專利名稱：一種家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能家居技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種以嵌入式系統(tǒng)擴展的包括計算機、網(wǎng)絡(luò)通信與家電控制技木。
背景技術(shù)：
智能家居的概念進入中國已經(jīng)有很多年，有眾多相關(guān)企業(yè)從事這方面技術(shù)的研究與產(chǎn)品的研發(fā)。但ー方面有很多的企業(yè)對智能家居產(chǎn)業(yè)看好，投入大量人力物カ進行研發(fā)與生產(chǎn)，另一方面對普通用戶而言，真正的智能家居相關(guān)產(chǎn)品遲遲無法進入尋常百姓家，目前國內(nèi)并無真正意義的智能家居產(chǎn)品大規(guī)模應(yīng)用。究其根本，一方面是現(xiàn)有產(chǎn)品并未真正滿足用戶最核心的需求，并且需要對現(xiàn)有家庭布線進行改造；另一方面是現(xiàn)有方案的成本過于高昂，令百姓難以接受。可以肯定的是，隨著生活水平的逐步提高、信息與電子產(chǎn)業(yè)的逐步發(fā)展，真正滿足大家需要的智能家居產(chǎn)品一定會逐步走進我們的生活。 隨著科技的發(fā)展，家中越來越多的新型設(shè)備與電器具備了網(wǎng)絡(luò)接入功能，具有完善且功能強大的操作系統(tǒng)與處理、存儲能力，例如平板電腦、網(wǎng)絡(luò)播放器、智能冰箱等；同時家庭內(nèi)還具有大量例如空調(diào)、電視機、機頂盒等通過紅外設(shè)備操控的傳統(tǒng)電器設(shè)備，這些設(shè)備具備各式各樣獨立的遙控器。如何將這些作用不同、功能迥異的不同電子電器設(shè)備歸入到同一個網(wǎng)絡(luò)中，能夠通過単一設(shè)備操作控制，是現(xiàn)在智能家居中較為核心需要解決的問題。除了上述功能，用戶在家中希望能夠享受到的功能可以歸納為便捷的多媒體娛樂功能，能夠通過電視觀看高清的最新多媒體資源；網(wǎng)絡(luò)信息功能，用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)隨時獲取最新咨詢與信息；應(yīng)用與娛樂功能，用戶能夠享受針對家庭場合的應(yīng)用與娛樂；智能控制功能，能夠?qū)⒓抑须娮与娖髟O(shè)備納入同一個網(wǎng)絡(luò)，進行本地或遠程管理。目前還未有產(chǎn)品及整套方案滿足上述四方面需求。如果有產(chǎn)品能夠滿足這些核心功能，同時符合低成本且不改動線路的要求，用戶會較容易接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，提供ー種整合各種家庭用電設(shè)備集中進行控制的方法，以實現(xiàn)將具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的新型設(shè)備與不具有網(wǎng)絡(luò)接入功能但配置有紅外遙控器的傳統(tǒng)型家用電器集中到同一個控制網(wǎng)絡(luò)中，統(tǒng)ー進行控制，進而滿足用戶的娛樂性、便利性的需求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是—種家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制方法，該方法通過ー主機對各被控設(shè)備集中進行控制，其特征在于，包括(I)設(shè)置ー用于向聯(lián)網(wǎng)的被控新型設(shè)備或控制終端發(fā)送控制命令的主機的步驟；(2)將具有網(wǎng)絡(luò)接入功能和處理運算能力的被控新型設(shè)備通過其上配置的相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接ロ與主機建立連接的步驟；
(3)設(shè)置至少ー個與所述主機建立有連接，用于接收主機控制命令，井向不具有網(wǎng)絡(luò)接入功能但具有紅外遙控功能的被控傳統(tǒng)設(shè)備發(fā)送與該控制命令對應(yīng)的紅外遙控信號的控制終端的步驟。所述具有網(wǎng)絡(luò)接入功能和處理運算能力是指設(shè)備可以通過有線或無線與其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或同樣具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的設(shè)備連接，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)互傳，并可以配置各種軟件模塊，以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進行各種處理的設(shè)備。在上述方法中，表示所述控制命令及控制命令的傳送對象的數(shù)據(jù)信息可以由用戶直接輸入，也可以將上述數(shù)據(jù)信息預(yù)存在主機中，由用戶選擇指定。