CN1901581A - 住宅智能化集中控制系统 - Google Patents

Abstract

住宅智能化集中控制系统，其特点在于：使用一部可以至少连接一部个性化分机的带电话机功能的集中控制器安装在住宅内，并与集线器连接，集线器可一次性或陆续接入任何一个符合通讯协议的用户智能仪表或防盗对讲门锁，这些仪表可以安装在户内、户外、地下、水中、地面、空中，只要不超过设计控制距离，且可安装在供应线路、管路的入口，使用户无法接触仪表及供应源，而在户内通过远程控制操作带电话机功能的集中控制器就可以实现查询、充值及智能控制，从而达到“远离源头、杜绝窃用”、“因势安装、节约材料”、“智能控制、方便用户”的目的。

Description

住宅智能化集中控制系统

技术领域

本发明涉及住宅智能化集中控制系统，特别是对家用防盗对讲门锁、电表、水表、气表、热表、电话、有线电视、宽带网计量、计费的远距离集中控制。

背景技术

加快建立“能源、资源节约型社会”及建立“和谐社会”的今天，能源和资源的计量与收费是衡量是否节约和确保和谐的重要手段。节约与否的标准是依靠计量进行衡量的，鼓励节约的杠杆是收费，收费的依据是计量仪表。公平是确保和谐的基础，而精确计量合理收费是确保公平的有效技术手段。

目前的计量和收费基本采用三种方式：一是安装计量表；二是采用远传抄表技术；三是安装IC卡预付费表。安装计量表，然后抄表收费，存在抄表难、收费难的问题；采用远传抄表，通过电缆将表内数据传到远方管理单位，可以解决数据抄读的问题，但存在布线难及没有有效解决收费难的问题，特别是目前住宅的远传技术主要是通过布线将各户的仪表通过电缆连接在一起，或者是单独布线或者是采用总线方式将各户数据集中或者通过二次传输到管理单位，单独拉线布线困难，现在趋于淘汰；总线方式布线相对容易，但一户或一个节点出现问题，都会使整个系统瘫痪，且仅适用于新建住宅、成本高、可靠性差、系统维护难等问题，已安装这类系统的居民区，几乎均处于未使用状态；安装IC卡预付费表，可以有效地解决抄表收费问题，但存在统一缺乏规范、各自为政、无统一的标准、重复投资建设、资源利用率低下、用户使用操作不便等诸多缺点。

本发明内容

本发明的技术解决问题为：克服现有技术的不足，提供一种住宅智能化集中控制系统，它能有效地解决家用防盗对讲门锁、电表、水表、气表、热表、电话、有线电视、宽带网计量、计费的远距离集中控制问题，从而达到“远离源头、杜绝窃用”、“因势安装、节约材料”、“智能控制、方便用户”的目的。

本发明的技术解决方案为：住宅智能化集中控制系统，其特点在于：使用一部可以至少连接一部个性化分机的带电话机功能的集中控制器安装在住宅内，并与集线器连接，集线器可一次性或陆续接入任何一个符合通讯协议的用户智能仪表或防盗对讲门锁，这些仪表可以安装在户内、户外、低下、水中、地面、空中，只要不超过设计控制距离，且可安装在供应线路、管路的入口，使用户无法接触仪表及供应源，而在户内通过远程控制操作带电话机功能的集中控制器就可以实现查询、充值及智能控制，从而达到“远离源头、杜绝窃用”、“因势安装、节约材料”、“智能控制、方便用户”的目的。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)现有的远传技术，是通过布线将各户的仪表通过电缆连接在一起，或者是单独布线或者是采用总线方式，单独拉线布线困难，现在趋于淘汰；总线方式布线相对容易，但一户或一个节点出现问题，都会使整个系统瘫痪，且此技术仅适用于新建住宅、成本高、可靠性差、系统维护难等问题，已安装这类系统的居民区，几乎都处于瘫痪状态；而本发明以家庭为单位“向内远传”，实现在户内对家庭所属智能仪表及智能设备进行集中控制，新老住宅均适用、布线简单、数据传输及控制可靠、一个智能表出现问题并不影响整个系统。带电话机功能的集中控制器通过电话线可以将每户各类表的相关数据自动远传到管理单位，对没有电话线路的用户可以将自动搜集的各表数据写到IC卡中，由用户传送到管理单位结算。

