專利名稱：一種智能家居控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電氣控制技術，特別涉及一種智能家居控制系統。
背景技術：
智能家居是以住宅為平臺，兼備智能建筑、網絡通信、信息家電、燈具自動化，集系 統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。智能家居控制系統 正從現行的第二代智能家居控制系統向第三代智能家居控制系統轉化，第二代智能家居控 制系統嚴格意義上并不能稱為系統，是一系列單一功能設備的集合，比如安保燈具、可視對 講、自動窗簾、自動晾衣等，這些都是單一設備，相互之間沒有形成通信和聯網。第三代智能家居控制系統在第二代智能家居控制系統的基礎上，試圖把這些第二 代智能家居控制系統的單一系統進行集成，并建立以家庭服務器為核心的一體化智能家居 控制系統。智能家居控制系統需要對家居環境中的多個應用類別的電氣設備和裝置進行智 能控制，具體的智能控制類別有燈具智能控制、安防智能控制、門窗智能控制、家居儀表控 制、休閑娛樂智能控制、家電設備智能控制等，同時該智能家居控制系統對所有這些控制信 息進行集成管理，實現遠程操作和信息回饋。現有智能家居控制系統的缺點是整體化應用設計不足，很難根據家居設備的增進 行相應控制功能的擴展。
實用新型內容本實用新型實施例提供一種智能家居控制系統，用于提高智能家居控制系統的擴 展性。一種智能家居控制系統，用于控制分布在不同房間中的家居設備，包括每一種類型的家居設備控制器，連接所述電力線網絡，用于生成家居設備控制指 令并通過所述電力線網絡傳輸，以及接收所述電力線網絡傳輸的家居設備狀態更新信息， 并根據該家居設備狀態更新信息更新本地保存的家居設備狀態信息；每一個家居設備的控制終端，連接所述電力線網絡，用于接收所述電力線網絡傳 輸的家居設備控制指令，解析所述家居設備控制指令并根據解析結果控制家居設備狀態， 以及在家居設備狀態發生變化時通過所述電力線網絡傳輸家居設備狀態更新信息。所述的智能家居控制系統還包括所述的智能家居控制系統，還包括至少一個傳感中繼器，分別設置在不同房間中，連接所述電力線網絡，用于接收使 用近距離無線通信技術發送的遙控操作信息并通過所述電力線網絡傳輸；遙控器，所述遙控器使用近距離無線通信技術和所述傳感中繼器通信，用于接收 用戶控制家居設備狀態的遙控操作信息并使用近距離無線通信技術發送給傳感中繼器，所 述傳感中繼器將接收的遙控操作信息通過電力線網絡傳輸，所述家居設備控制器通過電力 線網絡接收遙控操作信息，并根據該遙控操作信息生成相應的家居設備控制指令并通過電 力線網絡發送；以及所述傳感中繼器還用于接收電力線網絡傳輸的家居設備狀態更新信息，并使用所述近距離無線通信技術發送給遙控器。所述的家居設備控制系統還包括主控制器，分別連接每一個家居設備控制器，其 中所述主控制器作為遠程登錄服務器，用于接收通過遠程控制網頁提交的遠程控制 家居設備的遠程操作信息并轉發給所述家居設備控制器；所述家居設備控制器，還用于根據接收的遠程操作信息生成相應的家居設備控制 指令并通過電力線網絡發送。所述的家居設備控制系統還包括至少一個傳感器，每一個傳感器和其中一個傳 感中繼器相連，用于采集環境狀態傳感數據并發送給所述傳感中繼器；所述傳感中繼器，還用于通過電力線網絡傳輸所述環境狀態傳感數據；所述家居設備控制器，還用于接收電力線網絡傳輸的環境狀態傳感數據，根據環 境狀態傳感數據以及設定的自動控制模式生成相應的家居設備控制指令并通過所述電力 線網絡傳輸。所述的家居設備控制系統，還包括每一個家居設備的手動物理開關，分別連接 在接地端和相應家居設備控制終端之間，所述家居設備控制終端檢測通過手動物理開關輸 入的電平值，并當所述電平值發生變化時，生成電平值狀態變化信息并通過電力線網絡傳 輸；所述家居設備控制器，還用于接收電力線網絡傳輸的電平值狀態變化信息，根據 電平值狀態變化信息生成相應的家居設備控制指令并通過所述電力線網絡傳輸。所述遙控器，還用于根據用戶的自動控制模式和手動控制模式之間的切換指令， 使用近距離無線通信技術發送控制模式切換指令；所述傳感中繼器，還用于接收遙控器的控制模式切換指令并通過電力線網絡傳 輸；所述家居設備控制器，還用于接收通過電力線網絡傳輸的控制模式切換指令，并 根據所述控制模式切換指令確定工作在自動控制模式或手動控制模式，并當在工作自動控 制模式時，根據所述環境狀態傳感數據和設定的自動控制模式生成家居設備控制指令并通 過所述電力線網絡傳輸，當工作在手動控制模式時，根據遙控操作信息、遠程操作信息或電 平值狀態變化信息生成家居設備控制指令并通過所述電力線網絡傳輸。所述家居設備控制器，還用于當工作在自動控制模式時接收到遙控操作信息、遠 程操作信息或電平值狀態變化信息時，立即切換到手動控制模式并根據接收到的信息生成 家居設備控制指令并通過所述電力線網絡傳輸。所述的家居設備控制系統還包括每一個家居設備的手動物理開關，分別連接在 接地端和相應家居設備控制終端之間，家居設備控制終端檢測通過手動物理開關輸入的電 平值，當電平值為高電平時，控制家居設備關閉，反之控制家居設備打開。所述的家居設備控制系統中，所述傳感中繼器還用于在初始化時使用所述近距離 無線通信技術發送注冊請求；所述遙控器接收每一個傳感中繼器發送的注冊請求，根據預先配置的房間分布圖 以及傳感中繼器所在房間，為請求注冊的傳感中繼器分配房間號和設備號，生成攜帶所分 配房間號和設備號的注冊響應并使用所述近距離無線通信技術發送；以及將分配結果記錄在設備分布信息中并在設備分布信息有變化時使用所述近距離無線通信技術發送更新后 的設備分布信息；所述傳感中繼器接收遙控器發送的注冊響應，并將其中的房間號和設備號記錄在 本地的設備分布信息中，所述傳感中繼器還接收遙控器設備分布信息并通過電力線網絡傳 輸；所述家居設備控制器接收電力線網絡傳輸的設備分布信息并保存。所述的家居設備控制系統中，所述每一個家居設備的控制終端還用于在初始化時 分別生成注冊請求并通過電力線網絡傳輸；所述傳感中繼器接收電力線網絡傳輸的注冊請求并使用近距離無線通信技術發 送給所述遙控器；所述遙控器接收到每一個家居設備的控制終端注冊請求時，根據預先配置的房間 分布圖、家居設備類型以及所在房間，為請求注冊的控制終端分配房間號和設備號，生成攜 帶所分配房間號和設備號的相應注冊響應并使用所述近距離無線通信技術發送；以及將分 配結果更新到設備分布信息中并使用所述近距離無線通信技術發送更新后的設備分布信 息； 所述傳感中繼器接收遙控器發送的每一個注冊響應并通過電力線網絡傳輸；各控制終端通過電力線網絡接收自己的注冊響應，并將其中的房間號和設備號記 錄在本地的設備分布信息中。所述的智能家居控制系統，還包括遙控器，所述遙控器使用近距離無線通信技術和所述傳感中繼器通信，用于接收 用戶遙控家居設備狀態的操作信息，根據所述操作信息生成相應的家居設備控制指令并使 用近距離無線通信技術將家居設備控制指令發送給傳感中繼器；所述家居設備控制器，還用于將設備分布信息和設備狀態信息發送給主控制器； 所述主控制器將接收到的設備分布信息和設備狀態信息顯示到網頁上。