用于控制建筑物中的装置的内置机电设备的制作方法

文档序号:15577438发布日期:2018-09-29 05:47阅读:204来源:国知局

本发明一般涉及一种用于控制和命令建筑物中的装置的内置机电设备,更具体地涉及一种新的“有源”板,其互结和扩大了与其相关联的电气设备的功能并且具有能够以通用的方式与可以应用于所谓的“民用系列”的所有商业框架组合的特征。

所谓的“民用系列”(包括电气系统的开关、偏差器、插口以及其它组件)的电气命令和致动设备通常以模块化的方式装配在固定到矩形箱的支撑框架上,该矩形箱主要内置到墙壁或安装在墙壁的外面。

为了提供正确的美学完成并确保保护内部部件,使用的是用于框架的盖子,所谓的“板”,其适当地成形以允许接近开关和其它设备。

所述板是由大科能树脂(techno-polymers)、各种类型的金属、木材和/或其它材料制成的无源组件,并且以各种形状来生产它们,从而实现无数的有审美感的解决方案;在实践中,每个电气设备的制造商都限定了相对设备的相对形状和详细的机械尺寸,并因此限定了盖板的相对形状和详细的机械尺寸。

没有当前可用的“有源”板,从某种意义上说传统类型的所述板仅覆盖电气设备的固定元件,并且不集成命令、致动和信号装置,以便集成上面提到的电气设备的操作。

因此,本发明的目的是提供一种内置机电设备,其允许电气设备的框架的盖子作为构造元件来使用,该电气设备被设计成同时提供用于安装在建筑物中的各种装置的命令和致动的功能。

本发明的另一目的是提供一种内置机电设备,其是通用型的并因此可以与所谓“民用系列”的任何类型的支撑框架进行组合。

本发明的其它目的是提供一种内置机电设备,其由于所实现的优点而相对于现有技术是可靠和安全的并且具有降低的操作成本。

,通过根据权利要求1所述的用于控制建筑物中的装置的内置机电设备来实现以下更详细描述的这些和其它目的;在从属权利要求中描述了根据本发明的内置机电设备的其它详细技术特点。

有利地,根据本发明的设备包括没有显示器的板,所述板使用用于框架均匀照明的系统,其能够借助于rgbled概括任何色调的色光;框架产生的照明具有美学和功能两个目的,这是因为框架因此也可以用信号通知设备的状态及其功能演变。

该设备还包括具有强大功能的电子电路,用于与用户和安装在建筑物中的类似装置进行交互,以便集成和扩大现有已知机电设备的功能。

最后,该设备具有以通用的方式与所有的商用板(例如可以应用于“503”箱的民用系列)组合的特征,并引入新的“家庭自动化”和“智能建筑”功能。

上面提到的相同的特点和功能正好也是内置的家庭自动化壁箱的特点和功能,该家庭自动化壁箱由通用箱组成,该通用箱可以作为提到的所有民用系列中的命令组件被插入。

参考附图中示出的根据本发明的内置机电设备的优选的、非限制性的实施例,本发明的其它特征和优点在下面的描述中更加明显,在附图中:

-图1是根据本发明的内置机电设备的第一透视分解图;

-图2是具有根据本发明的内置机电设备的更多细节的第二透视分解图;

-图3、图4、图5、图6、图7以及图8示出了根据本发明的内置机电设备的详细透视图;

-图9示出了根据本发明的内置机电设备的电子操作电路的框图;

-图10、图11、图12以及图13示出了根据本发明的内置机电设备的其它实施例的一系列透视图,且特别是内置家庭自动化壁箱的一系列透视图。

参考上面提到的图,根据本发明的内置机电设备由大科能树脂材料制成并且包括盖板10,该盖板10使用紧固钩13耦合到功能框架11,所述功能框架11包含插口支架框架12;其它原始的机电设备(图中未示出)未被修改。