選擇后者時，所述主機應(yīng)被配置有被控設(shè)備列表，及針對姆一被控設(shè)備建立的控制項目名稱(如開機、關(guān)機、待機、播放、暫停、頻道+、頻道_、音量増大、音量減小、等)與控制命令一対一映射表；本發(fā)明上述方法以主機為總中心，通過構(gòu)建有線及及無線通信網(wǎng)絡(luò)，不僅將家庭 內(nèi)各類帶有網(wǎng)絡(luò)接入與處理能力的新型設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，還通過設(shè)置帶紅外遙控信號發(fā)送功能的控制終端，將不帶有網(wǎng)絡(luò)接入與處理能力但具備紅外遙控功能的傳統(tǒng)設(shè)備集中在同一個家庭網(wǎng)絡(luò)中，以摒棄這些設(shè)備獨立的遙控器，進而實現(xiàn)由一臺主機統(tǒng)ー控制新型設(shè)備和傳統(tǒng)設(shè)備的目的。本發(fā)明方法的最大優(yōu)點在于，充分利用傳統(tǒng)設(shè)備的自身特點，在不對其進行任何改造的前題下，實現(xiàn)對其進行組網(wǎng)集中控制。使用基于該方法的控制系統(tǒng)，對于家庭用戶來說，無需投入更多的電器改造成本，更不用只為了對用電設(shè)備的集中控制，而淘汰傳統(tǒng)設(shè)備。本發(fā)明方法在實際應(yīng)用中，具有很強的實用價格和現(xiàn)實意義。在上述方法中，所述控制終端相當(dāng)于是擴展節(jié)點，作用在于擴大主機針對傳統(tǒng)設(shè)備的控制范圍。在執(zhí)行對傳統(tǒng)設(shè)備控制時，主機將用戶的用戶指令轉(zhuǎn)化為控制終端可識別的控制命令，再由控制終端轉(zhuǎn)化遙控紅外信號發(fā)出，實現(xiàn)此控制過程，必需先在主機或控制終端配置各被控傳統(tǒng)設(shè)備的紅外遙控信號調(diào)制碼。根據(jù)紅外遙控信號調(diào)制碼的存儲位置不同，本發(fā)明提供了兩種方案。方案一，將紅外遙控信號調(diào)制碼存儲在主機中，前文所述的控制命令在對應(yīng)被控傳統(tǒng)設(shè)備時，即指被控傳統(tǒng)設(shè)備紅外遙控信號調(diào)制碼；采用此方案，對傳統(tǒng)設(shè)備的控制步驟 如下所述主機根據(jù)用戶指定的被控傳統(tǒng)設(shè)備的編號及控制項目名稱，讀取相應(yīng)設(shè)備的控制項目名稱與控制命令映射表中與該控制項目名稱相對應(yīng)的紅外遙控信號調(diào)制碼，并將所述紅外遙控信號調(diào)制碼做為控制命令發(fā)送給用戶指定的被控傳統(tǒng)設(shè)備所對應(yīng)的控制終端，所述控制終端基于接收的紅外遙控信號調(diào)制碼，調(diào)制生成相應(yīng)紅外遙控信號并發(fā)送給指定的被控傳統(tǒng)設(shè)備。此方案的最大優(yōu)點在干，按制終端主要起調(diào)制并發(fā)送紅外遙控信號的作用，其終端處理模塊的解析過程被簡化為轉(zhuǎn)發(fā)送過程，因此，終端處理模塊不需要具備額外的運算能力，采用簡單的紅外調(diào)制芯片即可。此外采用該方案，控制終端也不需專門的存儲芯片用來存儲大量的紅外遙控信號調(diào)制碼。方案ニ，將紅外遙控信號調(diào)制碼存儲在控制終端中，而前文所述的控制命令僅為ー種自定義操作代碼。所述控制終端還需要包括有用于存儲紅外遙控調(diào)制碼的存儲模塊，在此方案下，所述控制終端還需要配置有被控傳統(tǒng)設(shè)備紅外遙控信號調(diào)制碼與所述自定義操作代碼ー對一的映射表；采用此方案，對傳統(tǒng)設(shè)備的控制步驟如下
所述主機根據(jù)用戶指定的被控傳統(tǒng)設(shè)備的編號及控制項目名稱，讀取相應(yīng)設(shè)備的控制項目名稱與控制命令映射表中與該控制項目名稱相對應(yīng)的自定義操作代碼，并將所述自定義操作代碼做為控制命令發(fā)送給用戶指定的被控傳統(tǒng)設(shè)備所對應(yīng)的控制終端，所述控制終端根據(jù)接收的自定義操作代碼讀取存與該自定義操作代碼對應(yīng)的紅外遙控信號調(diào)制碼，并基于該紅外遙控信號調(diào)制碼調(diào)制生成相應(yīng)紅外遙控信號并發(fā)送給指定被控傳統(tǒng)設(shè)備。此方案的最大優(yōu)點在干，當(dāng)為主機配備具有發(fā)送控制命令功能及自帶顯示屏的遙控器時，遙控器可以在主機不開機情況下，直接通過控制終端控制各傳統(tǒng)設(shè)備。還可以通過在具有與所述控制終端的通訊接ロ模塊相匹配的通訊模塊的智能電子設(shè)備(手機，平板電腦，PDA, PSP等)上配置相應(yīng)軟件程序，實現(xiàn)通過智能電子設(shè)備通過控制終端控制各傳統(tǒng)設(shè)備。為實施上述方法，本發(fā)明的另ー個目的是，提供一種基于上述方法的控制系統(tǒng)。實現(xiàn)該目的，采用的具體方案是 ー種家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制系統(tǒng)，其特征在于，包括一配置有被控設(shè)備列表及針對每一被控設(shè)備建立的控制項目名稱與控制命令一対一映射表的主機，和至少ー個控制終端；所述主機包括用于用戶輸入的輸入單元，用于根據(jù)用戶輸入的信息完成相應(yīng)處理任務(wù)的處理單元，用于主機與被控新型設(shè)備和/或控制終端進行通信的通信単元，以及數(shù)據(jù)存儲単元；所述處理単元至少被配置為根據(jù)用戶輸入的信息生成相應(yīng)控制命令，并通過通信單元將所述控制命令發(fā)送給被控新型設(shè)備或控制終端；所述控制終端包括用干與主機通信并接收主機發(fā)送的控制命令的通訊接ロ模塊，用于解析所述控制命令并輸出紅外線信號編碼的終端處理模塊，以及用于基于終端處理模塊輸出的紅外線信號編碼調(diào)制紅外線信號并發(fā)出的紅外發(fā)送模塊。