CN1294431A - 模块接插盒及与模块接插盒配套使用的功能模块 - Google Patents

Abstract

一种用于智能住宅的模块接插盒及与这种模块接插盒配套使用的功能模块,用该模块接插盒可以先一次性的完成电源插座、电源开关、监控系统、小型综合布线系统及通讯接线盒的规划和预埋工作,然后再通过接插能与这种模块接插盒配套使用的功能模块来具体实现电源开关、电源插座、通讯接线盒、以太网构架、USB网构架以及监控装置的布设。

Description

模块接插盒及与模块接插盒配套使用的功能模块

本发明涉及的是一种用于智能住宅的模块接插盒，确切的说是一种可将电源开关、电源插座、通讯接线盒以及监控系统以模块方式集成在一起的模块接插盒。本发明还涉及与这种模块接插盒配套使用的功能模块。

现实生活中的智能建筑都有综合布线系统，但现有综合布线系统中水平工作区通讯接线盒的位置在安装后将不能被移动，如果终端设备安放位置改变则必须通过拖放较长的明式延长线来连接，这可能会在一定程度上破坏环境的简洁性，另外，当设备被移至中间有隔断的另一区域时，破坏环境简洁性的缺点将更加明显，问题虽然可以通过多布设通讯接线盒来解决，但这是以增加整个综合布线系统的容量为代价来实现的，在经济上极不划算，此缺点在多居室的智能住宅中特别突出，因为它们一般都是按一户一个通讯接线盒的方式来布线的。

针对上述问题，市场上已有世界主要布线产品厂商推出了各种基于办公室内部和住宅内部的小型综合布线系统，这种小型布线系统与整个建筑的综合布线系统对接后能以相对较低的代价解决此问题，但在住宅内一次性过多的固定安装用途单一的通讯接线盒仍会产生闲置和浪费。

现实生活中的智能建筑的另一重要组成部分是监控系统，实施监控系统也涉及布线并需安装各种监控装置，监控系统的布线有的是专门敷设，有的是用综合布线，此外，监控系统所用的各种监控装置是分布在各处的，如要保持与周围环境的和谐与协调则必须在装修前一次规划好实施方案并随装修一块实施，也就是说需将很多监控装置和相应连接线提前预埋，但这种一次规划好的监控系统往往与实际需求并不相符，而不相符要么造成提前预埋的监控装置被浪费、要么需破坏装修来重新埋设所需监控装置。

众所周知，智能建筑都会提前预埋安装一些墙壁式电源开关和电源插座，但它们与综合布线和监控系统一般都是分开布设的，这样即不利于降低系统总体费用，也不便于将用电装置与监控系统衔接以进行自动控制。

众所周知，最近由Microsoft、Intel、Compaq等主要PC厂商联合制定的基于USB接口的各种电脑外设已开始普及，使用时电脑只要通过一个单一的端口，就能把从键盘到LCD投影仪等各种外设按雏菊形状连在一起，并且还可以实现真正的“即插即用”和随意的热插拔功能，同样，各种监控装置也可以制成用USB接口与上位控制电脑通讯，而且还免除了在上位控制电脑中接插各种适配器。但USB连接规范一般是用于连接在桌面上的各种电脑外设，如用于分布式的监控系统，则必须解决好USB连接距离有限以及USB连接线和USB集线器的布设问题，也就是要保持好与周围环境的和谐与协调。

针对以上问题，本发明的目的是提供一种模块接插盒和能与这种模块接插盒配套使用的功能模块，该模块接插盒首先可以一次性完成电源插座、电源开关、监控系统、小型综合布线系统及通讯接线盒的规划和预埋工作，然后再通过接插能与这种模块接插盒配套使用的功能模块来实现电源开关、电源插座、通讯接线盒、以太网构架、USB网构架以及监控装置的布设。

为了实现上述目的，本发明的模块接插盒包括一个可埋入墙壁内的底座和一些遮盖面板，遮盖面板以分段组合方式遮盖底座；底座的壳体上有用于端接及跳转双绞线的双绞线端接配线区、用于接插和安放配套功能模块的模块接插区、用于端接电源进出线的进出电源线端接区和便于安装端接装置、跳线装置、接插装置、接线装置及相互之间连接线的后端装配区；在双绞线端接配线区中有外端接装置和跳线装置，外端接装置可以同时端接由外部引入的多根双绞线，与外端接装置相连的跳线装置可将已端接在外端接装置上的双绞线进行相互串接或转移跳接到模块接插区中；模块接插区是由多个形状相同且内有接插装置的模块空腔组成的大空腔，每个模块空腔可以单独接插一个标准配套功能模块，也可占用相邻模块空腔的空间接插大尺寸配套功能模块，上述多个模块空腔中有一个比较特殊，此特殊模块空腔的接插装置分为多个外连多路接插装置、一个多路电源输入接插装置、一个多路电源输出接插装置和多个内连多路接插装置，其它普通模块空腔内的接插装置则只分为一个上连多路接插装置、一个多路电源输入接插装置和一个多路电源输出接插装置，特殊模块空腔和普通模块空腔的多路电源输入接插装置在结构、形状、相对于各自空腔的安装位置都是一致的，同样，特殊模块空腔和普通模块空腔的多路电源输出接插装置在结构、形状、相对于各自空腔的安装位置也都是一致的，还有，特殊模块空腔的多个外连多路接插装置中的一个与普通模块空腔的上连多路接插装置在结构、形状、相对于各自空腔的安装位置也是一致的，这样，特殊模块空腔便能向下兼容普通模块空腔；进出电源线端接区由电源输入接线装置和多路电源输出接线装置组成；在后端装配区，跳接装置的一端与特殊模块空腔中的多个外连多路接插装置按个按路一一相连，特殊模块空腔中的多个内连多路接插装置与普通模块空腔的各个上连多路接插装置按个按路一一相连，多路电源输入接插装置相互之间都按路并接，其中二路还与电源输入接线装置并接，其它路留做配套功能模块的直流电源总线，多路电源输出接插装置的每二路分别与多路电源输出接线装置中的其中二路相连。