框架11具有设备的传感器面对着的下边缘(lowerrim)14和可抽出箱15(温度传感器位于其中),同时所述板10和框架11也耦合到内置箱16,内置箱16具有两个用于插入用于紧固插口支架框架12的螺丝的眼17。

为了将设备安装和固定到内置箱16,首先安装功能框架11,将功能框架11固定在插口支架框架12的底部,使得当框架11被通过拧在所述箱16的眼17上的螺丝锁定的插口支架框架12压缩时,框架11被阻挡在墙壁上。

随后,安装盖板10,使用合适的紧固钩13附接到功能框架11的盖板10完全关闭设备。

功能框架11包括设备的所有有源电子器件,包括照亮厚度很小(小于5mm)的板10的rgbled,不会从所述箱16内部窃取空间;此外,所述板10包括导光管,该导光管均匀地照亮所述板10的外表面。总的来说,所述板具有小于8-10mm的总厚度。

功能框架11还包括设备的各种传感器,各种传感器在框架11的下侧上突出的小边缘14上面朝外部;这些传感器可以是:

-麦克风,

-光传感器(用于测量环境光的光电二极管),

-有源红外接近式传感器,

-气体传感器,

-温度传感器(后者被容纳在可抽出箱15中,使得其可以移动远离所述板10至少1cm以防止测量到的温度是由机电设备生成的温度,并且事实上,其对应于实际的环境温度)。

更具体地说,如图2详细示出的,根据本发明的设备包括提供有透明盖20的板10,在板10的下面可以有由乳白玻璃(opaline)制成的用作光漫射器的板21、与透明盖20一起构成设备的光发射器的导光管22、定义了具有关掉的led的板10的颜色的有色片23,同时功能框架11包括盖24(其包括配备有rgbled26的电子电路25)和基座18。

图3、图4以及图5示出了电子电路25和导光管22,突出显示了导光管22与rgbled26的光耦合;特别地,导光管22沿着导光管22的边缘的短边(shortides)由led26控制,并且由于所使用的形状和材料,光在边缘的整个可见表面上被均匀地引导。

图6和图7示出了被安装以关闭设备的板10的透明盖20以及安装在凸起电路上的光传感器27和接近式传感器28,同时图8示出了不透明的有色板23,有色板23可以由纸或塑料或其它合适的材料制成,其确定了板10采用的如当关掉rgbled26时用户所看到的颜色。

这样,当关掉rgbled26并且因此关掉板10时,颜色是有色板23的颜色,该有色板23是可互换的且由客户选择,因此客户确定外观;当rgbled26开启时,颜色变成由led26设置的颜色,并且所述片23的颜色被完全“重写”。

此外,功能框架11借助于一对细铠装铜线被电连接到存在于箱16内的电力供应源,该对细铠装铜线连接到容纳在箱16内的小的离线电力供应单元30;这些线从功能框架11的后面离开并从插口支架框架12的内部到达箱16的内部。

图9示出了根据本发明的设备的电子电路25的框图,其包括以下区块:

-电源电力供应单元(离线转换器)30,其将230vac电源电压转换为低电压;该转换器具有与输入端安全绝缘的输出端,并将其插入箱16内;

-可选电池31,由备用能源装置组成,该备用能源装置能够在没有电源供应的情况下独立地对设备供电数小时;一经返回230vac电力供应,电池31就由电源电力供应单元30自动再充电,并将电池31插入箱16内;

-微控制器32,其控制和监督整个设备的操作,确定状态;特别地,微控制器32控制和管理rgbled26和通信端口并分析传感器。

如上所提到的,这些传感器包括:

-麦克风33,由具有合适的信号调节电路的电声换能器组成;麦克风33可以具有自动增益控制或由微控制器32来配置为具有由微控制器32本身设置的固定增益;

-气体传感器34,其由燃气cmos微传感器组成,用于控制空气质量和测量有害气体浓度;气体传感器34属于极低功耗类型(≈1mw);

