CN106025739A - 一种积木式拼接的物联网功能外设 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种积木式拼接的物联网功能外设，包括一与市电连接的基座，所述基座内设有强弱电转换模块，所述基座的两侧均以一积木拼接式结构连接有功能外设，且所述功能外设包括连接于基座强电侧的至少一个强电功能外设和连接于基座弱电侧的至少一个弱电功能外设。本发明的有益效果：本发明将各种功能外设模块化，并可进行积木式拼接；功能外设既可安装于墙内，也可拼接于基座；弱电功能外设不拼接也可独立使用，并可以固定在房间任何地方；将强电功能外设和弱电功能外设分开装于基座的两边，有效的解决了强电模块与弱电模块拼接后的安全以及强弱电干扰的问题。

Description

一种积木式拼接的物联网功能外设

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体地说，涉及一种积木式拼接的物联网功能外设。

背景技术

随着社会的不断发展，智能家居由最开始的有线系统发展到无线系统，再到后面各式各样可独立使用的智能单品。这些一方面体现了技术的进步，另一方面也体现了用户对智能产品系统性与灵活性的需要。系统性的产品譬如施耐德的Wiser Home Control系统，采用C-Bus总线，是一种以非屏蔽双绞线作为总线载体，广泛应用于建筑物内照明、空调、火灾探测、出入口、安防等系统的综合控制与综合能量管理的智能化控制系统。灵活性的产品譬如小米的智能家庭套装，包括多功能网关、门窗传感器、人体传感器、无线开关，通过不同组件的自由组合，实现智能设备自动化。

申请号为201410052786.1的中国专利公开了一种基于智能插座的智能家居系统，具体公开了以下内容：一种基于智能插座的智能家居系统，以分层式结构设计和模块化设计为原则，将系统分成监控层、组织管理层、代理层和功能层，所述功能层由复数个功能外设构成，负责实现智能家居系统的具体功能；所述代理层由复数个智能插座构成，负责控制和管理所述功能外设；所述组织管理层由家庭网关构成，负责组织和管理各个智能插座和功能外设；所述监控层由监控终端构成，提供一个人性化的操控界面控制和管理所述功能外设。本发明引入多元化节能措施，提高节能效率；采用分层式结构设计，易于标准化；采用模块化设计，用户可以根据需求进行个性化安装；实现功能外设零配置下的即插即用，用户可以随时增添、删除或升级功能外设。本专利虽公开了将功能外设采用模块化设计的思路，但本申请中的功能外设需基于外露的插座，其虽考虑了智能家居系统的灵活性，但忽略了智能家居系统的系统性。另外，由于插座的插孔数量有限，当需要安装较多的功能外设时则需要较多的插座，进而会使得房屋显得比较乱，又由于没有针对强电外设模块和弱电外设模块的差别化设计，使用时会存在一定的安全隐患并且会出现强弱电互相干扰的问题。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种积木式拼接的物联网功能 外设，能够在安全使用的基础上确保物联网功能外设使用的灵活性和系统性。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种积木式拼接的物联网功能外设，包括一与市电连接的基座，所述基座内设有强弱电转换模块，所述基座的两侧均以一积木拼接式结构连接有功能外设，且所述功能外设包括连接于基座强电侧的至少一个强电功能外设和连接于基座弱电侧的至少一个弱电功能外设。

进一步的，所述基座内还设有物联网网关。

进一步的，所述积木式拼接结构包括卡扣式拼接结构。

进一步的，所述卡扣式拼接结构包括设于所述基座一侧的功能外设卡口和设于功能外设一侧且与所述功能外设卡口相匹配的功能外设卡头，所述功能外设的另一侧还设有所述功能外设卡口。

进一步的，所述基座的相对两侧边分别为强电测和弱电侧，所述的强电测设有与强电功能外设相连接的第一积木拼接式结构，弱电侧设有与弱电功能外设相连接的第二积木拼接式外设；

优选的，强电功能外设均设于基座的强电侧，各强电功能外设依次经积木拼接式结构相连接，并将设于端部的强电功能外设与基座的强电侧相积木拼接式连接；所述的弱电功能外设均设于基座的强电侧，各弱电功能外设依次经积木拼接式结构相连接，并将设于端部的弱电功能外设与基座的弱电侧相拼接式连接。