根據(jù)前文關(guān)于方法的描述，所述控制命令可以是ー種自定義操作代碼，也可以就是紅外遙控信號調(diào)制碼。如果用ー種自定義操作代碼作為主機的控制命令，并將紅外遙控信號調(diào)制碼存儲在控制終端中，所述控制終端需還包括一用于存儲紅外遙控調(diào)制碼的存儲模塊，并且所述控制終端應(yīng)配置有被控傳統(tǒng)設(shè)備紅外遙控信號調(diào)制碼與所述控制命令一対一的映射表，所述終端處理模塊對控制命令的解析是指根據(jù)接收的自定義操作代碼讀取該映射表中與之對應(yīng)的紅外遙控信號調(diào)制碼。如果直接用被控傳統(tǒng)設(shè)備紅外遙控信號調(diào)制碼作為主機的控制命令，則所述終端處理模塊對控制命令的解析是指轉(zhuǎn)送紅外遙控信號調(diào)制碼。在上述方案中，所述存儲単元用于存儲系統(tǒng)及驅(qū)動程序、應(yīng)用程序、出廠配置或用戶輸入的紅外遙控信號調(diào)制碼數(shù)據(jù)、以及其它用戶數(shù)據(jù)，根據(jù)其功能應(yīng)至少包括一個非易失的存儲器，例如，ROM, EP-R0M,或硬盤，閃存等，也可以再包括ー個緩存存儲器，例如RAM。所述處理単元根據(jù)其功能應(yīng)包括至少ー個具有運算處理能力的主處理器和指導(dǎo)所述主處理器進行運算以完成各種處理任務(wù)，進而實現(xiàn)處理單元各種功能的軟件程序，還可以包括用于主處理器與主機其它組成部分通訊的處理器外圍數(shù)字I/o接ロ。所述軟件程序存儲在存儲器內(nèi)，可分為系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序；所述主處理器通過執(zhí)行所述系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序，完成待機、對用戶操作的響應(yīng)、對用戶指令的識別，井根據(jù)不同的用戶指令執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)用程序代碼等功能。例如，將用戶輸入的紅外信號編碼轉(zhuǎn)存入存儲單元的存儲器，并為其分配獨立的ID ;再如，根據(jù)用戶輸入或選擇的控制項，從存儲器中讀取相應(yīng)的紅外線編碼，并輸出至發(fā)送單元，指示發(fā)送單元向指定控制終端發(fā)送該紅外線編碼。再如，根據(jù)用戶輸入或選擇的控制項，向指定被控設(shè)備發(fā)送可被被控設(shè)備解析的相應(yīng)控制命令。所述輸入?yún)g元作為人機交互的橋梁，在所述主機中，可以包括一個相關(guān)部件被觸發(fā)后可向主處理器輸入相應(yīng)電信號的輸入裝置，如設(shè)置有按鍵的鍵盤、觸摸式屏幕、語音識別裝置等等。該輸入裝置的輸出接ロ直接或間接與主處理 器通過數(shù)字I/o接ロ連接。也可以只包括或者同時包括一與主處理器通過數(shù)字I/o接ロ連接的無線輸入接ロ模塊，同時在主機外為控制系統(tǒng)配置一獨立的無線輸入裝置，該無線輸入裝置包括被觸發(fā)后可輸出相應(yīng)電信號的觸發(fā)部件和將該電信號發(fā)送給主機上的無線輸入模塊的無線輸出接ロ模塊。該方案中，所述無線輸入裝置可以通過紅外線、藍牙等ー種無線通訊方式向主機傳輸用戶操作產(chǎn)生的信號。所述通信單元的作用在于建立至少一條主機到被控設(shè)備和/或控制終端的數(shù)據(jù)通道，以便于處理器將控制命令由主機輸出至被控設(shè)備和/或控制終端?；诖斯δ?，所述通信単元一般應(yīng)包括一個與所述處理器通過數(shù)字I/O接ロ連接的信號輸入接ロ，和ー個與被控設(shè)備和/或控制終端所配置的通訊接ロ相匹配的信號輸出接ロ或無線信號發(fā)生裝置。從通訊連接方式上分，主機到被控設(shè)備和/或控制終端的連接可分為有線通訊連接和無線通訊連接兩種，根據(jù)被控設(shè)備所包含的種類，所述主機與被控設(shè)備的連接形式也會有多種不同，通信単元的結(jié)構(gòu)組成也有多種方案。對于配置有標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接ロ的以太網(wǎng)接ロ模塊或USB接ロ等有線接ロ的被控設(shè)備，為實現(xiàn)主機對其控制，所述主機的通信単元需要同樣包括基于以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的接ロ模塊或USB主控模塊等有線接ロ模塊(概括不恰當(dāng)，USB接ロ分主和從)。為實現(xiàn)對多個配置有以太網(wǎng)接ロ模塊的被控設(shè)備集中控制，所述主機的通信単元進ー步需要包括集線器或路由器模塊，或者USB接ロ擴展模塊。所述主機與上述被控設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線或USB數(shù)據(jù)線連接。對于配置有無線通訊模塊的被控設(shè)備，如藍牙模塊、wifi模塊、Zigbee模塊等，為實現(xiàn)主機對其控制，所述主機的通信單元需包括與被控設(shè)備相匹配的無線通訊模塊，無線通信模塊一般通過串ロ與處理器相連，例如SPI、UART等由于目前現(xiàn)有的無線通訊模塊均支持一對多的功能或模式，因此，配有一種無線通訊模塊的通信単元，則可以實現(xiàn)對配置有該種無線通訊模塊的多個被控設(shè)備的統(tǒng)ー控制。所述主機與上述被控設(shè)備采用相應(yīng)的無線協(xié)議無線連接。