CN106702677A - 家电总线控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种家电总线控制系统，包括：主控制器，连接至总线；多个通用模块，分别连接至总线；和多个虚拟功能模块，分别与总线通信。负载在物理上以就近的原则连接至各个通用模块；每个虚拟功能模块从总线获取负载的数据并产生相应的控制指令；多个通用模块从总线接收控制指令并根据控制指令控制对应的负载。在本发明中，家电的负载在物理上以就近的原则连接，因此，线束关系简单，节省了硬件开发周期和成本。此外，可以根据需要对各个虚拟功能模块内的负载进行增加或减少而无需修改硬件，提高了控制系统的灵活性。此外，负载，尤其是传感器，能够被多个虚拟功能模块所共享，能够更有效的利用各个负载，在不增加成本的基础上提升系统性能。

Description

家电总线控制系统
技术领域
本发明涉及一种家电总线控制系统。
背景技术
随着物连网技术的发展和人们消费趋势的转变，传统的家电设计也由分立部件设计向模块化设计演进，以应对日益快速的需求变化和缩短从产品设计到上市的时间。目前的模块化设计多以功能为导向，即将与相关功能对应的多个负载(包括执行部件和传感部件)的控制和执行集成为一个模块。带来的优点是模块测试方便，功能的增减直观，容易操作。但这类方案也面临一些挑战，例如，与同一功能对应的多个负载在家电内的位置相隔很远，导致线束关系复杂。同一负载无法被多个功能模块共享，系统成本较高(尤其对一些功能之间无法完全分割的场景)。
下面将借助图1对现有的家电控制系统进行说明。图1显示了一种现有的洗衣机控制系统。
如图1所示，洗衣机控制系统包括主控制器1’、三个功能模块10’、20’、30’和多个负载。
如图1所示，三个功能模块10’、20’、30’包括：用于对洗衣机内的水位进行控制的水控模块10’；用于对洗衣机内的衣服进行烘干的烘干模块20’；和用于对洗衣机内的衣服进行洗涤的洗涤模块30’。
如图1所示，多个负载包括：进水阀11’、水位传感器01’、温度传感器21’、烘干加热器22’、烘干风扇23’、门锁02’、湿度传感器24’、水温加热器31’、排水泵12’、水温传感器32’和电机33’。
如图1所示，水控模块10’、烘干模块20’和洗涤模块30’分别连接至主控制器1’。进水阀11’和排水泵12’分别连接至水控模块10’。温度传感器21’、烘干加热器22’、烘干风扇23’和湿度传感器24’分别连接至烘干模块20’。水温加热器31’、水温传感器32’和电机33’分别连接至洗涤模块30’。与水控模块10’、烘干模块20’和洗涤模块30’相关的门锁02’被单独连接至主控制器1’。与水控模块10’和洗涤模块30’相关的水位传感器01’被单独连接至主控制器1’。
在图1所示的示例中，洗衣机的各个负载按照功能分类，并分别连接至对应的功能模块。对于与多个功能模块相关的负载01’、02’则单独连接至主控制器1’。
在图1所示的示例中，排水泵12’与水控模块10’相距很远，这会导致两者之间的连线较长，连接也不方便，这无疑会导致线束关系复杂。
此外，在图1所示的示例中，与多个功能模块相关的负载01’、02’单独连接至主控制器1’，无法被多个功能模块直接共享，这破坏了各个功能模块的封装性和独立性，给控制系统的维护和升级带来困难。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本发明的一个方面，提供一种家电总线控制系统，包括：主控制器，连接至总线；多个通用模块，每个通用模块连接至所述总线；和多个虚拟功能模块，每个虚拟功能模块经由所述主控制器与所述总线通信，用于实现一个相应的功能。家电的负载在物理上以就近的原则连接至各个通用模块；每个虚拟功能模块从所述总线获取与相应的功能相关的各个负载的数据，并基于获得的各个负载的数据产生相应的控制指令；并且所述多个通用模块从所述总线接收每个虚拟功能模块产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制对应的负载。
根据本发明的一个实施例，所述家电的负载中的至少一些负载被至少两个不同的虚拟功能模块所共用。
根据本发明的另一个实施例，所述家电的负载包括执行部件和传感部件。
