CN109375561A - 一种基于智能控制面板的控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能控制面板的控制系统和方法，既保留了用户的传统控制习惯，又具有自学习自适应的智能化特性，解决了智能化与便捷化之间的矛盾。基于智能控制面板的控制系统包括智能控制面板、数据转发器，以及数据管理服务器；所述智能控制面板包括可活动的前面板单元和底壳单元，内置中央处理器，可以进行本地操作、数据采集以及对外通讯；所述数据转发器与所述智能控制面板和所述数据管理服务器通讯，进行数据收发，实现所述数据管理服务器与所述智能控制面板控制指令、数据信息和管理信息的交互，通过智能算法实现系统的自学习和自适应。本发明还包含智能开关用户行为学习和控制方法。本发明达到了操控简洁、智能控制和自主学习的真正智能化目标。

Description

一种基于智能控制面板的控制系统和方法

技术领域

本发明涉及居室内环境设备控制系统、方法和相关计算机程序产品。具体来说，本发明涉及的是家居环境状态监测、家电控制以及用户信息收集、展示和转发的墙壁智能控制面板，具有遵循传统控制习惯的操作方式以及操作状态或外部传入信息的显示界面。

发明背景

智能家居的概念由来已久，各种智能控制器也是层出不穷，但是无论何种形式，多未突破其单纯自动控制的本质，远未达到智能甚至智慧控制的层面。

目前，流行的智能开关，主要实现的功能为：远程控制、定时控制以及条件逻辑控制等，所展现的控制效果为人为干预或提前固定预设的条件下，系统自动执行的结果。客观上来讲，现有的智能开关，虽然实现了远程及自动控制功能，但是实际应用中并未解决智能化的本质性的自学习自适应无需人为干预问题；恰恰相反，各式各样的智能开关与传统操作习惯不同，反而给老人和儿童带来了极大困扰。除了固化的控制逻辑，复杂的操作方法，有限的功能等，对用户的操作水平的较高要求，极大的阻碍了智能开关的普及和发展外，为了丰富控制的内容，尽可能简化控制步骤，大多智能控制系统的面板和按键熟量较传统面板，不但没有减少，反而增加很多，这也给施工和使用带来更多的困扰，从而阻碍了人居环境智能化的发展。

综上，无论是智能家居，还是常见的智能酒店客房，所实现的智能化控制，也仅限于自动化或远程控制层面，实际运用中不仅离不开人的干预，而新安装或入住新酒店，首先还要学习和了解才能学会操作，非但未能带来舒适便利体验，还造成了困扰。

基于所提出的问题，本发明从操控习惯、智能化水平以及产品兼容性等各个方面均提供了恰当的解决方法；硬件上，既要保留传统翘板开关的按压操作方式，有利于老年人或儿童立即可以控制，多种传感检测方式以及无线通讯接入，又可以使得控制面板尽可能全面的采集信息和智能化反应；系统上，为了支持硬件的灵活配置和控制简洁性，在用户操作习惯、用户数据以及用户权限管理等各个方面均给出了相应的解决方案，确保整个系统简便易用。

本发明提供的智能控制面板在满足用户的实际需求的同时，尤其是实现了自学习自适应的无需人为干扰模式，且实现数据随身携带；无论用户身处何方，只要验证身份登录后，既有的操作习惯和个人数据会立即同步过来，喜欢的音乐、提醒的事件、舒适的温度、准点播放最喜欢看的节目……，差旅在外感受到家的氛围，旅途劳顿立即消失。

发明内容

根据用户居室生活需求，提供一种墙壁型智能控制面板，除了作为用户操作入口外，还可对室内环境的状态进行检测，对周边的家用电器设备进行控制，以及通过无线或有线通讯方式接入文字、图片以及音视频信息，或者将服务器端信息转发到本地显示或播放设备等。