所述模块接插盒的双绞线端接配线区和进出电源线端接区与模块接插区的每一个模块空腔在纵向尺寸是一致的，所以遮盖面板可以用于任意分段遮盖底座。

所述模块接插盒的底座上还可有一套可锁定遮盖面板和各种配套功能模块的锁装置及一个配套的带锁遮盖面板。

所述模块化接插盒的外连多路接插装置、内连多路接插装置和上连多路接插装置的接线容量最好为4对8路，这样就能分别适应以太网(2对)、USB(3对，一对用做D+和D-，其它二对在并接后分用于Vbus和Ground)和电话(1对)的连接要求。

根据上述结构，可以推断出所述模块化接插盒具备如下这些特征：

特殊模块空腔和普通模块空腔都用于接插配套功能模块，被接插的配套功能模块除面板外都被隐藏在空腔中，这样有利于保持与周围环境的和谐与协调。

特殊模块空腔和普通模块空腔都允许配套功能模块利用多路电源输入接插装置获取输入电源，同时也允许利用多路电源输出接插装置输出电源和开关量，这也正是能实现电源开关和电源插座的基本条件之一。

特殊模块空腔主要用于接插诸如网络集线器、USB集线器和通讯接线盒之类的配套功能模块，这是因为特殊模块空腔的多个外连多路接插装置能通过跳线装置与端接在外端接装置上的多根双绞线相连，这样就使得功能模块首先能从外获得连接链路和向外提供连接链路，然后再通过多个内连多路接插装置将连接链路分流或传递到普通模块空腔的上连多路接插装置。

在特殊模块空腔及诸如网络集线器、USB集线器之类的配套功能模块的配合下，普通模块空腔也允许接插在此的配套功能模块利用上连多路接插装置从外获取一条连接链路，确切的说是允许具备监控功能的配套功能模块与上位控制电脑进行通讯。

所述模块化接插盒在具备上述特征后，它是这样一次性完成电源插座、电源开关、监控系统、小型综合布线系统及通讯接线盒的规划和预埋工作的：不必准确的规划和设计，只需在需要电源开关和电源的地方或凭直觉并尽可能多的沿智能住宅的墙壁埋设所述模块化接插盒，同时作到每个模块化接插盒的电源输入接线装置都接上交流电源，如果周围有像电灯之类的需用外部开关控制的用电装置则将其电源输入线端接在多路电源输出接线装置上，然后再将相邻的模块化接插盒用外端接装置和双绞线一一交叉互连，此时形成的是一个自由拓扑结构的内部小型布线系统，而且是断续的，需要时用所述模块化接插盒的跳线装置和诸如网络集线器、USB集线器的配套功能模块去形成具体连接线路。

能与所述模块接插盒配套使用的功能模块是这样实现的：功能模块包括一个带面板的模块装配盒、实现模块标称功能所需的器件和电路、至少一个能与所述模块接插盒上的模块空腔中的接插装置相对接的对连接插装置；模块装配盒用于安放实现功能模块标称功能所需的器件和电路，如果器件需外露则通过模块装配盒的面板来实现，模块装配盒的形状和结构与所述模块接插盒上的模块空腔的形状和结构是相匹配的，因而可使模块装配盒除面板外的其余部分能被推入所述模块接插盒上的模块空腔内，能与所述模块接插盒上的模块空腔中的接插装置相对接的对连接插装置也是安装在模块装配盒上，且安装位置能保证当模块装配盒被插入模块空腔时也同时将对连接插装置与模块空腔中的对应接插装置对接。

具体实施时，功能模块所需的对连接插装置的类型和数量依功能模块要实现的功能而定；如果功能模块需要电源，则配一个能与所述模块化接插盒的多路电源输入接插装置相对接的多路电源输入对连接插装置；如果功能模块需要通过所述模块化接插盒的多路电源输出接线装置输出电源量或开关量，则配一个能与所述模块化接插盒的多路电源输出接插装置相对接的多路电源输出对连接插装置；如果模块需要通过预埋的双绞线与上位控制电脑进行通讯，则配一个能与所述模块化接插盒的上连多路接插装置相对接的上连多路对连接插装置；如果模块是诸如网络集线器、USB集线器、通讯接线盒之类的模块，则根据具体情况配多个能与所述模块化接插盒的外连多路接插装置和内连多路接插装置相对接的外连多路对连接插装置和内连多路对连接插装置。

