CN218957054U - 分布式物联控制系统及建筑 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种分布式物联控制系统，系统安装在设定的空间内，在空间中具有相对隔离的房间；系统包括设置在不同房间中的智能开关，智能开关包括物理开关及智能单元；物理开关控制对应的电器件通断，智能单元，用于实现通讯连接的智能开关之间进行交互，进行远程控制。本实用新型设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

分布式物联控制系统及建筑

技术领域

本申请涉及无中心组网开关控制领域，尤其是涉及分布式物联控制系统及建筑吗，可以用楼房、厂房、别墅或单元房。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施进行智能控制，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

CN201911136706.X 一种分布式智能家居系统虽然提供了一套家居系统，但是，其还是需要存在控制中心，无法实现无中心控制，当控制中心出现问题，会导致整个系统崩溃，当在洗澡时，无法进行厨房或卧室控制，在黑夜里走路，需要达到另一个房间后，才能打开该房间照明灯，容易被障碍物绊倒。需要所在位置与控制中心信号畅通，否则无法使用。

但是，当前对于智能家居的使用，往往是单个家居单独进行智能控制，导致智能家居的使用场景单一，智能化略显不足。CN201420778012.2 基于无线自组网通信的智慧家居系统，虽然提供了一套无线自组网系统，但是其基于手机终端控制，无法实现互联控制，不适合老人与儿童。CN201620053230.9 智能家居控制设备与电器匹配的系统，虽然，采用了智能开关，但是需要智能家居控制服务器，其原理还是采用了其作为控制中心，没有实现真正的无中心，实现相互远程控制。

针对上述中的相关技术，实用新型人认为为了减少中中心控制依赖，简化与优化现有智能家居结构，降低故障率，摆脱对单一控制端，从而实现了老人、儿童的人群也可以使用。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本申请提供一种分布式物联控制系统及建筑，采用如下的技术方案：

一种分布式物联控制系统，系统安装在设定的空间内，在空间中具有相对隔离的房间；系统包括设置在不同房间中的智能开关，智能开关包括物理开关及智能单元；物理开关控制对应的电器件通断，智能单元，用于实现通讯连接的智能开关之间进行交互，进行远程控制。

作为上述技术方案的进一步改进：

智能开关包括驱动控制单元、主控模块、人机交互触摸单元、功放驱动单元、存储模块、无线收发模块、稳压电路及取电处理单元；

无线收发模块，用于智能开关之间进行通讯，以接收或发送控制指令；

主控模块，具有语音芯片U5，语音芯片U5接有语音输入模块，语音芯片U5接收输入指令并输出对应指令；各个语音芯片U5具有对应的ID，关联对应控制指令；

驱动控制单元，接收语音芯片U5输出指令，驱动控制单元控制对应物理开关的动作；

人机交互触摸单元，具有触摸屏，用于显示对应主控模块工作信息，并输入并设置语音芯片U5；

功放驱动单元，用于播放对应主控模块的输入指令，以便人进行校正并进行提醒；

存储模块，预存有执行动作指令并关联有对应语音，并存储有使用者输入指令，并关联对应的执行动作指令；

无线收发模块，用于实现不同ID的语音芯片U5之间进行信号收发；

稳压电路，电连接有外接电源，用于给智能单元提供所需电压，当低压低于设定电压，语音芯片U5控制驱动控制单元断开；

取电处理单元，连接有语音芯片U5并取电器件电路上的电压，并反馈给稳压电路。

一种无中心组网物联控制方法，当在一个房间A时，需要打开另一房间B的智能开关时，首先，在房间A输入打开房间B语句，房间A的智能开关中的语音芯片通过MIC收到指令，指令包括地址信息与控制信息，并与存储模块预存语句进行匹配，其至少包括两种方式，方式一，房间A只需要解析到房间B的地址信息，语音芯片将通过无线收发模块发送给房间B的智能开关，房间B的智能开关在收到无线数据后，再解析控制信息，房间B的智能开关通过驱动开控制单元操控房间B的电路启动。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

本实用新型实现了无中心组网控制，从而方便远距离控制，避免了对移动终端或控制中心的依赖，降低了中心运算负荷，通过将地址信息与控制信息分离处理，进一步提高运算效率，本实用新型实现了单火与零火取电处理，解决了传统无法综合取电处理的问题，增加了多重保护控制，保证电路安全，本实用新型还提高安装的稳定性、操作方便、安全可靠。

