一種結(jié)合智能家居的多通道有源控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種結(jié)合智能家居的有源控制系統(tǒng)，解決單臺設(shè)備獨立安裝有源控制器，系統(tǒng)成本高，且控制系統(tǒng)之間容易出現(xiàn)干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。該系統(tǒng)包括傳感器、信號接口、有源控制器以及次級源和相應(yīng)功放。智能家居網(wǎng)絡(luò)包括集成控制單元和各待控制設(shè)備，集成控制單元通過網(wǎng)絡(luò)連接各待控制設(shè)備并進行控制。每個待控制設(shè)備中均設(shè)置有傳感器和次級源及其相應(yīng)功放。傳感器探測獲得待控制設(shè)備的待控制信號，將待控制信號通過智能家居網(wǎng)絡(luò)輸入至集成控制單元，集成控制單元將控制信號經(jīng)信號接口傳輸至有源控制器，有源控制器對控制信號進行處理后得到輸出信號，輸出信號經(jīng)次級源的相應(yīng)功放驅(qū)動次級源發(fā)出針對待控制信號的抵消信號。
【專利說明】
一種結(jié)合智能家居的多通道有源控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于噪聲與振動控制領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)合智能家居的多通道有源控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]有源控制是一種新型噪聲與振動控制技術(shù)。相對于傳統(tǒng)噪聲與振動控制方法，該技術(shù)具備設(shè)備體積小、低頻控制效果好等特點，因此，在近來受到了廣泛的關(guān)注。
[0003]有源控制技術(shù)目前在有源降噪耳機、有源消聲排氣管道等產(chǎn)品中有成熟應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展，該技術(shù)目前也逐漸應(yīng)用在一些家電設(shè)備中，如冰箱的管道噪聲控制，吸塵器噪聲控制等。在這些產(chǎn)品應(yīng)用中，通常需要對單臺設(shè)備安裝獨立的控制器以及相應(yīng)的控制終端。在設(shè)備較多的情況下，在每臺設(shè)備上安裝獨立的控制器不僅會提高系統(tǒng)的成本，也可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)之間信號存在耦合干擾，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。
[0004]智能家居是目前市場上受到廣泛關(guān)注的產(chǎn)品概念。其以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，自動控制技術(shù)等技術(shù)，將家居生活有關(guān)的設(shè)施進行集成控制。與普通家居相比，智能家居不僅具有居住功能，還兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化等功能。例如，智能家居中的家庭網(wǎng)絡(luò)概念，通過在家庭范圍內(nèi)將PC、家電、安全系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和廣域網(wǎng)，以有線或無線的技術(shù)連接在一起，可以實現(xiàn)設(shè)備的集中管理和控制。目前，有線方案主要包括同軸電纜連接、電話線連接、電力線連接等技術(shù)。無線方案包括紅外連接、無線電連接、基于RF技術(shù)的連接和基于PC的無線連接等技術(shù)。
[0005]因此，在將有源控制系統(tǒng)與智能家居系統(tǒng)相結(jié)合，具備利用智能家居的綜合布線技術(shù)對多臺設(shè)備的有源系統(tǒng)進行集中控制的可行性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種結(jié)合智能家居的有源控制系統(tǒng)，解決單臺設(shè)備獨立安裝有源控制器，系統(tǒng)成本高，且控制系統(tǒng)之間容易出現(xiàn)干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種結(jié)合智能家居的有源控制系統(tǒng)，用于智能家居網(wǎng)絡(luò)，包括傳感器、信號接口、有源控制器以及次級源和相應(yīng)功放。