如果要實現(xiàn)主機對配置有有線接ロ的被控設(shè)備和配置有無線接ロ的被控設(shè)備的同時控制。至少有兩種可選方案，其ー是，所述通信単元同時包括有線接ロ模塊和無線接ロ模塊，分別負責(zé)與兩種被控設(shè)備直接通訊；其ニ是，所述通信単元只包括無線接ロ模塊，而針對配置有有線接ロ的被控設(shè)備，設(shè)置一接收主機無線信號并將以有線形式輸出的終端接收轉(zhuǎn)換裝置。該裝置的輸入接ロ與被控設(shè)備配置的有線接ロ相匹配。所述控制終端的作用在于實現(xiàn)主機對不具有網(wǎng)絡(luò)接入功能但具備紅外遙控功能的傳統(tǒng)用電設(shè)備的控制。其主要功能是接收主機發(fā)送的控制命令，并將其轉(zhuǎn)換成可被傳統(tǒng)設(shè)備識別的紅外遙控信號發(fā)送出去。因此，所述控制終端的通訊接ロ模塊的功能以能夠與主機建立連接且其接收到的數(shù)據(jù)能夠被終端處理器模塊讀取為準(zhǔn)。實現(xiàn)該功能亦有多種方案。其一，如果，選擇有線連接方式連接所述主機與所述控制終端，所述控制終端的通訊接ロ模塊最簡單方案是，僅由一個與終端處理器連接的串行或并行數(shù)字接ロ構(gòu)成，相應(yīng)地，所述主機的通信單元也應(yīng)包括一串行或并行數(shù)字接ロ，雙方的串行或并行數(shù)字接ロ通過串行或并行數(shù)據(jù)總線連接。其ニ，所述控制終端的通訊接ロ模塊也可以由ー個RJ45有線網(wǎng)絡(luò)接ロ模塊或USB、接ロ模塊構(gòu)成，與所述主機的通信単元通過網(wǎng)線或USB數(shù)據(jù)線連接。有線連接的最大缺點在干，需要布置連接線，且不方便移動。其三，當(dāng)然，所述控制終端的通訊接ロ模塊也可以是ー個無線接ロ模塊，該無線接ロ模塊與所述通信単元的無線通訊模塊相匹配，所述控制終端和具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的被控設(shè)備連接到所述主機通信単元的同一個無線接ロ模塊。所述終端處理模塊可以由任ー種具有運算處理能力的終端處理器及其外圍的數(shù)字I/O接ロ組成，所述紅外信號發(fā)送模塊包括脈寬調(diào)制電路和紅外信號發(fā)生元件，所述脈寬調(diào)制電路輸入端通過數(shù)字I/o接所述終端處理器。在本發(fā)明中，所述控制終端與被控傳統(tǒng)用電設(shè)備，可以ー對一配置，這種情況下，所述紅外信號發(fā)送模塊的紅外發(fā)生元件選用單向紅外ニ極管即可，所述的被控設(shè)備列表中對應(yīng)每ー個設(shè)備應(yīng)包含有被控傳統(tǒng)設(shè)備的名稱或編號、與被控傳統(tǒng)設(shè)備一対一配置的控制終端與主機連接的通訊端ロ及類型。所述控制終端與被控傳統(tǒng)用電設(shè)備，也可以ー對多配置，所述紅外信號發(fā)送模塊的紅外發(fā)生元件選用周向紅外發(fā)射圈，所述的被控設(shè)備列表中對應(yīng)每ー個設(shè)備應(yīng)包含有被控傳統(tǒng)設(shè)備的名稱或編號、與被控傳統(tǒng)設(shè)備ー對多配置的控制終端與主機連接的通訊端ロ及類型。所述控制終端與被控傳統(tǒng)用電設(shè)備一対一配置的優(yōu)點在于很容易在家庭內(nèi)找到放置各控制終端的合適位置，而ー對多配置則可以節(jié)省控制系統(tǒng)的總體成本，并節(jié)省控制終端占用家庭空間，但是要在房間內(nèi)找到一個與各被控傳統(tǒng)設(shè)備之間均無隔擋物的放置控制終端的位置，方可正常使用。綜合兩種配置方式則可有效發(fā)揮各自的優(yōu)點。作為本發(fā)明所述系統(tǒng)的一種改進，為了使用戶在主機上的控制操作過程直觀可見，以便于準(zhǔn)確控制，還可以在所述主機中設(shè)圖形輸出接ロ，用于外接顯示設(shè)備，如電視機、計算機屏幕等，同時為所述處理器配置響應(yīng)用戶操作井向圖形輸出接ロ輸出引導(dǎo)或提示用戶操作的界面的功能。還可以再進ー步在所述主機中設(shè)音頻輸出接ロ，用于連接音響設(shè)備，如音箱、電視機揚聲器等。同時為所述處理器配置在條件達成時向所述音頻輸出接ロ輸出特定提示音的功能。
此外，如果所述處理器選用具有多任務(wù)處理能力的MCU，還可以為處理器配置音視頻播放器功能，即，解碼存儲器中的音視頻文件，并將解碼后的圖像數(shù)據(jù)通過圖形輸出接ロ輸出，將音頻數(shù)據(jù)通過音頻輸出接ロ輸出的功能。也可以為所述主機配置用于解碼存儲器中的音視頻文件并輸出的專門的視頻解碼模塊(GPU)?，F(xiàn)代家庭中一般會有多個需要用到顯示設(shè)備的用電設(shè)備，如電腦、數(shù)字電視播放機、DVD播放機、監(jiān)控安防系統(tǒng)等，這些設(shè)備除電腦外，一般很少配置專門的顯示器，而主要是利用電視機顯示圖像和播放聲音。然而一般電視機尤其早期電視機并不會設(shè)置很多個音視頻輸入接ロ，這使得上述設(shè)備在變更使用時，不得不反復(fù)插拔連接線。為此，本發(fā)明還對所述主機作出了更進一歩的改進，即在主機中設(shè)置多組音視頻輸入接ロ，并為所述處理器配置選擇其中一組音視頻輸入接ロ與音視頻輸出接ロ連通的功
