专利名称：基于工业以太网的先进智能家居控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能控制设备技术领域，特别涉及一种基于工业以太网的先进智能家居控制器。
背景技术：
随着以太网的应用与推广，将以太网技术用于楼宇自动化和信息家电领域，也越来越受到人们的重视，对于基于以太网的智能家居设备的研究主要开始于上个世纪90年代的中后期，目前国内外的主要实现方式一种为采用8位或16位的微控制器(MCU)，运行简单的以太网通讯协议，实现单个家庭设备(如水表、电表、气表等)的以太网接入，但由于8位或16位的微控制器的运算能力和存储空间有限，该方式只能通过以太网完成少量数据的低速传输，对于较大量数据的传输(如室内的场境图像)则无能为力，即在系统的联网能力与系统的性能之间存在很大的矛盾。
另一种方式是微控制器+室内专用网络+室内专用网关，采用室内专用网络，如RS232、RS485，CANBus、BlueTooth等方式，将多个室内的微控制器连接在一起，然后将该室内专用网络连接到一个室内的专用网关(一般采用桌面计算机实现)，该网关负责将室内专用网络上的信息转换为TCP/IP协议数据包，然后发到以太网上实现信息的传输，但这种方式网络结构复杂，成本较高，适合于将一幢大楼、一个工厂内部的微控制器网络接入以太网，不太适合于家庭使用。
发明内容
本实用新型依据目前智能家居和信息家电的要求，针对以上两种实现方式的缺点，结合目前先进的微控制器产品、图像处理技术、控制技术和通信技术，实现了高性能、低成本、低功耗、小体积的先进智能家居控制器，进而提供一种基于工业以太网的先进智能家居控制器。
为实现上述目的，先进智能家居控制器采用多个高性能微控制器各自完成相对独立的功能，又相互协同，从而高效、可靠的完成智能家居和信息家电的多项要求。
图1是先进智能家居控制器的具体实现电路结构图。
图1中，包括高速以太网接入和网络服务电路1、室内场景图像采集与压缩电路2、室内测控点的数据采集与控制电路3、图像格式转换电路4、隔离单元5、CMOS摄像头6、三表远传及报警电路7以及信息家电接口电路8。
其中，高速以太网接入和网络服务电路1一端连接于入户宽带以太网，另一端分别连接于室内场景图像采集与压缩电路2和室内测控点的数据采集与控制电路3，用于完成系统需要的各种协议和各种网络服务功能，如Web Server、IP地址的配置等。
室内场景图像采集与压缩电路2连接于图像格式转换电路4，图像格式转换电路4再分别连接于CMOS摄像头6，主要完成室内外场景图像的采集与压缩，以及将图像传输到高速以太网接入和网络服务电路1，进而传送到远端。
图像格式转换电路4用于将由CMOS摄像头采集到的数字图像数据转换成需要的格式。
室内测控点的数据采集与控制电路3连接于隔离单元5，隔离单元5再分别连接于三表远传及报警电路7和信息家电接口电路8，该电路完成室内的多路模拟量和数字量的有线与无线传输，用于采集和控制室内的各个测控点的数据，另外，由于目前大多数的信息家电都提供标准的通讯接口，因此可方便的对其进行数据采集和控制。
具体实施方式
以下具体描述本实用新型的结构、实现方式。
(一)先进智能家居控制器的结构为便于在目前的各类高档住宅内的安装，使之与室内的环境协调统一，先进智能家居控制器在进行结构设计中严格控制设备的体积，在电路的设计中，采用多层布线，顶面和底面同时焊接元器件底方式，缩小电路板底体积，同时，将整个电路分为三个单元电路块，分别完成室内场景图像的采集与压缩、室内各个测控点的信息采集与控制和各种数据的高速以太网接入，采用接插堆叠底方式，进一步缩小设备的体积。
(二)先进智能家居控制器的实现电路先进智能家居控制器的具体实现电路结构图如图1所示，主要包括室内场景图像的采集与压缩电路2、室内各个测控点的信息采集与控制电路3和数据的高速以太网接入和网络服务电路1。