根据本发明的另一个实施例，每个虚拟功能模块从所述总线获取与相应的功能相关的执行部件和传感部件的数据，并基于获得的执行部件和传感部件的数据产生相应的控制指令；并且所述多个通用模块从所述总线接收每个虚拟功能模块产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制对应的执行部件。
根据本发明的另一个实施例，所述家电为洗衣机、电冰箱或洗碗机。
根据本发明的另一个实施例，所述家电为洗衣机。
根据本发明的另一个实施例，所述多个虚拟功能模块包括：水控模块，用于对洗衣机内的水位进行控制的水位控制功能；烘干模块，用于对洗衣机内的衣服进行烘干的烘干功能；和洗涤模块，用于对洗衣机内的衣服进行洗涤的洗涤功能。
根据本发明的另一个实施例，所述水控模块从所述总线获取进水阀、水位传感器、门锁和排水泵的数据，并基于获得的数据产生相应的控制指令；并且所述多个通用模块从所述总线接收所述水控模块产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制进水阀、门锁和排水泵，以便对洗衣机内的水位进行控制。
根据本发明的另一个实施例，所述烘干模块从所述总线获取温度传感器、烘干加热器、烘干风扇、门锁和湿度传感器的数据，并基于获得的数据产生相应的控制指令；并且所述多个通用模块从所述总线接收所述烘干模块产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制烘干加热器、烘干风扇和门锁，以便对洗衣机内的衣服进行烘干。
根据本发明的另一个实施例，所述洗涤模块从所述总线获取水位传感器、门锁、水温加热器、水温传感器和电机的数据，并基于获得的数据产生相应的控制指令；并且所述多个通用模块从所述总线接收所述洗涤模块产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制门锁、水温加热器和电机，以便对洗衣机内的衣服进行洗涤。
根据本发明的另一个方面，提供一种家电总线控制系统，用于通过一个总线控制多个负载，该家电总线控制系统包括：多个通用模块，每个通用模块连接至所述总线和所述家电的至少一个负载；和多个虚拟功能模块，每个虚拟功能模块与所述总线通信，用于实现一个相应的功能。每个虚拟功能模块从所述总线获取与相应的功能相关的各个负载的数据，并基于获得的各个负载的数据产生相应的控制指令；并且所述多个通用模块从所述总线接收每个虚拟功能模块产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制对应的负载。
根据本发明的一个实施例，所述家电的负载在物理上以就近的原则连接至各个通用模块。
根据本发明的另一个实施例，所述家电的负载中的至少一些负载被至少两个不同的虚拟功能模块所共用。
在根据本发明的前述各个实施例中，家电的负载在物理上以就近的原则连接至各个通用模块，因此，线束关系简单，接线非常简单，可以大大节省硬件开发和测试的周期和成本、接线成本和组装时间。
此外，在根据本发明的前述各个实施例中，多个虚拟功能模块是通过软件实现的软件模块，因此，可以根据需要对各个虚拟功能模块内的负载进行增加或减少而无需修改硬件，提高了控制系统的灵活性。
此外，在根据本发明的前述各个实施例中，负载能够直接被多个虚拟功能模块所共享，能够更有效的利用各个负载，在不增加成本的基础上提升系统性能。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1显示现有的洗衣机控制系统；
图2显示根据本发明的一个实施例的洗衣机总线控制系统，其中未显示以软件实现的虚拟功能模块；和
图3显示根据本发明的一个实施例的洗衣机总线控制系统，其中显示了以软件实现的虚拟功能模块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明的一个总体技术构思，提供一种家电总线控制系统，包括：主控制器，连接至总线；多个通用模块，每个通用模块连接至所述总线；和多个虚拟功能模块，每个虚拟功能模块经由所述主控制器与所述总线通信，用于实现一个相应的功能。家电的负载在物理上以就近的原则连接至各个通用模块；每个虚拟功能模块从所述总线获取与相应的功能相关的各个负载的数据，并基于获得的各个负载的数据产生相应的控制指令；并且所述多个通用模块从所述总线接收每个虚拟功能模块产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制对应的负载。