倉^:。作為本發(fā)明所述系統(tǒng)的再進ー步改，所述主機還可以直接集成用于播放數(shù)字電視的數(shù)字電視模塊、用于提供家庭網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)路由模塊、用于連接外網(wǎng)的網(wǎng)卡或網(wǎng)絡(luò)調(diào)制解調(diào)模塊等中ー種或幾種，這種將傳統(tǒng)機頂盒、家庭影院電腦(HTPC)、家庭控制網(wǎng)關(guān)、萬能遙控器等多設(shè)備整合集成的思路，可以為準(zhǔn)備購入上述媒體設(shè)備的用戶提供了更廉價的選擇。


圖I是本發(fā)明所述控制系統(tǒng)的原理框圖。圖2是本發(fā)明所述控制系統(tǒng)的硬件架構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的控制終端的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明所述控制系統(tǒng)的控制過程流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖以相對具體的應(yīng)用實例來進ー步說明本發(fā)明的方法及控制系統(tǒng)的原理及具體實現(xiàn)方案。參照圖I，該圖展示了一種基于本發(fā)明思路設(shè)計的滿足網(wǎng)絡(luò)訪問、應(yīng)用、多媒體播放、家電控制的家庭信息娛樂與智能控制中心(以下簡稱家庭中心)。不同于以往単一的機頂盒或影音播放產(chǎn)品，家庭中心在具備基本的網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用處理能力至外，還融合了對其他電子產(chǎn)品、設(shè)備的統(tǒng)ー控制功能。被控制的設(shè)備包括有DVD播放器、藍光播放器、機頂盒、高清/網(wǎng)絡(luò)播放器、電視機、空調(diào)、高檔冰箱等有紅外遙控器的電器，以及平板電腦、智能手機等新型智能設(shè)備。對于眾多多媒體設(shè)備，家庭中心還提供了統(tǒng)ー的音視頻輸入接ロ，可將各多媒體設(shè)備的音視頻輸出線纜統(tǒng)接入到家庭中心。同時，家庭中心還配置有專門的中心遙控器。這樣，以家庭中心為核心，以中心遙控器為核心控制設(shè)備，通過無線、有線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，組成了滿足上述四部分功能，實現(xiàn)多視頻統(tǒng)ー觀看，多設(shè)備一體控制的智能網(wǎng)絡(luò)。所述的家庭中心，核心部分是ー套基于本發(fā)明所述系統(tǒng)的構(gòu)思的控制系統(tǒng)，主要包括主機、控制終端、和所述的中心遙控器?；诓桓膭蛹彝ガF(xiàn)有線路的思想，本例對主機與被控新型設(shè)備和控制終端之間、控制終端與被控傳統(tǒng)設(shè)備之間、以及中心遙控器與主機之間的通訊方式，設(shè)計無線與有線兩套方案。
無線方案采用無線信號傳輸?shù)姆绞?，在主機、遙控器與控制終端間進行通信?？梢允沁@三者之間任意兩者的通信，例如遙控器可以直接與主機通信，或者直接與控制終端通信，也可以先將命令發(fā)送至主機，再由主機發(fā)送至控制終端。無線通信可以采用藍牙、2. 4G、Zigbee、網(wǎng)絡(luò)WIFI、射頻信號等，不同通信方式根據(jù)實際情況選用的通信模塊決定。有線方案可以是通過電カ傳輸線或網(wǎng)絡(luò)線連接，利用家庭中現(xiàn)有鋪設(shè)好的線路實現(xiàn)。電カ傳輸線采用國家通用的XlO標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)傳輸線需要在通信端兩端，即主機與控制終端安裝網(wǎng)絡(luò)RJ45接ロ，兩方同時配置具有網(wǎng)絡(luò)處理功能的芯片。這種情況下，對于不可能設(shè)置有線連接的遙控器來說，無法與控制終端直接通信，需要先通過無線方式將信號發(fā)送給主機，再由主機通過電カ線或網(wǎng)絡(luò)線傳輸給控制終端。
對于新型設(shè)備，自身都帶有有線或無線網(wǎng)絡(luò)接ロ，可以直接與主機基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通信。設(shè)計主機端、控制終端端以及設(shè)備客戶端的通信軟件，使得彼此之間可以完成通信功倉^:。在現(xiàn)代家庭中，顯然無線方案更符合用戶的使用需求。下面以無線方案為例，展示所述家庭中心的ー種具體實施方案，本方案中，所述主機包括主板，以及設(shè)置在主板上的電源電路、非易失存儲器、主處理器、視頻信號處理模塊、網(wǎng)絡(luò)處理模塊等，其中視頻信號處理模塊包括至少ー個音視頻輸入接口和一個音視頻輸出接ロ，能夠?qū)⒍嗦芬曨l信號集中處理，將音視頻流統(tǒng)ー輸入主處理器，根據(jù)需要處理后統(tǒng)ー輸出到顯示設(shè)備，如家用電視機；網(wǎng)絡(luò)處理模塊包括兩部分，負責(zé)與外部互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通的有線以及無線通信處理電路，以及負責(zé)內(nèi)部與遙控器及控制終端通信的無線通信處理電路，前者包括RJ45接ロ芯片及電路、WIFI通信模塊電路，后者可以是藍牙、Zigbee,2. 4G、射頻或WIFI中的ー種，考慮到通信距離，本方案中采用的是Zigbee模塊。