所述的家居設備為燈具，所述的控制終端為燈具控制終端，該燈具控制終端具體 包括電力線信號耦合模塊、電力線信號處理模塊、嵌入式微處理器和至少一個開關模 塊，其中所述電力線信號耦合模塊連接電力線網絡，所述電力線信號處理模塊和電力線信 號耦合模塊相連，并通過串行接口連接嵌入式微處理器的信號輸入端，所述嵌入式微處理 器的信號輸出端連接每一個開關模塊的控制端，每一個開關模塊用于控制一個或一組燈具 的供電電路；所述電力線信號耦合用于從電力線網絡接收調制有燈具控制命令的電力線載波 信號并轉發給電力線信號處理模塊；所述電力線信號處理模塊用于從電力線信號耦合電路轉發的電力線載波信號中 解調出燈具控制命令并通過串行接口發送給嵌入式微處理器的信號輸入端；所述嵌入式微處理器根據信號輸入端接收的燈具控制命令生成開關模塊的控制 信號，并通過信號輸出端輸出給開關模塊，用于控制開關模塊打開或閉合所控制的供電電路。[0047]所述燈具控制終端還包括對應每一個開關模塊所控制的供電電路設置的手動開 關，其中每一個手動開關的一端連接接地端，另一端分別連接所述嵌入式微處理器的一個 數據輸入端；所述嵌入式微處理器，還用于檢測每一個連接有手動開關的數據輸入端的電平 值，當電平值為高電平時，控制相應的開關模塊斷開，反之控制相應的開關模塊閉合。所述開關模塊為固體繼電器，所述燈具控制終端還包括過零檢測器，通過電力線 連接所述電力線網絡，用于檢測交流電的每一個周期的零點，并在檢測到零點時向所述嵌 入式微處理器的過零檢測信號輸入端輸入過零觸發信號，所述嵌入式微處理器在所述控制 命令為燈具調光指令時，根據過零觸發信號控制所述固體繼電器在每一個交流電周期中的 導通角度。所述的遙控器包括顯示模塊，用于顯示智能家居控制系統的操作控制界面； 近距離無線通信模塊，用于實現近距離無線通信；紅外信號接收模塊，用于接收智能家居設備的遙控器發出不同控制功能的紅外編 碼信號并轉發；第一嵌入式微處理器，通過IXD數據總線連接所述顯示單元，并通過信號線連接 所述紅外編碼信號接收模塊，用于根據通過所述模塊的操作控制界面輸入的紅外編碼信號 學習指令，檢測所述紅外信號接收模塊接收的紅外編碼信號中包含的高電平或低電平的上 升沿和下降沿，根據檢測結果記錄交替出現的高電平和低電平的電平寬度值和出現順序， 根據記錄結果生成各控制功能對應的紅外編碼信號的編碼數據，以及通過所述操作控制界 面接收到遙控家居設備的操作信息時，根據控制功能對應的紅外編碼信號編碼數據，生成 相應的控制指令并輸出，其中所述紅外編碼控制信號中第一次出現的是高電平；第二嵌入式微處理器，分別通過串行接口連接在所述第一嵌入式微處理器和近距 離無線通信模塊單元之間，用于接收所述第一嵌入式微處理器輸出的控制指令并通過近距 離無線通信模塊發送。所述第一嵌入式微處理器具體包括記錄子模塊，用于通過信號線連接所述紅外編碼信號接收模塊，根據通過所述模 塊的操作控制界面輸入的紅外編碼信號學習指令，檢測所述紅外信號接收模塊接收的紅外 編碼信號中包含的高電平或低電平的上升沿和下降沿，根據檢測結果記錄交替出現的高電 平和低電平的電平寬度值和出現順序；編碼子模塊，用于根據記錄結果生成各控制功能對應的紅外編碼信號的編碼數 據；存儲子模塊，用于存儲所述編碼子模塊的編碼結果；還原子模塊，通過串行接口連接在所述第二嵌入式微處理器，用于通過所述操作 控制界面接收到遙控家居設備的操作信息時，從所述存儲子模塊中獲得相應控制功能的紅 外編碼信號編碼數據，生成相應的控制指令并輸出給所述第二嵌入式微處理器。所述的編碼子模塊具體包括用于根據獲得的所有電平寬度值的大小，將其中大小相同的電平寬度值編碼為一 個電平寬度編碼數據，并將所有電平寬度編碼數據組合為電平寬度編碼數據串的單元，每一個電平寬度編碼數據占用的字節數為第一設定值，電平寬度碼數據串占用的總字節數為 第二設定值；用于根據所述電平寬度編碼數據串中各電平寬度編碼數據的排列順序，確定每一 個高電平或低電平的電平寬度值在所述電平寬度編碼數據串中對應的排位，將確定出的排 位進行編碼并按照各高電平和低電平的出現順序組合為電平寬度索引編碼數據串的單元， 每一個排位的編碼數據占用的字節數為第三設定值； 用于將載波周期編碼為載波周期編碼數據的單元，所述載波周期編碼數據占用的 字節數為第四設定值；用于根據設定順序組合所述電平寬度編碼數據串、載波周期編碼數據以及電平寬 度索引編碼數據串，形成遙控器紅外編碼信號的編碼數據的單元；以及所述的還原子模塊具體包括用于根據設定的排列順序、每一個電平寬度編碼數據占用的字節數、電平寬度碼 數據串占用的總字節數、每一個排位的編碼數據占用的字節數，以及所述載波周期編碼數 據占用的字節數，從遙控器紅外編碼信號的編碼數據中獲得電平寬度編碼數據串、載波周 期編碼數據以及電平寬度索引編碼數據串的單元，其中，所述電平寬度編碼數據串包括大 小不相同的多個電平寬度值編碼，所述電平寬度索引編碼數據串中包括紅外編碼控制信號 中各高電平和低電平的電平寬度值在所述電平寬度編碼數據串中對應的排位的編碼數據， 并按照各高電平和低電平在紅外編碼控制信號中的出現順序排列；用于根據所述電平寬度索弓丨編碼數據串中，按照各高電平和低電平在紅外編碼控 制信號中的出現順序排列的電平寬度索引編碼數據，以及所述電平寬度編碼數據串中相應 排位上的電平寬度編碼數據，確定所述紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度 以及發射順序的單元；用于根據所述載波周期編碼數據確定發射遙控器紅外編碼控制信號的載波頻率 的單元；用于按照所述紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度以及發射順序， 根據所述載波頻率依次輸出高電平和低電平的單元。所述的編碼子模塊具體包括用于當獲得的每一個電平寬度值已經全部記錄在電平寬度值編碼數據與電平寬 度值索引的對應關系表中時進行下一步驟，否則在所述對應關系表中添加未被記錄的電平 寬度值的編碼數據及其電平寬度值索引后繼續下一步驟的單元；用于確定每一個高電平或低電平的電平寬度值在所述對應關系表中對應的電平 寬度值索引并進行編碼，按照各高電平和低電平的出現順序將電平寬度值索引編碼數據 組合為電平寬度索引編碼數據串的單元，每一個排位的編碼數據占用的字節數為第三設定 值；用于將載波周期編碼為載波周期編碼數據的單元，所述載波周期編碼數據占用的 字節數為第四設定值；用于根據設定順序組合所述載波周期編碼數據和電平寬度索引編碼數據串，形成 遙控器紅外編碼信號的編碼數據的單元；以及所述的還原子模塊具體包括[0077]用于根據設定的排列順序、每一個排位的編碼數據占用的字節數，以及載波周期 編碼數據占用的字節數，從遙控器紅外編碼信號的編碼數據中獲得載波周期編碼數據和電 平寬度索引編碼數據串的單元，其中，所述電平寬度索引編碼數據串中包括紅外編碼控制 信號中各高電平和低電平的電平寬度值的索引，并按照各高電平和低電平在紅外編碼控制 信號中的出現順序排列；用于根據所述電平寬度索弓丨編碼數據串中，按照各高電平和低電平在紅外編碼控 制信號中的出現順序排列的電平寬度索引編碼數據，以及電平寬度值編碼數據與電平寬度 值索引的對應關系表，確定所述紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度值以及 發射順序的單元；用于根據所述載波周期編碼數據確定發射遙控器紅外編碼控制信號的載波頻率 的單元；用于按照所述紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度值以及發射順 序，根據所述載波頻率依次發射高電平和低電平的紅外編碼信號的單元。