專利名稱：改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
如本發(fā)明的名稱所闡述的那樣，本發(fā)明涉及改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，其負(fù)責(zé)收集、 存儲(chǔ)和分發(fā)關(guān)于安裝于建筑物中的液壓?jiǎn)卧男畔ⅲ约耙赃壿嬊抑庇^的方式將這些信息呈現(xiàn)給最終用戶，以允許每個(gè)用戶既可以本地地、又可以遠(yuǎn)程地與他/她的家、辦公室或類似場(chǎng)所交互。該改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)基于由PLC (可編程邏輯控制器)管理的以太網(wǎng)，它們是負(fù)責(zé)管理收集的信息的系統(tǒng)的智能設(shè)備。本申請(qǐng)的主要領(lǐng)域是如本發(fā)明的名稱所闡述的家庭自動(dòng)化。
背景技術(shù)：
ー些由改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)提供的應(yīng)用現(xiàn)已存在，例如溫度調(diào)節(jié)器的可編程功能，對(duì)來(lái)自傳感器的技術(shù)警報(bào)的管理，或者Telegestore的遠(yuǎn)程讀取儀表。當(dāng)前，中央供熱系統(tǒng)以完全集中式的方式工作，與家庭、辦公室或類似場(chǎng)所的用戶沒(méi)有交互。用戶僅有的控制方法是通過(guò)使用溫度調(diào)節(jié)器，他/她通過(guò)溫度調(diào)節(jié)器嘗試調(diào)節(jié)他的/她的家庭的供熱。有吋，由于平衡性不佳的供熱系統(tǒng)，會(huì)出現(xiàn)處于同一建筑物內(nèi)且因此共享同一中央供熱系統(tǒng)的用戶中的ー些用戶接收大量熱量而其他用戶接收過(guò)少的熱量的情況。本發(fā)明將中央供熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為個(gè)體化的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)內(nèi)用戶可以直接與鍋爐交互從而對(duì)性能進(jìn)行限定。此外，現(xiàn)在，為了讀取水耗儀表，或者操作員走過(guò)去在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，或者使用射頻系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行這樣的讀取。射頻系統(tǒng)的使用具有如下缺點(diǎn)，即必須為每個(gè)商業(yè)品牌的儀表使用ー個(gè)讀取設(shè)備，從而顯著増加了安裝成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到目標(biāo)并避免上述的缺點(diǎn)，本發(fā)明包括改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，其負(fù)責(zé)收集、存儲(chǔ)和分發(fā)關(guān)于在安裝于建筑物中的液壓?jiǎn)卧男畔?，以及以邏輯且直觀的方式將這些信息呈現(xiàn)給最終用戶，以允許每個(gè)用戶既可以本地地、又可以遠(yuǎn)程地與他/她的家、辦公室或類似場(chǎng)所交互。本發(fā)明的改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)包括下列組成部分 至少ー個(gè)可編程邏輯控制器PLC。在本發(fā)明中使用兩種不同類型的PLC:〇液壓?jiǎn)卧腜LC:它是系統(tǒng)的通信核心；它包括在系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備之間建立通信的管理裝置，并且管理所有信息。該P(yáng)LC在液壓?jiǎn)卧?、家庭和系統(tǒng)的其他部分之間通過(guò)執(zhí)行下列功能來(lái)協(xié)調(diào)信息流-作用于閥門(mén)。-從液壓?jiǎn)卧械牧克畠x表(watermeter)請(qǐng)求信息。