主機包括的接ロ有SATA，用干與高速存儲設(shè)備連接，例如硬盤；USB接ロ及SD卡接ロ，用于連接SD卡、USB盤、移動硬盤等便攜存儲設(shè)備；音視頻輸入接ロ，包括HDMI與AV端子，用于將主機周邊的多媒體設(shè)備例如DVD播放器、藍光播放器等播放設(shè)備的音視頻統(tǒng)ー輸入，在控制這些設(shè)備的同時可以方便的控制當(dāng)前視頻通道，即顯示器顯示的畫面；音視頻輸出接ロ，包括HDMI、VGA、AV端子、YPbPr色差分量、光纖/同軸數(shù)字音頻輸出，用于將數(shù)字或模擬的音視頻信號輸出到對應(yīng)設(shè)備，例如電視機，投影儀，功放音箱等。以及電源接ロ，本例中所述主機采用12V直流電源供電。遙控器包括處理器、內(nèi)存、Flash存儲芯片、通信芯片，本發(fā)明中主機與遙控器通信采用了 Zigbee通信，遙控器可以方便對主機進行各種操控，也可以作為集中控制器，配合主機輸出的電視畫面，對整屋電器進行綜合控制與管理，或無需主機直接對控制終端進行通信與控制。控制終端可以配置ー個或多個，根據(jù)需要放置在家庭內(nèi)電器密集的區(qū)域，因為本方案中設(shè)計的控制終端具有360度發(fā)射紅外線的能力，只需保證控制終端與被控電器間無遮擋物即可?？刂平K端包括通信模塊，處理器與紅外收發(fā)模塊，通信模塊采用與主機匹配的Zigbee模塊，能夠分別與主機或遙控器直接通信，將接收到的指令轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的紅外線碼，在以360度的范圍發(fā)射出去，在此終端控制范圍內(nèi)的家用電器會收到紅外碼，若是對應(yīng)被控電器，則會執(zhí)行相關(guān)命令，從而完成對電器的遠程控制。本方案中，主機出或控制終端出廠時，需要預(yù)先存儲常用家電的紅外遙控信號調(diào)制碼，對于紅外遙控信號調(diào)制碼不在預(yù)存范圍內(nèi)的電器，在房間內(nèi)裝配本系統(tǒng)后，需要首先進行學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)時可以將該電器的遙控器對準(zhǔn)控制終端的紅外收發(fā)圈，選擇學(xué)習(xí)模式，按下電器遙控器上需要學(xué)習(xí)的功能鍵，依次學(xué)習(xí)該遙控器各按鍵對應(yīng)的紅外遙控信號調(diào)制碼，系統(tǒng)會自動將這些編碼保存起來。存儲的全部電器的紅外遙控信號調(diào)制碼可以放置于控制終端、主機或遙控器，考慮到終端成本，本方案中將所有紅外遙控信號調(diào)制碼存儲于主機端，終端節(jié)點不需要任何存儲芯片，控制時遙控器首先與主機通信，選擇希望控制的電器，由主機直接發(fā)出紅外遙控信號調(diào)制碼到控制終端，終端收到后不需要轉(zhuǎn)換處理，直接將編碼發(fā)出即可，這樣做的優(yōu)點是節(jié)省成本，缺點是遙控器無法在主機不開機的情況下控制終端，若需要直接控制終端，則可以將存儲紅外碼的芯片放置與控制終端電路板，遙控器只需要直接選擇待控電器并通過Zigbee發(fā)送給控制終端，終端在存儲芯片中調(diào)用相對應(yīng)的紅外碼再發(fā)送。由以上描述可以看出，一套完整的控制系統(tǒng)至少包括智能中心主機、一個遙控器與用于ー個擴展的控制終端。工作時，例如希望打開并播放一臺藍光播放器，可以將播放器的視頻輸出HDMI輸出至主機，操作時不再需要操作藍光機的遙控器，通過智能中心的遙控器在電視上選擇藍光機設(shè)備，確認開始播放，主機將模式切換為藍光機播放模式，則主機端會向控制終端通過Zigbee發(fā)送對應(yīng)藍光機的兩組紅外編碼，第一組為打開藍光播放器命令，第二組為播放當(dāng)前影碟命令，控制終端收到后將依次發(fā)出基于此紅外編碼調(diào)制的紅外 遙控信號，藍光播放器收到后會執(zhí)行打開及播放操作。同時主機自動或手動選擇將視頻輸入切換為藍光機通道，電視畫面則可以自動顯示出藍光設(shè)備的播放畫面。關(guān)閉時同理，遙控器選擇關(guān)閉鍵后，主機依次發(fā)出停止播放、關(guān)閉播放的指令，由終端節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)出，同時將視頻輸入通道切回之前的模式。根據(jù)以上方式，可以實現(xiàn)在同一個電視畫面上，通過ー個遙控器對屋內(nèi)所有紅外電器的統(tǒng)ー控制與管理。上述方法同樣可以實現(xiàn)遠程異地控制，用戶可以在各類智能終端例如電腦、智能手機上安裝客戶端，用戶可以在客戶端上通過顯示界面對電器執(zhí)行操作，例如打開客廳的空調(diào)，選擇此空調(diào)后點擊打開，并設(shè)置溫度與風(fēng)量。此數(shù)據(jù)通過客戶端與家庭中的主機，通過互聯(lián)網(wǎng)通信完成數(shù)據(jù)傳遞，主機收到后依次向擴展終端發(fā)出打開客廳空調(diào)、設(shè)定模式、溫度的紅外編碼，空調(diào)會收到這些命令并按步驟執(zhí)行，待用戶回到家中時，空調(diào)已運行一段時間，室內(nèi)溫度已經(jīng)達到用戶希望。參照圖2，該展示了上述具體實施方案的家庭中心的主機、遙控器與控制終端的硬件架構(gòu)。其中，主機要達到網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用、多媒體等基本功能，需要具備的模塊或接ロ包括SATA接ロ，用于連接硬盤或播放機芯;USB接ロ，支持外接USB、移動硬盤等移動存儲設(shè)備接入，若需要支持多個USB視情況添加USB HUB ;網(wǎng)絡(luò)接ロ模塊，能夠支持RJ45有線接ロ或WIFI無線通信；存儲模塊，支持大容量內(nèi)存以及外部flash存儲器；音視頻輸出能夠分別支持HDMI、模擬視頻、數(shù)字/模擬音頻輸出；需要設(shè)計無線通信模塊以及有線通信模塊，通過數(shù)據(jù)線與主機連接，主機能夠與遙控器或節(jié)點通信。