为满足上述需求，所述智能控制面板包括智能控制面板、数据转发器，以及数据管理服务器；所述智能控制面板，用于采集信息，包含用户操作信息，环境状态信息以及周边设备信息；所述数据转发器，用于与所述智能控制面板之间发送或接收信息，并转发到所述数据管理服务器；所述数据管理服务器，用于根据所述智能控制面板发送的信息，以及所述数据管理服务器内既有的数据及控制算法产生控制指令，对所述智能控制面板进行相应的操作；所述数据管理服务器，还用于管理用户身份权限，当用户通过所述智能控制面板或其他移动终端进行登录操作后，所述数据管理服务器经过验证后，会根据需要将相应的个人数据和习惯信息下发到所述智能控制面板，营造用户最习惯的环境氛围。

进一步地，所述智能控制面板包含可活动的前面板单元和底壳单元，内置中央处理器，可以进行本地操作、数据采集以及对外通讯。

进一步地，所述智能控制面板显示屏为触摸感应点阵式液晶显示屏；

所述触摸感应点阵式液晶显示屏，用于接收用户的操作指令，并发送到所述中央处理器处理；

所述触摸感应点阵式液晶显示屏，还用于显示当前的操状态，根据进度切换界面，实现不同功能的控制。

进一步地，所述数据转发器通过转发，实现所述智能控制面板与所述数据管理服务器之间的通讯。

进一步地，当所述数据转发器与所述数据管理服务器断开连接时，所述数据转发器可利用缓存的基础数据控制所述智能控制面板。

所述数据转发器具有断网开关，用户可以方便的断开外网连接，确保不受网络攻击。

进一步地，所述智能控制面板进行的数据采集包含温湿度、亮度、噪音，人体感应等信息。

进一步地，所述智能控制面板，所述对外通讯方式包含，wifi、蓝牙、ZigBee、红外遥控以及射频等。

进一步地，所述智能控制面板，还设置有联网控制开关，可以单独断开网络，防止收到攻击。

进一步地，所述数据管理服务器与所述智能控制面板通过通讯实现，所述智能控制面板采集相应操作信息，发送到所述数据管理服务器判断处理后，得到控制指令；

所述智能控制面板将用户身份信息，发送到所述数据管理服务器验证后，得到用户个人数据信息，根据其习惯控制环境状态，达到最佳体验；所述智能控制面板将用户身份信息，发送到所述数据管理服务器验证后，所述数据管理服务器根据需要下发用户数据，包括事件提醒信息、音视频信息以及其他个人设置等，实现数据随身携带。

进一步地，所述智能控制面板得到所述数据管理服务器发送的用户数据，可以发送到本地设备产生控制动作或播放展示，包括语音提醒，背景音乐以及视频播放等。

用户身份得到所述智能控制面板验证后，账户数据会随身携带；所述智能控制面板在验证身份后采集到的数据，会传输到所述数据管理服务器进行自学分析和处理，并添加到个人信息数据库。

无用户登录的状态下，所述智能控制面板具有传统的输入方式和智能控制输入方式，具有基本的控制功能；当用户登录后，所述智能控制面板会从所述数据管理服务器下载对应账户数据信息，后续控制指令和所需数据，自动进行调取和匹配，使用户既有习惯和信息随身携带。

进一步地，用户进入装有本发明提供的智能控制面板的房间，只需对所述智能控制面板简单操作，登陆账户并通过所述数据管理服务器验证后，即可实现个人数据无缝对接，不仅包括室内控制习惯，温度、亮度参数，以及起居习惯、事件提醒等都随之而来，还有个人的音视频资源，均可以根据需要进行本地浏览或播放。

综上所述，本发明提供的智能控制面板相对现有的“自动化”型智能开关，除了遵循传统操控习惯的特性还具有更多的自学习自适应能力，可以通过对用户操作习惯的记录和提醒事件的设置的分析，逐步形成自发式主动控制策略，实现无需干预的全自动运行。