附图说明

图1是优选的智能开关整体结构示意图。

图2是优选的语音芯片结构图。

图3是优选的部分外围电路示意图I。

图4是优选的部分外围电路示意图II。

图5是电路图。

图6-12是图5的拆分部分电路图。

图13是扩展保护电路图。

图14是接线座爆炸图。

具体实施方式

以下结合附图1-14对本申请作进一步详细说明。

参照图1，一种分布式物联控制系统，在设定的空间内，设定空间可以是物业控制的写字楼、若干办公房间、别墅或房间等具有若干隔离房间的场所。

系统包括设置在不同房间中的智能开关，智能开关包括物理开关及智能单元；物理开关控制对应的电器件通断，智能单元，用于实现通讯连接的智能开关之间进行交互，进行远程控制；

智能单元包括驱动控制单元、主控模块、人机交互触摸单元、功放驱动单元、存储模块、无线收发模块、稳压电路及取电处理单元；

取电处理单元包括单火和/或零火取电部；

无线收发模块,用于与其他无线连接部件进行通讯，以接收或发送控制指令；

主控模块，具有语音芯片U5，语音芯片U5接有语音输入模块，语音芯片U5接收输入指令并输出对应指令；各个语音芯片U5具有对应的ID，关联对应控制指令；

驱动控制单元,接收语音芯片U5输出指令，驱动控制单元控制对应物理开关的动作；

人机交互触摸单元，具有触摸屏，用于显示对应主控模块工作信息，并输入并设置语音芯片U5；

功放驱动单元，用于播放对应主控模块的输入指令，以便人进行校正并进行提醒。

存储模块，预存有执行动作指令并关联有对应语音，并存储有使用者输入指令，并关联对应的执行动作指令；

无线收发模块，用于实现不同ID的语音芯片U5之间进行信号收发；

稳压电路，电连接有外接电源，用于给智能单元提供所需电压；

取电处理单元，连接有语音芯片U5并取电器件电路上的电压，并反馈给稳压电路；

如图2，语音芯片U5包括晶振X1，以稳定频率；如图3，语音输入模块包括电连接语音芯片U5的语音输入端MICP，并电连接偏置MICBIAS；如图3，稳压电路，包括稳压器U2，可以将3V3降到1V2，并进行滤波处理；存储模块包括电连接语音芯片U5的存储芯片U3；功放驱动单元包括电连接语音芯片U5的功放芯片U4，其连接有扬声器J2；如图3，人机交互触摸单元包括触摸芯片U6；

本实用新型具有若干LED指示灯，进行指示。

如图5-13中，物理开关包括零线线路、火线线路及设置在火线线路上的总继电器开关的执行开关；其为三开控制电路，以其中一路为例，如图8，驱动控制单元包括驱动芯片U7，脚3、4接入输入电平，脚2接地，脚1、6接入作为吸合开关K2的继电器，控制对应开关；当脚3、4接入输入电平，发生电平反向时，电路通/断。

如图9，低压复位电路，用于保护控制板上的芯片；低压复位电路包括复位稳压器Q1,其脚1接3V3，脚2接地，脚1接MOS管Q2的脚1；MOS管Q2 的脚2接入VDD，脚3通过隔离电阻R32接地，脚3通过二极管D6分两路，一路通过电阻R36接入脚3；

当供电电路电压3.3V低于2.5V的时候，复位稳压器Q1,驱动MOS管Q2导通，使得驱动芯片U7电平切换复位，使得正在吸合的吸合开关K2断开，控制语音芯片U5停止工作；

如图10，智能开关具有过热保护，其包括光耦U6及比较器U2B；其中，比较器U2B的脚6通过电阻R16接入3V3，脚5通过热敏电阻R33接地，通过3V3通过电阻R19后接脚5；其中，光耦U6，脚1通过电阻R24接入3V3，脚2接入比较器U2B的输出端脚7,脚4接入VDD，脚3接二极管D6；常态，脚5高于脚6，当温度过高，脚5低于脚6，比较器U2B脚6、7导通；从而导通光耦U6，使得驱动芯片U7电平切换复位，使得正在吸合的吸合开关K2断开，控制语音芯片U5停止工作；从而实现温度保护，保证产品安全。

如图11-12，电源调整模块包括：电阻R40、R41、R42、R43、R44、电容C23、C21，基准Q5,光耦U13,电源ICU10和电阻R45，电容C6；

其中，电容C23为旁路滤波电容，电容C23接基准Q5的两极1、2，电容C23接光耦U13脚2，光耦U13的脚4通过电容C21对地，脚4接开关电路U10；

工作原理，电源降压输入的VCC，电压通过串联电阻R40、R41及R42分压后到基准Q5的1脚；VCC再由限流电阻R43到光耦U13的1脚，分压电阻R44连接在光耦的U13的1脚和2脚之间；其次，通过基准Q5的脚3到地。

