可視化智能家居控制器的製作方法
2023-05-18 09:29:56 1
專利名稱：可視化智能家居控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及了一種可視化智能家居控制器，特別適用於為家庭視頻信號提供了集中的整合處理，同時可以對家庭的安防設備、電器設施和計量儀表等實現集中控制和遠程控制的可視化智能家居控制器。
背景技術：
近年中國的智能家居概念被炒作得沸沸揚揚，但真正全面地代表智能家居的主流和完整概念的產品在市場上也從未出現。什麼是智能家居、它應該包含哪些內容、它應當為人們提供哪些功能並帶來怎樣的方便？我們的產品將以實際的應用和直觀的表達來完整地詮釋人們的種種描述。目前存在的信息網絡的形式主要有四種以傳輸語音業務為主的電信網，以傳輸模擬視頻信號為主的有線電視網，以傳輸數字數據信號為主的計算機網和以傳輸設備控制信號為主的控制網。一般家庭的弱電接入也主要是以上四種形式。從信息網絡發展的總體趨勢上看，最終必然會實現這四種網絡的共同接入和有機結合。隨著計算機技術、網絡通信技術、自動控制技術、微電子技術和傳感器技術的發展，網際網路已經成為全球數據通信的骨幹網絡，「Everythillgover IP」已成為新的網絡通信技術的主流發展方向。伴隨著寬帶數位化技術的發展和普及，信息網絡最終必將在TCP/IP上實現統一。最終實現「四網合一」(共用傳輸介質、信號分別調製、分隔傳送)和「四網融合」(共用傳輸介質、信號統一調製、數位化融合、統一傳送)。鑑於以上分析，我們的智能家居產品一方面為家庭的弱電接人提供統一的解決方案，另一方面，為家庭視頻信號提供了集中的整合處理，同時可以對家庭的安防設備、電器設施和計量儀表等實現集中控制和遠程控制。進而，給出了家庭網絡布線的標準化基礎。
發明內容
本實用新型的目在於提供一種可視化智能家居控制器。
本實用新型的目的是通過如下技術方案來實現的本實用新型包括音頻、視頻處理單元，RGB顯示輸出單元，通訊網絡接口單元，調製解調單元，CPU及晶片組和PCI總線，所述的音頻、視頻處理單元，RGB顯示輸出單元，通訊網絡接口單元，調製解調單元，CPU及晶片組分別連接到PCI總線上，進行數據通訊；安防報警模塊、家電控制模塊、按鍵接口模塊及無線滑鼠、鍵盤通信模塊通過I/O埠連接到PCI總線上。
本實用新型還可以將模擬視頻信號、從DVD或VCD或DVCR來的數字視頻流信號經過S可視化智能家居控制器7114晶片進行轉換處理，送到音視頻專用處理5050晶片中；5050晶片的視頻輸出有VGA或Video兩種模式，可分別連接CRT監視器和電視機。
本實用新型解調出的音頻信號經過I2S總線的方式輸入到5050晶片中，從5050晶片輸出的聲音同樣經過I2S總線再經過AC97解碼輸出。所述的無線滑鼠、鍵盤通信模塊連結到系統的I/O埠模塊上，再連接到PCI總線上，它通過2.4G的微波與無線滑鼠、鍵盤進行通信。室內防盜、緊急求助、煤氣洩漏探測、煙感報警和緊急處理的探測器均為開關量輸入、輸出接口，與安防報警模塊連接，隨時監測各報警埠的狀態變化。家電控制模塊包括本地控制或遠程控制，由信號發送模塊、信號接收模塊兩部分組成，其中發送模塊接收系統傳來的數字控制信號，將數位訊號進行處理，產生RF信號發送給接受模塊；接收模塊接收到發送模塊的RF信號後，對該信號進行解調，根據一定的傳輸協議，對轉換後的信號進行識別，通過驅動電路對家電進行控制。調製解調單元通過電話線上網、在有報警時通過撥打特定的號碼電話報警。網絡通訊接口單元有兩個Ethernet接口，一個用於為可視化智能家居控制器提供Ethernet接口，與LAN或Internet通信；另一個用於為業主家庭的其它設施如家用電腦等提供接入。CPU及晶片組本系統採用32位CPU，接口為Socket370方式；南北橋採用VIA公司的晶片組。