下面将以图2和图3所示的洗衣机总线控制系统为例来说明根据本发明的一个实施例的家电总线控制系统。但是，本发明的家电总线控制系统不局限于图示的洗衣机总线控制系统，还可以是其它家电总线控制系统，例如，电冰箱总线控制系统或洗碗机总线控制系统。
图2显示根据本发明的一个实施例的洗衣机总线控制系统，其中未显示以软件实现的虚拟功能模块100’、200’、300’；和图3显示根据本发明的一个实施例的洗衣机总线控制系统，其中显示了以软件实现的虚拟功能模块100’、200’、300’。
在本发明的一个实施例中，公开了一种家电总线控制系统。如图2和图3所示，在图示的实施例中，该家电总线控制系统主要包括主控制器10、多个通用模块100、200、300和多个虚拟功能模块100’、200’、300’。
在本发明的一个实施例中，如图2和图3所示，多个通用模块100、200、300是以硬件形式实现的模块，也可以是以硬件和软件结合的形式实现的模块。
在本发明的一个实施例中，如图2和图3所示，多个虚拟功能模块100’、200’、300’是以软件形式实现的虚拟模块。
如图2和图3所示，在图示的实施例中，主控制器10连接至总线。每个通用模块100、200、300连接至总线。家电的负载110、120、130、140；210、220、230；310、320、330、340在物理上以就近的原则连接至各个通用模块100、200、300。
在图示的实施例中，如图2和图3所示，洗衣机总线控制系统包括三个通用模块100、200、300，分别为第一通用模块100、第二通用模块200和第三通用模块300。但是，请注意，本发明不局限于图示的实施例，通用模块的数量可以根据实际需要适当变化，通常而言，通用模块的数量不应大于虚拟功能模块100’、200’、300’的数量。
在图示的实施例中，如图2和图3所示，洗衣机总线控制系统的负载包括进水阀110、水位传感器120、温度传感器130、烘干加热器140、烘干风扇210、门锁220、湿度传感器230、水温加热器310、排水泵320、水温传感器330和电机340。
在图示的实施例中，如图2和图3所示，水阀110、水位传感器120、温度传感器130、烘干加热器140在物理上靠近第一通用模块100。烘干风扇210、门锁220、湿度传感器230在物理上靠近第二通用模块200。水温加热器310、排水泵320、水温传感器330和电机340在物理上靠近第三通用模块300。因此，在图示的实施例中，如图2和图3所示，按照就近接线的原则，水阀110、水位传感器120、温度传感器130、烘干加热器140分别连接至第一通用模块100。烘干风扇210、门锁220、湿度传感器230分别连接至第二通用模块200。水温加热器310、排水泵320、水温传感器330和电机340分别连接至第三通用模块300。
在图示的实施例中，如图2和图3所示，洗衣机总线控制系统包括三个虚拟功能模块100’、200’、300’，每个虚拟功能模块100’、200’、300’经由主控制器10与总线通信，用于实现一个相应的功能。
在图示的实施例中，如图2和图3所示，三个虚拟功能模块100’、200’、300’包括：水控模块100’，用于对洗衣机内的水位进行控制的水位控制功能；烘干模块200’，用于对洗衣机内的衣服进行烘干的烘干功能；和洗涤模块300’，用于对洗衣机内的衣服进行洗涤的洗涤功能。
在图示的实施例中，如图2和图3所示，每个虚拟功能模块100’、200’、300’可以从总线上获取与相应的功能相关的各个负载的数据，并基于获得的各个负载的数据产生相应的控制指令。多个通用模块100、200、300可以从总线上接收每个虚拟功能模块100’、200’、300’产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制对应的负载。
如图2和图3所示，在本发明的一个实施例中，家电的负载中的至少一些负载120、220被至少两个不同的虚拟功能模块100’、200’、300’所共用。
在图示的实施例中，如图2和图3所示，水位传感器120被水控模块100’和洗涤模块300’共享，门锁220被水控模块100’、烘干模块200’和洗涤模块300’共享。
在图示的实施例中，如图2和图3所示，在洗衣机的负载中，进水阀110、烘干加热器140、烘干风扇210、门锁220、水温加热器310、排水泵320和电机340属于执行部件，而水位传感器120、温度传感器130、湿度传感器230和水温传感器330属于传感部件。