一種智能家居控制系統中的家居設備控制器，包括電力線信號耦合模塊，通過電力線連接電力線網絡，用于從所述電力線網絡接收 調制有家居設備操作信息的電力線載波信號并轉發，以及將接收的電力線載波信號耦合給 所述電力線網絡進行傳輸；電力線信號處理模塊，用于從所述電力線信號耦合模塊轉發的電力線載波信號中 解調出家居設備操作信息并轉發，以及將接收的家居設備控制信號調制為電力線載波信號 后轉發給所述電力線信號耦合模塊；嵌入式微處理器，所述嵌入式微處理器具體包括第一接收單元，通過串行接口連接所述電力線信號處理模塊，用于接收所述電力 線信號處理模塊轉發的遙控家居設備狀態的操作信息；第一先入先出FIFO緩存單元，連接第一接收單元，用于存儲所述第一接收單元接 收的操作信息；處理單元和第二 FIFO緩存單元，所述處理單元連接在第一 FIFO緩存單元和第二 FIFO緩存單元之間，用于從所述第一 FIFO緩存單元中根據存儲順序依次讀取操作信息，根 據所述生成操作信息生成相應的家居設備控制指令并保存到所述第二 FIFO緩存單元中；第一發送單元，用于根據家居設備控制指令的存儲順序，依次從所述第二 FIFO緩 存單元中讀取家居設備控制指令并通過串行接口發送給所述電力線信號處理模塊。所述的家居設備控制器，還包括第二接收單元，通過串行接口連接智能家居控制系統中的主控制器，用于接收所 述主控制器作為遠程登錄服務器接收并轉發的遠程控制家居設備狀態的操作信息；所述第一 FIFO緩存單元，還連接第二接收單元并用于存儲所述第二接收單元接 收的操作信息。所述的家居設備控制器，還包括控制模式存儲單元，連接所述處理單元，用于存 儲家居設備的自動控制模式參數配置信息；所述第一接收單元，還用于接收所述電力線信號處理模塊轉發的環境狀態傳感數 據并轉發給所述處理單元；[0094]所述處理單元進一步根據接收的環境狀態傳感數據以及控制模式存儲單元中存 儲的自動控制模式參數配置信息，生成相應的家居設備控制指令并存儲到所述第二 FIFO 緩存單元中。所述的家居設備控制器中，所述第一接收單元，還用于接收所述電力線信號處理 模塊轉發的設備分布信號和設備狀態信息，并保存到所述數據存儲單元中。所述的家居設備控制器，還包括第二發送單元，連接所述數據存儲單元，用于讀取所述數據存儲單元中存儲的數 據并通過串行接口轉發給所述主控制器。根據本實用新型實施例提供的上述系統，每一種類型的家居設備相應有一個家居 設備控制器，對相應類型的家居設備起核心控制作用，傳感中繼器起到信令和數據的轉發 功能，不需要根據家居設備的類型分別設置，因此系統中需要增加新類型家居設備的控制 時，只需要增加相應的家居設備控制器和控制終端，因此具有很好的擴展性，并且系統中的 大部分信號通過電力網絡傳輸，給智能家居系統的組網帶來極大方便；進一步，可以利用具有學習功能的遙控器學習每一個家居設備的控制信號，從而 可以將所有遙控器的功能集合在一個遙控器上，簡化了控制并方便了使用。

圖la、lb、Ic和Id為本實用新型實施例提供的一種智能家居控制系統。家居設備 控制器以及家居設備控制終端的結構示意圖；圖2a和2b為本實用新型實施例提供的萬能遙控器的實現原理以及結構示意圖；圖3a、3b、3c為本實用新型實施例提供的燈具控制系統的實現原理示意圖；圖4a、4b和4c為本實用新型實施例提供的燈具控制系統中主控制器的結構示意 圖；圖5a、5b、5c為本實用新型實施例提供的燈具控制系統中燈具控制器的軟件架構 示意圖；圖6為本實用新型實施例提供的燈具控制系統中傳感中繼器的結構示意圖；圖7為本實用新型實施例提供的燈具控制系統中燈具控制終端的結構示意圖。
具體實施方式
智能家居控制系統本實用新型實施例提供一種家居設備控制系統，可以用在家居中，也可以用在有 多個工作間的辦公場所，用于控制分布在不同房間中的家居設備，家居設備控制方式一般 有如下四種需求■通過手持遙控器的家居設備控制界面對家居設備進行控制；■通過登錄遠程網頁控制界面對家居設備進行控制；■通過物理手動開關對家居設備進行控制；■根據設定的控制模式對家居設備的進行自動控制。其中，前三種需求為手動控制，最后一種需求為自動控制。如圖Ia所示，為實現上述第一種功能，本實用新型實施例提供的一種智能家居控制系統，用于控制分布在不同房間中的家居設備，包括每一種類型的家居設備控制器11，連接電力線網絡，用于生成家居設備控制指令 并通過電力線網絡傳輸，以及接收電力線網絡傳輸的家居設備狀態更新信息并保存；每一個家居設備的控制終端13，連接電力線網絡，用于接收電力線網絡傳輸的家 居設備控制指令，解析家居設備控制指令并根據解析結果控制家居設備狀態，以及在家居 設備狀態發生變化時通過電力線網絡傳輸家居設備狀態更新信息。為實現遙控家居設備的功能，智能家居控制系統還包括至少一個傳感中繼器12，分別設置在不同房間中，連接電力線網絡，用于使用近距 離無線通信技術和遙控器10通信；遙控器10，遙控器10使用近距離無線通信技術和傳感中繼器12通信，用于接收用 戶控制家居設備狀態的遙控操作信息并使用近距離無線通信技術發送給傳感中繼器12，傳 感中繼器12將接收的遙控操作信息通過電力線網絡傳輸，家居設備控制器11通過電力線 網絡接收遙控操作信息，并根據該遙控操作信息生成相應的家居設備控制指令并通過電力 線網絡發送；以及傳感中繼器12還用于接收電力線網絡傳輸的家居設備狀態更新信息，并使用近 距離無線通信技術發送給遙控器10。為實現通過網絡遠程控制家居設備的功能，智能家居控制系統，還進一步包括主 控制器14，分別連接每一個家居設備控制器11，其中主控制器14作為遠程登錄服務器，用于接收通過遠程控制網頁提交的遠程控制 家居設備的遠程操作信息并轉發給家居設備控制器11 ；家居設備控制器11，還用于根據接收的遠程操作信息生成相應的家居設備控制指 令并通過電力線網絡發送。家居設備控制器11可以分別直接連接電力線網絡，也可以通過主控制器14連接 電力線網絡，圖Ia僅是第一種情況的組網結構示意圖。后一種組網結構中，家居設備控制 器11必須在主控器啟動后才能正常工作。為在家居設備控制系統中實現根據環境狀態進行自動控制，還可以進一步包括 至少一個傳感器，每一個傳感器和其中一個傳感中繼器12相連，用于采集環境狀態傳感數 據并發送給傳感中繼器12 ；傳感中繼器12，還用于通過電力線網絡傳輸環境狀態傳感數據；家居設備控制器11，還用于接收電力線網絡傳輸的環境狀態傳感數據，根據環境 狀態傳感數據以及設定的自動控制模式生成相應的家居設備控制指令并通過電力線網絡 傳輸。為實現手動開關的傳統控制需求，家居設備控制系統還包括每一個家居設備的 手動物理開關，分別連接在接地端和相應家居設備控制終端13之間，家居設備控制終端13 檢測通過手動物理開關輸入的電平值，當電平值為高電平時，控制家居設備關閉，反之控制 家居設備打開。或者，家居設備控制終端13檢測通過手動物理開關輸入的電平值，并當所述電平 值發生變化時，生成電平值狀態變化信息并通過電力線網絡傳輸；家居設備控制器11，還 用于接收電力線網絡傳輸的電平值狀態變化信息，根據電平值狀態變化信息生成相應的家居設備控制指令并通過所述電力線網絡傳輸。