本實用新型與現有技術相比具有「寬帶接入」、「三網合一」、「數字視頻」和「無線傳輸」等優點。
圖1是本實用新型的結構框圖。
圖2是本實用新型的連接示意圖。
圖3是本實用新型的系統主板上的SDRAM接口。
圖4是本實用新型的系統主板上的PCI總線線路圖。
圖5是本實用新型的系統主板上的北橋圖(A部分)。
圖6是本實用新型的系統主板上的北橋圖(B部分)。
圖7是本實用新型的系統主板上的南橋圖(A部分)。
圖8是本實用新型的系統主板上的南橋圖(B部分)。
圖9是本實用新型的系統主板上的聲音編解碼部分電路。
圖10是本實用新型的系統主板上的IDE接口部分線路圖。
圖11是本實用新型的系統主板上的時鐘及鍵盤通信部分線路圖。
圖12是本實用新型的系統主板上的並口、串口部分線路圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明對本實用新型作進一步詳細的描述如圖1、圖2所示，系統的音視頻處理單元(音頻處理單元、視頻採集單元。電視接受單元、視頻處理單元、RGB顯示輸出單元)部分的框圖如圖本部分採用功能強大的TVM公司的音視頻專用處理晶片CyberPro5050，和它相配有4M SDRAM作為採集的視頻圖像的緩衝存儲區。從攝象機機來的模擬視頻信號、從DVD或VCD或DVCR來的數字視頻流信號以及從Tuner來的視頻流經過Philips公司的SAA 7114晶片進行轉換處理，送到CyberPro 5050晶片中；CyberPro 5050晶片的視頻輸出有VGA或Video兩種模式，可分別連接CRT監視器和電視機。聲音的輸入來自麥克風輸入或Line-in或電視信號中解調出的音頻，這些聲音經過I2S總線的方式輸入到CyberPro 5050晶片中，從CyberPro5050晶片輸出的聲音同樣經過I2S總線再經過AC97解碼輸出。
無線滑鼠、鍵盤通信模塊通信模塊連結到系統的I/O埠模塊上，再連接到PCI總線上。它通過2.4G的微波與無線滑鼠、鍵盤進行通信。
無線滑鼠、鍵盤與無線滑鼠、鍵盤通信模塊一起配套使用，是用戶進行人機互動的主要途徑。
安防報警模塊本模塊接收各種報警輸入，主要包括室內防盜、緊急求助、煤氣洩漏探測、煙感報警和緊急處理如切斷電源等功能。各種探測器均為簡單的開關量輸入、輸出接口，系統後臺程序隨時監測各報警埠的狀態變化，一旦某報警埠通道狀態發送變化，經程序判斷此時探測器處於報警狀態，程序判斷報警級別，若為火警，便啟動緊急輸出模塊，將相關電源切斷，其它類型報警不會啟動緊急輸出模塊，同時該報警信號啟動撥號模塊，分別撥打物業管理中心報警電話、110報警電話以及用戶手提電話或固定電話，以語音形式告知戶主，另外，將相應的報警信號以網絡變量的形式發送到網絡上，小區監測中心收到該數據後進行相應的報警處理，監測中心伺服器後臺程序會記錄報警類型、報警發生時間、地點等信息，供日後參考之用。用戶還可以通過VHC上的緊急按鈕鍵向管理中心發出火警、盜警或醫療等求助信號。當遇到緊急事件求助時，用戶可以按緊急按鈕鍵，系統後臺程序時時監測此鍵，一旦此鍵被按下，按鍵模塊獲得鍵盤掃描碼，經轉換為系統識別的按鍵編碼，程序判斷為緊急求助，馬上將信號傳至網絡通訊接口模塊，網絡通訊接回模塊將該報警信號以網絡變量的形式發送到網絡上，小區監測中心收到該數據後進行相應的報警處理。