此时，在所述模块化接插盒的普通模块空腔内插入这样一个配套功能模块就能实现电源插座：该配套功能模块在面板上至少安装一个电源插座，有一个能与模块空腔内的多路电源输入接插装置相对接的多路电源输入对连接插装置，用导线将电源插座与多路电源输入对连接插装置相连。

此时，在所述模块化接插盒的普通模块空腔内插入这样一个配套功能模块就能实现电源开关：该配套功能模块在面板上至少安装一个电源开关，有一个能与模块空腔内的多路电源输入接插装置相对接的多路电源输入对连接插装置，有一个能与模块空腔内的多路电源输出接插装置相对接的多路电源输出对连接插装置，将开关的输入端用导线与多路电源输入对连接插装置相连，将开关的输出端用连接线与多路电源输出对连接插装置的其中二路相连。

此时，在所述模块化接插盒的特殊模块空腔插入这样一个配套功能模块就能实现通讯接线盒：该配套功能模块在面板上至少安装一个RJ45插座，有至少一个能与特殊模块空腔内的外连多路接插装置相对接的外连多路对连接插装置，用连接线将RJ45插座与外连多路对连接插装置相连。

此时，在所述模块化接插盒的特殊模块空腔插入这样一个配套功能模块就能实现以太网构架：该配套功能模块实际上就是一个以太网集线器，但它利用能与特殊模块空腔内的多路电源输入接插装置相对接的多路电源输入对连接插装置得到工作电源，同时还将常规以太网集线器的多个以太网接插口分别改制到能与特殊模块空腔内的外连多路接插装置相对接的外连多路对连接插装置和能与特殊模块空腔内的内连多路接插装置相对接的内连多路对连接插装置。

此时，在所述模块化接插盒的特殊模块空腔插入这样一个配套功能模块就能实现USB网构架：该配套功能模块实际上就是一个USB集线器，但它利用能与特殊模块空腔内的多路电源输入接插装置相对接的多路电源输入对连接插装置得到工作电源，同时还将常规USB集线器的多个USB接插口分别改制到能与特殊模块空腔内的外连多路接插装置相对接的外连多路对连接插装置和能与特殊模块空腔内的内连多路接插装置相对接的内连多路对连接插装置。

此时，在所述模块化接插盒的普通模块空腔插入这样一个配套功能模块就能实现监控装置的布设：该配套功能模块是一个能完成某种监控任务的监控装置，但它利用能与普通模块空腔内的多路电源输入接插装置相对接的多路电源输入对连接插装置得到工作电源，利用能与普通模块空腔内的上连多路接插装置相对接的上连多路对连接插装置来与上位控制电脑通讯，需要时还可利用能与普通模块空腔内的多路电源输出接插装置相对接的多路电源输出对连接插装置输出电源和开关量。

当然，也可以将上述所列的几个功能模块合并成一个多功能模块。另外，用于构建监控系统的配套功能模块可视实际需要构造出很多种，特别是用USB方式与上位控制电脑进行通讯的，以下列出具备一定通用性的几种：

1．面板上有扬声器、受话器及一些按钮并可选带微型摄像头、微型显示器的对讲器模块，可用于(可视)对讲门铃、紧急广播、紧急求助、内部呼唤和对讲、视频监视等用途；

2．面板上有一组能分别感知到红外、温度、湿度、光线、声音、气体这些环境参数的传感器和红外遥控收发装置的传感器及遥控收发模块，用于对周围环境进行综合监测和扩展上位控制电脑的遥控范围；

3．兼有手动辅助装置的多路程控电源开关模块，可直接用手动方式和通过上位控制电脑的软件控制多个像电灯之类的用电装置；

4．IC卡读写器，可用于门禁系统；

5．水、电、气表抄录器，其面板上有插口，通过连接线与具备数字传输接口的水、电、气表相连后可得到水、电、气表的记录值并传送给上位控制电脑。

采用本发明的这种模块接插盒和能与这种模块接插盒一起配套使用的功能模块，可以只用成本较低的模块接插盒先一次性完成电源插座、电源开关、监控系统、小型综合布线系统及通讯接线盒的规划和预埋工作，然后再根据实际需要选用配套功能模块来具体实现电源开关、电源插座、通讯接线盒、以太网构架、USB网构架以及监控装置的布设，这样不但能减少前期资金投入以及避免功能设备的闲置和浪费，而且还保持的监控系统的灵活性和与周围环境的和谐与协调，同时还因其多用性而降低的综合建造费用。

