專利名稱：一種智能家居控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樓宇智能化領(lǐng)域，還涉及嵌入式系統(tǒng)軟硬件模塊化設(shè)計、基于3G網(wǎng)絡(luò) 的文字、圖片、音視頻等信息的全雙工傳輸，人機交互，家居內(nèi)設(shè)備或部件與控制器間的有 線/無線的數(shù)據(jù)單雙向傳輸，智能調(diào)光，人體感應(yīng)、家居內(nèi)場景模式的個性化設(shè)定與自動切 換、數(shù)字化呈現(xiàn)等技術(shù)，具體涉及一種智能家居控制器。
背景技術(shù)：
樓宇智能化是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化，集系 統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。其概念的形成，源于 當(dāng)今高速發(fā)展的信息時代人們對生活質(zhì)量和居住環(huán)境中信息化要求的不斷提高，是在智能 化住宅的基礎(chǔ)上不斷推進的結(jié)果，使人們從解決基本住房需求到追求居住科技化、自動化、 個性化，樓宇智能化正在逐步成為未來理想的家庭、辦公、酒店管理的模式。樓宇智能化是 現(xiàn)代信息技術(shù)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)向樓宇基礎(chǔ)建設(shè)中滲透的結(jié)果。3G——第三代移動通信技術(shù)，是將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的 新一代移動通信系統(tǒng)，能夠處理文字、圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，能夠支持在室 內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中分別達到至少2Mbps、384kbps和144kbps的傳輸速度。WCDMA、 CDMA2000.TD-SCDMA和WiMAX四種3G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)目前已進入規(guī)模推廣階段，尤其在中國已發(fā) 放基于TD-SCDMA和CDMA2000和WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的3G牌照，為樓宇智能化的快速發(fā)展帶來了千 載難逢的機遇?；?G的無線網(wǎng)絡(luò)將大大降低樓宇智能化的成本，同時更加豐富樓宇智能 化的內(nèi)涵。包括智能調(diào)光、室內(nèi)光亮度探測、人體移動探測、電動窗簾、家用電器人性化開啟 與調(diào)控等在內(nèi)的場景控制技術(shù)極大豐富了樓宇智能化的內(nèi)容，為人們營造了一個舒適、溫 馨、安逸、高效的家居環(huán)境和工作環(huán)境?，F(xiàn)行智能樓宇室外門口機與樓宇單元之間可視對講、門禁等功能的實現(xiàn)，家居內(nèi) 電器設(shè)備或部件的控制大多采用有線方式，傳輸模擬信號或基于lOOMB/s互連網(wǎng)的數(shù)字信 號。有線方式布線復(fù)雜、維護難度大、成本高，模擬信號傳輸過程中不可避免會存在衰減且 易受干擾，基于lOOMB/s互連網(wǎng)、RS485等串行通過方式的數(shù)字信號傳輸由于帶寬問題不可 避免地會出現(xiàn)信號阻塞問題。對于外出在外的主人難以實現(xiàn)對家居環(huán)境的實時監(jiān)控。家居 場景目前多局限于家居內(nèi)燈光的控制，且場景之間切換不夠智能化。而數(shù)碼相框的功能大 多局限于文字、圖片的瀏覽以及基于USB的有線數(shù)據(jù)傳輸，部分融入了數(shù)字時鐘和萬年歷 的功能但功能還比較單一。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)所提到的智能樓宇布線復(fù)雜、維護難度大、成本高，信號傳輸存在衰 減易受干擾，信號阻塞，遠程家居環(huán)境實時監(jiān)控難以實現(xiàn)，家居場景和數(shù)碼相框功能單一、 不夠智能化的缺陷，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于家居內(nèi)外通過3G無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)文字、圖片、音視頻等多媒體信息的全雙工傳輸?shù)闹悄芗揖釉O(shè)備控制器。