附图说明

图1示出基于本发明的智能家居场景实施例；

图2示出本发明的系统运行逻辑示意图；

图3示出本发明的智能控制面板外观示意图；

图4示出触摸屏手势操作示意图；

图5A示出传统照明开关模式效果图；

图5B示出音乐开关模式效果图；

图5C示出温控器模式效果图；

图5D示出窗帘控制器模式效果图；

图中，100：本发明涉及的智能控制面板；200：房屋；300：互联网；400：数据管理服务器；500智能手机；600：网线；801：热水器电源；802：智能插座；803：饮水机电源；804：净化器电源；805：浇花控制；901：照明灯具；902：音响；903：空调；904：电视；905：电动窗帘；910：数据转发器；911：空气质量检测仪；912：室外环境检测仪；913：可视对讲；

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

其次，本发明中提及的各个商品型号或“第一”、“第二”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“远”、“近”等技术术语，都是所属技术领域中早已明确知晓的技术用语及为了描述实施例方便而进行的一些位置或空间上的定义，并非对本发明的限制，故不再做过多解释。

为了便于说明，本文中提到的房屋、居室等指的是适合人居的建筑空间，一般装配有门窗、照明、视听设备、空调、热水器等常见的居住环境。

具体地，本发明提供的智能控制面板通过有线或无线方式，连接外部设备及数据转发器 910；用户通过操作智能控制面板100，可以浏览和播放服务器歌曲库内的歌曲在连接的音响 902播放，甚至可以通过手机操作连接网络歌曲，实现本地播放。

具体地，本发明提供的智能控制面板100通过有线或无线方式，控制电动窗帘905、热水器电源801、智能插座802等，经过智能学习和预置时间表，可以实现自动和智能控制，以及通过面板或移动终端直接操作。

具体地，本发明提供的智能控制面板通过有线或无线方式连接或者红外遥控发射器，直接控制本地的空调903、电视904、音响902等，实现开关、调节等。

具体地，本发明提供的智能控制面板100通过蓝牙等无线通讯，可以连接智能健康硬件，比如血压仪、血糖仪以及体重秤等，实现健康数据的实时采集和传输。

具体地，本发明提供的智能控制面板通过有线或无线方式连接服务器，可以将前述本地操作数据传输到服务器存储管理，并且基于智能运算处理结果，服务器会主动生成控制指令下发，通过智能面板显示显示或控制音响设备播放提示，或者是直接控制电器设备的开关以及运行状态等。

具体地，本发明提供的智能控制面板还具有用户权限管理功能，通过无线通讯连接后台设置或本地登陆，该智能控制面板可以便利的实现用户身份的识别，并将既有数据信息同步，实现用户无论身在何处，数据如影随形，即使住在千里之外的酒店也如在家一样。

下面就根据具体的实施和部署实例进行说明：

图1所示为一个典型的家居场景，其中200为建筑结构，内外部示意了常见的家居家电设备，所涉及和连接的电器均为市电供电的标准设备，通过有线或无线的方式与本发明所涉及的智能控制面板连接。按图中示意，每个房间至少设置一台本发明涉及的智能控制面板100。

下面具体介绍房屋中的电气设备与智能控制面板100的连接关系：

智能控制面板100通过数据转发器910和网线600，连接到数据管理服务器400，实现数据的互相传输，同时用户可以通过移动端，类似智能手机500等进行设备的操控和状态查看。

其中热水器电源801、智能插座802、饮水机电源803、净化器电源804、浇花控制805等通过智能插座供电，智能插座则通过无线通讯连接到智能控制面板100，实现开关控制；照明灯具901可以直接连接到智能控制面板100的接线端子，或者通过智能控制模块与智能控制面板100通讯进行控制；音响902可以通过有线或无线连接到智能控制面板100实现音乐播放；空调903、电视904等接收智能控制面板100发射的红外遥控信号进行控制；电动窗帘905可以直接连接到智能控制面板100的接线端子，或者通过智能控制模块与智能控制面板100通讯进行控制；另外，空气质量检测仪911和室外环境检测仪912可以实时采集室内外的环境信息，通过无线通讯传输到智能控制面板100，或者直接通过数据转发器910发送到数据管理服务器 400，再由数据管理服务器400经过运算判断后向智能控制面板100发送控制指令；可视对讲 913通过有限或无线通讯直接连接智能控制面板100，实现访客查看和开锁等。