(2)现有的IC卡预付费仪表技术，必须将IC卡预付费仪表安装到用户可以接触的地方，而仪表前面就是源头，存在被窃用的可能。如果将仪表集中安装、或为防冻把表安装在井下、或为防止窃用安装在高空、或将仪表封闭，用户使用IC卡都十分麻烦甚至不可能；而本发明根据需要可以将仪表安装在任何符合要求的地方、可以将仪表集中封闭安装、用户可以永远不知道仪表安装何处，只要一根电缆线与带电话机功能的集中控制器连接，在户内就可以实现查询、充值及智能控制，从而达到“远离源头、杜绝窃用”、“因势安装、节约材料”、“智能控制、方便用户”的目的。

(3)现有IC卡预付费仪表技术，因不具备自动校准时间功能及数据自动接收功能，所以无法有效地实现需要时间基准的若干智能控制功能，例如分时预付费控制、价格调整、阶梯电价、阶梯水价等功能；本发明具备电话通讯功能，可以使用电话交换机送来时间基准，对系统内的日历时钟进行校准。当不具备电话通讯条件时，可使用内置FM收音机，利用现有的无线电广播电台资源，接收电台每小时的报时信号对系统的日历时钟进行校准。还可以通过接收广播电台信号自动更改智能控制所需要的参数，以适应分时计量、阶梯电价、阶梯水价、用户负载功率限制、用量限制需要以及应对涨价防止囤积等。

附图说明

图1为本发明的系统连接示意图；

图2为本发明的带电话机功能集中控制器电路原理框图；

图3为本发明带电话机功能集中控制器LCD全屏显示状态图；

图4为本发明带电话机功能集中控制器键盘功能示意图；

图5为本发明的集线器电路原理框图；

图6为本发明的防盗对讲门锁电路原理框图；

图7为本发明的软件控制流程图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明的住宅智能化集中控制系统由带电话机功能的集中控制器1通过6芯电缆线1A-1F与集线器2连接，6芯电缆分别为电源1C、地1D、数据1E、时钟1F、两根电话线1A和1B。集线器1通过6芯电缆线5可一次性或陆续接入任何一个符合通讯协议的用户智能仪表3或防盗对讲门锁4，而这些仪表可以安装在户内、户外、低下、水中、地面、空中，只要不超过设计控制距离，这些仪表均可安装在供应线路、管路的入口，使用户无法接触仪表及供应源，而在户内通过远程控制操作带电话机功能的集中控制器就可以实现查询、充值及智能控制。户用智能仪表3可以是带智能控制装置的单相三相电子或电磁电能表3-1、冷水热水纯水水表304、燃气表3-2、热量表3-3、暖气控制器、空调控制器、有线电视计时表CATV 3-5、和宽带网计时表ADSL 3-6等。

集中控制器1内的多功能电话机电路6可实现普通电话语音收发功能，中央控制器电路7与显示器8、键盘9、状态指示灯10、IC卡读写器11、可预置频率的FM收音机电路12、日历时钟电路13、来电显示识别电路14、报时识别电路15、室内温度测量电路16连接，后备电源17在外部供电停止的情况下可为系统供电。

集线器2内中央控制器18与双刀双掷继电器组19连接，智能仪表均采用4芯电缆线连接插座20通过双刀双掷继电器19隔离后与系统连接。与对讲防盗门锁采用6芯电缆线3A-3F连接，其中2根是与室内的带电话机功能的集中控制器1的通话部分通过继电器J2转换进行对讲的线路。

对讲防盗门锁4采用6芯电缆4A-4F与集线器2连接，防盗门锁中央控制器21连接显示器22、键盘23、低压控制门锁25、室外温度测量电路26、双刀双掷继电器组27连接，对讲电路28通过双刀双掷继电器组27隔离与集线器2连接，共电电路24由各户共同提供电源为系统供电。

