专利名称：家庭智能控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及家用电器领域，更具体地说，涉及一种用于对家庭中的各种设备进行集中管理的家庭智能控制器。
背景技术：
随着高科技的迅猛发展，数码家电、网络电器等越来越多的进入家庭，功能越来越强大，但由于各生产厂家自成体系，都仅是在自己的技术领域里涉及到了一小部分智能的内容，缺少完整的功能，系统的整合。
例如一个普通家庭中，会有电视、冰箱、空调、热水器、饮水机等多种家用电器，还有红外防盗报警人、煤气报警、烟感报警等报警装置。这么多的装置都是独立工作，如果某些产品具有智能或网络功能，则每个产品都需要单独与外部进行通信，其结果是成本较高，并且使用非常之麻烦。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明要解决由于各种家用电器、报警装置等单独工作所带来的成本较高、操作麻烦等问题，让用户可对这些家用电器、报警装置等进行集中管理和分散控制。
为解决上述技术问题，本发明提供一种家庭智能控制器，其中包括起主控作用的单片机，用于存储单片机运行程序及相应运行数据的存储模块，以及为所述单片机提供工作时钟的时钟模块，其特征在于，还包括与所述单片机连接、用于接收无线信号并输入到所述单片机的无线接收模块，与所述单片机连接、用于将所述单片机传来的控制命令以无线方式发射出去的无线发射模块，以及，与所述单片机连接、用于实现单片机与其它外部设备之间的有线数据通信的通信接口模块。
本发明的家庭智能控制器中，还可设置与所述单片机连接、用于实现电话报警及远程控制的电话模块。所述电话模块中包括与所述单片机连接、用于存储预先录制的语音数据的语音存储块，用于将语音存储块中的语音数据转换成语音信号并通过电话线发送出去的电话语音块，用于根据报警信号的来源从所述语音存储块中选择相应的语音数据传送给所述电话语音块的通道切换块，以及，与所述单片机连接、用于接收通过电话线发来的数据并传送给所述单片机的电话数据块。
本发明中，所述家庭智能控制器的通信接口模块可以是RS232转换块、或RS485转换块、或两者的组合。
将本发明的家庭智能控制器与家庭中的各种家用电器、各种监控装置等连接后，可组成一个家庭智能控制系统，从而解决了由于各种家用电器、报警装置等单独工作所带来的成本较高、操作麻烦等问题，让用户可对这些家用电器、报警装置等进行集中管理和分散控制。其电话模块可连接到PSTN电话线，其通信接口模块可连接小区控制中心、或通过小区局域网连接互联网等，从而实现报警、远程查询、远程控制等功能。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明家庭智能控制器的原理图；图2是本发明中电话模块的原理图；图3是本发明一个优选实施例中家庭智能控制器的单片机及存储器的电路图；图4是与图3配合的中通信接口模块的家庭智能控制器的电话模块部分的电路图；图5是与图3、4配合的家庭智能控制器的通信接口模块部分的电路图；图6是本发明家庭智能控制器与相关设备组成的控制系统图。
具体实施例方式
一、家庭智能控制器的组成本发明家庭智能控制器的原理如图1所示，其中包括单片机(MCU)1、无线接收模块2、无线发射模块3、电话模块4、存储模块(SRAM)5、时钟模块6、通信接口模块7、以及为上述各模块提供工作电源的电源模块8。下面对各部分分别进行说明。
(1)、无线接收模块该模块用于接收来自外部设备或现场监控点的数据或报警信号，例如由红外线防盗装置所发来的报警信号，并将这些信号转换为单片机1所能接受的格式，再传送给单片机进行处理，从而实现信号的无线采集功能。