這種情況下，家居設備控制終端13并不根據手動物理開關輸入的電平值直接控 制開關狀態，而是將電平狀態變化信息上報給家居設備控制終端13，家居設備控制終端13 再進行集中控制，更加體現了家居設備控制終端13的核心控制地位。為在家居設備控制系統中實現設備的統一管理，每一個傳感中繼器12和家居設 備控制終端13需要注冊到系統中后才能正常工作，注冊過程由遙控器利用控制界面控制 完成，最終在注冊過程中收集的設備分布信息需要匯總到各個家居設備控制器11和主控 制器14上，因此傳感中繼器12還用于在初始化時使用近距離無線通信技術發送注冊請求；遙控器10接收每一個傳感中繼器12發送的注冊請求，根據預先配置的房間分布 圖以及傳感中繼器12所在房間，為請求注冊的傳感中繼器12分配房間號和設備號，生成攜 帶所分配房間號和設備號的注冊響應并使用近距離無線通信技術發送；以及將分配結果記 錄在設備分布信息中并在設備分布信息有變化時使用近距離無線通信技術發送更新后的 設備分布信息； 傳感中繼器12接收遙控器10發送的注冊響應，并將其中的房間號和設備號記錄 在本地的設備分布信息中，傳感中繼器12還接收遙控器10設備分布信息并通過電力線網 絡傳輸；家居設備控制器11接收電力線網絡傳輸的設備分布信息并保存。進一步，每一個家居設備的控制終端13還用于在初始化時分別生成注冊請求并 通過電力線網絡傳輸；傳感中繼器12接收電力線網絡傳輸的注冊請求并使用近距離無線通信技術發送 給遙控器10 ；遙控器10接收到每一個家居設備的控制終端13注冊請求時，根據預先配置的房 間分布圖、家居設備類型以及所在房間，為請求注冊的控制終端13分配房間號和設備號， 生成攜帶所分配房間號和設備號的相應注冊響應并使用近距離無線通信技術發送；以及 將分配結果更新到設備分布信息中并使用近距離無線通信技術發送更新后的設備分布信 息；傳感中繼器12接收遙控器10發送的每一個注冊響應并通過電力線網絡傳輸；各控制終端13通過電力線網絡接收自己的注冊響應，并將其中的房間號和設備 號記錄在本地的設備分布信息中。在另外一個實施方式中，遙控器可以直接生成控制指令并發送給傳感中繼器13， 遙控功能不需要家居設備控制器11參與，具體的遙控器10，遙控器10使用近距離無線通信技術和傳感中繼器12通信，用于接收用 戶遙控家居設備狀態的操作信息，根據操作信息生成相應的家居設備控制指令并使用近距 離無線通信技術將家居設備控制指令發送給傳感中繼器12 ；傳感中繼器12，還用于將家居設備控制指令通過電力線網絡傳輸。每一個傳感中繼器12和家居設備控制終端13的刪除相當于一個去注冊的過程， 具體流程和注冊類似，在刪除后需要更新設備分布信息，詳細技術細節為本領域技術人員 所熟知這里不詳細贅述。[0145]家居設備控制器11接收到所有設備分布信息，設備狀態信息都可以同步發送給 主控制器14，主控器14同步刷新到網頁上供用戶查看。本實用新型實施例中，還可以通過遙控器10的控制切換控制模式，并將控制模式 切換指令通過傳感中繼器發送給家居設備控制器11，家居設備控制器11根據切換指令確 定工作模式，并進行相應控制，具體的遙控器10，還用于根據用戶的自動控制模式和手動控制模式之間的切換指令，使 用近距離無線通信技術發送控制模式切換指令；傳感中繼器12，還用于接收遙控器的控制模式切換指令并通過電力線網絡傳輸；家居設備控制器11，接收通過電力線網絡傳輸的控制模式切換指令，并根據所述 控制模式切換指令確定工作在自動控制模式或手動控制模式，并當在工作自動控制模式 時，根據所述環境狀態傳感數據和設定的自動控制模式生成家居設備控制指令并通過所述 電力線網絡傳輸，當工作在手動就控制模式時，根據遙控操作信息、遠程操作信息或電平值 狀態變化信息生成家居設備控制指令并通過所述電力線網絡傳輸。當然，家居設備控制器11還可以當工作在自動控制模式時，根據接收到的任何一 個 遙控操作信息、遠程操作信息或電平值狀態變化信息，立即切換到手動控制模式并根據 接收到的信息生成家居設備控制指令并通過所述電力線網絡傳輸。根據本實用新型實施例提供的上述系統，每一種類型的家居設備相應有一個家居 設備控制器，對相應類型的家居設備起核心控制作用，傳感中繼器起到信令和數據的轉發 功能，不需要根據家居設備的類型分別設置，因此系統中需要增加新類型家居設備的控制 時，只需要增加相應的家居設備控制器和控制終端，因此具有很好的擴展性，并且系統中的 大部分信號通過電力網絡傳輸，給組網帶來極大方便。根據上述智能家居控制系統，本實用新型實施例提供的一種智能家居控制系統中 的家居設備控制器11的具體結構如圖Ib所示，包括電力線信號耦合模塊111，通過電力線連接電力線網絡，用于從電力線網絡接收調 制有家居設備操作信息的電力線載波信號并轉發，以及將接收的電力線載波信號耦合給電 力線網絡進行傳輸；電力線信號處理模塊112，用于從電力線信號耦合模塊111轉發的電力線載波信 號中解調出家居設備操作信息并轉發，以及將接收的家居設備控制信號調制為電力線載波 信號后轉發給電力線信號耦合模塊111 ；如果家居設備控制器11通過主控制器14連接電力線網絡，則不包括電力線信號 耦合模塊111。如圖Ic所述，其中的嵌入式微處理器113的一種具體結構包括第一接收單元1131，通過串行接口連接電力線信號處理模塊112，用于接收電力 線信號處理模塊112轉發的遙控家居設備狀態的操作信息；第一先入先出FIFO緩存單元1132，連接第一接收單元1131，用于存儲第一接收單 元1131接收的操作信息；處理單元1133和第二 FIFO緩存單元1134，處理單元連接在第一 FIFO緩存單元 1132和第二 FIFO緩存單元1134之間，用于從第一 FIFO緩存單元中根據存儲順序依次讀取 操作信息，根據生成操作信息生成相應的家居設備控制指令并保存到第二 FIFO緩存單元1134 中；第一發送單元1135，用于根據家居設備控制指令的存儲順序，依次從第二 FIFO緩 存單元1134中讀取家居設備控制指令并通過串行接口發送給電力線信號處理模塊112。 進一步家居設備控制器，還包括第二接收單元1136，通過串行接口連接智能家居控制系統中的主控制器，用于接 收主控制器作為遠程登錄服務器接收并轉發的遠程控制家居設備狀態的操作信息；第一 FIFO緩存單元1132，還連接第二接收單元1136并用于存儲第二接收單元 1136接收的操作信息。進一步家居設備控制器113還包括控制模式存儲單元1138，連接處理單元1133， 用于存儲家居設備的自動控制模式參數配置信息；第一發送單元1135，還用于接收電力線信號處理模塊112轉發的環境狀態傳感數 據并轉發給處理單元1133;處理單元1133進一步根據接收的環境狀態傳感數據以及控制模式存儲單元1138 中存儲的自動控制模式參數配置信息，生成相應的家居設備控制指令并存儲到第二 FIFO 緩存單元1134中。進一步，第一接收單元1131還用于接收電力線信號處理模塊112轉發的設備分布 信號和設備狀態信息，并保存到數據存儲單元1139中。更進一步，設備控制器11還包括第二發送單元1137，連接數據存儲單元1139，用于讀取數據存儲單元1139中存儲 的數據并通過串行接口轉發給主控制器。