-接近式传感器28,其具有红外光发射器和传感器,其由光电传感器或光电二极管光接收器以及相对调节电路(例如与1类激光类型的红外光光电发射器耦合)组成;通过利用靠近板10的物体的反射,该传感器28用作短距离接近式检测器(在大约2米内),用于检测手命令或者用于检测通过板10前面的个体;

-光传感器27,其由光电二极管光接收器组成,其具有根据人眼和相对信号调节电路的响应而成形的合并滤光器;该传感器27测量环境光并且允许实现用于基于检测到的光度的突然变化来检测房间(安装有板10)内的运动的功能,和测量环境光的绝对值以用于调整由存在于房间内的任何无线电控制的照明设备发出的强度;

-收发器35,其由基于标准的通信模块组成,其允许与符合该标准的外部装置进行通信;例如,板10(它是根据本发明的设备的无线端口中的一个)因此能够与智能手机36通信并且接收命令或将必须被记录和/或显示的信息发送到智能手机36;

-dsss/wifi扩频收发器37,其由基于2.4ghz的无线扩频协议的通信模块组成;其可以被配置用于实现dsss或fh/dsss类型的专有协议,或者用于实现基于wifi标准的通信并且允许与板10(它是设备的无线端口中的一个)外部的装置通信;

-具有nfc通信的rfid标签38,其由具有可重写存储器的rfid模块组成,该可重写存储器适于使用nfc标准(近场通信)从外部读取和写入;可以从外部“移动装置”(例如激活的智能手机36)读取或写入该模块,并且可以同时从设备的微控制器32中读取和写入该模块,并且由于其性质,即使在完全没有板10(它是设备的无线端口中的一个)的电力供应的情况下,也可以从外部“移动装置”(其用作“标签读取器”)中读取和写入该标签。

-面向板10外部的温度传感器39,其由具有相对调节电路的ntc组成;其面向箱15的外部以用于测量环境温度。

rgbled26耦合到导光管22并且具有相对控制电路,通过该相对控制电路,微控制器32可以调整独立于其它串的每串的强度。

根据本发明的用于控制安装在建筑物中的装置的内置机电设备的操作基本上如下。

该设备一旦被安装,就使用电源电力来操作,并且由于该设备是总是连接到电源的装置,所以通过使用待机模式中具有极低消耗(<200毫瓦)的电力供应装置30来将待机模式中的消耗最小化。

该设备由微控制器32支配,微控制器32控制设备的功能并且该设备主要由用户的智能手机36形成。

当用户移动智能手机36(利用合适的app编程并且由于nfc端口40)靠近板10时,由智能手机nfc标签的动作刺激的电子电路25立即开始与允许自动识别板10的智能手机36的app对话;由该接近识别产生的动作是使用板10和智能手机36之间的端口41的对话,因此该对话变为刚识别的板10的用户接口。

这样,板10可以经由给予其特定信息的来编程,并且通过使用显示器,智能手机36可以将反馈信息给用户,从而促进编程操作。

事实上,智能手机36的app与板10相互作用,app询问电子电路25的微控制器32、配置用于致动和/或读取参数和内部变量的参数和命令;例如,智能手机36可以将用于板10的效果和颜色命令发送到板10,或者用于致动经由无线电连接到板10的远程致动器(开/关切换、编程开/关切换、发光强度等),或智能手机36可以读取板10的传感器39的温度或配置功能。

微控制器32支配用户接口,并且还分析温度测量值和气体传感器34的温度测量值,并监控和管理来自无线通信接口35、37以及38的信息消息。

基于在微控制器32中编程的版本,所有以下功能都是可能的,其可以使用智能手机36来激活和选择。

在板10的第一发光和有色功能中,用户选择板10的颜色和发光强度以及以下模式中的板10的激活模式:

-一直打开;

-仅当由光传感器27测量的环境光低于预设阈值时打开;

-仅当用户被接近式传感器28识别时打开;