当家庭智能控制器上电后，其单片机1自动读出应用程序开始程序运行。当某一现场监控点被触发并以无线方式发出报警数据、或用户通过遥控器进行控制操作时，无线接收模块2接收该报警数据或控制信号、并进行格式转换，然后送至与单片机相连的数据总线上，以供单片机处理使用。
(2)、无线发射模块该模块用于对单片机所输出的控制信号进行转换，并发送给外部设备或安装于现场的监控装置，从而实现无线控制功能。
当家庭智能控制器上电后，其单片机自动从读出应用程序开始程序运行。当接收到由电话、遥控器发送来的控制信号，或者当设定的运行时间到时，单片机输出一个控制信号并经数据总线送至无线发射模块3，该电路将数据总线上的数据信号转换并以射频电波形式向外发射，以供现场的相应无线接收模块接收并转换输出控制设备。
(3)、电话模块本发明的电话模块4与单片机及PSTN电话线之间的连接关系如图2所示，整个电话模块包括电话语音块41、电话数据块42、语音存储块43、以及通道切换块44。图中MIC的作用是实时采集室内声响，以使管理操作者能通过电话实时监听室内响动。
当单片机1收到某一被监测点的报警信号时，单片机1输出一个控制信号给通道切换块44，由其从语音存储块中取出预先存入的并与该被监测点相对应的语音文件及电话号码；单片机再发出一个控制信号给电话语音块41，由其拔打上述电话号码，若电话接通，则电话语音块41自动播放上述语音文件，将相应的语音信号通过电话线发送给接电话者。例如当监测到煤气泄漏情况时，将自动拨打控制中心的电话或用户电话，并传出‘煤气泄漏’或类似语音信息，控制中心或用户从而得到实时的报警提示，并及时做出相应的处理。
通过该电话模块，还可实现电话远程控制，远端操作者拨通家庭智能控制器的电话号码后，可通过电话按键发出控制命令，该命令信号通过电话线传送到电话数据块42，由其将来该信号进行转换处理后送给单片机1，由单片机分析该信号是为了控制哪一种家电或报警装置，然后通过无线发射模块2发出相应的控制信号，最终达到控制家中的相应设备之目的。
另外，如果远端操作者通过电话按键发出的不是控制命令而是查询命令，则由单片机1输出控制信号给通道切换块44，由其从语音存储块43中取出预先存入的并与被查询设备的当前状态相对应的语音文件，再由电话语音块41自动播放上述语音文件，将相应的语音信号通过电话线发送给远端操作者。
(4)存储模块该模块用于存储系统报警拔打电话号码和相应系统运行数据。家庭智能控制器上电后，单片机1自动读取的应用程序开始运行，当单片机在运行过程产生的一些重要数据结果也会自动送至存储模块5中进行保存。当报警发生时，单片机1读出存储模块5中所预先存入的电话号码，并送给电话模块，通过PSTN电话网向用户提供实时的报警信息。
(5)时钟模块该模块向单片机1提供工作时钟。家庭智能控制器上电后，时钟模块6就开始工作。其硬件由晶振及外围电路组成，通过晶振产生的振动频率信号经变化后提供给单片机1。该模块在家庭智能控制器中独立于其它模块运行。
(6)通信接口模块通信接口模块7用于将单片机1的通信数据转换为标准的RS232/RS485通信数据，以便于与现场智能设备或其他系统的数据通信交换，例如连接电脑显示器、电视机或触摸屏显示器，连接网络线等。其中的RS232转换器用于实现单片机与外界按RS232标准通信时的数据转换；RS485转换器用于实现单片机与外界按RS485标准通信时的数据转换。
二、家庭智能控制器的电路(1)单片机及存储器部分电路如图3所示，其中的U5为单片机，本实施例中采用型号为W78E516B的芯片。这是一款性能优良的高速8位单片机，其工作速度高达40MHZ；内含64K字节可在线编程的FLASH EPROM，4K字节辅助FLASH EPROM，512K字节片内RAM，64K数据寻址空间和64K程序寻址空间；有4个8位双向并口，1个4位的多功能可编程端口，3个16位计数器/定时器，6个中断源，可二级中断，内置电源管理和代码保护功能，其封装形式有DIP40，PLCC44，PQFP44。单片机是整个产品的核心器件，通过它可实现各个逻辑的控制。