家居設備控制終端13主要是控制命令的相應執行終端，對家居設備進行開關、調 節、應用模式配置等動作的最終執行機構，如圖Id所示，家居設備控制終端13的一種具體 結構包括電力線信號耦合模塊131、電力線信號處理模塊132、嵌入式微處理器133和至少 一個開關模塊134，其中電力線信號耦合模塊131連接電力線網絡，電力線信號處理模塊132和電力線信 號耦合模塊131相連，并通過串行接口連接嵌入式微處理器133的信號輸入端，嵌入式微處 理器133的信號輸出端連接每一個開關模塊134的控制端，每一個開關模塊134用于控制 一個或一組家居設備的供電電路；電力線信號耦合用于從電力線網絡接收調制有家居設備控制命令的電力線載波 信號并轉發給電力線信號處理模塊132 ；電力線信號處理模塊132用于從電力線信號耦合電路轉發的電力線載波信號中 解調出家居設備控制命令并通過串行接口發送給嵌入式微處理器133的信號輸入端；嵌入式微處理器133根據信號輸入端接收的家居設備控制命令生成開關模塊134 的控制信號，并通過信號輸出端輸出給開關模塊134，用于控制開關模塊134打開或閉合所 控制的供電電路。為實現傳統的手動控制功能，家居設備控制終端還包括對應每一個開關模塊 134所控制的供電電路設置的手動開關135，其中每一個手動開關135的一端連接接地端， 另一端分別連接嵌入式微處理器133的一個數據輸入端；嵌入式微處理器133，還用于檢測每一個連接有手動開關135的數據輸入端的電平值，當電平值為高電平時，控制相應的開 關模塊134斷開，反之控制相應的開關模塊134閉合。進一步，嵌入式微處理器133還用于記錄家居設備狀態信息，并在家居設備狀態 發生變化時，通過串行接口向電力線處理模塊132發送家居設備狀態和家居設備系統控制 模式更新信息；電力線處理模塊132將家居設備狀態更新信息調制為電力線載波信號后，通過電 力線信號耦合模塊131耦合到電力線網絡傳輸。萬能遙控器對于智能家居控制系統來說，具有學習功能的萬能遙控器非常重要，本實用新型 實施例提供一種具有學習功能的遙控器，可以學習各種遙控器的紅外編碼信號，并根據學 習結果還原紅外編碼信號對相應家居設備進行控制，下面先詳細介紹一下本實用新型實施 例提供的萬能遙控器的實現原理。如圖2a所示，為遙控器發射的紅外編碼信號的結構示意圖，紅外編碼信號包括由 一 系列高低電平組成的方波信號，并以特定的載波頻率發射。其中紅外編碼信號可以包括 紅外編碼控制信號和導引信號，也可以只包括紅外編碼控制信號，根據紅 外編碼控制信號 所包含的方波個數以及高低電平的寬度，區別不同的控制功能，導引信號用于通知受控電 器設備準備接受紅外編碼控制信號，導引信號包括至少兩個高電平和低電平。紅外編碼控 制信號以高電平開始，可以以高電平結束，也可以以低電平結束。學習紅外編碼信號的基本方法是，記錄要學習的紅外編碼信號的載波周期、所包 含的所有高低電平的寬度以及發射順序，然后在對相應電器設備進行控制時，根據學習結 果發射與原來一樣的紅外編碼信號，從而達到控制功能。分析圖2a所示的紅外編碼信號可以發現，其中電平6和電平8的寬度一樣，電平 7和電平8的寬度一樣，這種情況出現的幾率非常高，利用四種寬度的高電平和低電平組合 形成的紅外編碼控制信號，甚至可以滿足任何一種電器設備的功能需求。由此，本實用新型實施例在學習紅外編碼信號的過程中，為了壓縮學習到的紅外 編碼以減少存儲空間，以一個四種寬度電平值形成的總電平數為η的紅外編碼信號為例， 紅外編碼信號的學習原理包括i)接收要學習的紅外編碼信號，檢測其載波周期，并根據上升下降沿測出所有高 電平和低電平的電平寬度值，并按照類似下表1的格式記錄，其中，根據最大載波周期以及 電平寬度的最大值，載波周期和每一個電平寬度值的編碼數據占用16bit，由于前兩個電平 可能為紅外導引信號，電平寬度有可能很大，因此分別占用32bit 表 1. ii)分析表1中記錄的數據，前兩個電平可能為紅外導引信號，需要編為導引碼數 據，其他電平值為紅外編碼控制信號中的電平，一種有四種電平寬度值，其中對于誤差在設 定范圍的可以認為相等，例如差值小于等于50 μ s(微秒)左右的電平都認為大小相同，然 后按照如下表2所示的一種格式進行編碼，形成信號編碼數據表2. 表2包括三部分內容，具體為第一部分內容的編號為0 3，包括四種電平寬度值編碼數據形成的電平寬度值 編碼數據串，在電平寬度值編碼數據串中，每一個電平寬度值編碼數據的排位是固定的，利 用二進制可以將分別四個排位標識為00、01、10、11 ；需要說明的是，每一個電平寬度值編碼數據占用的比特數是預先根據最大電平值 設定的，電平寬度值編碼數據串占用的總比特數也是根據可能出現的最多電平值數量最大 值設定的。如果出現電平寬度值少于四種的情況，則將沒有占用的部分編為非法數據或任 意數據即可。對于多于四種的情況，只需要適應性根據電平寬度值的最大數量擴展第一部分的 長度。第二部分的編號為4 7，包括電平總個數、載波周期以及導引碼編碼數據；需要說明的是電平總個數、載波周期以及導引碼編碼數據分別占用的比特數也是 預先設定的。第三部分的編號為8，在這一部分中，根據紅外編碼控制信號中各高低電平的出現 順序，以及電平寬度值在第一部分中對應的排位，電平寬度值在第一部分中對應的排位可 以作為在第一部分編碼數據串中確定實際電平寬度值的索引碼，因此將所有各高低電平寬 度值的對應的排位進行編碼并按照高低電平的出現順序組合后形成的數據串可以稱為電 平寬度索引編碼數據串。這樣，每一個電平寬度索引編碼數據只需占用2bit，48字節則可 以存放192個電平寬度值索引編碼數據，對于常用的電器設備完全夠用。仍然需要說明的是，每一個電平寬度值索引編碼數據占用的比特數，以及電平寬 度索引編碼數據串占用的總比特數也需要預先設定。當根據預先設定的排列順序順次存儲表2中的三部分內容，則在后期可以根據三 部分內容的排列順序設定，以及前述的比特數占用量，可以從存儲的編碼數據中獲得還原 紅外編碼信號所需的所有數據。三部分內容的排列順序并非限定于表2給出的格式，可以 按照任意約定的順序排列，后期根據約定的順序解析編碼數據即可。還需要說明的是，由于電平寬度索引編碼數據串中隱含了紅外編碼控制信號中的 電平總個數，因此表1和表2中的電平總個數可以不需要。還需要說明的是，由于有些紅外編碼信號中不含有導引信號，所以第二部分中的導引碼也不是必須的。實施例一基于上述具體示例，實施例一提供的一種遙控器紅外編碼信號的學習方法包括如 下 步驟步驟1、分別記錄在紅外編碼控制信號之前依次接收到的至少兩個導引碼的電平 寬度值；至少兩個導引碼為高低電平交替出現，其中第一個導引碼為高電平，最后一個導 引碼為低電平，如果沒有導引信號，則該步驟可省略。步驟2、接收要學習的遙控器發出的紅外編碼控制信號，獲得紅外編碼控制信號的 載波周期，以及紅外編碼控制信號中高電平和低電平的出現順序以及電平寬度值，其中紅 外編碼控制信號中第一次出現的是高電平；步驟3、根據獲得的所有電平寬度值的大小，將其中大小相同的電平寬度值編碼為 一個電平寬度編碼數據，并將所有電平寬度編碼數據組合為電平寬度編碼數據串，每一個 電平寬度編碼數據占用的字節數為第一設定值，電平寬度碼數據串占用的總字節數為第二 設定值；步驟4、根據電平寬度編碼數據串中各電平寬度編碼數據的排列順序，確定每一個 高電平或低電平的電平寬度值在電平寬度編碼數據串中對應的排位，將確定出的排位按照 各高電平和低電平的出現順序進行編碼并組合為電平寬度索引編碼數據串，每一個排位的 編碼數據占用的字節數為第三設定值；步驟5、將載波周期編碼為載波周期編碼數據，載波周期編碼數據占用的字節數為 第四設定值；步驟6、將至少兩個導引碼的電平寬度值分別進行編碼并組合成導引碼編碼數據 串，每一個導引碼編碼數據占用的字節數為第五設定值，導引碼編碼數據串占用的總字節 數為第六設定值步驟7、根據設定順序組合電平寬度編碼數據串、載波周期編碼數據、導引碼編碼 數據串以及電平寬度索引編碼數據串，形成遙控器紅外編碼信號的編碼數據。