家居網絡智能化終端制造技術

一種家居網絡智能化終端，屬于用以實現家庭智能化功能的通訊、測控裝置。其技術方案是在家居綜合配線箱中設置了包括智能網絡終端控制器、家用有源設備、家居綜合配線架、電源及外部設備并順序連接。智能終端控制器ＨＢＣ和接口模塊ＩＦＵ連接，接口模塊ＩＦＵ與外部設備或外部信息網絡連接；智能終端控制器ＨＢＣ通過傳輸總線與一個外置的信息面板連接，信息面板上設置ＬＣＤ液晶顯示屏、鍵盤作為系統的人機界面。各種設備通過ＩＦＵ與家庭總線連接，并以總線－模塊化方式建立起的綜合信息平臺，實現家庭智能化功能并能滿足未來家居智能化功能的增加和升級的需要。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本技術涉及一種用以實現家庭智能化功能的通訊、測控裝置，尤其是以總線—模塊化方式建立起的家居網絡智能化終端。
技術介紹
目前，公知的家居智能化設備采取的方式是表具計量、收費、安全防范、緊急呼叫、可視對講等諸多系統采用多種方法與設備，以分散又各自獨立的管理形式接入，結果一套普及型智能住宅完工之后，家里設備五花八門，管理、維護困難，住戶感覺不到住宅的安全與舒適，反而擔心這些智能設備出現故障而無所適從。同時，各系統之間技術的不兼容性導致各系統孤立運行，系統之間無法達到互連互通、信息共享，只能分散地處理自己系統的操作，更無法完成在此基礎上的系統升級、擴充或進一步的系統開發。
技術實現思路
為了克服現有的家居智能化設備管理分散、各系統孤立運行和系統升級成本高的不足，本技術的目的是提供一種家居網絡智能化終端，該設備不僅能提供家居智能化所需的各種測控功能，還能連接區域網絡，實現家居測控功能的網絡化管理和應用。而且實現了線纜的統一進戶、統一管理，并以模塊化的嵌入式技術平臺形式為系統的發展和用戶個性化的需要提供了便利。該終端是匯聚家居自動設備與區域網絡連接的橋梁和開放平臺。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是該種家居網絡智能化終端，在家居綜合配線箱中設置了包括智能網絡終端控制器、家用有源設備、家居綜合配線架、電源及外部設備并順序連接，其特征是智能終端控制器HBC和接口模塊IFU連接，接口模塊IFU與外部設備或外部信息網絡連接；智能終端控制器HBC通過傳輸總線與一個外置的信息面板連接，信息面板上設置LCD液晶顯示屏、鍵盤。在家居綜合配線箱中，家居綜合配線架和外部設備如各房間信息插座、度量表具、報警探頭等通過各自線纜連接，實現綜合配線管理。同時設置一智能終端控制器，使智能終端控制器與其需要測控的設備通過綜合配線架連接，智能終端控制器通過傳輸總線與一個外置的信息面板連接。信息面板作為系統的人機界面，設置LCD液晶顯示屏、鍵盤，可供用戶查詢、接收各種信息、設置參數，并可根據用戶的需求附加功能，實現個性化設計，如加入可視對講室內機功能。提供家居智能化所需的各種自動設備的測控匯聚平臺，連接家居外部區域網絡，實現家居測控功能的網絡化管理和應用。所述的家居綜合配線架和外部設備通過各自線纜連接，實現綜合配線管理。所述的電源采用自動后備設計，可浮充蓄電池作為停電時的后備電源，由電源為家居綜合配線箱中的家用有源設備、智能終端控制器等進行統一供電。智能終端控制器采用總線——模塊化設計，由電源、各功能模塊組成，系統支持即插即用，該控制器的主要電路由32路10bit分辨率模擬量輸入模塊電路、24路開關量輸入模塊電路、8路8bit模擬量輸出模塊電路、16路開關量輸出模塊電路、大屏幕液晶顯示器接口電路，485/232/CAN/LONTALK網絡通訊接口電路(可選)、電源電路、存儲器擴展電路及看門狗復位電路等組成。智能終端控制器以高性能單片機505為嵌入式主CPU，以CMX-RTOS實時多任務操作系統作為嵌入式軟件系統內核，同時采用了大規模可編程邏輯電路。該CPU具有51系列單片機內核、此外還增加了一個CAN通訊接口、一個PC總線接口、8路10位A/D轉換接口電路和256字節的外部RAM，完全支持CAN2.0通訊協議，具有斷線、短路、錯接自動檢測功能，防意外破壞，符合ISO 11898國際標準。大規模可編程邏輯電路具有1Mb的主FLASH(128K×8)，256Kb的BOOTFLASH(32K×8)，16Kb的SRAM(2K×8)以及多路可編程的I/O接口和可編程的邏輯接口。