技术领域本发明涉及智能家居控制系统，更进一步涉及将建筑物区域内部的电气设备控制及普通面板开关控制的家电进行系统整合，完成多功能控制和综合智能管理的控制系统及方法。
背景技术：
随着信息技术的飞速发展，建筑品质的日益提高,用户对房屋空间使用功能的追求越来越细化，因此智能化的建筑成为当今高科技建筑理念的必然。传统的电气安装技术已难以满足现代人的个性需求，人们需要创新的理念来装饰公共环境和个人空间。智能家居控制领域的发展趋势已逐步形成。在此背景下，智能建筑区域控制器的概念以及产品应运而生，该概念是将计算机控制的总线技术应用于传统的电气安装领域，将建筑物区域内部的电气设备控制及普通面板开关控制的家电进行系统整合，完成多功能控制和综合智能管理。能够有效地实现现代化控制，达到安全、便捷、可靠、节能的目的，广泛应用于家居、公寓、别墅、中小型会议室、中心机房以及庭院、走廊、地下车库等，为人们营造一个舒适、安全、绿色的工作和生活环境。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供用于智能家居的智能电器集成控制系统，用户终端与控制板通过网络通讯，以网络作为智能家居系统的核心部分集成一个独立控制软件，各个不同协议子网之间的互联和信息共享都需要通过网络进行，家庭中各种各样的家电通过家庭总线技术连接在一起时，就构成了功能强大、高度智能化的现代智能家居系统，用户能够通过用户终端，以有线和无线的Internet网络或无线移动网络为信息媒介，通过摄像头获取实时的监控画面，随时了解电器的运行情况，实现远程操控本系统内的电器设备，通过安装在用户终端上的终端控制软件，用户还可以对整个家庭自动化系统进行快速设置以及个性化设定，也可以对这些设定进行随时更改，用户对家里的一切进行自主管理。为了达到上述目的，本发明提供了一种用于智能家居的智能电器集成控制系统，所述系统包括智能控制器、开关控制器、上位机以及智能电器设备：其中：所述开关控制器按需设置于不同位置，包括总开/总关开关以及各分开关，用于多个位置的分布式独立控制；智能控制器包括外壳与控制板，所述控制板采用总线式多机通信的网络协议与所述上位机进行通讯；所述控制板包括固态继电器输出端口、TTL电平开关量输入端口、AD模数转换模块以及控制CPU以及联动控制端：所述联动控制端用于联动多个所述智能控制器完成统一群组控制；所述TTL电平开关量输入端口与所述开关控制器通信，接收所述开关控制器的电平信号，通过AD模数转换模块以及控制CPU传输至所述固态继电器输出端口；所述固态继电器输出端口与所述智能电器设备通信，并对所述固态继电器输出端口配置驱动电路，通过AD模数转换模块以及控制CPU控制所述智能电器设备的使用状态。优选地，所述上位机设置为至少具有一台主机，并且配置若干从机。优选地，所述智能控制器还设置有扩展模块，所述扩展模块采用分布式放置，实现就近引线。优选地，所述扩展模块包括8路-24路TTL电平开关量输入模块、8路-16路继电器输出模块、2路窗帘控制输出模块以及4路LED灯带调光输出模块。优选地，所述系统采用集中-分布式控制模式。优选地，所述固态继电器输出端口驳接多种传感器，包括摄像机、光敏传感器、温度传感器、声控传感器、红外传感器、气体传感器、湿度传感器以及室外浮沉传感器中的一种或者几种。优选地，所述控制板与所述上位机的通讯采用有限线或无线的通讯方式。优选地，所述上位机选自笔记本电脑、平板电脑、手机中的一种或几种。根据本发明的另一方面，还提供了一种用于所述系统的控制方法，所述控制方法为：a)主机向从机传输多字节命令信息并校验，校验正确进入步骤b，否则进入步骤c；b)主机接收相应分机传回的多字节数据信息并校验，校验正确则结束本次通信，若不正确进入步骤c：c)由主机重新向从机传输多字节命令信息。优选地，所述多字节命令包括地址编码字节、命令代码字节、输出状态字节、输入状态字节以及校验位字节。