整流器U12脚1接电阻R45，脚2、4接地，脚3接接线柱J3，电阻R45一端分别通过隔离电容C6接地及接变压器T1，对输入交流电压整流滤波。电源ICU10采用内置 MOSFET的电流模式PWM控制器芯片，接收反馈并控制整个电路的工作。二极管D11、电容C16、C20、C3组成次极整流滤波电路VCC，进行低通滤波以降低输出纹波电压。电阻R40，R41和R42为输出取样电阻，两者对输出的分压通过基准Q5（TL432）的REF端（1脚）来控制该器件从阴极（2脚）到阳极（3脚）的分流。这个电流又是直接驱动光耦U13的发光部分的。那么当输出电压有变大趋势时，Vref随之增大导致流过TL432的电流增大，于是光耦U13发光加强，感光端得到的反馈电压也就越大。电源ICU10在接收这个变大反馈电压后将改变mos管U9的MOSFET的开关时间，输出电压随改变而回落。

如图6，单火供电调整模块包括：电阻R20、R18、R15、R1、R2、R3、R6、R7、R13、R21、R25及R31,比较器U2A,MOS管 U9、Q4及Q3；

工作原理，火线电压经过整流后经过串联电阻R20、R18后，一路通过电阻R15接地，一路到比较器U2A的2脚；+3V3经过电阻R2，一路电阻R7接地，一路接到比较器U2A的3脚，一路通过电阻R6接比较器U2A的1脚，比较器U2A的1脚由电阻R3经过脉宽反馈的J6-4到语音芯片U5的54脚；语音芯片U5的15脚经过PWM脉冲输入J6-2通过电阻R13到MOS管Q3的1脚，再由MOS管Q3的3脚与MOS管Q4的1脚相接，通过MOS管Q3的2脚接地，MOS管Q4的3脚与MOS管U9的1脚相连，MOS管Q4的2脚连接至地，MOS管U9的3脚连接到R20，MOS管U9的2脚对地相连。

即电阻R20、R18、R15对输入信号进行分压到比较器U2A的2脚与3 脚提供的基准电压进行比较，如果比较器U2A的2脚的电压大于3脚的电压则U2A的1脚输出为低电平，反之则高电平，输入信号由J6-4送到语音芯片中进行计算处理后再由语音芯片的15脚输出信号来调节通过MOS管Q3和Q4来调节MOS管U9的2脚与3脚之间的导能时间来调整MOS管U9两端电压来达到稳定的目的。

其中，电源板的J6-6、J6-3、J6-5、J6-1、J6-8分别接至控制板J1-6、J1-3、J1-5、J1-1、J1-8。

作为控制流程的具体技术，首先，组建无中心系统，对智能开关进行配对，在人机交互触摸单元，设定每个房间的开关匹配设定标识语句，也可以录入自定义语句并进行关联设置，存在到存储模块，实现自学习。

当在浴室洗浴时，当需要打开卧室灯时，在浴室说“打开卧室灯”，浴室智能开关中的语音芯片通过MIC收到指令，并与存储模块预存语句进行匹配，其至少包括两种方式，方式一，浴室只需要解析到“卧室”信息，语音芯片将通过无线收发模块发送给卧室的智能开关，卧室智能开关在收到无线数据后，再解析“打开”and “灯”信息，卧室智能开关通过驱动开控制单元操控卧室灯电路启动；

作为具体工作步骤；

电压输入，通过电源调整模块输入12V，通过变压器T1实现给开关供电（电压12V）及3v3,3V3降为1v2。12V经整理滤波后，经过3开吸合开关后供电；

零线通过J1同样经过整理滤波后，实现输入电压；

电路通过单火取电给语音芯片，实现稳反馈控制。

通过U5实现3V3电压稳定输出（二极管D7是过压保护）。

语音芯片通过J6-3等接头实现控制输入，从而实现控制开关的通断，同时具有过热保护与低压保护。

通过三开控制U11、U3、U7电平变化实现对控制器K3、K1、K2的开关。

进一步，通过功放进行语音播放，实现语音校正。

作为改进，若干智能开关定位为智能开关组件，智能开关组件电连接有开关控制模块，开关控制模块用于存储记录各个智能开关之间的远程控制指令，并与智能开关通讯连接；

开关控制模块通过网络连接有移动终端，将智能开关之间的远程控制指令，通过网络发送到移动终端，以实现移动终端监控；发送方式不限于APP、短信。

进一步，为了提高网络的安全性，当移动终端通过开关控制模块控制智能开关时，设置有密码指令。

优选一种分布式物联控制系统的实施原理为：用户使用时，

如图14所示，针对传统安装接线盒，螺栓与螺母座不容易对正的问题，接线盒容易脱落的问题，螺母座容易划扣、折断的问题，本实用新型也做一下改进。智能开关包括安装在墙壁槽孔中的接线盒1，整体结构与现有结构差别不大；改进点，接线盒1背面具有周围加长的底板2，由于埋没于水泥中，从而避免接线盒脱落水泥；作为常规件，在接线盒1中具有用于与连接智能开关主体的螺纹孔座；螺纹孔座与接线盒1一体设置或分体设置。