工作原理：系统上电后，中央控制器电路7通过数据1E、时钟1F口以总线方式与集线器2内中央控制器18通讯，中央控制器18根据中央控制器电路7程序指令首先扫描所接入的仪表并进行登记。通过分别控制J1-J18实现将总线与各类仪表通讯。当带电话机功能的集中控制器1完成接入仪表登记后，将根据程序定时或随机访问各个介入仪表，并将时段、费率、充值数据等参数传给仪表，并将各智能仪表内数据返回到集中控制器1，在显示器8上显示。

如图2所示，中央控制器电路7接日历电路13，以获得日期和时间数据，通过来电显示电路14作为报时信号的译码电路接收到的由交换机发来的时间信息对日历电路13进行校时。如果用户不具备电话接入条件，中央控制电路7自动启动FM接收机12，接收来自当地人民广播电台的报时信号，FM接收机12将收到的报时音频信号通过电容C1隔离传送给作为报时译码电路的报时识别电路15，报时识别电路15得到报时信号后，发送给中央控制器电路7，中央控制器电路7则对日历电路13进行校时。

通过FM接收机12，将通过当地人民广播电台发出的更改参数的音频指令传送给作为数据接收的译码电路的来电显示电路14，来电显示电路14将获得的数据送给中央控制器电路7，中央控制器电路7则根据程序将内部存储器数据更新，并再次扫描各个仪表，更新仪表内旧数据。

中央控制器电路7还接有室内温度探测传感器16，以便将室内的温度数据通过中央控制器电路7显示在显示器8上。

中央控制器电路7接有IC卡读写电路，以适应使用IC卡进行充值或将数据写到卡内远传结算。

中央控制器电路7还接有一组状态指示灯10，以提示仪表充值或切断状态。

中央控制器电路7接有键盘9，用来拨打电话或充值或查询或控制。当拨打电话时，通过中央控制器电路7合成双音频送入电话线路。电话振铃和通话电路与普通电话相同。

当带电话机功能的集中控制器1由接入的电表或供电器提供电源，并后备蓄电池17，通过中央控制器电路7控制充电电路T1，给后备电源17(蓄电池)充电，D1、D2为隔离二极管。

通常状态，带电话机功能的集中控制器1与防盗对讲门锁电路4保持总线连接，见图6。当有人通过键盘23输入房号呼叫用户，总线通过继电器J3、3C3D、图5中的J1、2E2F与中央控制器7通讯，中央控制器7通过P4口向多功能电话机电路6发送音频门铃声，用户如应答按T4中的“对讲应答”键，此信息通过总线传送给T5中央控制器18后，中央控制器18启动继电器J2，将带电话机功能的集中控制器1内的多功能电话机电路6断开外线T5中接口0及TEL线，转与3C3D接口、4A4B接口、T6中J4、对讲电路28连通实现对讲。

如果用户允许给来访者开大门，可按T4中的“开大门锁”键，中央控制器7通过总线方式操作防盗锁中央控制器21，防盗锁中央控制器21启动开门马达25，实现开门。

防盗对讲门锁电路4中的防盗锁中央控制器21连接一个室外温度探测传感器，可以将室外温度数据通过总线送给与之连接的各户集中控制器1并在显示器8上显示。

防盗对讲门锁电路4由各接入用户的集中控制器1共同提供低压直流供电，通过共电电路24给门锁马达25提供电力驱动。

如图7所示为本发明的软件控制流程图，带电话功能的集中控制器1在上电时进行自检并全屏显示，约0.5秒，在没有来电及用户没有进行操作时，在图3上显示时间、日期，若电池供电则显示电池图标。当集中控制器1检测到电台发送来的数据信号时会自动识别电台信号参数的类别，若是仪表参数设置和修改，则集中控制器1会把该参数通过集线器2传送给相应的仪表进行修改和设置，若是公告信息则把该公告信息传送到各仪表和显示在显示屏上，并闪亮关信息指示灯以提醒用户，直到用按键操作，信息灯就不再闪亮。公告信息在图5下示例：停电(水、气、热、有线电视、网络及其它)公告  月  日:月  日——月  月  日  日。时  时:分  分——时  时:分分，2005年6月21日21:36发布的公告；当集中控制器1检测到来电时，在响铃的同时，对方的电话号码将显示在屏幕上，同时显示“呼入时间”，是“新来电”还是“重复来电”及“重复来电次数”直到用户摘机接听或免提接听。