[0008]智能家居網(wǎng)絡(luò)包括集成控制單元和各待控制設(shè)備，集成控制單元通過網(wǎng)絡(luò)連接各待控制設(shè)備并進行控制。
[0009]每個待控制設(shè)備中均設(shè)置有傳感器和次級源及其相應(yīng)功放。
[0010]傳感器探測獲得待控制設(shè)備的待控制信號，將待控制信號通過智能家居網(wǎng)絡(luò)輸入至集成控制單元，集成控制單元將控制信號經(jīng)信號接口傳輸至有源控制器，有源控制器對控制信號進行處理后得到輸出信號，輸出信號經(jīng)次級源的相應(yīng)功放驅(qū)動次級源發(fā)出針對待控制信號的抵消信號。
[0011]進一步地，智能家居網(wǎng)絡(luò)為有線網(wǎng)絡(luò)，則傳感器獲得智能家居的待控制信號后，通過智能家居網(wǎng)絡(luò)中的連接線傳輸?shù)郊煽刂茊卧?，并通過信號接口傳輸至有源控制器。
[0012]進一步地，智能家居網(wǎng)絡(luò)為無線網(wǎng)絡(luò)，則信號接口為無線信號接收模塊和無線信號發(fā)射模塊;集成控制單元中具備無線信號接收模塊和無線信號發(fā)射模塊;傳感器獲得智能家居的待控制信號后，通過集成控制單元中的無線信號發(fā)射模塊發(fā)射，并由無線信號接收模塊接收并傳輸至有源控制器;輸出信號經(jīng)無線信號發(fā)射模塊傳輸至待控制設(shè)備處，用于驅(qū)動次級源。
[0013]進一步地，待控制信號包括參考信號和誤差信號，則傳感器包括參考傳感器和誤差傳感器;參考傳感器用于探測獲得待控制信號的參考信號；誤差傳感器用于探測獲得待控制信號的誤差信號。
[0014]進一步地，包括振動控制和噪聲控制兩種工作模式，在振動控制的工作模式下，以待控制設(shè)備的振動信號作為待控制信號，則次級源為激振器;在噪聲控制的工作模式下，以待控制設(shè)備的噪聲信號作為待控制信號，則次級源為揚聲器。
[0015]有益效果:
[0016]本發(fā)明結(jié)合智能家居的多通道有源控制系統(tǒng)，充分利用了智能家居的網(wǎng)絡(luò)連接方式和綜合布線技術(shù)，可以對多臺、多型設(shè)備的有源降噪及有源減振進行集成控制，大大降低系統(tǒng)的硬件成本。另一方面，結(jié)合智能家居實現(xiàn)的多通道集成有源降噪功能，也能綜合考慮多個次級聲源間的耦合，實現(xiàn)集中控制，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0017]圖1結(jié)合智能家居的多通道有源控制系統(tǒng)(有線連接方式)；
[0018]圖2結(jié)合智能家居的多通道有源控制系統(tǒng)算法示意圖(有源減振部分，分布式控制系統(tǒng));
[0019]圖3結(jié)合智能家居的多通道有源控制系統(tǒng)算法示意圖(有源降噪部分，集中式控制系統(tǒng));
[0020]圖4結(jié)合智能家居的多通道有源控制系統(tǒng)(無線連接方式)。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0022]實施例1、該系統(tǒng)包括傳感器、信號接口、有源控制器以及次級源和相應(yīng)功放;傳感器和次級源及其相應(yīng)功放均設(shè)置于智能家居網(wǎng)絡(luò)中的待控制設(shè)備處;傳感器探測獲得待控制設(shè)備的待控制信號，將待控制信號通過智能家居網(wǎng)絡(luò)以及信號接口傳輸至有源控制器，經(jīng)有源控制器處理后得到控制輸出信號，控制輸出信號經(jīng)次級源的相應(yīng)功放驅(qū)動次級源發(fā)出針對待控制信號的抵消信號。
[0023]本實施例主要利用智能家居的綜合布線技術(shù)(包括有線連接和無線連接)，實現(xiàn)有源控制系統(tǒng)中控制信號的傳輸，從而對各設(shè)備的次級源輸出進行集中控制。智能家居網(wǎng)絡(luò)包括集成控制單元和各待控制設(shè)備，集成控制單元通過網(wǎng)絡(luò)連接各待控制設(shè)備并進行控制。
[0024]本實施例可以通過有線連接方式或者無線連接方式實現(xiàn)。
[0025]通過有線方式連接的系統(tǒng)包括:一個有源控制器，通用信號傳輸接口，若干次級源(揚聲器或者激振器)及相應(yīng)功放，若干參考傳感器和誤差傳感器。