-存儲(chǔ)該信息。-將該信息從每個(gè)表發(fā)送到對(duì)應(yīng)的家庭屏幕。-通過(guò)web(Web服務(wù)器功能)從每個(gè)表發(fā)送該信息。〇家庭觸摸式PLC:它在用戶和液壓?jiǎn)卧腜LC之間建立通信，并管理對(duì)應(yīng)于家庭自動(dòng)化的部分(檢測(cè)器和溫度探測(cè)器)。它執(zhí)行下列功能-可編程溫度調(diào)節(jié)功能。-歷史消耗的圖形表示。-家庭自動(dòng)化應(yīng)用的管理。-通信以及向液壓?jiǎn)卧腜LC發(fā)送信息。-經(jīng)由電子郵件或SMS通過(guò)警報(bào)通知與外界通信，并經(jīng)由電子郵件或SMS接收命令，在用戶預(yù)設(shè)的溫度處打開(kāi)/關(guān)閉供熱。 用于管理液壓?jiǎn)卧难b置，其包括〇用于實(shí)施M總線協(xié)議以管理儀表的數(shù)據(jù)(電報(bào))的發(fā)送和接收的裝置。所有的 M總線體系結(jié)構(gòu)都基于主-從拓?fù)洌瑥亩鴱臋C(jī)(在本例中是儀表)除非應(yīng)主機(jī)(在本例中是 PLC)的請(qǐng)求，從不發(fā)送信息。本發(fā)明包括PLC作為M總線網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)進(jìn)行工作，進(jìn)行通信管理并解釋從儀表接收到的信息。因而這些裝置的功能為發(fā)送數(shù)據(jù)、選擇從機(jī)、復(fù)位、選擇速度傳輸、從從機(jī)請(qǐng)求信息、處理錯(cuò)誤代碼以及校驗(yàn)和。〇信息存儲(chǔ)管理裝置，其確定在其中存儲(chǔ)信息的存儲(chǔ)器位置，并決定何種信息應(yīng)被保留而哪些應(yīng)被刪除。〇用于導(dǎo)引來(lái)自觸摸式PLC的信號(hào)的裝置，該導(dǎo)引是為了從家庭、辦公室或類似場(chǎng)所作用于電磁閥，經(jīng)由電子郵件或SMS作用于電磁閥，經(jīng)由電子郵件或SMS發(fā)送技術(shù)警報(bào)，以及提供遠(yuǎn)程讀取服務(wù)。最新的PLC系統(tǒng)可以連接到互聯(lián)網(wǎng)，從而管理液壓?jiǎn)卧难b置包括用干與外界建立通信并確定信息應(yīng)當(dāng)如何發(fā)送/接收的IP和DNS地址。 集成到觸摸式PLC中的管理裝置，其包括〇與用戶交互的圖形接ロ。在發(fā)展的本發(fā)明中，每個(gè)可用應(yīng)用都可通過(guò)直接用戶動(dòng)作接入。其負(fù)責(zé)在不同的應(yīng)用和用戶可視化的接ロ之間建立通信。〇用于解釋和表示(!^present)來(lái)自液壓単元的PLC的信息的裝置。來(lái)自液壓?jiǎn)卧腜LC的所有信息被正確地路由到適當(dāng)?shù)挠脩?。這些裝置負(fù)責(zé)管理接收的信息，準(zhǔn)備將其圖形化地表示在觸摸式PLC的屏幕上。〇用于生成取決于來(lái)自檢測(cè)器的信號(hào)的技術(shù)警報(bào)的裝置。〇用于當(dāng)超出用戶預(yù)設(shè)的消耗時(shí)生成警報(bào)的裝置。 包括將M總線協(xié)議的物理部分轉(zhuǎn)換為RS232協(xié)議的總線轉(zhuǎn)換器，從而數(shù)據(jù)能被液壓?jiǎn)卧腜LC讀取。其還從儀表請(qǐng)求數(shù)據(jù)并向總線饋送。 通過(guò)在建筑物內(nèi)建立單個(gè)以太網(wǎng)把所有PLC相互連接的開(kāi)關(guān)，從而所有信息在系統(tǒng)中的任何位置都是可用的。 用于生成技術(shù)警報(bào)并測(cè)量用于溫度調(diào)節(jié)功能的溫度的家庭自動(dòng)化檢測(cè)器。
4
為了能夠使用本發(fā)明所使用的以太網(wǎng)，必須將M總線信號(hào)翻譯到TCP，這在兩個(gè)階段中實(shí)現(xiàn)。第一階段使用設(shè)備(總線轉(zhuǎn)換器)將M總線協(xié)議的一部分翻譯成通用RS232協(xié)議。RS232協(xié)議是僅定義了有關(guān)物理層的事物的標(biāo)準(zhǔn)，即電壓、電纜類型、電子保護(hù)等等。因而在該第一階段的最后，在RS232硬件上存在M總線信號(hào)。第二階段完成協(xié)議的翻譯，這由液壓?jiǎn)卧墓芾硌b置來(lái)執(zhí)行。這些裝置將M總線協(xié)議的鏈路、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層轉(zhuǎn)換到TCP。M總線協(xié)議由UNE EN 134標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其將該協(xié)議定義為設(shè)計(jì)用于“儀表的通信系統(tǒng)及計(jì)數(shù)器的遠(yuǎn)程讀取”，從而針對(duì)該目標(biāo)而開(kāi)發(fā)的任何應(yīng)用都存在許多缺點(diǎn)。然而，在本發(fā)明中，以太網(wǎng)被構(gòu)想為通用系統(tǒng)，在其上可以開(kāi)發(fā)非常不同的應(yīng)用。