专利名称：基于以太网的家用信息服务终端及其系统的制作方法
技术领域：
本发明属于智能控制及管理领域，主要涉及家庭和社区智能管理，社区信 息服务，公用事业自动抄表等。
背景技术：
世界上第一座智能建筑是美国UTBS公司于1984年1月在康涅狄格州所建 成的"城市广场"大厦(City Plaza)。该大厦以当时最先进的技术控制空调设备、 照明设备、防灾和防盗系统、电梯设备、通信和办公自动化等。通过计算机网 络通信技术、计算机控制技术以及自动化的综合管理，实现了方便、舒适和安 全的办公和居住环境，并具有了高效运转和经济节能的特点。此后，智能建筑 在世界各地蓬勃发展。我国在八十年代末开始引进智能建筑，首先出现于北京、 上海，随后在广州、深圳、杭州、成都等地的新建筑中也部分或全部考虑实现 智能化。智能建筑以后出现了智能小区的概念。智能小区内的智能建筑产品通常指 家庭安防电子系统，这种智能化的电子保安设备可以监控各种探头，进行主动 式防范， 一发生异常即进行报警提示。该产品相对仅有消极防范作用的防盗门、 防盗窗已经有了很大进步，但是仅仅能够提供安全保护功能，不能满足人们日 益增长的需求。在信息化技术迅猛发展的今天，随着Internet向居家生活的不 断扩展，消费电子、计算机、移动通讯一体化日趋明显，居家智能也必将与新 技术相结合，成为本世纪住宅产业和家庭生活的新时尚。智能建筑产品可分为两类 一种是单户型产品，如X-10C0RP'S公司的X-10 系列家庭自动化系统、美国家庭建筑协会推出的Smart House系统、日本Super Home Bus System、欧洲的Eureka集成家庭系统IHS等， 一般不构成网络，提 供单节点独立式服务，在国外已经得到了广泛应用，在国内一般为别墅或小区 住宅单户改造时使用；另一种为智能小区， 一般组成网络，多节点集中管理， 需要专门的管理中心，组织管理人员进行维护。国外该类型产品应用不多，国 内的城市中以小区单位为主，因此该类型产品在国内得到了广泛应用。单户型产品仅提供单节点服务，不需要考虑网络化带来的安全和传输等问 题，有专业化开发优势，专门针对独立住宅开发，功能服务比较完善。但是受 到单户型限制，很多功能无法得到应用，如果需要扩展远程服务内容，则每一 个用户都需要提供专门的无线收发模块，增加了成本，限制服务距离， 一定程 度上也阻碍了功能的扩展。智能小区产品适应我国国情，提供多节点网络化集中管理服务，可以提供 很多单户型产品所无法提供的功能，如警情集中管理，小区消息管理等。但是
由于所需要使用的模块相对较多，而所有的模块一般都是一个开发商完成的， 开发成本大，开发商需要兼顾方方面面各种问题，限制了该类型产品功能的扩 展和开发，相对单户型产品缺少了专业化开发优势，因此我国现今使用产品的 功能比较单一，同质化同类化现象比较严重。发明内容本发明的目的在于提供一种利用以太网技术优势，既能够作为单户型产品， 又可以方便集成到智能小区管理系统中的家用信息服务终端。 为达到以上目的，本专利采用的方案是系统以中心主处理模块为基础，包含网络接口模块、语音模块、视频模块 三个可选模块。主模块完成单户型功能；以太网接口模块作为以太网数据交换 的接口单元；语音模块和视频模块分别完成语音和图像数据的采集和处理工作。进一步，基于以太网的家用信息服务终端及其系统，包括基于以太网技术 的传感监视和声光报警、数字话语音传输、数字化图像传输、扩展电路控制接 口、留言、定时提醒或定时运行、天气信息显示、自动关灯、上锁、离家断电 任务、手动抄表和网络抄表、区域广播、网络即插即用、传感器线路状态监视、 服务软件和二次开发包。支持以太网技术。系统支持数字化以太网语音传输，支持网络IP电话。 数字话语音传输与智能小区门禁通话、管理员通话方案集成。 数字化图像传输与室内监控摄像、门禁式电子猫眼、网络视频电话等方案》Fl 口 o预留8路数字接口 (DIO)、 1路模拟输入接口 (AIN)和1路模拟输出接口 (A0UT)。家用PC机与系统通过以太网相连，运行专用软件，设置留言、定时提醒或 定时运行任务，通过LCD査看内容。系统在Internet联机状态下，自动登陆天气预报网站，查询当前城市的天 气信息并在LCD上显示。