此外還具有在系統內編程(ISP，In-System Programming)和在應用中(在線)編程(IAP，I-ApplicationProgramming)的能力，可以在線實現程序升級和維護。由于系統采用了高性能CPU和大規模可編程邏輯電路，整個系統具有集成度高、功能強、體積小、抗干擾能力強等特點。電源采用自動后備設計，停電時，由蓄電池為智能控制單元供電，以避免停電時無法記錄各項計量表具及對執行器的控制問題。“看門狗”復位電路由X5045等組成。智能控制器軟件均采用C語言編寫。網絡通訊模塊采用CANopen Master/Slave Software——基于地址、命令、參數和多主競爭的總線仲裁方式的通訊協議。各節點的數據能自由實現數據上傳，數據下傳，對等通信，數據廣播，數據索取等多種數據傳輸形式。現場軟件使用了基于事件驅動的軟件設計方法，主要有液晶顯示模塊、輸入輸出模塊、中斷服務程序模塊、控制算法模塊等組成。控制算法模塊中包括PID控制算法、自適應PID控制算法、模糊控制算法、模糊PID控制算法等多種算法模塊。全系統采用CRC_16偵錯校驗算法，剩余誤差概率總計小于4.7×10-6。偵錯識別能力比通常使用的求和校驗算法高出2個數量級，保證數據了通訊的可靠性。本技術的所述術語同領域的一般技術人員均熟悉，其他未涉及之處也可依據本專利技術方案得以實現。本技術的有益效果是，通過一體化網絡配線架的配置，實現了家居信息網絡集成和網關設置(符合IEEE802.3系列標準)，使家居網絡綜合布線系統滿足了未來家居日益增長的數據、語音、通訊等各方面的信息需求。通過智能終端控制器的設置，構建了家居信息化智能平臺，模塊化的配置，RTOS嵌入式系統軟件的內核管理機制，使系統可以方便、經濟、快速地實施新技術的應用、新功能的增加以及未來未知應用的改造。最大限度地保護了投資者和用戶的經濟利益。以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。附圖說明圖1是本技術的電路原理圖。圖2是家居智能化終端實施例的工作原理圖。圖3是圖2在家居遠程醫療/無線局域網應用中的工作結構圖。圖4是家居智能化終端信息面板的外形圖。圖中1.家居綜合配線箱，2.智能終端控制器，3.總線底板，4.主CPU模塊，5.模擬量輸入模塊，6.開關量輸入模塊，7.模擬量輸出模塊，8.開關量輸出模塊，9.開關量輸入設備，10.模擬量輸入設備，11.墻裝通訊端口，12.開關量輸出設備，13.模擬量輸出設備，14.可浮充蓄電池組，15.外部信息網絡，16.家用有源設備，17家居綜合配線架，18.信息面板，19.數字通訊設備，20液晶顯示器，21讀電表，22讀水表，23讀純水表，24讀煤氣表，25數字字符鍵，26匪警，27醫療求助，28火警，29狀態燈。具體實施方式在圖1中，表明本技術的核心部分是HBC智能終端控制器2和IFU接口模塊，HBC用來管理與監控接在IFU終端下各種設備的信息傳送，同時實現與外部信息網絡15的連接，而IFU則是用來實現家居總線與終端之間的配接(物理電氣上的匹配和邏輯上的匹配)，各種設備通過IFU與家居總線連接，并在HBC的控制下構成家居總線系統，不僅實現了家居內的信息、通信的傳輸及管理，還融合了區域網絡服務的各種功能。家居控制器HBC內部的主要功能有1)與外部信息網絡15的收發控制；2)家居總線系統內連接設備相互間的信息交換控制與管理；3)對總線系統供電；4)與分總線的信息交換控制；5)進行控制與管理信息的輸入；6)控制與管理信息的顯示和輸出。智能終端控制器2以高性能單片機505為嵌入式主CPU模塊4，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種家居網絡智能化終端，在家居綜合配線箱中設置了包括：智能終端控制器、家用有源設備、家居綜合配線架、電源及外部設備并順序連接，其特征是：智能終端控制器ＨＢＣ和接口模塊ＩＦＵ連接，接口模塊ＩＦＵ與外部設備或外部信息網絡連接；智能終端控制器ＨＢＣ通過傳輸總線與一個外置的信息面板連接；信息面板上設置ＬＣＤ液晶顯示屏、鍵盤。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：房金民，陳達理，楊文虎，
申請(專利權)人：山東富臣發展有限公司，
類型：實用新型
國別省市：88[中國|濟南]