當然，還可以累計所有高電平和低電平的總個數，并將總個數編碼為總個數編碼 數據，總數編碼數據占用的字節數為第七設定值；以及在信號編碼數據中包含總個數編碼 數據。實施例一根據信號編碼數據，提供一種相應的遙控器紅外編碼信號的發射方法， 包括如下步驟步驟1、從紅外編碼信號的編碼數據中獲得電平寬度編碼數據串、導引碼編碼數據 串、載波周期編碼數據、以及電平寬度索引編碼數據串；具體的根據表1中第一部分在信號編碼數據中的排列順序、每一個電平寬度編碼數據占 用的字節數、電平寬度碼數據串占用的總字節數，獲得電平寬度編碼數據串，以及每一個電 平寬度碼數據；根據表1中第二部分在信號編碼數據中的排列順序，電平的總個數的編碼數據占 用的比特數、載波周期編碼數據占用的字節數、每一個導引碼編碼數據占用的字節數以及導引碼編碼數據串占用的總字節數，分別獲得電平總個數的編碼數據、載波周期編碼數據 和每一個導引碼編碼數據。根據表1中第三部分在信號編碼數據中的排列順序，每一個電平寬度索引編碼數 據占用的字節數，電平寬度索引編碼數據串占用的總字節數，確定每一個的電平寬度的電 平寬度索引編碼數據；步驟2、確定紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度以及發射順序；根據電平寬度索引編碼數據串中，按照各高電平和低電平在紅外編碼控制信號中 的出現順序排列的電平寬度索引編碼數據，以及電平寬度編碼數據串中相應排位上的電平 寬度編碼數據，確定紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度以及發射順序；步驟3、根據載波周期編碼數據確定發射遙控器紅外編碼控制信號的載波頻率；步驟4、按照紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度以及發射順序，根 據載波頻率依次發射導引信號以及紅外編碼控制信號包含的高電平和低電平的信號。如果紅外線編碼信號中包含導引信號，則還需要根據導引碼編碼數據還原導引信 號并在控制信號之前發送。實施例二進一步為節省編碼數據量，還可以為一個被學習的遙控器建立如下表3所示的電 平寬度值編碼數據和索引之間的對應關系表表3.在對應關系表中統一存放電平寬度值編碼數據和索引，不需要再在每一個 紅外編碼信號的編碼數據中保存電平寬度碼數據串，對應關系表中的索引值占用的比特數 根據經驗值確定，滿足最大數量的電平寬度值即可。基于此，施例二提供的一種遙控器紅外編碼信號的學習方法具體包括如下步驟步驟1、接收要學習的遙控器發出的紅外編碼控制信號，獲得紅外編碼控制信號的 載波周期，以及紅外編碼控制信號中高電平和低電平的出現順序以及電平寬度值；在紅外編碼控制信號中，高低電平交替出現，第一次出現的是高電平。步驟2、判斷獲得的每一個電平寬度值已經全部記錄在電平寬度值編碼數據與電 平寬度值索引的對應關系表中，如果是則進行下一步驟4，否則執行步驟3 ；步驟3、在對應關系表中添加未被記錄的電平寬度值的編碼數據及其電平寬度值 索引，繼續下一步驟4;步驟4、確定每一個高電平或低電平的電平寬度值在對應關系表中對應的電平寬 度值索引并進行編碼；步驟5、按照各高電平和低電平的出現順序將電平寬度值索引編碼數據組合為電 平寬度索引編碼數據串；[0236]其中每一個排位的編碼數據占用的字節數為第三設定值；步驟6、將載波周期編碼為載波周期編碼數據；其中載波周期編碼數據占用的字節數為第四設定值；步驟7、根據設定順序組合載波周期編碼數據和電平寬度索引編碼數據串，形成遙 控器紅外編碼信號的編碼數據。進一步，在接收要學習的遙控器紅外編碼控制信號之前，還可以包括分別記錄在 紅外編碼控制信號之前依次接收到的至少兩個導引碼的電平寬度值，其中至少兩個導引碼 包括交替出現的高低電平，第一個導引碼為高電平，最后一個導引碼為低電平；形成遙控器紅外編碼信號的編碼數據之前還包括將至少兩個導引碼的電平寬度 值分別進行編碼并組合成導引碼編碼數據串，每一個導引碼編碼數據占用的字節數為第五 設定值，導引碼編碼數據串占用的總字節數為第六設定值；以及外線遙控器紅外編碼信號的編碼數據中，還在設定排序上包含導引碼編碼數據
串o更進一步，在接收要學習的遙控器紅外編碼控制信號時，也還可以包括累計所有 高電平和低電平的總個數；以及形成遙控器紅外編碼信號的編碼數據之前還包括將總個數編碼為總個數編碼數 據，總數編碼數據占用的字節數為第七設定值；并且外線遙控器紅外編碼信號的編碼數據中，還在設定排序上包含總個數編碼數據。根據上述學習方法，本實用新型實施例二提供的一種遙控器紅外編碼信號的發射 方法包括如下步驟步驟1、從遙控器紅外編碼信號的編碼數據中獲得載波周期編碼數據和電平寬度 索引編碼數據串；具體根據設定的排列順序、每一個排位的編碼數據占用的字節數，以及載波周期 編碼數據占用的字節數確定載波周期編碼數據和電平寬度索引編碼數據串在編碼數據中 的位置，并從相應位置獲得需要的數據編碼。電平寬度索引編碼數據串中包括紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平 寬度值的索引，并按照各高電平和低電平在紅外編碼控制信號中的出現順序排列。步驟2、確定紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度值以及發射順 序；具體的，根據電平寬度索引編碼數據串中的電平寬度索引編碼數據，從對應關系 表中查找出每一個高低電平的電平寬度值編碼數據，并按照電平寬度索引編碼數據串中電 平寬度索引編碼數據的排列順序，確定各高電平和低電平在紅外編碼控制信號中的出現順序。步驟3、根據載波周期編碼數據確定發射遙控器紅外編碼控制信號的載波頻率；步驟4、按照紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度值以及發射順序， 根據載波頻率依次發射高電平和低電平的信號。進一步，如果編碼數據中還包括導引碼編碼數據串，則還從遙控器紅外編碼信號 的編碼數據中的設定位置上獲得導引碼編碼數據串；以及發射紅外編碼控制信號之前，根 據載波頻率發射至少兩個導引碼的信號。[0255]更進一步，如果編碼數據中還包括所有高電平和低電平的總個數的編碼數據，則 還從遙控器紅外編碼信號的編碼數據中的設定位置上獲得所有高電平和低電平的總個數 的編碼數據；以及根據載波頻率依次發射高電平和低電平的信號時，根據總個數編碼數據 對應的總個數，確定所發射的高電平和低電平的總個數。實施例三需要學習多個設備的不同遙控器的紅外編碼信號時，更進一步為節省編碼數據 量，還可以建立如下表4所示的電平寬度值編碼數據和索引之間的對應關系表表 4.