网络文字广播信息与智能小区网络广播方案集成。检测到传感器线路异常，立即声光报警并通过LCD显示警情，网络联机状 态时，可发送该异常信息至服务主机。支持基于Internet的远程监视、管理和维护功能。智能安防系统。系统可提供安全保护功能，监视各传感探头报警信息，发 生警情立即进行声光警报，还可以将系统监视信息通过以太网发送到指定的服 务主机，实现集中管理警情信息。这一特性使本系统可方便的集成到智能小区 管理系统方案中。系统默认提供门磁、窗磁、红外、煤气泄漏、烟感等8路探 头、出现警情时通过声光报警装置发出报警信号并通过LCD (液晶显示器)显示 相应的警情，在以太网联机状态下也可向预设IP的网络监控主机发出报警数据。 与此同时还支持探头类型(常开/常闭)设置、白天/晚上时间设置、探头布防
等一系列相关的安全设置和系统设置。数字化语音传输。以以太网为基础，通过所提供的专用软件或协议，实现远程语音通话。在联机状态下，用户在其他以太网/Internet接入点，通过标准 协议建立连接，进行远程语音通话，可方便的应用到门禁与住户通话、管理中 心与住户通话方案中。数字化图像传输。以以太网为基础，远程了解房间内的状况。在联机状态 下，用户在其他以太网/Internet接入点，通过专用软件远程登陆监控系统，远 程视频观察房间内情况。摄像头采集的数字信号经过压縮，发送到用户端，解 压后即可还原为图像信息。也可方便的应用到门禁式电子猫眼、网络视频电话 等方案中。扩展电器控制接口。预留8路数字接口 (DIO)、 l路模拟输入接口 (AIN) 和l路模拟输出接口 (A0UT)，可Internet远程控制家中电器的开、关和运行 状态。随时添加修改受控电器的类型和数量。数字接口 (DIO)控制电器的开、 关状态；模拟输入接口 (AIN)监视温度、湿度或电器的运行状态；模拟输出接 口 (A0UT)控制需要模拟输入的电器。设置留言、定时提醒或定时运行任务。家用PC机与系统通过以太网相连， 运行专用软件，可设置留言、定时提醒或定时运行任务。设定时间到，声音提 示留言或任务，通过LCD査看内容。自动显示当天的天气信息。系统在Internet联机状态下，可自动登陆天气 预报网站，查询当前城市的天气信息并在LCD上显示。设定夜晚自动关灯、上锁、离家断电等计划任务。可设定夜晚自动关灯以 节约能源；住户忘记房门上锁时自动上锁，以保证夜晚房屋安全；住户离家自 动关断预设的电器以节约能源，防止电器火灾或有毒气体泄漏。支持手动抄表和网络自动抄表。住户可以自己手动输入电表、气表等读数 发送到服务主机，也可以设定服务主机自动读取电表数据。支持区域广播。系统可接收网络文字广播信息，可方便的集成到智能小区 网络广播方案中。网络即插即用，可识别是否连接网络，自动调整联机、断线状态。监视传感器线路的短路和断路状态。 一旦检测到传感器线路异常，立即声 光报警并通过LCD显示警情，网络联机状态时，可发送该异常信息至服务主机。提供服务软件和二次开发包，方便Internet远程控制系统和小区管理系统 集成的二次开发。本发明与现有技术相比有如下的技术特点-(1) 支持以太网技术。现有的或新建的小区中，多已构建了以太网络，因此相 比传统的小区系统，不需要铺设任何额外的线路，便于控制成本；高速的 传输速率使数字化传输语音和视频成为可能。(2) 数字化的语音传输。系统支持数字化以太网语音传输，支持网络IP电话， 还可方便的集成到智能小区门禁通话、管理员通话方案中。相比于智能小 区传统的模拟语音传输方式，可提高传输距离，改善语音质量。(3) 数字化图像传输。系统支持数字化以太网图像传输，支持远程监控，还可 方便的集成到智能小区门禁电子猫眼方案中。
(4) 扩展电器控制接口。预留的电器控制扩展接口可以控制家用电器，让生活 更方便、舒适。
(5) 设置留言、定时提醒或定时运行任务。可通过PC设置各种任务，方便住 户进行功能个性化设置。
(6) 自动显示当天的天气信息。每天的天气预报信息能够让住户预知天气的变 化，出行更加方便。
(7) 设定夜晚自动关灯、上锁、离家断电等计划任务。额外的安全保障让住户 的生活更舒适、安全。
