZigBee无线通讯模块通过SPI或者串口通讯连接。
5.如权利要求1所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述第一通信模块及所述第二通信模块均为相互对应的有线/无线模块。
6.如权利要求1所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述电器控制装置为LED灯控制装置，所述LED灯控制装置与所述上位机之间连接有通信总线。
7.如权利要求6所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述电器控制装置还包括控制器，所述控制器用于接收所述第一通信模块反馈的信号，并将接收到的信号转换成驱动信号(PWM)以驱动所述电器实现智能控制。
8.如权利要求7所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述电器控制装置还包括驱动器，所述驱动器与所述控制器连接并用于接收所述控制器传递的信号。
9.如权利要求8所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述上位机进一步包括显示屏，所述显示屏与所述控制与处理模块连接，所述显示屏为LCD触摸屏，其用于显示操作界面并让用户通过操作界面输入操作指令或者查看和管理所述电器控制装置。
10.如权利要求1所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述多个电器控制装置分别为LED灯控制装置、自动门控制装置及空调控制装置，所述LED灯控制装置、所述自动门控制装置及所述空调控制装置与所述上位机之间连接有通信总线。
11.如权利要求10所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述LED灯控制装置还包括与所述传感器连接的第三通信模块，所述LED灯控制装置的传感器为语音传感器，其用于感测所述LED光源周围的声音数据信号，并将感测到的声音信号通过所述第三通信模块传递给所述第一通信模块。
12.如权利要求10所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述自动门灯控制装置的传感器为视觉传感器，所述述视觉传感器用于感测自动门周围的人脸的图像信号。
13.如权利要求10所述的电器智能控制系统，其特征在于，所述空调控制装置的传感器为温度传感器，所述温度传感器用于感测空调的温度信号。
14.如权利要求1-13任一项所述的电器智能控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤S1：用户通过所述上位机的触摸显示屏输入目标的颜色；
步骤S1：所述上位机的控制与处理模块将目标的颜色转换成XYZ；
步骤S3：所述控制与处理模块计算目标的颜色与标准颜色之间的误差值；
步骤S4：所述控制与处理模块对所述误差值进行PID运算；
步骤S5：所述上位机将计算结果通过所述第一通信模块发送信号；
步骤S6：所述第二通信模块接收所述上位机传递的信号；
步骤S7：将接收到的信号转换成脉宽调制(PWM)信号并输出；
步骤S8：驱动所述灯改变颜色；
步骤S9：再次读取所述灯的颜色信号；
步骤S10：将再次读取到的颜色信号传递给所述第二通信模块，所述第二通信模块将接收到的信号发送给所述上位机；
步骤S11：所述第一通信模块接收所述第二通信模块发送的信号；
步骤S12：所述上位机的控制与处理模块将目前颜色转换成XYZ。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160720 |