下面结合附图和具体实施方式来对本发明作进一步详细的说明。

图1是模块接插盒一个实施例之底座的正面示意图，

图2是模块接插盒一个实施例之底座的背面示意图，

图3是模块接插盒一个实施例之底座在后端装配区的连接线示意图，

图4是图2沿A-A线的剖视图，

图5是图2沿B-B线的剖视图，

图6是模块接插盒一个实施例之遮盖面板的主视图，

图7是图6的俯视图，

图8是图6的右视图，

图9是模块接插盒一个实施例之带锁遮盖面板的主视图，

图10是图9的俯视图，

图11是模块装配盒的主视图，

图12是图11的俯视图，

图13是图12沿A-A线的剖视图，

图14是图11的右视图，

图15是模块装配盒之盖板的示意图，

图16是配套电源插座模块的原理示意图，

图17是配套电源开关模块的原理示意图，

图18是配套电源开关及电源插座二合一模块的原理示意图，

图19是配套通讯接线盒模块的原理示意图，

图20是配套USB集线器模块的原理示意图，

图21是配套网络集线器模块的原理示意图，

图22是配套USB集线器、网络集线器和通讯接线盒三合一模块的示意图，

图23是具备USB接口的各种配套监控模块的示意图，

图24是在一个智能住宅用模块接插盒实施小型综合系统的布线示意图，

图25是图24所示的布线系统用于延伸电话线的连线示意图，

图26是图24所示的布线系统用于延伸和扩展网络的连线示意图，

图27是图24所示的布线系统用于构成USB网的连线示意图，

图28是图24所示的布线系统中结点A的配置示意图，

图29是图24所示的布线系统中结点C的配置示意图，

图30是图24所示的布线系统中结点E的配置示意图，

图31是图24所示的布线系统中结点F的配置示意图，

图32是在住宅内安装使用模块接插盒的示意图，

图33是图32的A部放大图。

模块接插盒由图6至图8所示的遮盖面板和图1至图5所示的一个可埋入墙壁的底座组成，遮盖面板包括空白面板32和有两个插脚33、插脚33上有一个锁孔34，将插脚33插入底座上的插口22或插道23中，就可以使遮盖面板以分段组合方式遮盖底座；底座的壳体1上分布有用于端接及跳转双绞线的双绞线端接配线区2、用于接插和安放配套功能模块的模块接插区3、用于端接电源进出线的进出电源线端接区4和便于安装端接装置、跳线装置、接插装置、接线装置及相互之间连接线的后端装配区5；在双绞线端接配线区2中，有外端接装置6和一个由外跳接端子板9和内跳接端子板10构成的跳线装置8，外端接装置6用于端接由双绞线穿线孔7引入的多根双绞线，外端接装置6和外跳接端子板9在后端装配区5是相连的，所以跳线装置8通过软跳线可将各根已端接在外端接装置6上的多根双绞线进行相互串接或转移跳接到模块接插区3中；模块接插区3是由多个形状相同且内有接插装置的模块空腔组成的大空腔，每个模块空腔可以单独接插一个标准功能模块，也可占用相邻模块空腔的空间接插大尺寸功能模块，上述多个模块空腔中有一个比较特殊，此特殊模块空腔11内的接插装置分为多个外连多路接插装置13、一个多路电源输入接插装置16、一个多路电源输出接插装置17和多个内连多路接插装置14，其它普通模块空腔12内的接插装置则只分为一个上连多路接插装置15、一个多路电源输入接插装置16和一个多路电源输出接插装置17，特殊模块空腔11和普通模块空腔12都可用于接插和安放配套功能模块，如电源开关模块、电源插座模块等，但特殊模块空腔11主要用于接插诸如网络集线器、USB集线器和通讯接线盒之类的配套功能模块，这是因为特殊模块空腔11的多个外连多路接插装置13能通过跳线装置8与端接在外端接端子板6上的多根双绞线相连，这样就使得诸如网络集线器、USB集线器和通讯接线盒之类的配套功能模块能从外获得连接链路和向外提供连接链路，此外，诸如网络集线器和USB集线器之类的配套功能模块同时还能通过多个内连多路接插装置14将连接链路分流或传递到普通模块空腔12的上连多路接插装置15；进出电源线端接区4由电源输入接线装置18和多路电源输出接线装置19组成，电源输入接线装置18用于端接由输入电源过线孔20引入的交流电源输入线，多路电源输出接线装置19用于端接由输出电源过线孔21引出的多根电源输出线。

模块接插盒的双绞线端接配线区2和进出电源线端接区4与模块接插区3的每一个模块空腔在纵向尺寸是一致的，所以遮盖面板可以用于任意分段遮盖底座。

特殊模块空腔11和普通模块空腔12的多路电源输入接插装置16在结构、形状、相对于各自空腔的安装位置都是一致的，同样，特殊模块空腔11和普通模块空腔12的多路电源输出接插装置17在结构、形状、相对于各自空腔的安装位置也都是一致的，还有，特殊模块空腔11的多个外连多路接插装置13中的第一个与普通模块空腔12的上连多路接插装置15在结构、形状、相对于各自空腔的安装位置也是一致的，这样特殊模块空腔11便能向下兼容普通模块空腔12。

在本实施例中，上述各种端接装置、跳线装置、接插装置或接线装置的装置个数和每个装置的接线容量分别是：

一个外端接装置6，接线容量为24对48路，

组成跳线装置8的一个外跳接端子板9，接线容量为24对48路，

组成跳线装置8的一个内跳接端子板10，接线容量为24对48路，

六个外连多路接插装置13，每个接线容量为4对8路，

四个内连多路接插装置14，每个接线容量为4对8路，

四个上连多路接插装置15，每个接线容量为4对8路，其形状和结构与外连多路接插装置13一致，

五个多路电源输入接插装置16，每个接线容量为4对8路，

五个多路电源输出接插装置17，每个接线容量为4对8路，

一个电源输入接线装置18，接线容量为一对2路，

一个多路电源输出接线装置19，接线容量为20对40路，正好等于五个多路电源输出接插装置17的接线容量总和。

为了使模块接插盒易于制造，在底座的背面设置了一个便于安装端接装置、跳线装置、接插装置、接线装置及相互之间连接线的后端装配区5，这个后端装配区5是一个空腔，所有上述端接装置、跳线装置、接插装置、接线装置的后端均在这个空腔内并被进行相互连接，连接是这样进行的，