集中控制器1与集线器2通过总线方式交换信息，当集线器2检测到有仪表接入，或者防盗锁中央控制器21有信息时，把仪表接入的参数信息或防盗锁中央控制器21的信息传给集中控制器1，集中控制器1把仪表接入的情况保存起来以便用户查询，或者集中控制器1把防盗锁中央控制器21传来的信息通知用户。

如图4所示，用户按图4的要求进行按键操作如下：

用户对电话功能键操作：其中“设置”、“来电”、“上翻”、“码本”、“下翻”、“去电”、“删除”、“挂断”、“重拨”、“免提”等和普通电话机功能相同。并把相应的结果显示在图3上。

对仪表功能键进行操作：按“操作选择”键可选择操作已经连接入系统的各类仪表、按此键以浏览方式使目标显示在屏幕上，5秒后显示的内容和操作都是针对屏上所指示的仪表进行的，本系统可接入多类，多个仪表接“操作选择键”键显示顺序如下：[电能电，冷水表，气表，热能表，有线电视，网线，纯水表，热水表，暖气表，冷气表，冷能表]如果选择查询的仪表尚未接入系统，屏幕显示“未接”，如果该仪表有接入则显示该仪表停留5秒并提示“操作中”及该仪表的运行“模式”。

在按“操作选择”键确认要操作如下：

(1)按“远程查询”，可以查询到通过无线发送到系统的各种参数，以便用户了解更详细的信息。

(2)按“仪表查询”时，可以查询选中仪表的实时数据，包括各种剩余及累计。

(3)按“交换充值”功能键时，系统提示用户输入“充值交换码”，用户输入18位密码后，系统会自动与“伟华数据交换平台”联系，“伟华数据交换平台”检测到用户输入的18密码合法后，再给用户反回去一组10位充值码，屏幕上则提示“充值码”，并自动给相应的仪表充值。

(4)当使用“远程结算”功能键时：本发明将即时搜集到各个仪表(或指定)的本阶段内的用量进行加密处理，然后通过电话远传给相关单位，相关系统将做出相应的处理，结果有两种：结帐失败、结帐成功。

(5)写卡或远传写卡

当输入一组10为数字(充值码)，插入“伟华IC卡”，按【输入确认】键，该组数据将写到IC卡指定区域，实现人工写卡。屏幕提示：写卡中，当屏幕没有输入任何数据，插入大容量IC卡，可以将需要远传结算的数据加密处理写入IC卡，用户可持卡到相关单位结算或打印收据。屏幕提示：远传写卡中。

(6)按【密码设置】键，屏幕提示：请输入密码，用户可输入4-8位的开门密码，以【输入确认】键结束，该密码用于在门外输入密码开大门锁。该密码可随时改变，输入时无需输入“旧密码”，“新密码”将覆盖“旧密码”，一个家庭单元只能有一组密码。

(7)按【燃气控制】键，如果燃气表阀门当时状态是打开的，燃气表阀门被关闭，“气表”指示灯点亮。如果使用燃气，再次按此键，燃气表阀门将被打开，“燃气”指示灯熄灭，如果不熄灭，说明剩余值为0的原因被关闭。

(8)按【收费电视】键：平时“电视1”和“电视2”指示灯均熄灭，指示有线电视线路未接通(这与电、水、气、热表指示状态正好相反)，当用户想使用收费电视线路时，可以按此键，按第一次“电视1”灯点亮，系统接通“收费线路”，如果按两次，“电视2”灯点亮，系统接通“特殊收费线路”。无论哪个灯点亮，按此键三秒，均可将电视线路切换到“免费线路”，指示灯熄灭。

(9)按【接入网络】键：与有线电视线路控制相同，平时“网络”指示灯熄灭，指示互联网线路未接通(这与电、水、气、热表指示状态正好相反)，接通的是免费的“局域网”线路。当用户想上互联网线路时，可以按此键，“网络”灯点亮，互联网线路接通，再按此键，可将线路切换到免费的“局域网”线路，指示灯熄灭。

(10)按【关闭铃声】键：为防止与单元大门连接的防盗对讲系统骚扰，可以按此键，外部的呼叫将不再产生铃声。需要说明的是，电话机铃声的关闭，是使用电话机后面的机械开关控制的。

