一种智慧建筑内分布式最小场景控制系统的制作方法

1.本发明涉及智慧建筑的技术领域，更具体地说，涉及一种智慧建筑内分布式最小场景控制系统。


背景技术：

2.随着城市经济的快速发展，城市化进程日新月异，写字楼内自动化设备越来越多，窗帘、灯光、人体传感器、投影仪、门磁、门禁、摄像头等。面对众多设备，建筑工程项目在方案设计阶段时，往往注重建筑设计本身的平、立、剖，而对其他专业，特别是设备工程，包括水、电、暖等有所忽视，只要写一个简单的说明即可，而对智能化系统建设则和强弱电一起规划，统一接口，方便施工。通常一层楼规划一个接口，控制以上所有的设备。便于安装实施的同时，服务响应和用户体验的问题随之而来。有时由于施工的问题，导致机器工作不稳定，直接影响用户使用和体验，而且通常施工图纸不完善，导致后期维护难度非常高。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种智慧建筑内分布式最小场景控制系统。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智慧建筑内分布式最小场景控制系统，应用于智慧建筑中，所述智慧建筑包括多个分布式最小场景；所述智慧建筑内分布式最小场景控制系统包括：与所述最小场景关联的网关控制协议模块、集控面板、云服务器以及移动终端；
5.所述网关控制协议模块用于与所述集控面板或者所述云服务器通信，并根据所述集控面板或者所述云服务器的指令控制与其关联的最小场景内的现场设备；
6.所述集控面板与所述网关控制协议模块连接、用于接收用户输入的操作信息/操作指令，并根据所述用户输入的操作信息/操作指令发送指令至所述网关控制协议模块；所述集控面板还用于接收所述网关控制协议模块返回的现场设备信息并显示；
7.所述云服务器与所述网关控制协议模块通信连接、接收所述移动终端发送的操作指令，并根据所述移动终端发送的操作指令发送指令至所述网关控制协议模块；
8.所述移动终端与所述云服务器进行通信。
9.在本发明所述的智慧建筑内分布式最小场景控制系统中，所述与所述最小场景关联的网关控制协议模块包括至少一个。
10.在本发明所述的智慧建筑内分布式最小场景控制系统中，所述网关控制协议模块包括：通信控制模块和设备控制模块；
11.所述通信控制模块用于执行所述网关控制协议模块的通信控制功能；
12.所述设备控制模块用于执行所述网关控制协议模块对现场设备的设备控制功能。
13.在本发明所述的智慧建筑内分布式最小场景控制系统中，所述通信控制模块与所述设备控制模块通过串口通信方式通信，且所述通信控制模块与所述设备控制模块采用加
密数据传输方式进行数据传输。
14.在本发明所述的智慧建筑内分布式最小场景控制系统中，所述通信控制模块包括：有线网络接口模块、无线网络接口模块、移动网络接口模块以及cpu算力运算模块；
15.所述有线网络接口模块用于供所述网关控制协议模块与有线局域网络连接；
16.所述无线网络接口模块用于供所述网关控制协议模块与无线局域网络连接；
17.所述移动网络接口模块用于供所述网关控制协议模块与移动数据网络连接；
18.所述cpu算力运算模块用于进行通信控制及收发指令。
19.在本发明所述的智慧建筑内分布式最小场景控制系统中，所述通信控制模块还包括：第一存储模块和第一看门狗模块；
20.所述第一存储模块用于进行通信数据存储；
21.所述第一看门狗模块用于对所述网关控制协议模块的系统运行进行监测。
22.在本发明所述的智慧建筑内分布式最小场景控制系统中，所述设备控制模块包括：dali协议控制模块、串口协议控制模块、pwm控制模块以及mcu控制模块；
23.所述dali协议控制模块用于供所述网关控制协议模块对现场设备进行dali协议控制；
24.所述串口协议控制模块用于供所述网关控制协议模块对现场设备进行串口协议控制；
25.所述pwm控制模块用于供所述网关控制协议模块对现场设备进行pwm控制；
26.所述mcu控制模块用于收发控制指令。
27.在本发明所述的智慧建筑内分布式最小场景控制系统中，所述设备控制模块还包括：开关量控制模块、继电器控制模块以及韦根协议控制模块；
28.所述开关量控制模块用于供所述网关控制协议模块对现场设备进行开关控制；
29.所述继电器控制模块用于供所述网关控制协议模块对现场设备进行开关控制和供电控制；
30.所述韦根协议控制模块用于供所述网关控制协议模块与第三方门禁控制器进行通信。
31.在本发明所述的智慧建筑内分布式最小场景控制系统中，所述设备控制模块还包括：第二存储模块和第二看门狗模块；
32.所述第二存储模块用于进行设备数据存储；
33.所述第二看门狗模块用于对所述网关控制协议模块的系统运行进行监测。
34.在本发明所述的智慧建筑内分布式最小场景控制系统中，所述串口协议控制模块包括：rs485协议模块、rs232协议模块、rs422协议模块、can协议模块、usb协议模块以及uart协议模块。
35.实施本发明的智慧建筑内分布式最小场景控制系统，具有以下有益效果：智慧建筑包括多个分布式最小场景；包括：与最小场景关联的网关控制协议模块、集控面板、云服务器和移动终端；网关控制协议模块与集控面板或者云服务器通信，根据集控面板或者云服务器的指令控制与其关联的最小场景内的现场设备；集控面板与网关控制协议模块连接、根据用户输入的操作信息/操作指令发送指令至网关控制协议模块，以及接收网关控制协议模块返回的现场设备信息并显示；云服务器与网关控制协议模块通信连接、根据移动