进一步，各强电功能外设的相对两侧分别为第一强电连接端和第二强电连接端；各强电功能外设的第一强电连接端分别于下游相邻强电功能外设的第二强电连接端相对应插接，各强电功能外设的第二强电连接端分别于上游相邻强电功能外设的第一强电连接端相对应插接以构成第一积木拼接式外设；

各弱电功能外设的相对两侧分别为第一弱电连接端和第二弱电电连接端；各弱电功能外设的第一弱电连接端分别于下游相邻弱电功能外设的第二弱电连接端相对应插接，各弱电功能外设的第二弱电连接端分别于上游相邻弱电功能外设的第一弱电连接端相对应插接以构成第一积木拼接式外设；

优选的，基座强电侧设有第一强电连接端或第二强电连接端；基座弱电侧设有第一弱电连接端或第二弱电连接端；

进一步优选的，所述第一强电连接端的结构与第一弱电连接端、第二弱电连接段的结构 形状均不相同。

进一步的，所述功能外设设有用于将其安装于墙体内的供电底盒，所述功能外设插接于所述供电底盒内。

进一步的，所述功能外设包括物联网网关、插座、无线网关、USB充电器、无线充电器、电池充电器、无线路由器、智能音乐盒、人体传感器、温湿度传感器、燃气报警器、摄像头、情景模拟开关和窗帘开关中的一种或多种。

进一步的，所述弱电功能外设设有相匹配的电池，还设有挂孔或者吸盘。

进一步的，所述功能外设采用统一的协议与物联网网关通信。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明将各种功能外设模块化，并可进行积木式拼接；功能外设既可安装于墙内，也可拼接于基座；弱电功能外设不拼接也可独立使用，并可以固定在房间任何地方；将强电功能外设和弱电功能外设分开装于基座的两边，有效的解决了强电模块与弱电模块拼接后的安全以及强弱电干扰的问题。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明积木式拼接的物联网功能外设的正视图；

图2是本发明积木式拼接的物联网功能外设呈分离状态的正视图；

图3是本发明积木式拼接的物联网功能外设呈分离状态的结构示意图；

图4是本发明强电功能外设的拼接结构示意图；

图5是本发明弱电功能外设的拼接结构示意图；

图6是本发明单独使用的弱电功能外设的结构示意图一；

图7是本发明单独使用的弱电功能外设的结构示意图二；

图8是本发明单独使用的弱电功能外设的结构示意图三；

图9是本发明功能外设与供电底盒相配合的结构示意图一；

图10是本发明电池与充电器相配合的结构示意图；

图11是本发明功能外设网络拓扑示意图；

图12是本发明控制终端采用手机时的信号收发示意图；

图13是本发明基座与功能外设的电连接示意图；

图14是本发明USB充电模块的结构示意图；

图15是本发明无线充电模块的结构示意图；

图16是本发明无线控制电源插座模块的结构示意图；

图17是本发明无线控制温湿度感应模块的结构示意图；

图18是本发明无线控制人体感应模块的结构示意图；

图19是本发明无线控制燃气报警模块的结构示意图；

图20是本发明无线控制PM2.5浓度检测模块的结构示意图；

图21是本发明无线路由器模块的结构示意图；

图22是本发明智能音乐盒模块的结构示意图；

图23是本发明摄像头模块的结构示意图；

图24是本发明无线控制触摸开关模块的结构示意图。

图中：1、基座；2、强电功能外设；201、强电功能外设电插头；3、弱电功能外设；301、弱电功能外设电插头；4、电池；5、延伸体；6、吸盘；7、挂孔；8、供电底盒；9、充电器。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有 特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，强电功能外设是指可直接使用市电的功能外设，弱电功能外设是指需要将市电进行转化才能使用的功能外设。

如图1-3和图13所示，本发明的一种积木式拼接的物联网功能外设，包括一与市电连接的基座1，所述基座1内设有强弱电转换模块，所述基座的两侧均以一积木拼接式结构连接有若干功能外设，且所述功能外设包括若干连接于基座1强电侧的强电功能外设2和若干连接于基座1弱电侧的弱电功能外设3。