室内场景图像的采集与压缩电路2的微处理器采用高速DSP，负责从CMOS摄像头6获取需要传输的室内场景信息，按一定的格式压缩后传送到高速以太网接入和网络服务电路1，同时在该电路实现一个WebServer，当远端有浏览室内场景图像的请求时，Web Server就将图像数据高速传输到远端，另外，一些必须的网络配置功能也在此完成，如IP地址的配置等。
图像格式转换电路4用于将由CMOS摄像头采集到的数字图像数据转换成需要的格式，以满足便于在高速以太网的传输和对图像数据的进一步处理等要求。
高速以太网接入和网络服务电路1的微处理器采用一个基于ARM核的32位硬件平台，具有极强的运算能力和较大存储空间，运行Linux操作系统，可方便的在该电路内实现100M的高速以太网接入、Web Server和其它需要的网络服务，从而高效、可靠的完成大量数据的以太网传输，同时，由于采用了嵌入式操作系统作为底层的软件平台，使系统的功能扩充非常方便。
室内测控点的数据采集与控制电路3专门完成室内的其他模拟量和数字量的传输，微处理器采用一片8位的AVR高速嵌入式单片机实现，主要完成三表的远程抄送、室内煤气浓度的检测与报警、室内人员的按键报警、信息家电的控制等任务，并根据设备的位置，提供多路无线的数据通讯线路，从而减少室内的布线。该功能模块需要传输的数据量相对较少，但实时性要求较高，因此在高速以太网接入和网络服务电路1中实现对该模块的数据进行传输时，要求具有较高的优先级和实时性。
权利要求1.一种基于工业以太网的先进智能家居控制器，包括高速以太网接入和网络服务电路1、室内场景图像采集与压缩电路2、室内测控点的数据采集与控制电路3、图像格式转换电路4、隔离单元5、CMOS摄像头6、三表远传及报警电路7以及信息家电接口电路8，其特征在于，高速以太网接入和网络服务电路1一端连接于入户宽带以太网，另一端分别连接于室内场景图像采集与压缩电路2和室内测控点的数据采集与控制电路3，室内场景图像采集与压缩电路2连接于图像格式转换电路4，图像格式转换电路4再分别连接于CMOS摄像头6，室内测控点的数据采集与控制电路3连接于隔离单元5，隔离单元5再分别连接于三表远传及报警电路7和信息家电接口电路8。
2.根据权利要求1所述的基于工业以太网的先进智能家居控制器，其特征在于采用先进的微控制器产品、图像处理技术、控制技术和通信技术，实现了高性能、低成本、低功耗、小体积的先进智能家居控制器的入户宽带以太网接入。
3.根据权利要求1所述的基于工业以太网的先进智能家居控制器，其特征在于，图像格式转换电路4用于将由CMOS摄像头采集到的数字图像数据转换成需要的格式。
4.根据权利要求1所述的基于工业以太网的先进智能家居控制器，其特征在于，室内测控点的数据采集与控制电路3，该电路完成室内的多路模拟量和数字量的有线与无线传输，用于采集和控制室内的各个测控点的数据。
专利摘要本实用新型涉及智能控制设备技术领域的基于工业以太网的先进智能家居控制器。包括高速以太网接入和网络服务电路，室内场景图像采集与压缩电路，室内测控点的数据采集与控制电路，图像格式转换电路，隔离单元，CMOS摄像头，三表远传及报警电路以及信息家电接口电路。高速以太网接入和网络服务电路一端连接于入户宽带以太网，另一端连接于室内场景图像采集与压缩电路和室内测控点的数据采集与控制电路，室内场景图像采集与压缩电路连接于图像格式转换电路和CMOS摄像头，室内测控点的数据采集与控制电路连接于隔离单元和三表远传及报警电路和信息家电接口电路。本实用新型实现了高性能、低成本、低功耗、小体积的先进智能家居控制器。
文档编号H04L12/28GK2646967SQ20032010388
公开日2004年10月6日 申请日期2003年11月10日 优先权日2003年11月10日
发明者李驹光, 聂雪媛, 刘国平, 郁文生 申请人:中国科学院自动化研究所