[0026]控制系統(tǒng)中，參考傳感器和誤差傳感器探測到的信號，通過智能家居的連接線，傳輸?shù)街悄芗揖蛹煽刂茊卧?，并通過信號接口，作為有源控制器的輸入信號。有源控制器的輸出信號通過信號接口接入智能家居通信網(wǎng)絡(luò)，并傳輸?shù)礁髟O(shè)備的控制系統(tǒng)中，驅(qū)動次級源工作。
[0027]通過無線方式連接的系統(tǒng)包括:一個有源控制器，有源控制器的無線信號發(fā)射、接收模塊，若干次級源(揚聲器或者激振器)及相應(yīng)功放，若干參考傳感器和誤差傳感器。
[0028]控制系統(tǒng)中，參考傳感器和誤差傳感器探測到的信號，通過智能家居的無線信號發(fā)射模塊輸出，并通過有源控制器系統(tǒng)的無線信號接收模塊，作為有源控制器的輸入信號。有源控制器的輸出信號，則通過無線信號發(fā)射模塊，傳輸?shù)礁髟O(shè)備的控制系統(tǒng)中，驅(qū)動次級源工作。
[0029]結(jié)合智能家居的有源控制系統(tǒng)中，次級通道存在較大的延遲。因此，本發(fā)明對寬帶隨機噪聲的控制效果比較有限。周期性信號的控制效果幾乎不受次級通道延遲大小的影響。因此，本發(fā)明可以對各設(shè)備產(chǎn)生的周期性噪聲、振動進行較好控制。
[0030]實施例2、附圖1是一個通過有線連接方式與智能家居系統(tǒng)相連的有源控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)同時集成了有源降噪和有源減振的功能，可以分別對不同設(shè)備進行減振或者降噪處理。在有源減振部分，采用激振器作為次級源。在有源降噪部分，采用揚聲器作為次級源。[0031 ]以設(shè)備I的有源減振系統(tǒng)為例，其工作方式如下:
[0032]傳感器(I)是加速度傳感器(或者傳聲器)，作為參考傳感器使用，用于采集設(shè)備的振動參考信號。參考信號經(jīng)過連接線(2)，進入智能家居的控制線(12)，并傳輸?shù)街悄芗揖拥目刂葡到y(tǒng)(3)，再經(jīng)過信號輸出端(4)，傳輸?shù)接性纯刂破?5)中，作為有源控制的輸入信號。
[0033]傳感器(15)是加速度傳感器，作為誤差傳感器使用，用于采集控制位置設(shè)備的振動信號。誤差傳感器探測到的信號經(jīng)過連接線(16)，傳輸?shù)街悄芗揖拥目刂葡到y(tǒng)(3)，再經(jīng)過信號輸出端(6)，傳輸?shù)接性纯刂破?5)中，作為有源控制的另一組輸入信號。
[0034]有源控制系統(tǒng)以(4)和(6)為輸入，得到控制輸出信號?？刂戚敵鲂盘柦?jīng)過連接線
(7)，傳遞到控制系統(tǒng)功放(8)，驅(qū)動次級源(即激振器(9))工作。由此實現(xiàn)系統(tǒng)的集成有源控制。
[0035]本發(fā)明中，有源降噪系統(tǒng)與有源減振系統(tǒng)的工作方式相似。差別在于，有源降噪系統(tǒng)中誤差傳感器為傳聲器(1)，次級源為揚聲器(11)。
[0036]有源減振部分，各設(shè)備的次級源間相互干擾很小。因此，控制系統(tǒng)分別控制每臺設(shè)備的次級源輸入信號即可，是一個分布式控制系統(tǒng)。
[0037]有源降噪部分，各設(shè)備的次級源間可能存在較強的耦合。因此，控制系統(tǒng)需同時控制各臺設(shè)備的次級源輸入，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這是一個集中式控制系統(tǒng)?？刂扑惴ńY(jié)構(gòu)分別如附圖2和圖3所示。
[0038]附圖4是一個通過無線連接方式集成的有源控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)同樣集成了有源降噪和有源減振的功能。有源減振部分采用激振器作為次級源，有源降噪部分采用揚聲器作為次級源。
[0039]同樣以設(shè)備I的有源減振為例，其工作方式如下:
[0040]傳感器(I)是加速度傳感器(或傳聲器)，作為參考傳感器使用，用于采集設(shè)備的振動參考信號。采集到的參考信號，經(jīng)編碼后由無線發(fā)射模塊(13)發(fā)送，有源控制器的無線信號接收模塊(14)接收到信號后，進行解碼，并將解碼信號輸入到有源控制器(5)中，作為有源控制的輸入。
[0041]傳感器(15)是加速度傳感器，作為誤差傳感器使用，用于采集控制位置設(shè)備的振動信號。采集到的誤差信號，經(jīng)編碼后由無線發(fā)射模塊(13)發(fā)送，有源控制器的無線信號接收模塊(14)接收到信號后，進行解碼，并將解碼信號輸入到有源控制器(5)中，作為有源控制的另一組輸入。