为了解决现有技术螺孔不容易对正的问题，在尽可能降低成本，便于操作的前提下，在接线盒1内凹底面设置有针状柔性导向部3，针状柔性导向部3自然状态下直立设置且穿过螺纹孔座的螺纹孔；针状柔性导向部3可以是充气薄壁棒，可以是塑料针，将其穿过通孔，从而实现防松处理，当然，针状柔性导向部3根部可以虚接，实现快速断开。

安装的时候，将开关本体的对应通孔穿入针状柔性导向部3，从而例如导向部的柔性实现了将孔找正，通过柔性消除螺纹间隙，通过针状薄壁结构，避免螺纹间隙消除。

当螺纹孔座与接线盒1分体时，接线盒1两侧面具有同轴的侧开孔5；螺纹孔座包括十字头螺母7，在十字头螺母7两端分别螺纹连接有连接杆6，在连接杆6端部设置有挡片8，用于抵接接线盒1的内侧壁，在连接杆6端部螺纹连接有调节螺杆9，在调节螺杆9端部设置有底脚10；底脚10用于抵接墙体侧壁并埋没于水泥中；传统接线盒，存在螺孔容易迸裂，本实用新型了通过调节挡片8，使得挡片8抵接支撑侧壁，使得对十字头螺母7的固定，通过螺母优选为十字头，方便连接。本实用新型通过旋钮底脚10，使得底脚10抵接侧壁，从而避免接线盒受力，同时，实现更好的接地，消除静电。

针状柔性导向部3直径小于螺距，从而避免螺栓不方便连接；接线盒1具有穿线孔4；

作为小改进，在穿线孔4中设置有用于穿线的套管部14，在穿线孔4中设置有连接螺柱套11，在连接螺柱套11外端连接有带有开口槽15的开孔套部12，在连接螺柱套11外露螺纹部上设置有锁紧螺母13。从而实现抱合，当然，如何将锁紧螺母13增加一段加长套，使得张紧部收紧开口槽收紧部位。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分布式物联控制系统，其特征在于：包括设置在不同房间中的智能开关，智能开关包括物理开关及智能单元；物理开关控制对应的电器件通断，智能单元，用于实现通讯连接的智能开关之间进行交互，进行远程控制。

2.根据权利要求1所述的分布式物联控制系统，其特征在于：智能开关包括电连接的驱动控制单元、主控模块、人机交互触摸单元、功放驱动单元、存储模块、无线收发模块、稳压电路及取电处理单元。

3.根据权利要求2所述的分布式物联控制系统，其特征在于：无线收发模块,用于智能开关之间进行通讯，以接收或发送控制指令。

4.根据权利要求2所述的分布式物联控制系统，其特征在于：主控模块，具有语音芯片U5，语音芯片U5接有语音输入模块，语音芯片U5接收输入指令并输出对应指令；各个语音芯片U5具有对应的ID，关联对应控制指令。

5.根据权利要求2所述的分布式物联控制系统，其特征在于：驱动控制单元,接收语音芯片U5输出指令，驱动控制单元控制对应物理开关的动作。

6.根据权利要求2所述的分布式物联控制系统，其特征在于：人机交互触摸单元，具有触摸屏，用于显示对应主控模块工作信息，并输入并设置语音芯片U5。

7.根据权利要求2所述的分布式物联控制系统，其特征在于：功放驱动单元，用于播放对应主控模块的输入指令，以便人进行校正并进行提醒。

8.根据权利要求2所述的分布式物联控制系统，其特征在于：存储模块，预存有执行动作指令并关联有对应语音，并存储有使用者输入指令，并关联对应的执行动作指令。

9.根据权利要求2所述的分布式物联控制系统，其特征在于：无线收发模块，用于实现不同ID的语音芯片U5之间进行信号收发；稳压电路，电连接有外接电源，用于给智能单元提供所需电压，当低压低于设定电压，语音芯片U5控制驱动控制单元断开；取电处理单元，连接有语音芯片U5并取电器件电路上的电压，并反馈给稳压电路。

10.一种建筑，其特征在于：安装有权利要求1-9任一项所述的分布式物联控制系统。

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