其中，電平寬度值索引包含組號和編號，組號表示在一個紅外編碼信號中首次學 習到的電平寬度值，編號標識電平寬度值在該紅外編碼信號中被學習到的先后順序。具體 的，在第一個紅外編碼信號中學習到的電平寬度值的組號為00，所有學習到的四個電平寬 度值順序編號為00、01、10、11。后續在其他紅外編碼信號中學習到的不同電平寬度值順序 編制組號，例如在第二個紅外編碼信號中學習到6個電平寬度值，其中四個和第一個紅外 編碼信號中學習到的電平寬度值相同，不再重復存儲，僅存儲其中不同的兩個，并相應設定 組號01以及編號00、01，依次類推。這樣通過組號和編號組合為完整的電平寬度值索引，用 于區分每一個不同的電平寬度值。在對應關系表中統一存放電平寬度值編碼數據和索引，不需要再在每一個紅外編 碼信號的編碼數據中保存電平寬度碼數據串，對應關系表中的索引值占用的比特數根據經 驗值確定，滿足最大數量的電平寬度值即可。相比實施例二，可以進一步節省存儲空間。紅外編碼信號的學習和發射步驟可以參見實施例三的描述，這里不再贅述。實施例四考慮到不同遙控器的不同信號中出現的電平寬度值完全相同的概率很高，也可以 以紅外編碼信號為組別建立如下表5所示的電平寬度值編碼數據和索引之間的對應關系 表表 5.
其中，為在不同紅外編碼信號中學習到的一組電平寬度值編號，稱為電平寬度值 索引組號，不同組的多個電平寬度值之間有至少一個電平寬度值不相同。這樣在學習過程 中，如果一個正在學習的紅外編碼信號中出現的電平寬度值被其中一組全部涵蓋，則可以 利用已經記錄在表5中的信息進行編碼，反之在表5中記錄一組新的電平寬度值后再進行 編碼。編碼格式例如下表6所示，在信號編碼數據中增加一個電平寬度值索引組號編 碼，用于在表5中查詢相應的電平寬度值編碼數據的組號，再進一步根據電平寬度值索引 編碼數據串，一一確定每一個高電平或低電平的電平寬度值。和實施例四相比，盡管一個信 號編碼數據中增加了電平寬度值索引組號編碼，但是每一個電平寬度值索引占用的比特數 可以相應減少，總的數據量也相應減少，從而進一步節省了存儲空間。表6
即對應關系表中還包括，為根據同一紅外編碼信號中所記錄的一組電平寬度值的 編碼數據設置的組號，不同組的多個電平寬度值編碼數據中至少有一個電平寬度值編碼數 據不相同；以及紅外編碼信號編碼數據中，還包括涵蓋該紅外編碼信號的控制信號中所 有電平寬度值編碼數據相應組的組號編碼數據。紅外編碼信號的學習和發射步驟可以參見實施例三的描述，這里不再贅述。基于上述原理，如圖2b所示，本實用新型實施例提供的一種智能家居控制系統中 的萬能遙控器，包括顯示模塊21，用于顯示智能家居控制系統的操作控制界面；遙控器的顯示模塊可 以是液晶觸摸屏，并且設計為圖標拖動的控制界面，便于操作。近距離無線通信模塊22，用于實現近距離無線通信；紅外信號收發模塊23，用于接收智能家居設備的遙控器發出不同控制功能的紅外 編碼信號并轉發；第一嵌入式微處理器24，通過IXD數據總線連接顯示模塊21，并通過信號線連接 紅外信號收發模塊23，用于根據通過顯示模塊的操作控制界面輸入的紅外編碼信號學習指 令，檢測紅外信號收發模塊接收的紅外編碼信號中包含的高電平或低電平的上升沿和下降 沿，根據檢測結果記錄交替出現的高電平和低電平的電平寬度值和出現順序，根據記錄結 果生成各控制功能對應的紅外編碼信號的編碼數據，以及通過操作控制界面接收到遙控家 居設備的操作信息時，根據控制功能對應的紅外編碼信號編碼數據，生成相應的控制指令 并輸出，其中紅外編碼控制信號中第一次出現的是高電平；第二嵌入式微處理器25，分別通過串行接口連接在第一嵌入式微處理器24和近 距離無線通信模塊單元22之間，用于接收第一嵌入式微處理24器輸出的控制指令并通過 近距離無線通信模塊22發送。進一步第一嵌入式微處理器24具體包括記錄子模塊，用于通過信號線連接紅外編碼信號接收模塊，根據通過模塊的操作 控制界面輸入的紅外編碼信號學習指令，檢測紅外信號收發模塊接收的紅外編碼信號中包 含的高電平或低電平的上升沿和下降沿，根據檢測結果記錄交替出現的高電平和低電平的 電平寬度值和出現順序；編碼子模塊，用于根據記錄結果生成各控制功能對應的紅外編碼信號的編碼數 據；存儲子模塊，用于存儲編碼子模塊的編碼結果；還原子模塊，通過串行接口連接在第二嵌入式微處理器，用于通過操作控制界面 接收到遙控家居設備的操作信息時，從存儲子模塊中獲得相應控制功能的紅外編碼信號編 碼數據，生成相應的控制指令并輸出給第二嵌入式微處理器。[0284]根據前述的紅外信號編碼原理和還原原理，編碼子模塊具體包括用于根據獲得的所有電平寬度值的大小，將其中大小相同的電平寬度值編碼為一 個電平寬度編碼數據，并將所有電平寬度編碼數據組合為電平寬度編碼數據串的單元，每 一個電平寬度編碼數據占用的字節數為第一設定值，電平寬度碼數據串占用的總字節數為 第二設定值；用于根據電平寬度編碼數據串中各電平寬度編碼數據的排列順序，確定每一個高 電平或低電平的電平寬度值在電平寬度編碼數據串中對應的排位，將確定出的排位進行編 碼并按照各高電平和低電平的出現順序組合為電平寬度索引編碼數據串的單元，每一個排 位的編碼數據占用的字節數為第三設定值；用于將載波周期編碼為載波周期編碼數據的單元，載波周期編碼數據占用的字節 數為第四設定值；用于根據設定順序組合電平寬度編碼數據串、載波周期編碼數據以及電平寬度索 弓丨編碼數據串，形成遙控器紅外編碼信號的編碼數據的單元；以及還原子模塊具體包括用于根據設定的排列順序、每一個電平寬度編碼數據占用的字節數、電平寬度碼 數據串占用的總字節數、每一個排位的編碼數據占用的字節數，以及載波周期編碼數據占 用的字節數，從遙控器紅外編碼信號的編碼數據中獲得電平寬度編碼數據串、載波周期編 碼數據以及電平寬度索引編碼數據串的單元，其中，電平寬度編碼數據串包括大小不相同 的多個電平寬度值編碼，電平寬度索引編碼數據串中包括紅外編碼控制信號中各高電平和 低電平的電平寬度值在電平寬度編碼數據串中對應的排位的編碼數據，并按照各高電平和 低電平在紅外編碼控制信號中的出現順序排列； 用于根據電平寬度索引編碼數據串中，按照各高電平和低電平在紅外編碼控制信 號中的出現順序排列的電平寬度索引編碼數據，以及電平寬度編碼數據串中相應排位上的 電平寬度編碼數據，確定紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度以及發射順序 的單元；用于根據載波周期編碼數據確定發射遙控器紅外編碼控制信號的載波頻率的單 元；用于按照紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度以及發射順序，根據 載波頻率依次輸出高電平和低電平的單元。