因此，本發(fā)明具有下列優(yōu)于已知現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 提供關(guān)于熱水、冷水和熱量的消耗的最終用戶信息，直接從量水儀表實(shí)時(shí)地獲取數(shù)據(jù)并以公升或kWh和歐元兩種形式提供信息。 允許用戶設(shè)置在超出所期的消耗的情況下通知的警報(bào)。 本發(fā)明集成到單個(gè)觸摸式面板中，從而在顯示各種消耗的同一屏幕上，用戶具有包括供熱控制的家庭自動(dòng)化應(yīng)用。 將除本發(fā)明的應(yīng)用之外的許多其他應(yīng)用集成到該觸摸屏中也是可預(yù)期的。 經(jīng)由SMS或電子郵件，從為用戶提供信息的同一系統(tǒng)發(fā)送信息，從而單個(gè)系統(tǒng)控制所有通信。 系統(tǒng)是在以太網(wǎng)上開(kāi)發(fā)的，以太網(wǎng)絡(luò)提供遠(yuǎn)超過(guò)到目前為止已用于建筑物中、通?；贛總線協(xié)議的遠(yuǎn)程讀取網(wǎng)絡(luò)的益處。這些改進(jìn)的益處的示例為對(duì)抗由于干擾導(dǎo)致的數(shù)據(jù)損失的魯棒性，對(duì)連接錯(cuò)誤的檢測(cè)或高速傳輸，這允許實(shí)時(shí)處理信息 (10，000，000bps，相比于M總線的情況的4，096bps)。· M總線網(wǎng)絡(luò)到以太網(wǎng)的跨越從技術(shù)上來(lái)看是相當(dāng)復(fù)雜的，因?yàn)楸仨毑捎脙蓚€(gè)階段將M總線信號(hào)翻譯到傳輸控制協(xié)議TCP。 本申請(qǐng)中描述的改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)不可用于現(xiàn)存的商業(yè)系統(tǒng)中，因?yàn)橥ㄐ趴偸腔贛總線的。這大大限制了應(yīng)用可能性，因?yàn)楸M管可能在儀表上將消耗可視化，但不可能像通過(guò)以太網(wǎng)所實(shí)現(xiàn)的那樣，為家庭自動(dòng)化和通信這兩者集成所有應(yīng)用。 允許經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或通過(guò)電話執(zhí)行管理任務(wù)，從而獨(dú)立于儀表的商業(yè)品牌而提供更好的安慰。 如果用戶沒(méi)有支付他的/她的賬単，則允許所有權(quán)管理員切斷供應(yīng)。 允許預(yù)付技術(shù)的集成，因而提前為服務(wù)付費(fèi)，正如用于移動(dòng)電話的充值卡所做的那樣。本發(fā)明意圖進(jìn)行下列應(yīng)用 從儀表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?！は?qū)?yīng)的家庭屏幕發(fā)送每個(gè)儀表的信息。 經(jīng)由web (Web服務(wù)器功能)發(fā)送每個(gè)儀表的信息。 可編程溫度調(diào)節(jié)功能。 歷史消耗的圖形表示，以在從前和當(dāng)前年份之間進(jìn)行比較趨勢(shì)。 家庭自動(dòng)化應(yīng)用和技術(shù)警報(bào)的管理〇當(dāng)超出用戶預(yù)設(shè)的消耗時(shí)的警報(bào)。
〇當(dāng)部分超出用戶預(yù)設(shè)的消耗時(shí)的警報(bào)(例如80% )。〇當(dāng)火災(zāi)傳感器激活時(shí)的警報(bào)。〇當(dāng)洪水傳感器激活時(shí)的警報(bào)。〇當(dāng)入侵傳感器激活時(shí)的警報(bào)。〇經(jīng)由電子郵件以及經(jīng)由SMS通知所有警報(bào)。〇經(jīng)由電子郵件或SMS在給定溫度處打開(kāi)/關(guān)閉供熱。〇改變用于發(fā)送電子郵件和SMS的地址的能力。〇可由用戶復(fù)位的部分儀表，以確定水消耗(如淋浴時(shí)使用的水)或熱量(如當(dāng)將設(shè)定點(diǎn)溫度升高1攝氏度時(shí)消耗的能量)。〇由所有權(quán)管理員切斷特定用戶的供熱的可能性。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施例方式接下來(lái)，通過(guò)圖示而不是限制的方式，參考附圖中使用的附圖標(biāo)記對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。