(8) 支持手动抄表和网络自动抄表。足不出户即可办理麻烦的抄表手续，不用 再排队了。
(9) 支持区域广播。住户不会错过小区内重要的信息，方便小区的管理。
(10) 网络即插即用。可自动判断是否连接在网络上，并作出相应提示。
(11) 监视传感器线路的短路和断路状态。不用再担心闯入者事先破坏传感 器的线路了，因为住户能第一时间发现线路异常警报。
(12) 提供服务软件和二次开发包，方便Internet远程控制系统和小区管 理系统集成的二次开发。
(13) 基于Internet的远程监视、管理与维护。支持基于Internet的远程 监视、管理和维护功能。
本发明开发的基于以太网的家用信息服务终端及系统，利用了专业开发优 势，集中力量，专门针对家用服务领域幵发，功能强大，还可以方便的集成到 智能小区产品中，方便在国内市场的推广应用。
图1是本发明一种实施例的系统结构示意图。
图2是网络结构示意图。
图3是线路检测电路。
具体实施例方式
附图1为本系统的系统结构示意。系统主要由主处理模块、视频模块、语 音模块和网络处理模块组成。主处理模块为中心处理单元，视频、语音和网络 模块为外接模块。除主处理模块为必须使用的模块外，视频、语音和网络模块 都是可选模块。视频和语音模块必须与网络模块结合使用，单独使用没有意义。
主处理模块负责日常任务处理，如传感器轮询，LCD显示，参数设置等，它 由键盘、LCD、传感器、电器扩展接口等部分组成。
视频模块负责视频图像的采集和压縮处理。由于视频数据是单向传递的， 因此只存在发送视频数据过程，原始数据通过摄像头采集进来，经过压縮，再 传递给网络模块发送到网络。
语音模块负责语音数据的采集和还原。麦克风语音模拟信号通过模数转换器(AD)转换为数字量信号，再经过压縮处理传递给网络模块发送到网络。接 受语音数据时，网络模块传递语音数据至语音模块，解压处理后，再由数模转 换器(DA)转换为模拟信号，由喇叭还原为语音。网络模块负责网络数据的传递和处理，它不进行直接数据的处理，只是一 个中转的功能。但是如果需要使用视频模块、语音模块或使用网络功能就必须 要安装该模块，否则无法正常工作。附图2为网络结构示意图。当本系统作为智能小区管理系统中的一个节点 时，系统可通过以太网与管理中心和门禁相连。当连接到互联网时，用户可通 过互联网登录系统，远程配置参数、监控摄像头及控制电器的运行。附图3为线路检测电路。探头一般分为常开和常闭两种。当探头为常闭探头时使用常闭检测电路，普通状态IN1点电压为VCC/2， INlj输出为高电平，IN1—2输出为低电平；当发生警报，即SHORT开关断开时， IN1点电压为VCC， IN1一1和IN1一2输出都为低电平；当线路短路，IN1点电压 为GND， IN1一1和IN1—2输出都为高电平；当线路断路，IN1点电压为VCC， INI—1 和IN1_2输出都为低电平；所以可区分线路短路状态，警报和断路状态可都;见 为警报^生。当探头为常开探头时使用常开检测电路，普通状态IN2点电压为VCC/2，IN2—l输出为高电平，IN2—2输出为低电平；当发生警报，即OPEN开关闭合时，IN2点电压为GND， IN2一1和IN2一2输出都为高电平；当线路断路，IN2点电压为VCC， IN2—1和IN2—2输出都为 氏电平；当线路短路，IN2点电压为GND, IN2J和IN2_2 ^出都为高电平；所以可区分线路断路状态，警报和短路状态可都视 为警报i生。天气信息获取方式Internet中有很多网站可提供天气信息，如天气在线， 新浪网等。在这些网站上输入城市信息即可免费查询该城市的天气信息， 一般 都可以提供24小时、48小时、72小时天气信息。在本系统中，使用程序模拟 手工输入过程，发送请求信息至天气网站，接收到回复后即可获取天气信息。上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用 本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改， 并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此， 本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明 做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其特征在于系统以中心主处理模块为基础，包含网络接口模块、语音模块、视频模块三个可选模块；主模块完成单户型功能；以太网接口模块作为以太网数据交换的接口单元；语音模块和视频模块分别完成语音和图像数据的采集和处理工作。