终端发送的操作指令发送指令至网关控制协议模块。本发明在智慧建筑前期基于最小场景分布式实现分布式控制，提升响应速度，降低维护难度。
附图说明
36.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
37.图1是现有智慧建筑现场设备控制系统架构示意图；
38.图2是本发明实施例提供的智慧建筑内分布式最小场景控制系统的架构示意图；
39.图3是本发明实施例提供的网关控制协议模块的原理框图。
具体实施方式
40.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
41.如图1所示，为当前系统方案架构图，现有方案中，所有的终端设备连接都是通过统一的网关接口和外部进行通信连接，当需要对智慧建筑内的终端设备进行控制时，例如，对灯光进行控制，其指令需要通过：手机
→
云服务器200
→
边缘服务器
→
网关
→
控制协议模块
→
灯具，来实现对灯光的控制，例如一层楼有一个大会议室，两个小会议室，五个洽谈室，六个独立办公室，剩下为开放办公区域，一共有240盏灯，92个窗帘，25个温控器，30个人体感应，23个门磁，20个门禁，5个电视，3个投影幕布，3个投影仪。如此多的设备，通过唯一接口进行开关，当同时使用的人多起来或者开关的设备多起来，则产生一些不稳定的延时，给用户带来不好体验。
42.为了解决上述问题，本发明提供的一种智慧建筑内分布式最小场景控制系统，该控制系统对智慧建筑进行划分，即划分为多个分布式最小场景，并以最小场景为依据进行网关控制协议模块400设置，且对应的网关控制协议模块400与最小场景关联。与最小场景关联的网关控制协议模块400包括至少一个。可选的，本发明实施例中，最小场景的划分可以智慧建筑中独立办公室或者会议室的使用设备数量为依据，例如，基于独立办公室内的使用设备的数量可以设置一个或者多个网关控制协议模块400，且所设置的网关控制协议模块400与该独立办公室关联。具体的，设某一个独立办公室为办公室a，由于其所使用的设备数量较多，此时，为了满足控制需求，可设置两个网关控制协议模块400，分别为x1和x2，则将该x1和x2关联。当该独立办公室中的设备异常或者故障时，可根据该x1和x2快速查找到对应的位置，降低后期维护难度。另外，本发明通过将办公环境以会议室或者独立办公室中的使用设备数据为依据进行最小场景划分出多个区域，从而可使得每个最小场景对应一个或者多个独立的网关控制协议模块400，每一个独立的网关控制协议模块400具备运算、通信、控制全部能力，最终多个网关控制协议模块400分布式组成控制群，与云服务器200和/或集控面板300直连，可快速响应用户需求，提升用户使用和体验。
43.具体的，参考图2，图2为本发明实施例提供的智慧建筑内分布式最小场景控制系统的架构示意图。
44.其中，该智慧建筑内分布式最小场景控制系统可应用于智慧建筑中，具体可应用于智慧建筑前期建设布局阶段。
45.如图2所示，该智慧建筑内分布式最小场景控制系统包括：与最小场景关联的网关
控制协议模块400、集控面板300、云服务器200以及移动终端100。
46.网关控制协议模块400用于与集控面板300或者云服务器200通信，并根据集控面板300或者云服务器200的指令控制与其关联的最小场景内的现场设备。具体的网关控制协议模块400可与集控面板300直接连接，因此，集控面板300可以通过网关控制协议模块400直接对最小场景内的现场设备直接发送命令。简化了集控面板300与现场设备通讯直接的通信流程，数据传输速度更快，进一步提升响应速度。另外，现场设备的使用情况还可以通过网关控制协议模块400实现反馈给集控面板300，通过集控面板300进行显示，以供用户及时查看和掌握现场设备的使用情况及工作状态。
47.集控面板300与网关控制协议模块400连接、用于接收用户输入的操作信息/操作指令，并根据用户输入的操作信息/操作指令发送指令至网关控制协议模块400；集控面板300还用于接收网关控制协议模块400返回的现场设备信息并显示。
48.云服务器200与网关控制协议模块400通信连接、接收移动终端100发送的操作指令，并根据移动终端100发送的操作指令发送指令至网关控制协议模块400。移动终端100与云服务器200进行通信。例如，当移动终端100用户需要对最小场景内的灯光进行控制时，指令只需要通过：移动终端100
→
云服务器200
→
网关控制协议模块400
→
灯具，即可实现对的控制。由此可以看出，本发明实施例可有效缩短命令或者数据传输链路。同时，该种控制方式也便于维护，当现场设备出现异常或者故障时，只需要查找对应的网关控制协议模块400即可，可有效直接排除其他设备的干扰。
49.可选的，最小场景内的现场设备包括但不限于灯具、人体检测装置、门禁、投影幕布、电视、投影仪、空调、窗帘、温控设备等。
50.进一步地，本发明实施例的网关控制协议模块400还具有无线移动通信的能力，在有线网络不可用的情况下，仍可保持通信畅通，实现分布式双热备。
51.一些实施例中，如图3所示，该网关控制协议模块400包括：通信控制模块41和设备控制模块42。其中，通信控制模块41用于执行网关控制协议模块400的通信控制功能；设备控制模块42用于执行网关控制协议模块400对现场设备的设备控制功能。