附图说明为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的原理图；图2示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的基本型系统电路图；图3示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的扩展型系统电路图；图4示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的智能控制器的结构图；图5示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的控制板的结构图；图6a示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的开关控制器的模块图；图6b和图6c为图6a的开关控制器的工作原理图；图7示出了图6的开关控制器的信号原理图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例，可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。图1示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的原理图；如图1所示，该系统包括智能控制器、开关控制器、上位机以及智能电器设备：其中：所述开关控制器按需设置于不同位置，包括总开/总关开关以及各分开关，用于多个位置的分布式独立控制；智能控制器包括外壳与控制板，所述控制板采用总线式多机通信的网络协议与所述上位机进行通讯；根据本发明的一个实施例，所述智能控制器还设置有扩展模块，所述扩展模块采用分布式放置，实现就近引线，其中：所述扩展模块包括8路-24路TTL电平开关量输入模块、8路-16路继电器输出模块、2路窗帘控制输出模块以及4路LED灯带调光输出模块，此外，带有扩展模块的系统一般采用集中-分布式控制模式。根据本发明的一个实施例，其特征在于：所述上位机设置为至少具有一台主机，并且配置若干从机。根据本发明的一个实施例，其特征在于：所述控制板与所述上位机的通讯采用有限线或无线的通讯方式。根据本发明的一个实施例，其特征在于：所述上位机选自笔记本电脑、平板电脑、手机中的一种或几种。所述控制板包括固态继电器输出端口、TTL电平开关量输入端口、AD模数转换模块以及控制CPU以及联动控制端：所述联动控制端用于联动多个所述智能控制器完成统一群组控制；所述TTL电平开关量输入端口与所述开关控制器通信，接收所述开关控制器的电平信号，通过AD模数转换模块以及控制CPU传输至所述固态继电器输出端口；所述固态继电器输出端口与所述智能电器设备通信，并对所述固态继电器输出端口配置驱动电路，通过AD模数转换模块以及控制CPU控制所述智能电器设备的使用状态。根据本发明的一个实施例，所述固态继电器输出端口驳接多种传感器，包括摄像机、光敏传感器、温度传感器、声控传感器、红外传感器、气体传感器、湿度传感器以及室外浮沉传感器中的一种或者几种。根据本发明的另一方面，还提供了一种用于所述系统的控制方法，所述控制方法为：a)主机向从机传输多字节命令信息并校验，校验正确进入步骤b，否则进入步骤c；b)主机接收相应分机传回的多字节数据信息并校验，校验正确则结束本次通信，若不正确进入步骤c：c)由主机重新向从机传输12字节命令信息。根据本发明的一个实施例，所述多字节命令包括地址编码字节、命令代码字节、输出状态字节、输入状态字节以及校验位字节。例如，所述多字节为12字节命令，包括：地址编码1字节、命令代码2字节、输出状态5字节、输入状态3字节、校验位1字节。如地址编码可表示为：00H代表所有从机，11H-2FH，代表其中的1号至32号从机。如读取命令的代码可表示为：0101H-只读取XX分机输入/输出状态；0102H-0105H为预留。如输出命令的代码可表示为：0121H-只输出一位分机状态，例如1号灯；012EH-只输出一位分机状态，例如14/15号灯。如输出/读取命令的代码表示为：0151H-读取分机输入状态，输出DB78状态量，例如模式1内区亮；0158H-读取分机输入状态，输出XXXX状态量，例如模式8预留。如输出时钟命令的代码表示为：E0H-对所有分机输出时间变量，包括年/月/日/--时/分/秒/。图2示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的基本型系统电路图；如图2所示，该系统的控制板包括输入端口1和输入端口2，即TTL电平开关量输入模块，如图2所示，为16路TTL电平开关量，与智能控制器外部的开关控制器通信连接，接收开关控制器的电平信号；其中，16路TTL电平开关量适用于普通86盒安装开关面板，也可以定制多功能面板开关和4*4矩阵按键。