-由于光传感器27或麦克风33检测到的“活动”测量,仅当检测到房间中存在运动时才打开。

利用该功能,板10例如可以仅当环境亮度下降到某个限度以下时或者在预定时间处或者如果检测到存在或者利用可变强度(诸如照明用来读书或用环境照明来照亮房屋的区域或者利用预定的色光来创建独有环境)和/或在存在消失时利用逐渐关掉来激活而用作夜灯;安装在靠近床的一组开关上的板10可以以这种方式用作床头灯并且同样地可以被编程以在预设的唤醒时间处开启(例如,用预定的颜色帮助唤醒)。

在应急灯功能中,在缺少230vac电源电力供应的情况下,由于来自电池31的电力,板10点亮;这样,板10表现为应急照明设备,照亮其被安装的地区。因此,家的每个板都可以因此转变成应急照明。

在定时器-恒温器功能中,温度传感器39用于调整板10所定位的房间中的温度;实际上,板10测量环境温度并且微控制器32根据由用户定义的温度剖面图来控制无线电致动器(它们是继电器类型的无线电致动器,或者直接控制热水或直接控制锅炉或空气调节系统的电磁阀)。板10根据所测量的环境温度改变颜色,通常从蓝色(最冷)到红色(最热)。

定时器-恒温器通过智能手机36的接口被方便地配置,并且定时器-恒温器功能用作用于致动连接到远程无线致动器的无线(无线电)端口41、42的输出端口;例如调整空气调节系统的所述阀可以是具有接口或具有dsss接口的类型,并且因此可以由板10直接控制。

板10也可以是用于控制配备有无线端口(例如蓝牙、或wifi或dsss)的照明设备的本地单元;在这种情况下,板10借助于无线端口41、42中的一个发送用于致动与板10连接的灯的命令,所述命令可以是各种类型,诸如开启、关掉、设置发光强度、设置灯的颜色、设置操作模式等。

板10还可以使用作为用于测量环境光的装置并入的光传感器27;光测量可以从而生成用于调整发光强度的命令,所述板经由无线电端口将发光强度发送到存在于安装有板10的房间中的灯,从而实现光的自我调整的功能,其目的是在房间中存在自然光的情况下自动降低灯所发出的光的强度,或者在环境光不好的情况下自动增加灯所发出的光。

合并的光传感器27和麦克风33可以检测板10所定位的房间中的人的存在,并且因此仅在存在噪声和光变化的情况下才保持灯开启,将灯恢复到最小光度,或者在房间长时间安静的情况下(也就是,在某一预定的时间段内没有噪音和光突然变化的情况下),将它们关掉。

在“安全”功能中,板10激活红外接近式传感器28、光传感器27、麦克风33以及可选的气体传感器34;这样,板10可以不雅地或者与防入侵控制单元组合而被配置为家用安全控制装置,例如散布照明效果以劝阻入侵者、模拟具有主动警报的人的存在、在远程营救模式下激活本身或即使在停电的情况下也可以激活本身。

接近式传感器28、光传感器27以及麦克风33也可以以组合的方式用于检测房间中的人的存在;声音或噪声的存在可以由处理器32适当地分析,并且由光传感器27读取的光度的突然变化可以指示人的存在。板10然后可以与邻近的板共享该信息,并且借助于分布在板中的适当的检查算法来处理关于入侵者存在的任何信息,并且借助于无线端口41、42将信息传输到防入侵系统控制单元。如果主动式红外接近式传感器28检测到其作用域中存在,则主动式红外接近式传感器28可以立即生成警报,并且在并行情景中,长时间不存在运动和噪声可以自动激活连接到板10的一系列无线致动器,例如,该一系列无线致动器自动关闭百叶窗、关掉灯并关闭房门、或者由于不存在“生命”而生成警报。

气体传感器34(如果存在的话)可以当所测量的气体浓度超过预定阈值时提供警报信号,并且该信息借助于无线端口41、42被传输到防入侵控制单元。

通常,在不存在防入侵控制单元的情况下,板10可以借助于wifi端口42将信息发送到任何家庭wifi路由器,以将其传输给远离房屋的用户;在这种情况下,由板10记录的音频可以再次使用wifi信道发送给用户,以允许用户远程检查情况。