(11)按【对讲应答】键：当有人在大门外按单元号，产生门铃声，用户可选择使用【关闭铃声】或按【对讲应答】键与门外对讲，使用听筒和免提键均可。

(12)按【开大门锁】键：当有人在大门外按单元号，产生门铃声，用户可选择【对讲应答】或按【开大门锁】键开启单元的大门。

当有IC卡从集中控制器1的IC卡口插入时，集中控制器1把IC卡上的信息通过总线方式传给相应的仪表，并把结果显示在图3上。

当用户摘机拔打电话时，与普通电话相同，摘机后听到拔号音即可按键拔号，本电话机使用双音频系统，拔号时可以听到按键音。按一个号码在屏幕上显示一个号码，拔通即可通话。按功能键可参照前面第5点进行操作。

本发明可通过图2室内温度探测传感器16(采用DS18B20)检测室内外实时温度，并把结果在图3上显示出来，若本发明是电池供电，则在图3的右下角的电池图标会点亮。

Claims (10)

1、住宅智能化集中控制系统，其特征在于：将带电话机功能的集中控制器(1)安装在住宅内，并与集线器(2)连接，集线器(2)接有一个或多个符合通讯协议的用户智能仪表(3)或防盗对讲门锁(4)，在户内通过远程控制操作带电话机功能的集中控制器(1)的控制实现上述用户智能仪表(3)或防盗对讲门锁(4)的远距离查询、或充值，或智能控制。

2、根据权利要求1所述的住宅智能化集中控制系统，其特征在于：所述的带电话机功能的集中控制器(1)包括多功能电话机电路(6)、中央控制器电路(7)、显示器(8)、键盘(9)、IC卡读写器(11)、可预置频率的FM收音机电路(12)、日历时钟电路(13)、来电显示识别电路(14)、报时识别电路(15)、后备电源(17)，中央控制器电路(7)分别与上述各电路控制连接。

3、根据权利要求1所述的住宅智能化集中控制系统，其特征在于：所述的集线器(2)包括：集线器中央控制器(18)、与集线器中央控制器(18)连接的双刀双掷继电器组(19)和仪表接入插座(20)。

4、根据权利要求1所述的住宅智能化集中控制系统，其特征在于：所述的户用智能仪表是带智能控制装置的单相三相电子或电磁电能表、冷水热水纯水水表、燃气表、热量表、暖气控制器、空调控制器、有线电视计时表、宽带网计时表等。

5、根据权利要求1所述的住宅智能化集中控制系统，其特征在于：所述的对讲防盗门锁(4)包括防盗锁中央控制器(21)、显示器(22)、键盘(23)、共电电路(24)、低压控制门锁(25)、室外温度测量电路(26)、双刀双掷继电器组(27)、对讲电路(28)，防盗锁中央控制器(21)分别与上述各电路控制连接。

6、根据权利要求1所述的住宅智能化集中控制系统，其特征在于：所述的集线器(2)可以合并安装在带电话机功能的集中控制器(1)中。

7、根据权利要求1所述的住宅智能化集中控制系统，其特征在于：所述的集中控制器(1)、集线器(2)、对讲防盗门锁(4)通过总线连接，总线与各仪表通过双刀双掷继电器控制连接，并根据中央控制器电路(7)控制以扫描方式与智能仪表(3)连接，以确保任一仪表总线出现问题不会影响整个系统。

8、根据权利要求1所述的住宅智能化集中控制系统，其特征在于：所述的集线器(2)内平时与总线连通的继电器为J1，其它均与总线断开，以确保对讲防盗门锁(4)呼叫可以与中央控制器(7)进行总线通讯。

9、根据权利要求1所述的住宅智能化集中控制系统，其特征在于：所述的通过控制集线器(2)内继电器J2，实现集中控制器(1)内的电话通话电路(6)与电话外线TEL连通，或是与对讲防盗门锁(4)通话电路(28)连通。

10、根据权利要求1所述的住宅智能化集中控制系统，其特征在于：所述带电话机功能的集中控制器(1)中的中央控制器(7)连接FM收音机(12)接收无线电广播电台信号时，使用报时识别电路(15)作为报时信号的译码电路、使用来电显示识别电路(14)作为数据接收的译码电路。

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