家電控制模塊本模塊用於對各種家電進行控制，包括本地控制或遠程控制。本部分包括信號發送模塊、信號接收模塊兩部分一、發送模塊接收系統傳來的數字控制信號，將數位訊號進行處理，產生RF信號發送給接受模塊；二、接收模塊接收到發送模塊的RF信號後，對該信號進行解調，根據一定的傳輸協議，對轉換後的信號進行識別，通過驅動電路對家電進行控制。
調製解調單元本部分起到通過電話線上網、在有報警時通過撥打特定的號碼如110、物業管理中心、業主手機等電話報警，這些號碼可以由業主自由設定。
網絡通訊接口單元本部分提供了兩個Ethernet接口，一個用於為VHC提供Ethernet接口，與LAN或hitemet通信；另一個用於為業主家庭的其它設施如家用電腦等提供接入。
CPU及晶片組本系統採用32位CPU，接口為Socket370方式；南北橋採用VIA公司的晶片組，如圖3所示。
LCD驅動及顯示模組採用320×240的大屏幕LCD作為顯示輸出，驅動模塊採用EPSON公司的驅動晶片。該LCD顯示部分顯示視頻處理單元送過來的視頻信號。可以顯示人機對話界面，包括可視對講視頻信號、三表查詢數據、設防撤防操作密碼輸入、物業管理中心發布的信息、留言提示信息等。
連接器單元整個系統的所有外部連接都引到連接器單元上，採用統一的端子排提供對外的接線。
電源模塊採用高頻開關電源技術，將220伏交流電壓轉為所需的12V、9V、SV、3V直流電源。
按鍵輸入模塊用於識別鍵盤輸入，鍵盤編碼信號發送到中央處理器單元。在實際按鍵操作中，如果同時或先後按下兩個以上的鍵，這時就很難確認哪個按下是有效的，為了解決重鍵和連擊問題，該系統在軟體上採取一些措施當發現有鍵按下時，經10毫秒延遲去除抖動，然後程序轉入定位按鍵位置階段。重擊是指一次按鍵產生多次擊鍵的效果，在編程中有等待按鍵釋放的處理，目的就是為了消除連擊，使得每次只產生一次鍵功能的執行。
結合圖3-圖12說明本實用新型的工作過程系統上電後，220伏市電輸入電源模塊，經電源模塊整流、濾波後輸出系統需要的直流12伏、9伏、5伏、3伏。之後，系統各個模塊啟動，系統進入工作狀態。CPU及晶片組開始工作，從外部存儲器調入程序，程序在後臺運行。操作界面通過RGB顯示輸出單元輸出RGB信號，此時，若外接顯示器，顯示器顯示輸出主操作界面。程序運行後，程序首先對系統安防控制及報警模塊、家電控制模塊進行初始化，安防狀態處於預設置狀態(初始安防狀態用戶可定義設置)，程序開始對通信網絡接口單元的通信埠進行監聽，一旦接收到通信請求，響應請求，系統與請求方建立連接，兩者之間可以開始通信。另外，啟動第二個線程，該線程同樣起監聽通信網絡接口單元的通信埠作用，還負責鏈路連接、響應通訊請求、數據發送、接收等對外通訊全部底層工作。同樣，第二個線程響應通訊請求，建立連接後，會啟動第三個線程，此線程的功能與前面的線程功能類似。依此類推，系統可建立多個通訊線程，因此可以較好地滿足通訊需要。
通訊線程啟動的同時，主程序生成一個線程，此線程對安防控制及報警模塊的輸入埠進行監測，當某個報警輸入埠與系統設置的屬性值不一致時，系統認為有報警輸入，立即啟動響應的報警處理程序，報警處理程序啟動撥號模塊，分別撥打物業管理中心報警電話、110報警電話以及用戶手提電話或固定電話，以語音形式告知戶主，另外，將相應的報警信號以網絡變量的形式發送到小區管理中心控制平臺。當用戶按鍵時，滑鼠及鍵盤模塊將按鍵捕獲，把它轉換為系統能識別的按鍵信息碼，程序讀取信息碼，程序對信息碼進行比較，根據比較結果，激活相應的按鍵處理程序。如按下開門按鈕，滑鼠及鍵盤模塊捕獲到開門鍵後，接著執行家電控制子程序，在家電控制程序中，程序根據開門鍵所對應的信息碼，往家電控制模塊輸出對應的控制信號，家電控制模塊收到此控制信號，執行開門動作。