本發(fā)明為解決技術(shù) 問題所采取的技術(shù)方案為，構(gòu)造一種智能家居設(shè)備控制器，該智能家居設(shè)備控制器包括由 液晶屏、輸入模塊、人機交互接口、人體感應(yīng)模塊所組成的人機交互單元；由攝像頭、微型話 筒和揚聲器、音頻和視頻信號處理模塊所組成的音視頻應(yīng)用單元；微處理器、RAM、ROM時鐘 和電源模塊等模塊所組成的最小主處理單元，內(nèi)嵌實時操作系統(tǒng)；用于家居內(nèi)設(shè)備或部件 與微處理器間進行控制信息和反饋信息傳遞的室內(nèi)設(shè)備控制接口模塊；由3G通訊模塊、天 線、3G接口模塊所組成3G應(yīng)用單元。在本發(fā)明智能家居控制器的技術(shù)方案中，輸入模塊為觸摸屏或鍵盤陣列。在本發(fā)明智能家居控制器的技術(shù)方案中，所述微處理器為32位微處理器。在本發(fā)明智能家居控制器的技術(shù)方案中，所述室內(nèi)設(shè)備控制接口模塊支持有線或 無線方式的控制信息和微處理器間的單雙工傳輸。在本發(fā)明智能家居控制器的技術(shù)方案中，所述室內(nèi)設(shè)備控制接口模塊與微處理器 實現(xiàn)有線的單雙工傳輸方式為RS485或Internet或EIB或X-10或CEBus或HBS。在本發(fā)明智能家居控制器的技術(shù)方案中，所述室內(nèi)設(shè)備控制接口模塊與微處理器 實現(xiàn)無線的單雙工傳輸方式為2. 4G或藍牙或紅外線或超聲波。本發(fā)明還構(gòu)造一種智能數(shù)碼相框，包括智能家居控制器，該智能家居控制器包括 一個數(shù)碼相框接口，所述數(shù)碼相框控制接口支持2. 4G無線雙向數(shù)據(jù)傳輸、音視頻在線輸入 與播放功能。數(shù)碼相框融入了基于時鐘和萬年歷的時間驅(qū)動機制和基于激發(fā)信號的事件驅(qū) 動機制。對于上述智能家居控制器，本發(fā)明還提供一種基于3G網(wǎng)絡(luò)對智能家居設(shè)備或部 件的遠程控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟1.用戶通過3G手機請求與控制 器建立3G網(wǎng)絡(luò)連接；2.建立3G網(wǎng)絡(luò)連接；3.用戶操作手機控制界面通過3G網(wǎng)絡(luò)向控制器 微處理器發(fā)出控制指令；4.微處理器處理控制指令并向智能設(shè)備發(fā)送相應(yīng)的指令；5.智能 設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的命令并通過3G網(wǎng)絡(luò)回傳家居設(shè)備或部件的狀態(tài)至用戶3G手機。對于上述智能家居控制器，本發(fā)明還提供一種對家居設(shè)備或部件的本地控制方 法，所述方法包括以下步驟1.用戶發(fā)出控制指令；2.微處理器處理控制指令并向電器設(shè) 備或部件發(fā)送相應(yīng)的命令；3.電器設(shè)備或部件執(zhí)行相應(yīng)的命令；4.反饋相應(yīng)的電器設(shè)備或 部件狀態(tài)至微處理器；5.電器設(shè)備或部件狀態(tài)在液晶屏上顯示。在本發(fā)明對家居設(shè)備或部件的本地控制方法的技術(shù)方案中，在步驟3中，用戶預(yù) 先自行設(shè)定或選定場景模式，使用時可自動切換場景模式。本發(fā)明通過3G無線、高速、高帶寬網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)家居內(nèi)外之間的無線可視對講、門禁 等功能，拓展實現(xiàn)外出主人對家居環(huán)境的實時監(jiān)控，基于2. 4G頻帶/藍牙/紅外/超聲波 實現(xiàn)對家居電器設(shè)備或部件的無線數(shù)字化控制，大大降低現(xiàn)行智能樓宇的布線復(fù)雜度、布 線成本，提高系統(tǒng)的可維護性。采用3G的樓宇門口機對于業(yè)主來講只需要一次投資，借助 于3G網(wǎng)絡(luò)不需布線即可實現(xiàn)與樓宇內(nèi)所有單元之間的實時交互，同時也為3G技術(shù)在我國 甚至全球的應(yīng)用開創(chuàng)了一個新的增值點。而對于樓宇單元的用戶來講，僅僅需要增添一個 本發(fā)明的智能家居控制器，借助于原已擁有的3G手機即可構(gòu)造出一個舒適、方便、溫馨的 家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。同時本發(fā)明所采用的嵌入式系統(tǒng)軟硬件模塊化設(shè)計可以很方便地支持 對原已存在的樓宇單元家居電器設(shè)備或部件的有線控制。本發(fā)明包括室內(nèi)智能調(diào)光、家電控制、家居安防在內(nèi)的場景控制與基于事件或時間驅(qū)動機制的場景自動切換技術(shù)極大地增 添了家居環(huán)境的個性化、智能化。支持2. 4G頻帶無線雙向數(shù)據(jù)傳輸、音視頻在線輸入與播 放、基于時鐘和萬年歷的時間驅(qū)動機制和基于激發(fā)信號的事件驅(qū)動機制的數(shù)碼相框大大增 強了本發(fā)明智能家居控制器在樓宇智能化中的應(yīng)用效果。