实施例一

如图3所示，本实施例所述的基座1与功能外设之间以及各功能外设之间通过电插头与电插孔相互连接，电插头与电插孔设于基座1或功能外设侧面的延伸体5上，此种结构可使得连接更加紧凑，且外观上形成一个整体。基座1内可设置物联网网关保证即使家庭中没有安装网关也能使用该套物联网功能外设组件。将强电功能外设2装于基座1的左边，弱电功能外设3装于基座1的右边，此种设置一是保证了使用的安全，另一方面又避免了各强弱电功能模块之间的干扰。

本实施例所述的各功能外设与物联网网关之间采用同一协议进行通信，如图13中所示的采用Zigbee协议进行通信。

进一步的，如图2-3所示，为了防止用户因为将弱电模块误接到强电接口而导致的安全问题，将弱电功能外设电插头301设置为两个插头的电连接接头，将强电功能外设电插头201设置为三个插头的电连接接头。

进一步优选的，将弱电功能外设和强电功能外设电连接配合的位置和方向也设置的不一样。

如图9所示，本发明功能外设设有相匹配的供电底盒8，在房屋前期装修做整体设计时，可根据需要的物联网功能，选择对应数量的该供电底盒8安装于墙体，功能外设能匹配的插接于供电底盒8内。这样便保证了整个物联网智能家居系统性的设计，能用于工程项目。

如图6-8和图10所示，作为对弱电功能外设使用范围的进一步拓展，设置有与弱电功能外设电插头301相匹配的电池4。具体使用时，弱电功能外设3可配合电池4单独使用。为了使用的方便，可进一步的在弱电功能外设3的背部设置挂孔7和吸盘6，从而可悬挂于墙体的任何位置。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于基座1内不设置物联网网关，而将物联网网关设置为单独的弱电功能外设来使用，这种方式适用于家中原来就配有物联网网关的情况。

具体使用时，如图11-12所示，所有的功能外设通过物联网无线网络与物联网网关通信，物联网网关和摄像头与路由器通信。路由器通过调制解调器连入Internet，物联网网关和摄像头的信息也由云服务器处理后通过Internet发送给手机等终端智能控制器，手机等智能终端控制器的信息也由云服务器处理后通过Internet发送给物联网网关，进而由物联网网关来对各强弱电模块进行控制。

图14-24为本发明的部分功能外设的功能模块图，下面将结合附图对各功能外设逐一描述。

如图14所示，USB充电模块由USB充电接口构成，其中包含充电匹配电路，由基座的强弱电转换模块供电，用户只需插上USB数据线即可给手机及平板电脑充电。

如图15所示，无线充电模块由无线充电芯片与充电线圈组成，由基座的强弱电转换模块供电，由无线充电芯片管理，通过充电线圈与手机上的线圈匹配后进行充电。

如图16所示，无线控制电源插座模块由AC/DC电源供电，由无线控制模块与物联网网关通讯，对收到的指令进行执行动作，操作弱电控制强电模块对各国的电源插座进行控制，并且也能将插座的状态发送给物联网网关。这样手机就能通过云服务器远程操作电源插座的开关。

如图17-20所示，无线控制温湿度感应模块、人体感应模块、燃气报警模块以及PM2.5浓度检测模块都是由基座的强弱电转换模块供电，由无线控制模块采集传感器的数据，并将数据发送到物联网网关。

如图21所示，无线路由模块由基座的强弱电转换模块供电，其主要功能由无线路由芯片和存储器完成，WAN口是输入的网络口，LAN口是输出的网络口，通过天线发送接收WIFI信号。

智能音乐盒模块由基座的强弱电转换模块供电，由通讯模块接收需要播放的音频信号以及操作信息，并且反馈相关的状态信息，由MCU将音频信号解码后通过功放电路放大，再由喇叭转化成声音，按键主要用来调节音量和开关，音频接口则用来连接外部音响设备。

如图22所示，摄像头模块由基座的强弱电转换模块供电，镜头捕捉到的光线由感光传感器转化成模拟电信号，再由模数转换器转化成数字信号，由图像处理器对数字信号进行处理，将图像信号优化，再将优化后的图像信号存入存储器，由通讯模块发送到服务器，最终经过终端设备视频解码后播放。