系統正常運行後，無線接收模塊實時接收無線發射模塊的發送信號，並轉換為能被滑鼠及鍵盤模塊所識別的信息，滑鼠及鍵盤模塊生成可以被程序識別的滑鼠、鍵盤碼，程序辨別此信息碼，信息碼經程序過濾後，如果此信息碼有效，就執行相應的處理程序。例如，門口主機呼叫用戶，系統後臺程序監測到有對講呼叫，程序響應呼叫，進入對講呼叫響應子程序，響應程序中首先通知聲音、視頻處理模塊，告之聲音、視頻處理模塊準備接收處理聲音、視頻信號，程序從存儲器調出震鈴聲音文件，音頻模塊負責將聲音文件轉換為聲音信號，此信號經放大供揚聲器輸出，震鈴聲音提示有可視對講，此時若用戶正在收看電視，用戶響應可視對講，只需在無線鍵盤上點擊系統定義的快捷鍵，無線鍵盤捕捉到此按鍵，將它編碼轉換為RF信號發送出去，無線接收到此RF信號後，解碼處理後送到滑鼠、鍵盤模塊，滑鼠、鍵盤模塊及時響應此信息輸入，供後臺程序獲取此信息網，程序接收到此信息碼，信息碼識別後，程序判斷為響應可視對講行為，接著視頻採集單元真正開始工作，音、視頻採集單元往視頻處理單元輸出視頻信號，同時音頻信號送往音頻處理單元。本系統採用功能強大的TVIA公司的音視頻專用處理晶片CyberPro 5050，該晶片可同時處理多路信號輸入。在本系統中，電視接收單元接收處理的電視信號也輸入CyberPro 5050，該晶片可以對這些輸入信號分別處理或者進行疊加、透明等。多路輸入經CyberPro 5050處理後，分兩路輸出，一路輸出到PCI總線，供系統其它調用，另一路直接送LCD顯示驅動模塊，LCD顯示驅動模塊完成驅動任務，在LCD顯示屏上顯示可視對講圖像。
本實用新型實現的功能有1、可視對講傳統的可視對講是以模擬信號的方式走同軸電纜的，本系統的可視對講是通過網絡，走綜合布線，不用重新布線。由於小區寬帶的接入，網絡通信的瓶頸(帶寬問題)已得到很好解決，視頻通過以大網傳輸不僅可以保證比較好的圖像質量，而且因為節省了重新布線成本，可以在很大程度上降低工程費用、節省工程安裝、調試時間。
2、家電控制(本地及遠程)；業主能夠遠程登錄小區伺服器或直接登錄家庭網絡控制器，然後進入對應的網頁，在通過身份驗證之後，就可以在瀏覽器上瀏覽家中家電的運行狀態，並且可以控制家中的電器設備；業主也可以在家中直接通過本系統控制家用電器。
3、遠程視頻監控如果業主家中已裝有攝像機，並連接到家庭網絡伺服器上，則業主可以通過遠程登錄及身份驗證後，能夠看到家中的實時影像。
4、安防報警(本地和通過網絡)業主家裡一旦出現警情，如煤氣洩露、門磁報警等，系統除本地發出尖銳的警笛信號外，還自動向小區管理中心發送緊急求助信號，同時撥打業主事先設定的幾組電話號碼。
5、緊急求助遇到火警、盜警、醫療求助或其他特殊事件時，業主還可以主動按下緊急按鈕，系統會向小區管理中心發送緊急求助信號，同時撥打用戶事先設定的幾組電話號碼。
6、小區服務申請業主可以向小區管理中心提出服務申請，如家電維修、清鐘點工等，小區管理中心的伺服器可以迅速得到該信息，並通知相關部門為業主提供服務。
7、小區信息公告小區管理中心可以通過網絡即時發布各種物業新聞，如繳費通知、停水、停電通知，及時向戶主傳遞信息，提高物業管理水平。
8、家政管理業主可以把一些日常生活的資料如通訊錄、家庭財務管理等信息隨時記錄在記事本上。
9、上網測覽本系統還有上網測覽web網頁的功能。
10、收發email本系統還有上網收發email的功能。
11、以電視作為顯示設備本系統雖然自身帶有LCD顯示屏，但也可以以電視機作為顯示設備，憑藉大尺寸的電視屏完成所有的操作，更加方便舒適。
12、畫中畫在觀看電視節目時，若有客人來訪，會立即彈出可視對講圖像；在觀看電視節目的同時，可以上網測覽、收發email。