[0042]有源控制系統(tǒng)以(4)和(6)為輸入，得到控制輸出信號?？刂戚敵鲂盘柦?jīng)編碼后由無線信號發(fā)射模塊(13)發(fā)射。控制系統(tǒng)功放(8)前端無線信號接收模塊(14)接收到信號后，進行解碼。解碼后的信號經(jīng)過功放(8)驅(qū)動次級源(即激振器(9))工作，由此實現(xiàn)系統(tǒng)的集成有源控制。
[0043]本發(fā)明中，有源降噪部分與有源減振部分的工作方式相似，差別在于，有源降噪部分的誤差傳感器為傳聲器，次級源為揚聲器。
[0044]與通過有線方式相連的方式類似，有源減振部分，各設(shè)備的次級源間相互干擾很小。因此，控制系統(tǒng)是一個分布式控制系統(tǒng)。有源降噪部分，各設(shè)備的次級源間可能存在較強的耦合。因此，控制系統(tǒng)需同時控制各臺設(shè)備的次級源輸入，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是一個集中式控制系統(tǒng)。
[0045]綜上，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種結(jié)合智能家居的有源控制系統(tǒng)，用于智能家居網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括傳感器、信號接口、有源控制器以及次級源和相應(yīng)功放； 所述智能家居網(wǎng)絡(luò)包括集成控制單元和各待控制設(shè)備，所述集成控制單元通過網(wǎng)絡(luò)連接各待控制設(shè)備并進行控制； 每個待控制設(shè)備中均設(shè)置有傳感器和次級源及其相應(yīng)功放； 所述傳感器探測獲得待控制設(shè)備的待控制信號，將待控制信號通過智能家居網(wǎng)絡(luò)輸入至所述集成控制單元，集成控制單元將控制信號經(jīng)信號接口傳輸至所述有源控制器，有源控制器對控制信號進行處理后得到輸出信號，所述輸出信號經(jīng)次級源的相應(yīng)功放驅(qū)動次級源發(fā)出針對所述待控制信號的抵消信號。2.如權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合智能家居的有源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能家居網(wǎng)絡(luò)為有線網(wǎng)絡(luò)，則所述傳感器獲得智能家居的待控制信號后，通過智能家居網(wǎng)絡(luò)中的連接線傳輸?shù)剿黾煽刂茊卧?，并通過信號接口傳輸至所述有源控制器。3.如權(quán)利要求2所述的一種結(jié)合智能家居的有源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能家居網(wǎng)絡(luò)為無線網(wǎng)絡(luò)，則所述信號接口為無線信號接收模塊和無線信號發(fā)射模塊;所述集成控制單元中具備無線信號接收模塊和無線信號發(fā)射模塊； 所述傳感器獲得智能家居的待控制信號后，通過集成控制單元中的無線信號發(fā)射模塊發(fā)射，并由無線信號接收模塊接收并傳輸至所述有源控制器； 所述輸出信號經(jīng)無線信號發(fā)射模塊傳輸至待控制設(shè)備處，用于驅(qū)動次級源。4.如權(quán)利要求1、2或者3所述的一種結(jié)合智能家居的有源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述待控制信號包括參考信號和誤差信號，則傳感器包括參考傳感器和誤差傳感器； 所述參考傳感器用于探測獲得待控制信號的參考信號； 所述誤差傳感器用于探測獲得待控制信號的誤差信號。5.如權(quán)利要求4所述的一種結(jié)合智能家居的有源控制系統(tǒng)，其特征在于，包括振動控制和噪聲控制兩種工作模式，在振動控制的工作模式下，以待控制設(shè)備的振動信號作為待控制信號，則所述次級源為激振器;在噪聲控制的工作模式下，以待控制設(shè)備的噪聲信號作為待控制信號，則所述次級源為揚聲器。
【文檔編號】H04L12/28GK106027348SQ201610605048
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月28日
【發(fā)明人】雷成友, 李紅鋼, 施衛(wèi)華, 鄧海華, 陳明
【申請人】中國船舶重工集團公司第七〇九研究所, 中國船舶重工集團公司第七一九研究所