如图2和图3所示，在图示的实施例中，水控模块100’从总线获取进水阀110、水位传感器120、门锁220和排水泵320的数据，并基于获得的数据产生相应的控制指令；并且第一、第二和第三通用模块100、200、300从总线接收水控模块100’产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制进水阀110、门锁220和排水泵320，以便对洗衣机内的水位进行控制。
如图2和图3所示，在图示的实施例中，烘干模块200’从总线获取温度传感器130、烘干加热器140、烘干风扇210、门锁220和湿度传感器230的数据，并基于获得的数据产生相应的控制指令；并且第一和第二通用模块100、200从总线接收烘干模块200’产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制烘干加热器140、烘干风扇210和门锁220，以便对洗衣机内的衣服进行烘干。
如图2和图3所示，在图示的实施例中，洗涤模块300’从总线获取水位传感器120、门锁220、水温加热器310、水温传感器330和电机340的数据，并基于获得的数据产生相应的控制指令；并且第一、第二和第三通用模块100、200、300从总线接收洗涤模块300’产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制门锁220、水温加热器310和电机340，以便对洗衣机内的衣服进行洗涤。
如图2和图3所示，在图示的实施例中，通过采用通用的控制模块，在硬件上，负载以就近的原则连接至各个通用的控制模块。这样的设计可以大大降低系统线束的设计和产线组装的难度。通过通用模块，各个负载的状态或传感信号都在总线上传输并且可以由主控制器或各个通用模块控制并读取。通过创新的软件设计，将基于事件的总线访问和网络的分布式处理技术进行融合。在软件层面上，如图2和图3所示，由于每个负载的通信信息都在总线上传输，每个虚拟模块处理中心(水控模块，烘干模块，洗涤模块)可以通过总线读取相关负载的上报数据，每个负载也可以执行虚拟模块发来的操作指令。站在系统(软件控制)的角度上，系统还是三个功能模块，可以完全按照功能模块的流程进行开发设计，具有可封装，移植快的优点。并且，由于连接架构的改变，突破了原来系统负载和功能模块一对一的瓶颈，任意负载可以同时为多个功能模块所使用。这一点对传感器和未来的大数据的应用分析尤其重要。提供了在不增加硬件成本的同时增加各功能模块的功能和附加价值。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (13)

1.一种家电总线控制系统，其特征在于，包括：
主控制器(10)，连接至总线；
多个通用模块(100、200、300)，每个通用模块(100、200、300)连接至所述总线；和
多个虚拟功能模块(100’、200’、300’)，每个虚拟功能模块(100’、200’、300’)经由所述主控制器(10)与所述总线通信，用于实现一个相应的功能，
其中，
所述家电的负载(110、120、130、140；210、220、230；310、320、330、340)在物理上以就近的原则连接至各个通用模块(100、200、300)；
每个虚拟功能模块(100’、200’、300’)从所述总线获取与相应的功能相关的各个负载的数据，并基于获得的各个负载的数据产生相应的控制指令；并且
所述多个通用模块(100、200、300)从所述总线接收每个虚拟功能模块(100’、200’、300’)产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制对应的负载。
2.根据权利要求1所述的家电总线控制系统，其特征在于：
所述家电的负载中的至少一些负载(120、220)被至少两个不同的虚拟功能模块(100’、200’、300’)所共用。
3.根据权利要求2所述的家电总线控制系统，其特征在于：
所述家电的负载包括执行部件(110、140、210、220、310、320、340)和传感部件(120、130、230、330)。
4.根据权利要求3所述的家电总线控制系统，其特征在于：