图2为本发明所提供的自学习自适应工作流程，图示11为智能控制面板100的本地基本功能，采集用户操作指令、环境信息以及周边设备信息，然后发送到数据转发器910；图中所示12，如果数据转发器910已连接数据管理服务器400，则发送到数据管理服务器400，并接受返回的控制指令；如果数据转发器910未连接数据管理服务器400，则根据自己缓存中的控制逻辑向智能控制面板100发送控制指令。为了给用户提供更好的操作体验，本发明所提供的用户身份验证功能，可以帮助智能控制面板100实时同步用户信息，以便在用户操作时，设备的工作状态、提醒事件的内容以及影音文件的选取等都符合用户的习惯，使用户数据随身携带。

图3为本发明所提供的智能控制面板的整体外观示意图，底壳可以兼容传统86盒墙壁开关安装方式，具有可活动的前面板单元，通过卡扣与底壳卡扣相连，并可以在外力下沿卡扣对应的卡槽间隙进行相对滑动，以便使面板内部对应的按键开关输出触发信号。前面板内设置有主控制电路板，其前面设置有显示屏，通过前透明面罩面对前方，以便为用户提供操作的交互界面。

主控制电路板包含多种传感器，如温度传感器、湿度传感器、光线传感器、麦克风等，上述传感器按需分布于壳体内部，输出环境状态信号；其中，温度传感器、湿度传感器分别设置于前面板内位于边缘位置，且在外壳侧面设置有通风口结构，以便空气流通；光线传感器置于前面板内位于下方偏左的位置，前方对应的面板为透明；麦克风设置于前面板内位于上方边缘的位置，对应的位置外壳留有对外开口，以便音频信号的接收。

基于智能控制面板100所集成的硬件设备，用户可以通过操作控制电器设备的同时，还可以输入信息，浏览查询以及音视频文件的播放等。

为了便于更加丰富的操作，除了按键输入，所采用的显示屏为触摸感应式点阵式液晶显示屏，可以通过触摸、滑动等操作输入不同的操作指令，实现更加友好的用户体验。

更进一步的，基于互联网的智能开关具有更加全面的信息共享和网络传输功能。具体的实施例如下：

智能控制面板100作为连接用户和服务器的入口设备，用户可以通过其操作界面控制所有的电气设备、查看系统运行状态、以及个人资料的下载和共享，随时随地实现室内环境的个人定制化。只要用户进入某个房间，认证了个人身份，系统即可获得所有相关的个人数据，包括起居习惯、环境爱好、健康管理、以及音视频库等，为用户提供始终如一的家居体验。

该智能控制面板在居住空间内部，通过wifi或Zigbee等短距离无线网络进行通讯，对外通过指定的该智能控制面板进行通讯，我们称其为主机或网关，其作用是传递内外数据，来自内部各个智能开关的数据统一汇集，在经过相应的统计处理和打包后上传服务器进行存储。需要从服务器下载的数据，也是通过该网关进行通讯请求建立连接，获得的数据按需要缓存到某一个该智能控制面板内供内部系统调用。

鉴于每个家庭成员的生活习惯有所差异，服务器的数据是以家庭为群组，以家庭成员为单位的存储方式，内部系统的登录和授权可以支持多个家庭成员的验证方式，数据的传输和选择支持自动判断和手动设定两种方式，这样可以避免数据共享时不同家庭成员数据的冗余或欠缺。