下面結(jié)合附圖描述的實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明，附圖中
圖1為本發(fā)明的一實施例的智能家居控制器系統(tǒng)功能方框圖中符號說明
103G通訊模塊11天線
123G 接口20觸摸屏(鍵盤)
21液晶屏22人體感應(yīng)傳感器
23人機交互接口30數(shù)字?jǐn)z像頭
31視頻信號處理接口32攝像頭
40微型話筒41微型揚聲器
42音頻信號處理接口50 32 位 MCU
51只讀存儲器(ROM)52隨機訪問存儲器(RAM)
53系統(tǒng)時鐘54電源模塊
60室內(nèi)家居設(shè)備控制接口70數(shù)碼相框接口
圖2為本發(fā)明的一實施例的家居室內(nèi)場景的程序化控制與自動切換示:
圖中符號說明
80場景控制單元81晨起場景模式
82外出場景模式83午休場景模式
84會客場景模式85晚休場景模式
具體實施例方式現(xiàn)以家居內(nèi)外的3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊與監(jiān)控、家居內(nèi)場景的自動切換和智能數(shù)碼相 框為范例，于下文中更加詳細地描述本發(fā)明，但了解本發(fā)明并不以此為限。參考圖1，訪客操作基于3G網(wǎng)絡(luò)的樓宇可視室外門口機向樓宇某一單元的智能家 居控制器發(fā)出3G網(wǎng)絡(luò)連接請求，該請求信息經(jīng)3G無線網(wǎng)絡(luò)通過控制器內(nèi)天線11、3G通訊 模塊10、3G接口 12傳送至32位微處理器50，50激活處于節(jié)電模式的液晶屏21將樓宇室外 門口機的請求連接信息顯示出來，同時通過微型揚聲器41發(fā)出音樂聲提醒室內(nèi)主人。室內(nèi) 主人操作觸摸屏(或鍵盤)20接收這一請求，3G網(wǎng)絡(luò)連接建立起來，室內(nèi)主人即可看到顯示 在液晶屏21上的來自于室外門口機前訪客的視頻圖像，同時室內(nèi)主人的視頻圖像信息也 經(jīng)由控制器內(nèi)置攝像頭30、視頻信號處理接口 31、32位微處理器50、3G接口 12、3G通訊模 塊10、天線11、3G網(wǎng)絡(luò)傳送至室外門口機，并顯示給訪客。同時經(jīng)過室外門口機、3G網(wǎng)絡(luò)、 天線11、3G通訊網(wǎng)絡(luò)10、3G接口 12、32位微處理器50、控制器內(nèi)微型話筒40、揚聲器41、 音頻信號處理接口 42實現(xiàn)訪客與室內(nèi)主人的語音對話。室內(nèi)主人通過操作觸摸屏或鍵盤 20、經(jīng)由人機交互接口 23、32位MCU50、室內(nèi)設(shè)備控制接口 60發(fā)出門禁控制信號，為訪客打開樓宇大門。室內(nèi)主人通過門禁系統(tǒng)中無需借助于3G網(wǎng)絡(luò)的可視門鈴判定訪客到訪，為其 打開樓宇單元門。參考圖1，外出的樓宇單元主人通過已獲智能家居控制器授權(quán)的3G手機向其發(fā)出 3G網(wǎng)絡(luò)連接請求，控制器自動應(yīng)答建立起3G網(wǎng)絡(luò)連接而無需激活處于節(jié)電模式的液晶屏 21，并將適用該家居的控制界面發(fā)送至主人的3G手機上。主人操作該控制界面通過3G網(wǎng) 絡(luò)、天線11、3G通訊模塊10、3G接口 12、32位微處理器50、視頻信號處理接口 31、攝像頭