遙控器一般采用單片機或arm系統(tǒng)，帶有片內(nèi)或片外的內(nèi)存與flash資源；能夠?qū)b控器按鍵進行掃描；同時支持多個功能模塊，例如重力加速度傳感器、觸摸板等，能夠使遙控器收集多種用戶操作信息，達到更好的操作體驗?？刂平K端采用能夠達到功能的最小系統(tǒng)，一般也會包括有一片微處理器，根據(jù)功能要求不同，分別帶有有線通信接ロ或無線通信接ロ，能夠接收主機或遙控器的命令，轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的紅外編碼，通過紅外ニ極管發(fā)射出去。由圖中可以看出，無線通信可以在主機、遙控器、控制終端之間兩兩展開，主機與遙控器間是雙向通信，可以相互發(fā)送通信請求，而控制終端為單向通信，僅從主機或遙控器接收命令。所述控制終端的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，包括有底座2和發(fā)射頭。底座用于安放電路板，對有線傳輸版本還具有網(wǎng)絡(luò)接ロ 3和電源接ロ 4，無線版本需要具有電池倉；發(fā)射頭裝有圓弧狀360度的紅外發(fā)射圈1，能夠向四周360度無差別的發(fā)射同一組調(diào)制后的紅外信號，無論被控電器位置在哪里，只要處于有效輻射距離內(nèi)，就可以接收到對應(yīng)的紅外指令。上述家庭中心完整的操控流程可以概括為如下四步第一歩，用戶首先將所有多媒體設(shè)備終端的音視頻輸出線纜，按照接ロ類型連接于家庭中心；第二步，用戶添加現(xiàn)有設(shè)備于控制中心軟件。例如將DVD、機頂盒與空調(diào)依次添加。用戶需要在電器數(shù)據(jù)庫中選取相關(guān)型號，若無此型號，則需要新建設(shè)備數(shù)據(jù)，將設(shè)備遙控器對準(zhǔn)主機的紅外識別端，讀取主要按鍵功能的紅外編碼，并保存該設(shè)備；第三歩，綁定電視機于家庭中心，使得電視作為中心的輸出設(shè)備，包括電視機型號選取或紅外指令學(xué)習(xí)，以及將家庭中心輸出的音視頻線纜連接于電視機；第四步，對用戶而言，就可以在統(tǒng)一界面中選取需要控制的電器并進行操控了。用戶可以用一個遙控器在電視界面上用軟鍵盤操控，也可以在遙控器上集成顯示屏，以顯示屏輸出。相比傳統(tǒng)的萬能遙控器，核心操作都是通過電視機在主機完成的，能夠容載的數(shù)據(jù)量、設(shè)備數(shù)都會大大增加，近似無限擴展。上述四步驟的具體細節(jié)，詳見圖4所示的控制流程圖。根據(jù)該圖所示用戶可根據(jù)需要分別進入到多媒體、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用與流程的界面，并進行相關(guān)操作。
權(quán)利要求
1.一種家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制方法，該方法通過一主機對各被控設(shè)備集中進行控制，其特征在于，包括 (1)設(shè)置一用于向聯(lián)網(wǎng)的被控新型設(shè)備或控制終端發(fā)送控制命令的主機的步驟； (2)將具有網(wǎng)絡(luò)接入功能和處理運算能力的被控新型設(shè)備通過其上配置的相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口與主機建立連接的步驟； (3)設(shè)置至少一個與所述主機建立有連接，用于接收主機控制命令，并向不具有網(wǎng)絡(luò)接入功能但具有紅外遙控功能的被控傳統(tǒng)設(shè)備發(fā)送與該控制命令對應(yīng)的紅外遙控信號的控制終端的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制方法，其特征在于， 所述主機被配置有被控設(shè)備列表，及針對每一被控設(shè)備建立的控制項目名稱與控制命令一對一映射表； 所述控制命令為一種自定義操作代碼，所述控制終端被配置有被控傳統(tǒng)設(shè)備紅外遙控信號調(diào)制碼與所述自定義操作代碼一對一的映射表； 所述主機根據(jù)用戶指定的被控傳統(tǒng)設(shè)備的編號及控制項目名稱，讀取相應(yīng)設(shè)備的控制項目名稱與控制命令映射表中與該控制項目名稱相對應(yīng)的自定義操作代碼，并將所述自定義操作代碼做為控制命令發(fā)送給用戶指定的被控傳統(tǒng)設(shè)備所對應(yīng)的控制終端，所述控制終端根據(jù)接收的自定義操作代碼讀取存與該自定義操作代碼對應(yīng)的紅外遙控信號調(diào)制碼，并基于該紅外遙控信號調(diào)制碼調(diào)制生成相應(yīng)紅外遙控信號并發(fā)送給指定被控傳統(tǒng)設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制方法，其特征在于， 所述主機被配置有被控設(shè)備列表，及針對每一被控設(shè)備建立的控制項目名稱與控制命令一對一映射表； 對應(yīng)被控傳統(tǒng)設(shè)備所述控制命令為被控傳統(tǒng)設(shè)備紅外遙控信號調(diào)制碼； 所述主機根據(jù)用戶指定的被控傳統(tǒng)設(shè)備的編號及控制項目名稱，讀取相應(yīng)設(shè)備的控制項目名稱與控制命令映射表中與該控制項目名稱相對應(yīng)的紅外遙控信號調(diào)制碼，并將所述紅外遙控信號調(diào)制碼做為控制命令發(fā)送給用戶指定的被控傳統(tǒng)設(shè)備所對應(yīng)的控制終端，所述控制終端基于接收的紅外遙控信號調(diào)制碼，調(diào)制生成相應(yīng)紅外遙控信號并發(fā)送給指定的被控傳統(tǒng)設(shè)備。