电池31的存在允许板10也在没有电源电力供应的情况下工作。

在“能量管理”功能中,板10可以借助于无线端口41、42管理房屋内部布线的一个或多个电力和能量测量装置,并将一个或多个电力和能量测量装置串联安装到用户并串联到电气系统的主开/关。板10处理从远程测量装置中接收到的信息,所有远程测量装置都配备有适当的无线端口(wifi或dsss类型),并且这样,房屋的每个板10可以视觉上将用户的瞬时或平均电消耗向用户发出信号(借助于示出的颜色),并且如果超过预定的消耗阈值,则发出信号(通过例如闪烁)。板10还可以与能够关掉某些预定义的用户的无线致动器组合,使得上面提到的板10因此可以是根据所测量的消耗和由用户定义的规则的这些用户的开启策略的管理者(例如,以便在已经测量超过某个阈值的消耗之后,通过激活能量块(独立于系统的其它板或与系统的其它板一致)来限制家庭用户的峰值输出)。

在图10、图11、图12以及图13所示的其它实施例中,根据本发明的内置机电设备具有与上述相同的功能并且包括与插口支架框架12集成的板10,内置机电设备包括传统类型的封闭盖19的任何其它设备和内置的家庭自动化壁箱29,内置的家庭自动化壁箱29包括电子电路25中包含的电子装置并且配备有电力供应线缆的输入端43和光发射器或导光管22,在这种情况下,光发射器或导光管22由家庭自动化壁箱29的前表面44的中心区域组成。

如上所述,家庭自动化壁箱29包括定位在前表面44下方的区域中的一些传感器,诸如有源红外接近式传感器28、光传感器27以及麦克风33。

家庭自动化壁箱29还包括上面提到的无线电端口、任何气体传感器以及nfc接口、以及控制如先前所述的功能的微控制器32。

家庭自动化壁箱29还可以具有温度传感器39,温度传感器39一旦安装就立即定位在板10和框架12的下方,与边缘的下侧对齐(如图13详细所示)。

这样,温度传感器39可以正确地测量安装温度传感器39的房间的温度,而不会感觉到内置设备的温度的影响,特别是不受家庭自动化壁箱29本身生成的热量的影响。

壁箱29可以或也可以不安装有电源电力供应单元30,在这种情况下,用户可以直接在电气系统的230vac电力供应线缆的输入端43处连接到壁箱29。

电池31是可选的并且可以连接到或不连接到家庭自动化壁箱29;如已经提到的,电池31通常容纳在内置箱16内,家庭自动化壁箱29插入到内置箱16的内部,并且电池31利用特别的快速接头电连接器连接到壁箱29。

家庭自动化壁箱29以这样的方式制造,以借助于合适的机械适配器适应现有民用系列的框架中的大多数,以便集成到现有系统中并与任何类型的机电控制装置组合,方便引入描述的家庭自动化功能。

根据本发明的内置机电设备的技术特征从其描述中清楚地显现出来,如其优点一样。

特别地,这些由以下表示:

-通过借助于螺丝紧固到单个标准化共享元件(插口支架框架),将板和插口的通用性质和适应性到所有的插口支架框架;

-容易安装并且板的整体厚度非常小;

-使用具有任何强度和色调的单色光发射器的板的可能性;

-待机模式下电消耗极低;

-集成一系列传感器,诸如麦克风、光线传感器、气体传感器、接近式传感

器以及温度传感器;

-集成无线端口,诸如wifi、dsss、nfc;

-具有可调节强度和光颜色的照明器功能;

-应急照明功能;

-定时器-恒温器功能;

-激活防入侵和普遍安全系统;

-用于致动家用电器的接口控制功能。

最后,清楚的是,在不放弃本发明想法的新颖性原则的情况下,可以对讨论中的机电设备作出许多其它变型,同时清楚的是,在本发明的实际致动中,所示细节的材料、形状以及尺寸可以根据要求具有任何类型,并且可以由其它等同元件替代。

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