13、訪客留言在有客來訪而主人不在家時，訪客可以給主人留下語音留言。
該留言記錄在控制器中，主人可隨時重放聽取。
權利要求1.一種可視化智能家居控制器，包括音頻、視頻處理單元，RGB顯示輸出單元，通訊網絡接口單元，調製解調單元，CPU及晶片組，TFTLCD顯示屏及驅動模塊和PCI總線，其特徵在於所述的音頻、視頻處理單元，RGB顯示輸出單元，通訊網絡接口單元，調製解調單元，CPU及晶片組分別連接到PCI總線上，進行數據通訊；安防報警模塊、家電控制模塊、按鍵接口模塊及無線滑鼠、鍵盤通信模塊通過I/O埠連接到PCI總線上。
2.根據權利要求1所述的可視化智能家居控制器，其特徵在於模擬視頻信號、從DVD或VCD或DVCR來的數字視頻流信號經過SAA 7114晶片進行轉換處理，送到音視頻專用處理CyberPro 5050晶片中；CyberPro 5050晶片的視頻輸出有VGA或Video兩種模式，可分別連接CRT監視器和電視機。
3.根據權利要求1或者所述的可視化智能家居控制器，其特徵在於解調出的音頻信號經過I2S總線的方式輸入到CyberPro 5050晶片中，從CyberPro 5050晶片輸出的聲音同樣經過I2S總線再經過AC97解碼輸出。
4.根據權利要求1所述的可視化智能家居控制器，其特徵在於所述的無線滑鼠、鍵盤通信模塊連結到系統的I/O埠模塊上，再連接到PCI總線上，它通過2.4G的微波與無線滑鼠、鍵盤進行通信。
5.根據權利要求1所述的可視化智能家居控制器，其特徵在於室內防盜、緊急求助、煤氣洩漏探測、煙感報警和緊急處理的探測器均為開關量輸入、輸出接口，與安防報警模塊連接，隨時監測各報警埠的狀態變化。
6.根據權利要求1所述的可視化智能家居控制器，其特徵在於家電控制模塊包括本地控制或遠程控制，由信號發送模塊、信號接收模塊兩部分組成，其中發送模塊接收系統傳來的數字控制信號，將數位訊號進行處理，產生RF信號發送給接受模塊；接收模塊接收到發送模塊的RF信號後，對該信號進行解調，根據一定的傳輸協議，對轉換後的信號進行識別，通過驅動電路對家電進行控制。
7.根據權利要求1所述的可視化智能家居控制器，其特徵在於調製解調單元通過電話線上網、在有報警時通過撥打特定的號碼電話報警。
8.根據權利要求1所述的可視化智能家居控制器，其特徵在於網絡通訊接口單元有兩個Ethernet接口，一個用於為可視化智能家居控制器提供Ethernet接口，與LAN或Internet通信；另一個用於為業主家庭的其它設施如家用電腦等提供接入。
9.根據權利要求1所述的可視化智能家居控制器，其特徵在於CPU及晶片組本系統採用32位CPU，接口為socket30方式；南北橋採用VIA公司的晶片組。
專利摘要本實用新型涉及了一種可視化智能家居控制器,特別適用於為家庭視頻信號提供了集中的整合處理,同時可以對家庭的安防設備、電器設施和計量儀表等實現集中控制和遠程控制的可視化智能家居控制器。本實用新型包括音頻、視頻處理單元,RGB顯示輸出單元,通訊網絡接口單元,調製解調單元,CPU及晶片組和PCI總線,所述的音頻、視頻處理單元,RGB顯示輸出單元,通訊網絡接口單元,調製解調單元,CPU及晶片組分別連接到PCI總線上,進行數據通訊;安防報警模塊、家電控制模塊、按鍵接口模塊及無線滑鼠、鍵盤通信模塊通過I/O埠連接到PCI總線上。本實用新型與現有技術相比具有「寬帶接入」、「三網合一」、「數字視頻」和「無線傳輸」等優點。
文檔編號H04L12/28GK2512165SQ01271578
公開日2002年9月18日 申請日期2001年12月30日 優先權日2001年12月30日
發明者唐金平, 張義, 徐正元 申請人:深圳市鑫王科技發展有限公司