其中的U7是存储器芯片，对应图1中的存储模块5，本实施例中采用型号为CY6264的芯片，该芯片内含适时时钟和日历功能，并有存储内容监控功能。
其中的U6为地址/数据锁存器芯片，本实例中采用型号为74HC573的芯片，该芯片对单片机的P0和P1口的地址码进行锁存。
其中的U9为译码芯片，本实例中采用型号为74ALS138的芯片，该芯片完成系统内各芯片的片选信号的编译码。
其中的U10为时钟芯片，本实例中采用型号为DS12887的芯片，该芯片提供系统工作的时钟信号。
其中的U11、U12寄存器芯片，本实例中采用型号为74L273的芯片，分别完成相应数据信号的寄存。
其中的CON1为无线接收芯片，用以接收系统内的无线报警信号。CON2为无线发射芯片，其将系统控制等信号以无线射频信号向外发射。
其中的RP1为单片机P0口的上拉排阻。
信号流程简述当系统在运行过程中，无线接收芯片CON1收到报警等数据信号，无线接收芯片立即输出相应信号送至单片机的数据口进行分析处理.当操作者进行控制等操作时，由单片机W78E516B输出相应信号至数据总线上，同时输出一个相应芯片的片选数据，经74LS138芯片处理后生成相对应芯片的片选信号选中该芯片，该芯片读取数据总线上的数据并锁存送至无线发送芯片CON2，从而实现输出控制操作。
(2)电话模块部分电路其中U22为语音通道切换芯片，本实例中采用型号为CD4066的芯片，该芯片在整个电话报警通信中实现MIC或预录音源播放的选择。
其中U23为电话语音传输芯片，本实例中采用型号为TEL1062的芯片，该芯片完成系统内报警时的电话语音传输。
其中U24为DTMF收发器芯片，本实例子中采用型号为MT8888的芯片，该芯片完成电话通信过程中数据信号的收发。
其中U25为语音录放电路芯片，本实例中采用型号为ISD2590的芯片，该芯片用以录制/回放系统内的相应语音信息。
信号流程简述当单片机接收到报警信号时，单片机读出存入于存储器CY6264芯片中的电话号码并送至数据总线上，同时输出一个片选信号选用电话数据模块MT8888，MT8888读取总线上的数据，并根据该信号拔打相应电话通知用户。当用户接通电话时，单片机给出信号控制语音录放电路芯片ISD2590，并控制通道切换芯片CD4066至播放语音录音播放通道，然后通过电话语音传输芯片TEL1602接入PSTN电话网向接通的相应电话端播放语音信息。若用通过电话查询系统内相应信息或监听室内动静，系统由MT8888接收相应控制信号并经单片机处理后输出相应控制信号控制CD4066或ISD2590与CD4066，将麦克风监听信号或录音信号送至TEL1602，然后经PSTN电话网送至相应接通电话播放。
(3)通信接口模块部分电路其中U1为RS232通讯转换芯片，本实例中采用型号为ISO232的芯片，该芯片将单片机的通讯口转变为通用的RS232标准通信接口。
其中U4为通讯转换及分配芯片，本实例中选用SCN2681-40芯片，该芯片实现将单片机两路端口信号分别转换为两路标准输入输出的通信接口信号。
其中U2、U3芯片均为RS485通讯转换芯片，本实例中采用型号为MAX485的芯片，该芯片将U4芯片的两路标准输入输出接口转变为通用的RS485标准通信接口。
其中U4为通讯转换及分配芯片，本实例中选用SCN2681-40芯片，该芯片实现两路双向的数据通信格式的转换及分配。
其中P1为9针通讯接口模块，该模块用于控制器与外围设备的RS232通讯。P2、P3也为9针通讯接口模块，其分别用于控制器与系统外围设备或网络的RS485通讯。