圖1示出了改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)具有建筑物內(nèi)的至少ー個(gè)液壓単元(1)，在本特例中存在兩個(gè)單元，進(jìn)ー步包括-液壓?jiǎn)卧闹辽侃`個(gè)PLC(2)，其為每個(gè)可用的液壓?jiǎn)卧芾韽闹辽侃`個(gè)液壓?jiǎn)卧?1)收集的信息。-集成到房間中的至少ー個(gè)觸摸式PLC(3)，其在液壓?jiǎn)卧腜LC(2)和用戶間進(jìn)行通信，并且包括用于從集成到該單元中的溫度探測(cè)器以及至少ー個(gè)家庭自動(dòng)化檢測(cè)器接收數(shù)據(jù)的裝置。-集成到液壓?jiǎn)卧腜LC中的管理裝置G)，其包括用于在液壓?jiǎn)卧腜LC(2)和量水儀表以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理裝置之間發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置。優(yōu)選實(shí)施例實(shí)施M總線協(xié)議來(lái)管理到量水儀表的數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。另ー優(yōu)選實(shí)施例包括用于處理從其他PLC接收的信息以便作用于電磁閥來(lái)管理液壓電路、發(fā)送警報(bào)以及向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置。-集成到觸摸式PLC中的管理裝置(5)，其為了與用戶交互而實(shí)現(xiàn)圖形接ロ，并且包括解釋和表示來(lái)自液壓単元的PLCQ)的信息。優(yōu)選實(shí)施例包括用于基于從家庭自動(dòng)化檢測(cè)器接收的數(shù)據(jù)并且當(dāng)超出用戶先前預(yù)設(shè)的消耗時(shí)生成警報(bào)的裝置。另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括用于對(duì)溫度調(diào)節(jié)器編程以便圖形化地表示歷史消耗，用于向液壓?jiǎn)卧腜LC發(fā)送信息，用于向用戶發(fā)送警報(bào)通知以及接收用于在用戶確定的溫度處打開(kāi)/關(guān)閉房間的供熱的命令的裝置。-總線轉(zhuǎn)換器(6)，其包括將M總線協(xié)議的物理部分轉(zhuǎn)換到RS232協(xié)議從而數(shù)據(jù)可以被液壓?jiǎn)卧腜LCQ)讀取、從儀表請(qǐng)求數(shù)據(jù)并向總線饋送。-通過(guò)建立單個(gè)以太網(wǎng)把所有PLC相互連接的開(kāi)關(guān)(7)。使用該開(kāi)關(guān)的通信通過(guò)傳輸控制協(xié)議TCP執(zhí)行。-至少ー個(gè)家庭自動(dòng)化檢測(cè)器(8)，其包括用于生成警報(bào)并測(cè)量房間的溫度的裝置。在另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，以在經(jīng)由電子郵件和經(jīng)由SMS之間選擇的方式執(zhí)行作用電磁閥上的動(dòng)作以便管理液壓系統(tǒng)、以及由液壓?jiǎn)卧墓芾硌b置( 執(zhí)行的向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送警報(bào)。在另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，液壓?jiǎn)卧?1)的PLC中的至少ー個(gè)被連接到互聯(lián)網(wǎng)，從而在其模塊內(nèi)存儲(chǔ)要與之進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的用戶的IP和DNS地址。
權(quán)利要求
1.改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，其中在建筑物內(nèi)提供至少一個(gè)液壓?jiǎn)卧?1)，其特征在于包括-液壓?jiǎn)卧闹辽僖粋€(gè)可編程邏輯控制器PLCQ)，其管理從至少一個(gè)液壓?jiǎn)卧?1)收集的信息；-集成到建筑物的房間中的至少一個(gè)觸摸式PLCC3)，其使得液壓?jiǎn)卧乃鯬LC(2)和用戶通信；-集成到所述液壓?jiǎn)卧乃鯬LC( 中的管理裝置G)，其包括用于在所述液壓?jiǎn)卧乃鯬LCQ)和量水儀表以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理裝置之間發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置；-集成到所述觸摸式PLC(3)中的管理裝置(5)，其實(shí)現(xiàn)圖形接口以便與所述用戶交互， 并且其包括解釋和表示來(lái)自所述液壓?jiǎn)卧乃鯬LC ( 的信息；-總線轉(zhuǎn)換器(6)，其包括將M總線協(xié)議的物理部分轉(zhuǎn)換到RS232協(xié)議從而數(shù)據(jù)能夠被所述液壓?jiǎn)卧乃鯬LC( 讀取、從所述儀表請(qǐng)求數(shù)據(jù)并向所述總線饋送；-開(kāi)關(guān)(7)，其通過(guò)建立單個(gè)以太網(wǎng)把至少-個(gè)觸摸式PLCC3)與液壓?jiǎn)卧闹辽僖粋€(gè) PLC (2)連接起來(lái)；以及-至少一個(gè)家庭自動(dòng)化檢測(cè)器(8)，其包括用于生成警報(bào)并測(cè)量建筑物中任何房間的溫度的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)觸摸式PLC(3)包括用于接收來(lái)自至少一個(gè)家庭自動(dòng)化檢測(cè)器(8)的數(shù)據(jù)的裝置。
3.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于集成到所述液壓?jiǎn)卧乃鯬LC(2)中的所述管理裝置⑷實(shí)施M總線協(xié)議以用于管理到量水儀表的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于集成到所述液壓?jiǎn)卧乃鯬LCQ)中的所述管理裝置(4)包括用于處理接收自所述液壓?jiǎn)卧钠渌鸓LC的信息以便作用于電磁閥從而管理液壓電路、發(fā)送警報(bào)以及向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于集成到所述觸摸式 PLC(3)中的所述管理裝置( 包括用于基于從所述家庭自動(dòng)化檢測(cè)器(8)接收的數(shù)據(jù)以及當(dāng)超出用戶先前預(yù)設(shè)的消耗時(shí)生成警報(bào)的裝置。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于集成到所述觸摸式 PLC(3)中的所述管理裝置(5)包括用于對(duì)溫度調(diào)節(jié)器編程以圖形化地表示歷史消耗，用于向所述液壓?jiǎn)卧乃鯬LC(2)發(fā)送信息，用于向用戶發(fā)送警報(bào)通知以及接收用于在用戶確定的溫度處打開(kāi)/關(guān)閉房間的供熱的命令的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于以在經(jīng)由電子郵件和經(jīng)由 SMS之間選擇的方式實(shí)施作用在所述電磁閥上的動(dòng)作從而管理液壓系統(tǒng)、以及由所述液壓?jiǎn)卧乃鲋辽僖粋€(gè)PLC( 的所述管理裝置( 執(zhí)行的向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送警報(bào)。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于所述液壓?jiǎn)卧母?PLC(2)中的至少一個(gè)被連接到互聯(lián)網(wǎng)，從而在其模塊內(nèi)存儲(chǔ)要與之執(zhí)行數(shù)據(jù)交換的用戶的 IP和DNS地址。
全文摘要
本發(fā)明涉及改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)。改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)包括收集、存儲(chǔ)和分發(fā)關(guān)于安裝于建筑物中的液壓?jiǎn)卧?1)的信息，以及將這些信息呈現(xiàn)給最終用戶，以允許每個(gè)用戶既可以本地地、又可以遠(yuǎn)程地與他/她的家、辦公室或類似場(chǎng)所交互。該改進(jìn)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)基于由PLC管理的以太網(wǎng)。本發(fā)明進(jìn)一步包括液壓?jiǎn)卧闹辽僖粋€(gè)PLC(2)，至少一個(gè)觸摸式PLC(3)，集成在液壓?jiǎn)卧腜LC中的管理裝置(4)，集成在觸摸式PLC(6)中的管理裝置，總線轉(zhuǎn)換器(6)，開(kāi)關(guān)(7)，以及至少一個(gè)家庭自動(dòng)化檢測(cè)器(8)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102566535SQ201110433759
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者J·吉梅諾阿爾卡拉 申請(qǐng)人:Xial杜莫科技有限公司