外端接装置6与外跳接端子板9按路一一相连，

内跳接端子板10与外连多路接插装置13按个按路一一相连，

内连多路接插装置14与上连多路接插装置15按个按路一一相连，

多路电源输入接插装置16相互之间都按路并接，其中二路还与电源输入接线装置18并接并以此给配套功能模块提供交流电源，其它线可作为配套功能模块的直流电源总线，

多路电源输出接插装置17的每二线分别与多路电源输出接线装置19中的其中二线相连以便使得配套功能模块能向外输出电源和开关量。

为了保护配套功能模块不会被随意拔出，这种模块接插盒还可加装一套防拔出的锁装置，在图1至图10所示的这个实施例中，锁装置是这样实现的：

首先，在遮盖面板的基础上通过加装一个锁35而形成一个如图9、图10所示的带锁遮盖面板，然后在双绞线端接配线区2安装一个旋转装置24，这个旋转装置24上有一个插孔25供锁35的锁芯36插入，使用时，将遮盖双绞线端接配线区2的遮盖面板换成带锁遮盖面板，这样，当锁芯36转动时，旋转装置24在后端装配区5的后端也跟着转动并通过双绞连杆26带动滑动连杆27沿落槽29、落槽30在空腔31内左右移动，滑动连杆27左右移动时又通过与自身成一体的各个联销28插入或移出遮盖面板、带锁遮盖面板和配套功能模块的锁孔34而实现对它们的锁定和释放。

在图11至图15所示的是一个能与上述模块接插盒一起配套使用的模块装配盒，它是构成具备实用功能的配套功能模块的基础；该模块装配盒包括模块面板37、模块背板38、带有凸起支撑滑条和锁孔34的模块侧板39、装配空腔40、装配空腔盖板41和装配空腔盖板支撑柱42；模块侧板39上的凸起支撑滑条用于将模块装配盒沿上述模块接插盒上的插道23插入固定在模块接插区3中的模块空腔里，模块侧板39上的锁孔34用于锁定模块装配盒，装配空腔盖板支撑柱42上有带螺纹的孔43，孔43与装配空腔盖板41上的孔44可使装配空腔盖板41通过螺丝固定在装配空腔盖板支撑柱42上，这样就可以盖住整个装配空腔41。

下面再结合图16至图23所示的几个具备实用功能的配套功能模块来进一步说明如何以模块装配盒为基础去构建具有实用功能的配套功能模块。另外，需要提前说明的是图16至图23都是将模块背板38向后旋转90度和将模块面板37向前旋转90度而形成的一个变形的平面示意图。

图16给出以模块装配盒为基础构成配套电源插座模块的原理示意图，该功能模块在模块面板37上至少安装一个电源插座50，然后再在模块背板38上安装一个能与模块接插盒的多路电源输入接插装置16相对接的多路电源输入对连接插装置45，最后用导线将电源插座50与多路电源输入对连接插装置45相连。

图17给出以模块装配盒为基础构成配套电源开关模块的原理示意图，该功能模块在模块面板37上至少安装一个电源开关51，然后再在模块背板38上安装一个能与模块接插盒的多路电源输入接插装置16相对接的多路电源输入对连接插装置45和一个能与模块接插盒的多路电源输出接插装置17相对接的多路电源输出对连接插装置46，每个电源开关51的输入端通过导线与背板38上的多路电源输入对连接插装置45相连，每个电源开关51的输出端通过导线与背板38上的多路电源输出对连接插装置46的其中两路相连。

图18给出以模块装配盒为基础构成配套电源开关及电源插座二合一模块的原理示意图，该功能模块在模块面板37上同时安装有电源开关51和电源插座50，然后再在模块背板38上安装一个能与模块接插盒的多路电源输入接插装置16相对接的多路电源输入对连接插装置45和一个能与模块接插盒的多路电源输出接插装置17相对接的多路电源输出对连接插装置46，电源开关51的输入端和电源插座50通过导线与背板38上的多路电源输入对连接插装置45相连，每个电源开关51的输出端通过导线与背板38上的多路电源输出对连接插装置46的其中两路相连。

图19给出以模块装配盒为基础构成配套通讯接线盒模块的原理示意图，该功能模块在模块面板37上安装有RJ45插座52，然后再在模块背板38上安装能与模块接插盒的外连多路接插装置13相对接的外连多路对连接插装置47，最后再用双绞线将RJ45插座52与外连多路对连接插装置47相连。

图20给出以模块装配盒为基础构成配套USB集线器模块的原理示意图，这个配套USB集线器模块在装配空腔40里有一个USB集线电路，该电路通过能与模块接插盒的多路电源输入接插装置16相对接的多路电源输入对连接插装置45获取工作电源，通过背板38上的能与模块接插盒的外连多路接插装置13相对接的外连多路对连接插装置47、背板38上的能与模块接插盒的内连多路接插装置14相对接的内连多路对连接插装置48以及在模块面板37上安装的USB插口53得到USB上连链路和提供USB下连链路。