30、以及分布于家居監(jiān)控范圍內(nèi)的一到多個攝像頭(32，33，...)即可實現(xiàn)對家居環(huán)境的實 時視頻監(jiān)控。同時也可以經(jīng)由3G網(wǎng)絡(luò)、天線11、3G通訊模塊10、3G接口 12、32位微處理器 50、室內(nèi)設(shè)備控制接口 60，實現(xiàn)對家居電器設(shè)備或部件的遠程無線監(jiān)控。參考圖1、圖2，室內(nèi)主人通過操作觸摸屏(或鍵盤)20、控制器內(nèi)置的家居場景人 機界面即可選定或自行設(shè)置定義某一場景模式。以晚休85場景模式為例，控制器通過32 位微處理器50、室內(nèi)設(shè)備控制接口 60，視用戶設(shè)置控制臥室內(nèi)空調(diào)先行打開，客廳內(nèi)燈光 漸變至熄，自動延時(延時時間可定義)關(guān)閉客廳內(nèi)電視機、空調(diào)、電動窗簾等設(shè)備或部件。 室內(nèi)人員進入臥室后自動關(guān)閉臥室電動窗簾、開啟床頭燈，經(jīng)預(yù)設(shè)定延時時間或人體感應(yīng) 等方式熄滅床頭燈。同時門禁、人體移動探測等安防設(shè)備進入布防狀態(tài)，而場景控制80應(yīng) 用程序啟動時間驅(qū)動機制，待起床時間到時自動切換至晨起81場景模式。臥室內(nèi)電動窗簾 自動打開，空調(diào)延時關(guān)閉，客廳內(nèi)電動窗簾自動打開，電視或音響設(shè)備自動打開等。在晨起 81場景模式下系統(tǒng)通過室內(nèi)人體移動探測、門禁等信號判定室內(nèi)已無人，場景控制80通過 事件驅(qū)動機制自動將晨起81場景模式切換至外出82場景模式?？刂破鹘?jīng)由32位微處理器 50、室內(nèi)設(shè)備控制接口 60，發(fā)出指令關(guān)閉室內(nèi)燈光、電視、音響、空調(diào)、窗簾等設(shè)備或部件，同 時門禁、人體移動探測等安防設(shè)備進入布防狀態(tài)。參考圖1，由控制器內(nèi)32位微處理器50、RAM 5UR0M 52、時鐘53、電源模塊54、觸 摸屏(或鍵盤)20、液晶屏21、人體感應(yīng)22、人機交互接口 23、控制器內(nèi)置數(shù)字?jǐn)z像頭30、視 頻信號處理接口 31、微型話筒40、微型揚聲器41、音頻信號處理接口 2、數(shù)碼相框接口 70， 構(gòu)成智能型數(shù)碼相框。操作人員通過人體感應(yīng)信號或操作與之相匹配的另一終端發(fā)出基于 2. 4G頻帶的請求連接信號激活處于待機節(jié)電模式的液晶屏21，數(shù)碼相框進入工作狀態(tài)。通 過操作預(yù)置于控制器的數(shù)碼相框人機界面，經(jīng)由數(shù)碼相框接口 70，以2. 4G頻帶無線傳輸方 式與另一相匹配的終端實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸；操作人員通過操作觸摸屏(或鍵盤)20、經(jīng)由人 機交互接口 23、32位微處理器50、微型話筒40、音頻信號處理接口 42、視頻信號處理接口
31、控制器內(nèi)置攝像頭30或分布于家居內(nèi)的一到多個攝像頭32，33，即可通過數(shù)碼相 框以音視頻方式呈現(xiàn)家居動態(tài)環(huán)境；操作人員通過操作觸摸屏(或鍵盤)20，經(jīng)由人機交互 接口 23、32位微處理器50、ROM 51、RAM 52、音頻信號處理接口 42、微型揚聲器41，即可播 放預(yù)存入數(shù)碼相框的文字、圖片、音視頻文件。雖然前述的描述及附圖已揭示本發(fā)明的較佳實施例，依然必須了解到各種增添、 修改和取代可能使用于本發(fā)明較佳實施例，而不會脫離如權(quán)利要求所界定的本發(fā)明原理的 精神及范圍。熟悉該技術(shù)者將可體會本發(fā)明可能使用于很多形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例、材料和 組件的修改。因此，本文于此所提示的實施例于所有觀點，應(yīng)被視為用于說明本發(fā)明，而非 用于限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種智能家居設(shè)備控制器，包含采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的由液晶屏、觸摸屏或鍵盤輸入模塊、人機交互接口、人體感應(yīng)模塊所組成的人機交互單元；由攝像頭、微型話筒和揚聲器、音頻和視頻信號處理模塊所組成的音視頻應(yīng)用單元；微處理器、RAM、ROM、時鐘和電源等模塊所組成的最小主處理單元，內(nèi)嵌實時操作系統(tǒng)；用于家居內(nèi)設(shè)備或部件與微處理器間進行控制信息和反饋信息傳輸?shù)氖覂?nèi)設(shè)備控制接口模塊，其特征在于，所述智能家居設(shè)備控制器還包括由3G通訊模塊、天線、3G接口模塊所組成的3G應(yīng)用單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能家居控制器，其特征在于，通過3G應(yīng)用單元、人機交互單 元、音視頻應(yīng)用單元、最小主處理單元，實現(xiàn)家居內(nèi)智能家居控制器與家居外室外門口機、 3G手機之間的3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊與監(jiān)控。