如图23所示，情景模式开关、窗帘开关都属于无线控制的触摸开关，由AC/DC电源给触摸芯片和无线控制模块供电，当人手按在触摸感应金属片上时产生了电容容值改变，由触摸芯片检测到后产生一个触摸信号，发送给无线控制模块后进行相关的程序处理，并由无线控制模块发送控制信号给弱电控制强电模块，弱电控制强电模块再对外接强电负载进行相应操作。触摸信号也可以由无线控制模块发送给云服务器，然后由云服务器来执行相关操作。手机也能通过云服务器远程操作触摸开关。

如图24所示，无线控制触摸开关模块，包括接受人体触摸信号的触摸感应金属片，所述触摸感应金属片与触摸芯片相连接，以将人体触摸信号转化为电信号；所述的触摸芯片经无线控制模块与负载直接相连接、或经无线控制模块和弱点控制强电模块后与负载相连接，以实现将电信号传递至负载，以控制负载工作状态的目的。所述的无线控制触摸开关模块还包括AC/DC电源，所述的AC/DC电源与触摸芯片和无线控制模块分别相连接，以为二者提供动力电源。

综上，在需要安装系统级别的智能家居系统时，我们可以采用如图9所示的预埋在墙内的供电底盒，然后将物联网功能外设插上去即可使用，当需要当作零售产品时，又可以采用基座来进行拼接，而物联网功能外设的多种多样能够实现丰富的应用，包括情景模式控制，联动控制，定时控制，将物联网强弱电模块构成一个有机的整体，从而实现智能家居。

实施例三

如图3所示，本实施例中，所述基座1的相对两侧边分别为强电测和弱电侧，所述的强电测设有与强电功能外设2相连接的第一积木拼接式结构，弱电侧设有与弱电功能外设3相连接的第二积木拼接式结构。优选的，所述第一积木拼接式结构和第二积木拼接式结构的结构形状不相同、和/或连接插头的数量样式不相同，以使得第一积木拼接式结构与第二积木拼接式结构相区分，避免用户误操作情况的发生。

本实施例中，强电功能外设2均设于基座的强电侧，各强电功能外设2依次经积木拼接式结构相连接，并将设于端部的强电功能外设与基座1的强电侧相积木拼接式连接；所述的弱电功能外设3均设于基座1的强电侧，各弱电功能外设3依次经积木拼接式结构相连接，并将设于端部的弱电功能外设3与基座1的弱电侧相拼接式连接。

通过上述设置，使得多个强电功能外设可经积木拼接结构相连接，以使得多个强电功能外设和多个弱电功能外设均可集成安装于同一基座上，提高了装置的集成多样性和个性化集成多样性。

本实施例中，各强电功能外设2的相对两侧分别为第一强电连接端和第二强电连接端；各强电功能外设2的第一强电连接端分别于下游相邻强电功能外设2的第二强电连接端相对应插接，各强电功能外设2的第二强电连接端分别于上游相邻强电功能外设2的第一强电连接端相对应插接以构成第一积木拼接式外设；

各弱电功能外设3的相对两侧分别为第一弱电连接端和第二弱电电连接端；各弱电功能外设3的第一弱电连接端分别于下游相邻弱电功能外设3的第二弱电连接端相对应插接，各弱电功能外设3的第二弱电连接端分别于上游相邻弱电功能外设3的第一弱电连接端相对应插接以构成第一积木拼接式外设。

通过将各强电功能外设和各弱电功能外设的两端分别设置相对应的连接段，使得多个强电功能外设多个弱电功能外设可依次串联连接，以实现个性化的积木式拼接集成连接，并使得多个强电功能外设和多个弱电功能外设均可集成安装于同一基座上。

本实施例中，基座1的强电侧设有第一强电连接端或第二强电连接端；基座弱电侧设有第一弱电连接端或第二弱电连接端；进一步优选的，所述第一强电连接端的结构与第一弱电连接端、第二弱电连接段的结构形状均不相同。