信号流程简述该部分电路用于控制器与外围管理终端、辅助显示终端、智能家电以及小区中心和其他用户这间的网络通信。其通过ISO232芯片将单片机的串行口与外接PC等接口进行电平隔离后，接入外围管理终端PC机或辅助显示终端。与小区联网或接入智能电器的通信号采用单片机的数据口，并经SCN2681-40转换后输出两路串行数据，并经MAX485芯片转换为标准的RS485通信接口，然后再接入智能家电和小区监控中心网络。
三、具体应用及特点本发明的家庭智能控制器可提供无线/有线控制接口，同时提供电话报警，小区网络接口(远程控制功能)，还可以在键盘上集中控制，监视安防，电器，照明等。与各种家电产品及监控设备等连接后，可实现集中管理，分散控制，整个系统的安全度高，能根据用户的不同需求决定不同的控制内容及等级。
如图6所示，该家庭智能控制器的人机界面可以是电脑显示器及键盘、或电视机、或者触摸显示屏，可提供人机交互式控制，图形化界面，简单易学，容易操作。
其电话模块可连接到PSTN电话线，其通信接口模块可连接小区控制中心、或通过小区局域网连接互联网等，从而实现报警、远程查询、远程控制等功能。
其无线发射与无线接收模块可与多种产品或设备相连接，如图6所示，可用于监控照明灯、音响设备、热水器、冰箱、饮水机等。还可以通过无线方式控制安防的红外报警、煤气报警、烟感报警等装置，当报警时，可电话发出报警消息，或自动启动相应的处理装置。
权利要求
1.一种家庭智能控制器，其中包括起主控作用的单片机，其特征在于，还包括与所述单片机连接、用于接收无线信号并输入到所述单片机的无线接收模块，与所述单片机连接、用于将所述单片机传来的控制命令以无线方式发射出去的无线发射模块，以及，与所述单片机连接、用于实现单片机与其它外部设备之间的有线数据通信的通信接口模块。
2.根据权利要求1所述的家庭智能控制器，其特征在于，还包括与所述单片机连接、用于实现电话报警及远程控制的电话模块。
3.根据权利要求2所述的家庭智能控制器，其特征在于，所述电话模块中包括与所述单片机连接、用于存储预先录制的语音数据的语音存储块，用于将语音存储块中的语音数据转换成语音信号并通过电话线发送出去的电话语音块，用于根据报警信号的来源从所述语音存储块中选择相应的语音数据传送给所述电话语音块的通道切换块，以及，与所述单片机连接、用于接收通过电话线发来的数据并传送给所述单片机的电话数据块。
4.根据权利要求1所述的家庭智能控制器，其特征在于，所述通信接口模块可以是RS232转换块、或RS485转换块、或两者的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的家庭智能控制器，其特征在于，还包括用于存储单片机相应运行数据的存储模块，以及为所述单片机提供工作时钟的时钟模块。
全文摘要
本发明涉及一种家庭智能控制器，其中包括起主控作用的单片机，还包括与所述单片机连接的无线接收模块、无线发射模块、通信接口模块以及电话模块。所述电话模块中包括语音存储块、电话语音块、通道切换块以及、电话数据块。将本发明的家庭智能控制器与家庭中的各种家用电器、各种监控装置等连接后，可组成一个家庭智能控制系统，从而解决了由于各种家用电器、报警装置等单独工作所带来的成本较高、操作麻烦等问题，让用户可对这些家用电器、报警装置等进行集中管理和分散控制。其电话模块可连接到PSTN电话线，其通信接口模块可连接小区控制中心、或通过小区局域网连接互联网等，从而实现报警、远程查询、远程控制等功能。
文档编号G08C17/00GK1523822SQ0311379
公开日2004年8月25日 申请日期2003年2月21日 优先权日2003年2月21日
发明者连志敏 申请人:深圳市硕普智能科技有限公司