另外，为了防止意外网络侵入，本发明所提供的智能控制面板100和数据转发器910均设有专用的网络控制开关，当需要保证安全，或对网络完全持怀疑态度时，可以方便的操作开关，断掉外部网络连接；如果只是断开数据转发器910与数据管理服务器400的连接，那么，数据转发器910内部的系统仍然自成体系，数据转发器910内缓存的基础数据，让然可以满足智能控制，时间提醒以及用户行为采集等，只是无法进行高级的云计算和大容量用户文件的传输。

系统的具体实施例如下：

为了简化系统，智能控制面板100可以通过与用户交互切换界面，实现多个功能集成在一个面板内，简化施工和操作难度。

具体的，当用户靠近智能控制面板100时，液晶屏自动点亮，并显示翘板开关式样，直接按压开关面板，会使面板产生移动，从而激活下方的按键动作，实现控制；如图5所示，智能控制面板100同时会显示照明控制界面；如果需要控制具体的回路，即可直接操作；如需控制其他设备，可以用手指左右滑动切换控制界面，比如图5B所示的音乐控制图标、图5C所示的室内温湿度控制界面、图5D所示的窗帘控制界面等。

以智能酒店客房和智能家居共享信息协调工作的实施例如下：

如果客户家里安装了本发明提供的产品，当入住同样安装了本产品的酒店客房时，用户可以通过手机APP等终端结合本地操作进行身份验证，或者通过系统和酒店管理信息平台进行信息交互，直接授权权限和身份，用户入住期间，客房内的智能控制面板会自动授权客户进行信息交互，并调取用户数据库信息，按照既有的操作习惯控制房间内的电气设备及提醒事件。

具体的，通过本发明提供的智能控制面板，用户的作息习惯、环境调节喜好以及健康管理须知均可得到执行，另外，智能电视、背景音乐内的节目库也会实时与客户的私人数据库进行连接。进入酒店的客房，迎接用户的背景音乐是今日刚下载的最喜欢的流行音乐，电视内播放正在观看的连续剧或电影大片，入住酒店客房就像回到家里一样的舒适和温馨。

另外，为了节能，酒店推出了各种节能措施，为鼓励宾客节能减排，但是都收效甚微；以空调为例，要达到节能和舒适目的，即使是夏天温度过低，冬天温度过高，均需要进行额外或操作，这个宾客带来了负担，所以效果很差；如基于本发明所提供的智能控制面板，具有自适应自学习功能，可根据宾客喜好的状态调节客房环境，既能兼顾节能，又能保证舒适性，一举两得。

本发明所提供的网络安全实施例如下：

通过本地操作控制认证的组网方法，初次请求接入开关的设备，必须通过操作智能控制面板进入联网状态，打开本地热点功能，智能终端查找该设备，发出连接请求，开关触摸屏会显示接入确认界面，点击确定才能建立连接，避免陌生设备的远程接入。

另外，为了进一步提高安全性，为用户带来更加安心的安全保证，网络转发器和智能面板内设有联网控制开关；通过本地操作，直接从硬件上断开外网的接入，这样就完全避免了安全信息的非法获取，而本地网络通过内网仍正常运行。

综上所述，本发明所提供的智能控制面板结构简单，实现方式灵活方便，既能遵循了传统的操作习惯，又具有自学习自适应的智能化功能，可用于家庭、酒店、养老院等各种场所，结合具体的场景和需求方便的接入新设备，实施更加全面舒适的应用体验。

对于本领域技术人员而言，然而本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，本发明所提及但未写入权利要求书的其他显而易见的变形形式及本领域技术人员不付出创造性劳动便可获得变形形式，对于发明人和申请人而言并不意外。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于智能控制面板的控制系统和方法，其特征在于，包括智能控制面板、数据转发器，以及数据管理服务器；其中，