本实施例中，所述的第一强电连接端包括强电功能外设外插头201、第二强电连接段包括强电功能外设外插孔，所述的强电功能外设外插头201和强电功能外设外插孔相对应插接连接设置；所述的第一弱电连接端包括弱电功能外设外插头301、第二弱电连接段包括弱电功能外设外插孔，所述的弱电功能外设外插头301和弱电功能外设外插孔相对应插接连接设置，以使得基座与各强电功能外设相强电连接、与各弱电功能外设相弱电连接。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱 离本发明技术方案范围内，当可利用上述提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例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种积木式拼接的物联网功能外设，其特征在于：包括一与市电连接的基座，所述基座内设有强弱电转换模块，所述基座的两侧均以一积木拼接式结构连接有若干功能外设，且所述功能外设包括若干连接于基座强电侧的强电功能外设和若干连接于基座弱电侧的弱电功能外设。

2.根据权利要求1所述的积木式拼接的物联网功能外设，其特征在于：所述基座内还设有物联网网关。

3.根据权利要求1或2所述的积木式拼接的物联网功能外设，其特征在于：所述积木式拼接结构包括卡扣式拼接结构，所述的卡扣式拼接结构包括相互卡接连接的第一卡接部和第二卡接部。

4.根据权利要求3所述的积木式拼接的物联网功能外设，其特征在于：所述卡扣式拼接结构包括设于所述基座一侧的功能外设卡口和设于功能外设一侧且与所述功能外设卡口相匹配的功能外设卡头，所述功能外设的另一侧还设有所述功能外设卡口。

5.根据权利要求4所述的积木式拼接的物联网功能外设，其特征在于：所述基座的相对两侧边分别为强电侧和弱电侧，所述的强电侧设有与强电功能外设相连接的第一积木拼接式结构，弱电侧设有与弱电功能外设相连接的第二积木拼接式外设；

优选的，强电功能外设均设于基座的强电侧，各强电功能外设依次经积木拼接式结构相连接，并将设于端部的强电功能外设与基座的强电侧相积木拼接式连接；所述的弱电功能外设均设于基座的弱电侧，各弱电功能外设依次经积木拼接式结构相连接，并将设于端部的弱电功能外设与基座的弱电侧相拼接式连接。

6.根据权利要求5所述的积木式拼接的物联网功能外设，其特征在于：各强电功能外设的相对两侧分别为第一强电连接端和第二强电连接端；各强电功能外设的第一强电连接端分别于下游相邻强电功能外设的第二强电连接端相对应插接，各强电功能外设的第二强电连接端分别于上游相邻强电功能外设的第一强电连接端相对应插接以构成第一积木拼接式外设；

各弱电功能外设的相对两侧分别为第一弱电连接端和第二弱电电连接端；各弱电功能外设的第一弱电连接端分别于下游相邻弱电功能外设的第二弱电连接端相对应插接，各弱电功能外设的第二弱电连接端分别于上游相邻弱电功能外设的第一弱电连接端相对应插接以构成第一积木拼接式外设；

优选的，基座强电侧设有第一强电连接端或第二强电连接端；基座弱电侧设有第一弱电连接端或第二弱电连接端；

进一步优选的，所述第一强电连接端的结构与第一弱电连接端、第二弱电连接段的结构形状均不相同。

7.根据权利要求1或2所述的积木式拼接的物联网功能外设，其特征在于：所述功能外设设有用于将其安装于墙体内的供电底盒，所述功能外设插接于所述供电底盒内。

8.根据权利要求1或2所述的积木式拼接的物联网功能外设，其特征在于：所述功能外设包括物联网网关、插座、无线网关、USB充电器、无线充电器、电池充电器、无线路由器、智能音乐盒、人体传感器、温湿度传感器、燃气报警器、摄像头、情景模拟开关和窗帘开关中的一种或多种。

9.根据权利要求1或2所述的积木式拼接的物联网功能外设，其特征在于：所述弱电功能外设设有相连接、以提供动力电源的相匹配电池，还设有与墙体相固定连接的挂孔或者吸盘。

10.根据权利要求1或2所述的积木式拼接的物联网功能外设，其特征在于：所述功能外设采用统一的协议与物联网网关通信。