每个虚拟功能模块(100’、200’、300’)从所述总线获取与相应的功能相关的执行部件(110、140、210、220、310、320、340)和传感部件(120、130、230、330)的数据，并基于获得的执行部件(110、140、210、220、310、320、340)和传感部件(120、130、230、330)的数据产生相应的控制指令；并且
所述多个通用模块(100、200、300)从所述总线接收每个虚拟功能模块(100’、200’、300’)产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制对应的执行部件(110、140、210、220、310、320、340)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的家电总线控制系统，其特征在于：所述家电为洗衣机、电冰箱或洗碗机。
6.根据权利要求5所述的家电总线控制系统，其特征在于：所述家电为洗衣机。
7.根据权利要求6所述的家电总线控制系统，其特征在于，所述多个虚拟功能模块(100’、200’、300’)包括：
水控模块(100’)，用于对洗衣机内的水位进行控制的水位控制功能；
烘干模块(200’)，用于对洗衣机内的衣服进行烘干的烘干功能；和
洗涤模块(300’)，用于对洗衣机内的衣服进行洗涤的洗涤功能。
8.根据权利要求7所述的家电总线控制系统，其特征在于：
所述水控模块(100’)从所述总线获取进水阀(110)、水位传感器(120)、门锁(220)和排水泵(320)的数据，并基于获得的数据产生相应的控制指令；并且
所述多个通用模块(100、200、300)从所述总线接收所述水控模块(100’)产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制进水阀(110)、门锁(220)和排水泵(320)，以便对洗衣机内的水位进行控制。
9.根据权利要求7所述的家电总线控制系统，其特征在于：
所述烘干模块(200’)从所述总线获取温度传感器(130)、烘干加热器(140)、烘干风扇(210)、门锁(220)和湿度传感器(230)的数据，并基于获得的数据产生相应的控制指令；并且
所述多个通用模块(100、200、300)从所述总线接收所述烘干模块(200’)产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制烘干加热器(140)、烘干风扇(210)和门锁(220)，以便对洗衣机内的衣服进行烘干。
10.根据权利要求7所述的家电总线控制系统，其特征在于：
所述洗涤模块(300’)从所述总线获取水位传感器(120)、门锁(220)、水温加热器(310)、水温传感器(330)和电机(340)的数据，并基于获得的数据产生相应的控制指令；并且
所述多个通用模块(100、200、300)从所述总线接收所述洗涤模块(300’)产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制门锁(220)、水温加热器(310)和电机(340)，以便对洗衣机内的衣服进行洗涤。
11.一种家电总线控制系统，用于通过一个总线控制多个负载，其特征在于，该家电总线控制系统包括：
多个通用模块(100、200、300)，每个通用模块(100、200、300)连接至所述总线和所述家电的至少一个负载；和
多个虚拟功能模块(100’、200’、300’)，每个虚拟功能模块(100’、200’、300’)与所述总线通信，用于实现一个相应的功能，
其中，
每个虚拟功能模块(100’、200’、300’)从所述总线获取与相应的功能相关的各个负载的数据，并基于获得的各个负载的数据产生相应的控制指令；并且
所述多个通用模块(100、200、300)从所述总线接收每个虚拟功能模块(100’、200’、300’)产生的控制指令，并根据接收到的控制指令直接控制对应的负载。
12.根据权利要求11所述的家电总线控制系统，其特征在于：
所述家电的负载(110、120、130、140；210、220、230；310、320、330、340)在物理上以就近的原则连接至各个通用模块(100、200、300)。
13.根据权利要求12所述的家电总线控制系统，其特征在于：
所述家电的负载中的至少一些负载(120、220)被至少两个不同的虚拟功能模块(100’、200’、300’)所共用。
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