4.一種家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制系統(tǒng)，其特征在于，包括一配置有被控設(shè)備列表及針對每一被控設(shè)備建立的控制項目名稱與控制命令一對一映射表的主機，和至少一個控制終端； 所述主機包括 用于用戶輸入的輸入單元，用于根據(jù)用戶輸入的信息完成相應(yīng)處理任務(wù)的處理單元，用于主機與被控新型設(shè)備和/或控制終端進行通信的通信單元，以及數(shù)據(jù)存儲單元； 所述處理單元至少被配置為根據(jù)用戶輸入的信息生成相應(yīng)控制命令，并通過通信單元將所述控制命令發(fā)送給被控新型設(shè)備或控制終端； 所述控制終端包括 用于與主機通信并接收主機發(fā)送的控制命令的通訊接口模塊，用于解析所述控制命令并輸出紅外線信號編碼的終端處理模塊，以及用于基于終端處理模塊輸出的紅外線信號編碼調(diào)制紅外線信號并發(fā)出的紅外發(fā)送模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制命令為一種自定義操作代碼，所述控制終端還包括一用于存儲紅外遙控調(diào)制碼的存儲模塊，所述控制終端配置有被控傳統(tǒng)設(shè)備紅外遙控信號調(diào)制碼與所述控制命令一對一的映射表，所述解析控制命令是指根據(jù)接收的自定義操作代碼讀取該映射表中與之對應(yīng)的紅外遙控信號調(diào)制碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制命令為被控傳統(tǒng)設(shè)備紅外遙控信號調(diào)制碼，所述終端處理模塊對控制命令的解析是指轉(zhuǎn)送紅外遙控信號調(diào)制碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入單元包括一個相關(guān)部件被觸發(fā)后可向所述處理單元的主處理器輸入相應(yīng)電信號的輸入裝置和/或一與主處理器通過數(shù)字I/O接口連接的無線輸入接口模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外信號發(fā)送模塊包括脈寬調(diào)制電路和紅外信號發(fā)生元件，所述脈寬調(diào)制電路輸入端通過數(shù)字I/O接所述終端處理器；所述控制終端與被控傳統(tǒng)用電設(shè)備一對多配置，所述紅外發(fā)生元件為周向紅外發(fā)射圈，所述的被控設(shè)備列表中對應(yīng)每一個設(shè)備應(yīng)包含有被控傳統(tǒng)設(shè)備的名稱或編號、與被控傳統(tǒng)設(shè)備一對多配置的控制終端與主機連接的通訊端口及類型。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主機還包括一用于外接顯示設(shè)備的圖形輸出接口和一用于連接音響設(shè)備的音頻輸出接口，所述處理單元響應(yīng)用戶操作并向圖形輸出接口輸出引導(dǎo)或提示用戶操作的界面，并在條件達成時向所述音頻輸出接口輸出特定提示音。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主機還包括用于播放數(shù)字電視的數(shù)字電視模塊、用于提供家庭網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)路由模塊、用于連接外網(wǎng)的網(wǎng)卡或網(wǎng)絡(luò)調(diào)制解調(diào)模塊等中一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明屬于智能家居技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種家庭用電設(shè)備聯(lián)網(wǎng)集中控制方法，該方法通過設(shè)置一主機和可以接收主機信號并向傳統(tǒng)設(shè)備發(fā)送紅外遙控信號的控制終端，來實現(xiàn)具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的新型設(shè)備與不具有此功能的傳統(tǒng)設(shè)備同時整合在一起集中控制的目的。本發(fā)明的優(yōu)點在于，充分利用傳統(tǒng)設(shè)備的自身特點，在不對其進行任何改造的前題下，實現(xiàn)對其進行組網(wǎng)集中控制。使用基于該方法的控制系統(tǒng)，對于家庭用戶來說，無需投入更多的電器改造成本，更不用只為了對用電設(shè)備的集中控制，而淘汰傳統(tǒng)設(shè)備。本發(fā)明方法在實際應(yīng)用中，具有很強的實用價值和現(xiàn)實意義。
文檔編號G05B19/418GK102662380SQ20121016254
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者孫健, 尚喆, 郝鳴 申請人:浙江優(yōu)諾肯科技有限公司