控制板还包括输出端口1和输出端口2，即固态继电器输出模块，其采用光电隔离控制技术，强弱电系统完全隔离，安全可靠，且无噪声，工作寿命长，可以满足家居环境应用，如图2所示，为15路固态继电器输出，接收由AD模数转换模块以及控制CPU处理的信息，对智能控制器外部的智能电器设备进行驱动控制；此外，控制板还设置有一个预留级联端口，用于联动多个所述智能控制器完成统一群组控制，方便用户的选择和系统扩展升级。该基本型系统一般采用集中控制，例如电源线和控制线分开独立穿线，汇聚到智能控制器，满足2居室住户或中小型会议室灯光场景控制的智能化需求。图3示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的扩展型系统；如图3所示，在图2所示的基本型系统的基础上，该扩展型系统的控制板还包括扩展输入端口通信线，即8路至24路TTL电平开关量输入模块，与智能控制器外部的开关控制器通信连接，接收开关控制器的电平信号；其中，8路至24路TTL电平开关量输入模块适用于普通86盒安装开关面板，也可以定制多功能面板开关和4*4矩阵按键。控制板还包括输出端口1和输出端口2，即固态继电器输出模块，其采用光电隔离控制技术，强弱电系统完全隔离，安全可靠，且无噪声，工作寿命长，可以满足家居环境应用，如图3所示，为15路固态继电器输出，接收由AD模数转换模块以及控制CPU处理的信息，对智能控制器外部的智能电器设备进行驱动控制；此外，控制板还包括扩展输出端口通信线，如图3所示，为8路至16路继电器输出模块，可用于驳接智能电器或其他传感装置。还包括两个通信模块，可以采用RS-232和RS-485的总线协议进行通信；将基本型和扩展型控制器通过RS-485总线串联接入上位机，实现更高级别的智能化控制，包括灯光。插座、空调、窗帘的时序优化控制和安全管理，还可以接入互联网实现远程控制功能。扩展型的系统可根据实际应用进行模块扩展，例如，还可以包括2路窗帘控制输出模块以及4路LED灯带调光输出模块。该扩展型系统一般采用集中-分布式控制方式，例如电源线和控制线分开独立穿线，汇聚到智能控制器和扩展模块，实现就近穿线，可大大简化施工工艺和节省电源配线。能够驳接多种传感器和增加类似窗帘、灯的控制模式，满足3居室住户、公寓或中型会议室灯光场景控制和联动相关电气设备的智能化控制需求，实现远程控制需求和全面的安全管理服务。采用集中-分布式控制方式，结合现场实际情况提供整体解决方案和维护系统升级保障。例如，在门口处。设备操作台和主席台附近都设置多功能开关，实现异地总开/总关功能和模式控制功能，能控制8个以上场景。而且，本发明的控制方式轻松便捷，以照明控制为例：可以分为单点控制、模式切换控制、统一群组控制、传感器联动控制、时序控制等：单点控制为开关单点灯具状态；模式切换控制为按照目标实际需要，任意地切换多点灯具的开关状态，如欢迎模式、会客模式、晚宴模式、基本照明模式等；统一群组控制为实现区域内的总开/关模式；传感器联动控制为当有人进入检测区，该区域的灯自动点亮，人离开检测区域，灯延时关闭；照度不够是自动开灯，照度够时自动关灯；时序控制为按时间段，完成区域内多个模式间的切换控制。其中，各种控制方式可以自由组合；此外，由各个控制器可将控制状态以数据形式传回电脑，所以在监控中心可以观察到现场照明灯具的运行状态，为用户带来舒适、节能、便捷、环保的生活体验。图4示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的智能控制器的结构图；如图4所示，智能控制器包括外壳和置于外壳内部的控制板403，外壳包括箱体401、箱盖402，控制板403与传感单元通讯连接：其中，箱体401和箱盖402可以采用防潮材料；箱体401底部安装有卡接式连接块405以及信号分配器406；根据本发明的一个实施例，箱体401底部还设置有电气接线柱410；箱体侧面开设有接线孔412，用于连通控制板与传感单元间的线缆；箱体侧面还设置有散热孔411。根据本发明的一个实施例，箱体底部还设置有以太网集线器404。根据本发明的一个实施例，所述箱体设置有无线模块，用于传感单元与控制板间的无线通讯。所述箱盖402内侧设置有转轴407，与所述箱体内侧铰接；所述传感单元设置在所述箱体外部，包括摄像传感单元、光敏传感单元、温度传感单元、声控传感单元、红外传感单元以及气体传感单元中的一种或几种；所述控制板403的一端通过转轴408铰接在所述箱体的一端，另一端通过卡扣409固定于所述箱体另一端的卡槽内。