52.可选的，本发明实施例中，该通信控制模块41与设备控制模块42通过串口通信方式通信，且通信控制模块41与设备控制模块42采用加密数据传输方式进行数据传输。例如，该通信控制模块41与设备控制模块42之间的数据传输可采用des加密方式传输。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该通信控制模块41与设备控制模块42还可以采用其他加密数据传输方式，不限于des加密方式。
53.一些实施例中，通信控制模块41包括：有线网络接口模块411、无线网络接口模块412、移动网络接口模块413以及cpu算力运算模块414。
54.有线网络接口模块411用于供网关控制协议模块400与有线局域网络连接。可选的，该有线网络接口模块411主要可通过rj45接口实现有线局域网连接。
55.无线网络接口模块412用于供网关控制协议模块400与无线局域网络连接。可选的，无线网络接口主要可通过wifi实现无线局域网络连接，通过bt、zigbee、lora等无线通信协议实现与集控面板300等控制设备的无线连接。
56.移动网络接口模块413用于供网关控制协议模块400与移动数据网络连接。可选的，移动网络接口模块413主要通过移动4g、5g等实现移动数据网络连接。
57.cpu算力运算模块414用于进行通信控制及收发指令。可选的，cpu算力运算模块414为主控模块，其主要用于控制往来数据/信号等，同时进行必要的运算及通信。
58.进一步地，一些实施例中，该通信控制模块41还包括：第一存储模块415和第一看门狗模块416。
59.第一存储模块415用于进行通信数据存储。其中，该第一存储模块415主要是存储操作系统、通信数据等并支持系统的运行。
60.第一看门狗模块416用于对网关控制协议模块400的系统运行进行监测。通过第一看门狗模块416可以监控系统正常运行，当系统出现异常或者故障时，第一看门狗即启动复位，重启系统，确保系统正常运行。
61.本发明实施例中，通信控制模块41一般情况下是通过有线网络接口和外部设备进行数据通信，移动网络通信作为备用数据通信，以防有线网络出现问题作备份。
62.一些实施例中，该设备控制模块42包括：dali协议控制模块421、串口协议控制模块425、pwm控制模块422以及mcu控制模块427。
63.dali协议控制模块421用于供网关控制协议模块400对现场设备进行dali协议控制。可选的，该dali协议控制模块421主要通过dali协议控制灯具。
64.串口协议控制模块425用于供网关控制协议模块400对现场设备进行串口协议控制。可选的，串口协议控制模块425包括但不限于：rs485协议模块、rs232协议模块、rs422协议模块、can协议模块、usb协议模块以及uart协议模块。通过rs485协议、rs232协议、rs422协议、can协议、usb协议、uart协议等协议控制对应协议的设备，例如控制温控器调节空调温度、风速等。
65.pwm控制模块422用于供网关控制协议模块400对现场设备进行pwm控制。可选的，pwm控制模块422可以实现0
‑
10v pwm电压调节控制灯具。
66.mcu控制模块427用于收发控制指令。
67.进一步地，一些实施例中，该设备控制模块42还包括：开关量控制模块424、继电器控制模块423以及韦根协议控制模块426。
68.开关量控制模块424用于供网关控制协议模块400对现场设备进行开关控制。可选的，开关最控制模块主要通过读取开关量的信息获取最小场景内当前的人体检测、门磁的状态，以判断是否有人，是否开关门窗并进行相应开关量控制等。
69.继电器控制模块423用于供网关控制协议模块400对现场设备进行开关控制和供电控制。可选的，继电器控制模块423主要通过控制继电器的开关来实现对最小场景内的门禁、电锁、灯具的供电。
70.韦根协议控制模块426用于供网关控制协议模块400与第三方门禁控制器进行通信。可选的韦根协议控制模块426主要是通过韦根协议和第三方门禁控制器进行通信，配合其权限验证进行门禁控制。
71.进一步地，该设备控制模块42还包括：第二存储模块428和第二看门狗模块429。
72.第二存储模块428用于进行设备数据存储。其中，该第二存储模块428主要是存储操作系统、通信数据等并支持系统的运行。
73.第二看门狗模块429用于对网关控制协议模块400的系统运行进行监测。通过第二看门狗模块429可以监控系统正常运行，当系统出现异常或者故障时，第二看门狗即启动复
位，重启系统，确保系统正常运行。
74.进一步地，本发明实施例中，设备控制模块42的接口数量和类型可根据最小场景内的使用设备数量及类型进行设计。
75.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
76.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
77.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd
‑
rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
78.以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。