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能家居設(shè)備控制器，其特征在于，所述微處理器為32位微 處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的智能家居設(shè)備控制器，其特征在于，所述家居電器 設(shè)備或部件與微處理器間通過室內(nèi)設(shè)備控制接口模塊支持有線或無線方式 的單雙向數(shù)據(jù) 傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能家居設(shè)備控制器，其特征在于，所述家居電器設(shè)備或部 件與微處理器間通過室內(nèi)設(shè)備控制接口模塊實現(xiàn)基于RS485或Internet或EIB或X-10或 CEBus或HBS的有線單雙向數(shù)據(jù)傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能家居設(shè)備控制器，其特征在于，所述家居電器設(shè)備或部 件與微處理器間通過室內(nèi)設(shè)備控制接口模塊實現(xiàn)基于2. 4G頻帶或藍牙或紅外線或超聲波 的無線單雙向數(shù)據(jù)傳輸。
7.一種智能數(shù)碼相框，其特征在于，包括智能家居設(shè)備控制器，所述智能家居設(shè)備控制 器包括一個數(shù)碼相框接口，所述數(shù)碼相框控制接口支持2. 4G頻帶無線雙向數(shù)據(jù)傳輸、音視 頻在線輸入與播放功能。數(shù)碼相框融入了基于時鐘和萬年歷的時間驅(qū)動機制和基于激發(fā)信 號的事件驅(qū)動機制。
8.一種基于3G網(wǎng)絡(luò)對智能家居設(shè)備或部件的遠程控制方法，其特征在于，所述方法包 括以下步驟1用戶通過3G手機請求與控制器建立3G網(wǎng)絡(luò)連接；2.建立3G網(wǎng)絡(luò)連接；3.用 戶操作手機控制界面通過3G網(wǎng)絡(luò)向控制器微處理器發(fā)出控制指令；4.微處理器處理控制 指令并向智能設(shè)備發(fā)送相應(yīng)的指令；5.智能設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的命令并通過3G網(wǎng)絡(luò)回傳家居 設(shè)備或部件的狀態(tài)至用戶3G手機。
9.一種對家居電器設(shè)備或部件的本地控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 1.用戶通過人機交互單元發(fā)出控制指令；2.微處理器處理控制指令并向電器設(shè)備或部件 發(fā)送相應(yīng)的命令；3.電器設(shè)備或部件執(zhí)行相應(yīng)的命令；4.反饋相應(yīng)的電器設(shè)備或部件狀態(tài) 至微處理器；5.電器設(shè)備或部件狀態(tài)在液晶屏上顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的對智能家居設(shè)備的控制方法，其特征在于，在所述步驟3中， 用戶預(yù)先自行設(shè)定或選定多種場景模式，使用時可自動切換場景模式。
全文摘要
本發(fā)明涉及樓宇智能化領(lǐng)域更具體地設(shè)計一種智能家居控制器。該控制器包括人機交互單元、音視頻應(yīng)用單元、最小主處理單元、室內(nèi)設(shè)備控制接口模塊、3G應(yīng)用單元。智能家居控制器內(nèi)置SIM卡、置于室內(nèi)，與室外門口機、3G手機之間通過3G網(wǎng)絡(luò)進行包括文字、圖片、音視頻等多媒體信息的全雙工傳輸；控制器內(nèi)置多種場景模式，允許用戶自定義，可實現(xiàn)場景的自動切換；通過3G網(wǎng)絡(luò)遠程無線方式和本地?zé)o線或有線方式實時監(jiān)控家居內(nèi)電器設(shè)備或部件?？刂破鲀?nèi)置支持2.4G頻帶無線雙向數(shù)據(jù)傳輸、音視頻在線輸入與播放、基于時鐘和萬年歷的時間驅(qū)動機制和基于激發(fā)信號的事件驅(qū)動機制功能的智能數(shù)碼相框。
文檔編號H04N1/00GK101833286SQ20091003783
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者宋海濤, 王俊鋒, 高軍禮 申請人:王俊鋒;高軍禮;宋海濤