图5示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的控制板的一种结构图；如图5所示，为控制板结构的一个实施例。根据本发明的一个实施例，所述控制板503具有20路TTL电平开关量输入模块501a及20路固态电器输出模块501b、10路AD模数转换输入电路503以及控制CPU502。根据本发明的另一个实施例，所述控制板设置有8至20路TTL电平开关量输入模块、8至20路固态电器输出模块、8至10路AD模数转换输入电路以及控制CPU，其中：所述8至20路TTL电平开关量输入模块与信号发生器相连接，用于传输信号，触发传感单元或者智能家电开始或者停止工作；所述8至20路固态电器输出模块通过所述控制CPU与所述8至20路TTL电平开关量输入模块和所述8至10路AD模数转换输入电路相连接，用于接收或发送所述8至20路TTL电平开关量输入模块的信号和AD模数转换输入电路的信号；所述20路固态电器输出模块可同时控制传感单元与智能家电，也可收集传感单元的信号控制家电的开启或关闭。控制CPU与8至20路TTL电平开关量输入模块、8至20路固态电器输出模块以及8至10路AD模数转换输入电路分别电连接，用于控制、传输以及计算各回路的信号，并发出指令。其中，以上各模块配置的路数可根据具体情况而选择。根据本发明的一个实施例，控制板上设有传感单元的线缆连接器模块504，与网络通讯，用于接收及发送来自用户终端和传感单元的指令信号。控制板还包括数据传输总线接口505，网络采用基于RS-485或RS-232的通信总线上的网络协议。根据本发明的一个实施例，所述固态继电器输出端口驳接多种传感器，包括摄像机、光敏传感器、温度传感器、声控传感器、红外传感器、气体传感器、湿度传感器以及室外浮沉传感器中的一种或者几种。本发明的控制板还可以设置为8路10位AD模数转换输入电路、8路TTL电平开关量输入模块和8路可编程输出控制电路，同时可驳接各种传感单元，并可接入系统网路实现远程数据传输。图6a示出了根据本发明的智能电器集成控制系统的开关控制器的模块图；如图6a所示，开关控制器包括开关与控制盒：所述开关设置有用于检测开关状态的电位器以及脉冲发生器：如图6a所示，所述开关包括连接座605、卡盖602以及卡盖内部的开关模块606，所述开关模块606包括为用于通断其内部电路的翘板按键601、U形片604以及探头603；所述电位器获取所述翘板按键601的状态，触发所述脉冲发生器，用于向所述控制盒传输高电平或低电平；所述控制盒的开关量输入端口与所述脉冲发生器相连接，接收所述开关检测模块的检测信号。根据本发明的实施例，所述开关控制器设置为同时控制一个或者多个所述开关。例如，在门厅、卧室设置具有总开/总关控制功能的开关控制器；在门厅、客厅设置各模式开关或多功能开关，在厨房、卫生间设置人体感应开关等。根据本发明的一个实施例，所述低电平为所述传统开关断开时，按键开关检测模块检测到的值为“0”；所述高电平为所述传统开关闭合时，按键开关检测模块检测到的值为“1”。图6b和图6c为图6a的开关控制器的工作原理图；如图6b所示，当开关状态为闭合状态606时，产生值为“1”的高电平607，该开关触发所对应的传感单元或者家用电器的开启；当开关状态为断开状态608时，产生值为“0”的低电平609，该开关触发所对应的传感单元或者家用电器的关闭。图7示出了图6a的开关控制器的信号原理图。如图7所示，为该开关的信号原理图，翘板701的状态用于触发电位器，使得电位器702的电平为“0”或“1”，电信号激励脉冲发生器703产生脉冲，该脉冲信号传递至控制盒。本发明的一种智能电器集成控制系统是将计算机控制的总线技术应用于传统的电气安装领域，将建筑物区域内部的电气设备控制及普通面板开关控制的家电进行系统整合，完成多功能控制和综合智能管理。能够有效地实现现代化控制，达到安全、便捷、可靠、节能的目的，广泛应用于家居、公寓、别墅、中小型会议室、中心机房以及庭院、走廊、地下车库等，为人们营造一个舒适、安全、绿色的工作和生活环境。以上只是本发明较佳的实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。