2、 根据权利要求l所述的基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其特 征在于包括基于以太网技术的传感监视和声光报警、数字话语音传输、数字 化图像传输、扩展电路控制接口、留言、定时提醒或定时运行、天气信息显示、 自动关灯、上锁、离家断电任务、手动抄表和网络抄表、区域广播、网络即插 即用、传感器线路状态监视、服务软件和二次开发包。
3、 根据权利要求l所述的基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其特 征在于支持以太网技术。
4、 根据权利要求l所述的基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其特征在于系统支持数字化以太网语音传输，支持网络IP电话。
5、 根据权利要求3所述的基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其特征在于数字话语音传输与智能小区门禁通话、管理员通话方案集成。
6、 根据权利要求l所述的基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其特征在于数字化图像传输与室内监控摄像、门禁式电子猫眼、网络视频电话等方案结合。
7.根据权利要求i所述的基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其特征在于预留8路数字接口、 l路模拟输入接口和l路模拟输出接口。
8、 根据权利要求l所述的基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其特征在于家用PC机与系统通过以太网相连，运行专用软件，设置留言、定时提 醒或定时运行任务，通过LCD查看内容。
9、 根据权利要求l所述的基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其特 征在于系统在Internet联机状态下，自动登陆天气预报网站，査询当前城市 的天气信息并在LCD上显示。
10、 根据权利要求1所述的基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其 特征在于网络文字广播信息与智能小区网络广播方案集成。
11、 根据权利要求1所述的基于以太网的家用信息服务终端及其系统，其 特征在于检测到传感器线路异常，立即声光报警并通过LCD显示警情，网络联 机状态时，可发送该异常信息至服务主机。
12、 根据权利要求1至11中任一所述的基于以太网的家用信息服务终端及 其系统，其特征在于支持基于Internet的远程监视、管理和维护功能。
全文摘要
基于以太网的家用信息服务终端及其系统，系统以中心主处理模块为基础，包含网络接口模块、语音模块、视频模块三个可选模块；主模块完成单户型功能；以太网接口模块作为以太网数据交换的接口单元；语音模块和视频模块分别完成语音和图像数据的采集和处理工作。本发明利用了专业开发优势，集中力量，专门针对家用服务领域开发，功能强大，还可以方便的集成到智能小区产品中，方便在国内市场的推广应用。
文档编号H04N7/18GK101106561SQ20061002899
公开日2008年1月16日 申请日期2006年7月14日 优先权日2006年7月14日
发明者夏增林, 曾珠峰, 荆晓博, 陈启军, 黄进波 申请人:同济大学