图21给出以模块装配盒为基础构成配套以太网集线器模块的原理示意图，这个配套以太网集线器模块在装配空腔40里有一个以太网集线电路，该电路通过能与模块接插盒的多路电源输入接插装置16相对接的多路电源输入对连接插装置45获取工作电源，通过背板38上的能与模块接插盒的外连多路接插装置13相对接的外连多路对连接插装置47以及在模块面板37上安装的RJ45插座54得到以太网上连链路和提供以太网下连链路。

图22给出以模块装配盒为基础构成配套USB集线器、网络集线器和通讯接线盒三合一模块的原理示意图，这个三合一模块在装配空腔40里同时有以太网集线电路和USB集线电路，在模块面板37上也同时有USB插口53、用于以太网的RJ45插座54和用于电话线的RJ45插座52，以太网集线电路和USB集线电路共用从能与模块接插盒的多路电源输入接插装置16相对接的多路电源输入对连接插装置45获取的工作电源，在背板38上的能与模块接插盒的外连多路接插装置13相对接的外连多路对连接插装置47被分别连至以太网集线电路、USB集线电路和用于电话线的RJ45插座52，此外，在背板38上的能与模块接插盒的内连多路接插装置14相对接的内连多路对连接插装置48被连至USB集线电路。

图23给出以模块装配盒为基础构成具备监控功能且用USB接口与上位控制电脑进行通讯的配套监控模块的原理示意图，这种用于监控的配套功能模块是用模块空腔40来安装实现监控功能所需的器件和电路，如果器件需外露则将其安装在模块面板37上，这些器件和电路即可通过USB连接本身获取工作电源，也可通过背板38上的能与模块接插盒的多路电源输入接插装置16相对接的多路电源输入对连接插装置45获取工作电源，另外，通过背板38上的能与模块接插盒的上连多路接插装置15相对接的上连多路对连接插装置49并用USB方式与上位控制电脑进行通讯，需要时还可通过背板38上的能与模块接插盒的多路电源输出接插装置17相对接的多路电源输出对连接插装置46输出电源和开关量以实现自动控制。

用于监控的配套功能模块所能实现的具体监控功能可有很多种，现将可用于智能住宅并具有一定代表性和通用性的几种列举在此：

1．模块面板上有扬声器、受话器及一些按钮并可选带微型摄像头、微型显示器的对讲器模块，可用于(可视)对讲门铃、紧急广播、紧急求助、内部呼唤和对讲、视频监视等用途；

2．模块面板上有一组能分别感知到红外、温度、湿度、光线、声音、气体这些环境参数的传感器和红外遥控收发装置的传感器及遥控收发模块，用于对周围环境进行综合监测和扩展上位控制主机的遥控范围；

3．兼有手动辅助装置的多路程控电源开关模块，可直接用手动方式和通过上位控制电脑的软件控制多个像电灯之类的用电装置；

4．IC卡读写器，可用于门禁系统；

5．水、电、气表抄录器，其面板上有插口，通过连接线与具备数字传输接口的水、电、气表相连后可得到水、电、气表的记录值并传送给上位控制电脑。

图24给出在一个智能住宅内利用这种模块接插盒一次性完成电源插座、电源开关、监控系统、小型综合布线系统及通讯接线盒的规划和预埋工作的布线示意图，在这个布线系统中，共采用了26个模块接插盒并且用双绞线将它们一一交叉互连，图中用虚线表示这些双绞线是为了说明这些双绞线的每一根只是被端接在二个模块接插盒之间，线与线之间并未连接在一起，这26个模块接插盒被标记为结点A、结点B并一直到结点Z，从表面来看，此布线系统是一个自由拓扑结构的蜘蛛网。在对上述监控系统做详细描述之前，先作如下一些前提假设条件：

1．智能住宅楼的综合布线系统已在此住宅的主门外提供二根四对双绞线，一根用其中2对提供了一路网络连接链路，另一根用其中二对提供了二路电话连接链路；

2．此住宅的主门带有自动开启和锁闭装置，与其它装置相配合可用于构成门禁系统；

3．模块接插盒的双绞线端接配线区2中的外端接装置6和跳线装置能同时端接24对双绞线；

4．模块接插盒的模块接插区3中的外连多路接插装置13有6个、内连多路接插装置14有4个、上连多路接插装置15有4个；

5．模块接插盒相互之间的连接线采用六对双绞线。

在实施前和装修时，住户和装修人员并没有明确以后会如何具体实施这个监控系统，他们只是简单的凭直觉和经验以及对电源开关、电源插座的大致需求并依据一些简单规则安装布置了这26个模块接插盒，这里所说的一些简单规则是指：

1．仅有底座和遮盖面板的这种模块接插盒并不贵，所以应尽可能多而密的布置安装，这样便可以灵活的适应以后不断变化的需求；

2．相邻的各个模块接插盒之间最好不要超过5米，这是因为USB连接一般限制在五米之内；

3．相邻的各个模块接插盒之间最好用六对双绞线通过各自的外端接装置6进行对连，这六对双绞线可同时分用给网络连接2对、USB连接3对、电话1对，其中，USB连接3对中的一对用做D+和D-，其它二对将双绞的二根线并接后分用于Vbus和Ground；