所述智能控制面板，用于采集信息，包含用户操作信息，环境状态信息以及周边设备信息；

所述数据转发器，用于与所述智能控制面板之间发送或接收信息，并转发到所述数据管理服务器；

所述数据管理服务器，用于根据所述智能控制面板发送的信息，以及所述数据管理服务器内既有的数据及控制算法产生控制指令，对所述智能控制面板进行相应的操作；

所述数据管理服务器，还用于管理用户身份权限，当用户通过所述智能控制面板或其他移动终端进行登录操作后，所述数据管理服务器经过验证后，会根据需要将相应的个人数据和习惯信息下发到所述智能控制面板，营造用户最习惯的环境氛围。

2.如权利要求1所述的基于智能控制面板的控制系统，其特征在于，所述智能控制面板包含可活动的前面板单元和底壳单元，内置中央处理器，可以进行本地操作、数据采集以及对外通讯。

3.如权利要求1或2所述的基于智能控制面板的控制系统，其特征在于，所述智能控制面板显示屏为触摸感应点阵式液晶显示屏；

所述触摸感应点阵式液晶显示屏，用于接收用户的操作指令，并发送到所述中央处理器处理；

所述触摸感应点阵式液晶显示屏，还用于显示当前的操状态，根据进度切换界面，实现不同功能的控制。

4.如权利要求1所述的基于智能控制面板的控制系统，其特征在于，所述数据转发器通过转发，实现所述智能控制面板与所述数据管理服务器之间的通讯；并且，

当所述数据转发器与所述数据管理服务器断开连接时，所述数据转发器可利用缓存的基础数据控制所述智能控制面板；

所述数据转发器具有断网开关，用户可以方便的断开外网连接，确保不受网络攻击。

5.如权利要求1或2所述的基于智能控制面板的控制系统，其特征在于，所述智能控制面板进行的数据采集包含温湿度、亮度、噪音，人体感应等信息。

6.如权利要求1或2所述的基于智能控制面板的控制系统，其特征在于，

所述智能控制面板，所述对外通讯方式包含，wifi、蓝牙、ZigBee、红外遥控以及射频等；

所述智能控制面板，还设置有联网控制开关，可以单独断开网络，防止受到攻击。

7.如权利要求1所述的基于智能控制面板的控制系统，其特征在于，所述数据管理服务器与所述智能控制面板通过通讯实现数据交互，

所述智能控制面板采集相应操作信息，发送到所述数据管理服务器判断处理后，得到控制指令；

所述智能控制面板将用户身份信息，发送到所述数据管理服务器验证后，得到用户个人数据信息，根据其习惯控制环境状态，达到最佳体验；

所述智能控制面板将用户身份信息，发送到所述数据管理服务器验证后，所述数据管理服务器根据需要下发用户数据，包括事件提醒信息、音视频信息以及其他个人设置等，实现数据同步到本地；

所述智能控制面板得到所述数据管理服务器发送的用户数据，可以发送到本地设备产生控制动作或播放展示，包括语音提醒，背景音乐以及视频播放等。

8.如权利要求1-7中的任意一项所述的基于智能控制面板的控制系统，其特征在于，

用户身份得到所述智能控制面板验证后，账户数据实现本地同步；

所述智能控制面板在验证身份后采集到的数据，会传输到所述数据管理服务器进行自学、分析和处理，并添加到个人信息数据库。

9.如权利要求1或8中的任意一项所述的基于智能控制面板的控制系统和方法，其特征在于，无用户登录的状态下，所述智能控制面板具有传统的输入方式和智能控制输入方式，具有基本的控制功能；

当用户登录后，所述智能控制面板会从所述数据管理服务器下载对应账户数据信息，后续控制指令和所需数据，自动进行调取和匹配。

10.如权利要求8或9中的任意一项所述的基于智能控制面板的控制系统和方法，其特征在于，用户进入装有本发明提供的智能控制面板的房间，只需对所述智能控制面板简单操作，登陆账户并通过所述数据管理服务器验证后，即可实现个人数据无缝对接，不仅包括室内控制习惯，温度、亮度参数，以及起居习惯、事件提醒等都随之而来，还有个人的音视频资源，均可以根据需要进行本地浏览或播放。