4．应尽可能多的将相邻的各个模块接插盒进行一一交叉互连，也就是说每个模块接插盒最好与周围的其它四个模块接插盒一一相连；

5．每个模块接插盒的电源输入接线装置18都接上交流电源，同时再将附近的各种像灯具之类的用电装置的电源输入线端接在多路电源输出接线装置19上。

下面再结合附图25至附图31对这个布线系统做进一步的详细描述。

当住户入住时，住户是这样利用配套功能模块逐步来具体实现电源开关、电源插座、通讯接线盒、以太网构架、USB网构架以及监控装置的布设：

1．在需要用电的各种装置旁的模块接插盒中插入配套电源插座模块便可形成电源插座，另外，根据灯具的电源输入线在模块接插盒中的端接位置插入配套电源开关模块便可形成灯具的控制开关，如果经济条件允许则直接用兼有手动辅助装置的配套多路程控电源开关模块取代配套电源开关模块，这样便于以后更好地用上位控制电脑实施监控系统；

2．根据需要，一台需要电脑网线和电话连接线且专门用于监控住宅的上位控制电脑被安放在客厅内结点F处，一台需要网络连接链路的家用电脑被安放在卧室1内结点0处，一部需要电话连接链路的电话被安放在卧室2内结点T处；

3．参看附图25、附图28、附图29、附图30、附图31，被端接在结点A内的二路电话连接链路被分别延伸至结点F和结点T，具体过程是这样的：通过模块接插盒中的跳线装置将端接在结点A内的一路电话连接链路串接到结点D，结点D又将这一电话连接链路接着串接到结点E，结点E最终将它们串接到结点F上，在结点F又通过接插的配套USB集线器、网络集线器和通讯接线盒三合一模块的面板上的电话插口及连接线将一路电话连接链路提供给上位控制电脑；同样，另一路则沿结点C、结点Z、结点V、结点U到达结点T，在结点T又用配套通讯接线盒模块及连接线将这一路电话连接链路提供给卧室2的这个电话；

4．参看附图26、附图28、附图29、附图30、附图31，被端接在结点A内的一路网络连接链路首先被延伸至结点F，在结点F通过网络集线器分支到结点0。具体过程是这样的：通过模块接插盒中的跳线装置将端接在结点A内的一路网络连接链路串接到结点D，结点D又接着串接到结点E，结点E最终将它们串接到结点F上，在结点F用接插的USB集线器、网络集线器和通讯接线盒三合一模块产生分支，分支之一利用模块面板上的RJ45插口及连接线引出并提供给上位控制电脑，然后再沿结点G、结点H、结点L和结点P串接到结点0，在结点0又用通讯接线盒模块及连接线将扩接的网络连接链路提供给卧室1的这个家用电脑；

5．参看附图27、附图28、附图29、附图30、附图31，通过连接线将上位控制电脑的USB接口与结点F处接插的配套USB集线器、网络集线器和通讯接线盒三合一模块相连，这样结点F就可以将USB连接链路提供给与它相邻的结点E和结点G，在结点E和结点G，又利用接插在它们上的USB集线器模块产生下一级分支给接插在自身上的其他USB模块和它们的相邻结点C、D、I和K、H，依此类推，其它结点A、B、Z、Y、V、W、Q、U和L、J、P也就都得到USB连接链路，附图27中结点代号后跟有“+”号的结点表示模块接插盒中插有USB集线器模块或带有含USB集线器功能的多合一模块，跟有“-”号的结点表示模块接插盒没有插有USB集线器模块或带有含USB集线器功能的多合一模块，它们只能接插一块具备USB接口的监控模块，且只能接插到模块接插盒的特殊小空腔11中；

6．在每个房间和主门外，也就是结点A、B、C、Z、Q、L、I、J、K或更多的结点处安装具备USB接口的传感器及遥控收发模块、对讲器模块、如果此处的配套电源开关模块不具备程控功能，则改插配套多路程控电源开关模块；在布置接插这些模块后，上位控制电脑的软件便能组合利用传感器及遥控收发模块监测到的环境参数实现非法侵入、火灾、煤气泄漏等报警功能、组合利用传感器及遥控收发模块监测到的环境参数和多路程控电源开关模块的控制功能实现声光和红外人体感应控制电灯，组合利用传感器及遥控接收的红外遥控接收功能和多路程控电源开关模块的控制功能实现对多种装置如电灯等的遥控，组合利用对讲器模块的音频视频功能实现(可视)对讲门铃、内部呼唤和对讲、声音报警、闹钟，组合利用对讲器模块的音频视频功能和上位控制电脑的网络和电话通讯功能实现紧急广播、紧急求助；

7．参看附图28，总门外旁结点A上安装有传感器及遥控收发模块、对讲器模块、多路程控电源开关模块和IC卡读写器模块，在上位控制电脑的总控制下，对讲器模块可以实现对讲门铃，传感器及遥控收发模块在多路程控电源开关模块的配合下可根据声音、光线和人体感应等环境参数自动开启路灯，IC卡读写器模块在多路程控电源开关模块的配合下可以实现门禁系统。

图32和图33给出在住宅内安装使用模块接插盒的外观效果，图32中所示的模块接插盒被安装在门旁的半高处，也就是在传统墙壁式电源开关的安装位置，在这个模块接插盒中，位于最上面的双绞线端接配线区2(图33中的第1格)用一个带锁遮盖面板遮盖，位于最下面的进出电源线端接区4(图33中的第7格)用遮盖面板遮盖，模块接插区3原也用遮盖面板遮盖，但当需要在某个模块空腔内使用配套功能模块时，就将遮盖这个模块空腔的遮盖面板移掉并去接插配套功能模块，根据实际需要，在特殊模块空腔11(图33中的第2格)插接了一个面板上带USB接插口的配套USB集线器模块，在第1个普通模块空腔12(图33中的第3格)插接了一个模块面板37上有一组能分别感知到红外、温度、湿度、光线、声音、气体这些环境参数的传感器和红外遥控收发装置的配套传感器及遥控收发模块，在第2个普通模块空腔12(图33中的第4格)插接了一个模块面板37上有扬声器、受话器及一些按钮的配套对讲器模块，在第3个普通模块空腔12(图33中的第5格)插接了一个模块面板37上有电源开关的配套电源开关模块，在第4个普通模块空腔12(图33中的第6格)插接了一个模块面板37上有电源插座的配套电源插座模块。

Claims (4)

1．一种模块接插盒，由遮盖面板和一个可埋入墙壁的底座组成，遮盖面板以分段组合方式遮盖底座，其特征在于：底座的壳体(1)上有双绞线端接配线区(2)、模块接插区(3)、进出电源线端接区(4)和后端装配区(5)；双绞线端接配线区中有外端接装置(6)和跳线装置(8)，外端接装置(6)可以同时端接由外部引入的多根双绞线，与外端接装置(6)相连的跳线装置(8)可将已端接在外端接装置(6)上的双绞线进行相互串接或转移跳接到模块接插区(3)中；模块接插区(3)是由多个形状相同且内有接插装置的模块空腔组成的大空腔，每个模块空腔可以单独接插一个标准配套功能模块，也可占用相邻模块空腔的空间接插大尺寸配套功能模块，多个模块空腔中有一个比较特殊，此特殊模块空腔(11)内的接插装置分为多个外连多路接插装置(13)、一个多路电源输入接插装置(16)、一个多路电源输出接插装置(17)和多个内连多路接插装置(14)，其它普通模块空腔(12)内的接插装置则只分为一个上连多路接插装置(15)、一个多路电源输入接插装置(16)和一个多路电源输出接插装置(17)，特殊模块空腔(11)和普通模块空腔(12)的多路电源输入接插装置(16)在结构、形状、相对于各自空腔的安装位置都是一致的，同样，特殊模块空腔(11)和普通模块空腔(12)的多路电源输出接插装置(17)在结构、形状、相对于各自空腔的安装位置也都是一致的，还有，特殊模块空腔(11)的多个外连多路接插装置(13)中的一个与普通模块空腔(12)的上连多路接插装置(15)在结构、形状、相对于各自空腔的安装位置也是一致的，这样，特殊模块空腔(11)便能向下兼容普通模块空腔(12)；进出电源线端接区(4)由电源输入接线装置(18)和多路电源输出接线装置(19)组成；在后端装配区(5)，跳接装置(8)的一端与特殊模块空腔(11)中的多个外连多路接插装置(13)按个按路一一相连，特殊模块空腔(11)中的多个内连多路接插装置(14)与普通模块空腔(12)的各个上连多路接插装置(15)按个按路一一相连，多路电源输入接插装置(16)相互之间都按路并接，其中二路还与电源输入接线装置(18)并接，其它路留做配套功能模块的直流电源总线，多路电源输出接插装置(17)的每二路分别与多路电源输出接线装置(19)中的其中二路相连。

2．根据权利要求1所述的模块接插盒，其特征在于：底座上也可有一套锁装置，该锁装置在一个配套的带锁遮盖面板的配合下可将遮盖面板、配套功能模块及配套使用的带锁遮盖面板一起锁定在底座上。

3．一种能与权利要求1或2所述的模块接插盒配套使用的功能模块，该功能模块包括一个带模块面板(37)的模块装配盒、实现模块标称功能所需的器件和电路、至少一个能与权利要求1或2所述模块接插盒上的模块空腔中的接插装置相对接的对连接插装置，实现功能模块标称功能所需的器件和电路安放在模块装配盒上；其特征在于：模块装配盒的形状和结构与权利要求1或2所述模块接插盒上的模块空腔的形状和结构是相匹配的，模块装配盒除模块面板(37)外的其余部分能被插入权利要求1或2所述模块接插盒的模块空腔内，能与权利要求1或2所述模块接插盒上的模块空腔中的接插装置相对接的对连接插装置也是安装在模块装配盒上，且安装位置能保证当模块装配盒被插入权利要求1或2所述模块装配盒上的模块空腔时也同时将对连接插装置与权利要求1或2所述模块接插盒的模块空腔中的对应接插装置对接。

4．根据权利要求3所述的功能模块，其特征在于：模块标称功能可以是电源插座、电源开关、通讯接线盒、USB集线器、以太网集线器、用USB与上位控制电脑进行通讯的监控装置中的任意一种或任意二种以上的组合。

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