或者，編碼子模塊具體包括用于當獲得的每一個電平寬度值已經全部記錄在電平寬度值編碼數據與電平寬 度值索引的對應關系表中時進行下一步驟，否則在對應關系表中添加未被記錄的電平寬度 值的編碼數據及其電平寬度值索引后繼續下一步驟的單元；用于確定每一個高電平或低電平的電平寬度值在對應關系表中對應的電平寬度 值索引并進行編碼，按照各高電平和低電平的出現順序將電平寬度值索引編碼數據組合為 電平寬度索引編碼數據串的單元，每一個排位的編碼數據占用的字節數為第三設定值；用于將載波周期編碼為載波周期編碼數據的單元，載波周期編碼數據占用的字節 數為第四設定值；用于根據設定順序組合載波周期編碼數據和電平寬度索引編碼數據串，形成遙控器紅外編碼信號的編碼數據的單元；以及還原子模塊具體包括用于根據設定的排列順序、每一個排位的編碼數據占用的字節數，以及載波周期 編碼數據占用的字節數，從遙控器紅外編碼信號的編碼數據中獲得載波周期編碼數據和電 平寬度索引編碼數據串的單元，其中，電平寬度索引編碼數據串中包括紅外編碼控制信號 中各高電平和低電平的電平寬度值的索引，并按照各高電平和低電平在紅外編碼控制信號 中的出現順序排列； 用于根據電平寬度索引編碼數據串中，按照各高電平和低電平在紅外編碼控制信 號中的出現順序排列的電平寬度索引編碼數據，以及電平寬度值編碼數據與電平寬度值索 弓丨的對應關系表，確定紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度值以及發射順序 的單元；用于根據載波周期編碼數據確定發射遙控器紅外編碼控制信號的載波頻率的單 元；用于按照紅外編碼控制信號中各高電平和低電平的電平寬度值以及發射順序，根 據載波頻率依次發射高電平和低電平的紅外編碼信號的單元。本實用新型實施例提供的智能家居控制系統，目的在于實現家居設備的統一控 制，例如電視機遙控器學習和通過系統控制的原理通過具有紅外學習功能的遙控器，學習原有的電視機遙控器紅外編碼；為學習后并儲存在相應的家居設備控制器上的紅外編碼信號編制一個代碼；相應的控制終端具有電力線載波模塊能夠接電力線，并且具有存儲模塊用以存儲 和相應的家居設備控制器同步的紅外編碼和其代碼；并且具有紅外發射模塊；遙控器完成學習并和相應的家居設備控制器同步后，只保存相應的家居設備控制 器賦予的代碼。遙控器根據用戶指令將控制代碼通過近距離無線通訊發送給傳感中繼器；傳感中 繼器轉發給相應的家居設備控制器；相應的家居設備控制器轉發給相應的控制終端；相應 的控制終端根據收到的代碼發射相對應的紅外編碼。自動控制例如假設，傳感中繼器上接了光傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、人體感應傳感器；假設，系統已經安裝了門窗控制、窗簾控制、空調控制、燈光控制等相應的家居設 備控制器；當光傳感器采集到光照強調過強；人體感應傳感器采集到室內無人；溫度傳感 器采集到溫度適宜；濕度傳感器采集到濕度適宜；此時，各個相應的家居設備控制器都能 收到傳感中繼器發來信息；需要進行如下控制因為室內無人，門窗會處于關閉(上鎖)狀態；因為光照強度過高，窗簾會自動拉上；因為溫度適宜，空調停止工作；因為室內無人，且光照強度過高，照明系統關閉；當光傳感器采集到光照強度過低；人體感應傳感器采集到室內有人；溫度傳感器 采集到溫度過冷或過熱；濕度傳感器采集到濕度高(到達降雨標準)；此時，各個相應的家居設備控制器都能收到傳感中繼器發來信息；需要如下控制因為室內有人，門會處于開啟(不上鎖)狀態；因為正在降雨，窗會處于關閉狀態；因為光照強度過低，窗簾會自動打開；因為溫度過冷或者過熱，空調開始工作；因為室內有人，雖光照強度過低，但窗簾打開后可能光照強度會變化，照明系統待 命；通過以上的描述可見，自動控制不單是根據環境數據控制不同的相應的家居設備 控制器，而且各個相應的家居設備控制器也會作為一種環境數據提供給其他的相應的家居 設備控制器，作為其選擇執行命令的參考依據。智能燈具控制系統下面以智能家居控制中的燈具控制系統的具體實現為例進行詳細說明。本實施例 中，遙控器指令可以直接控制燈具控制終端。本實用新型實施例提供一種燈具控制系統，可以用在家居中，也可以用在有多個 工作間的辦公場所，用于控制分布在不同房間中的燈具，燈具控制方式一般有如下四種需 求■通過手持遙控器的燈具控制界面對燈具進行控制；■通過登錄遠程網頁控制界面對燈具進行控制；■通過物理手動開關對燈具進行控制；■根據設定的控制模式對燈具的進行自動控制。其中，前三種需求為手動控制，最后一種需求為自動控制。下面以具體實施例并結合附圖進行詳細說明。如圖3a所示，本實用新型實施例首先為實現第一種燈具控制需求，提供的燈具控 制系統主要包括遙控器31、設置在不同房間中的至少一個傳感中繼器32，以及控制各個 燈具狀態的至少一個燈具控制終端33，其中遙控器31和傳感中繼器32之間采用近距離無線通信技術進行通信，例如使用公 用的2. 4G免費頻段進行近距離無線通信，而傳感中繼器32和燈具控制終端33之間通過電 力線網絡，使用電力載波信號進行通信，首先，本實用新型實施例提供的燈具控制系統實現 的第一個功能是在任何一個房間都，用戶都可以通過手持遙控器31的控制界面了解分布 在各房間的不同燈具的狀態，并能夠利用遙控器31的控制界面對燈具進行控制，據此各裝 置需要具備如下功能遙控器31，用于接收用戶控制燈具狀態的操作信息，根據操作信息生成相應的燈 具遙控指令并使用近距離無線通信技術發送給傳感中繼器32，以及接收使用近距離無線通 信技術轉發的燈具狀態更新信息；傳感中繼器32，使用近距離無線通信技術和遙控器31通信，并連接電力線網絡， 用于接收遙控器31發送的遙控指令，并通過電力線網絡傳輸燈具遙控指令，以及接收電力 線網絡傳輸的燈具狀態更新信息，保存燈具狀態更新信息并使用近距離無線通信技術轉發 給遙控器31 ；燈具控制終端33，連接電力線網絡，用于接收電力線網絡傳輸的燈具遙控指令，解析燈具遙控指令并根據解析結果控制燈具狀態，以及在燈具狀態發生變化時通過電力線網 絡傳輸燈具狀態更新信息。通過上述系統，設置在任何一個房間中的傳感中繼器32接收到遙控器31的燈具 遙控指令時，都會通過電力線網絡進行傳輸，燈具控制終端33通過電力線網絡接收燈具遙 控指令，對燈具遙控指令進行解析，如果解析結果是對自己控制的燈具進行控制，執行該燈 具遙控指令并在被控制的相應燈具的狀態發生變化時，通過電力線網絡將燈具狀態更新信 息返回給遙控器31，遙控器31記錄所有燈具的狀態并及時根據接收到的燈具狀態更新信 息對記錄信息進行更新，從而使使用者可以通過遙控器31的控制界面了解所有燈具的當 前狀態并根據需要進行控制。進一步為實現第二種通過遠程控制網頁對燈具進行控制的需求，本實用新型實施 例提供的燈具控制系統，還可以包括主控制器35，以及連接在電力線網絡和主控制器35 之間的燈具控制器34，其中主控制器35作為遠程登錄服務器，接收通過遠程控制網頁提交的遠程燈具控制 指令并轉發給燈具控制器34 ；燈具控制器34，還用于通過電力線網絡傳輸遠程燈具控制指令；燈具控制終端33，還用于接收電力線網絡傳輸遠程燈具控制指令，解析遠程燈具 控制指令并根據解析結果控制燈具狀態；燈具控制器34，還用于接收電力線網絡傳輸的燈具狀態更新信息，并轉發給主控 制器35。為實現第三種控制需求，本實用新型實施例提供的燈具控制系統進一步包括每 一個燈具的燈具開關，分別連接在接地端和相應燈具控制終端33之間，燈具控制終端33檢 測通過燈具開關輸入的電平值，當電平值為高電平時，控制燈具關閉，反之控制燈具打開。最后為實現第四種根據環境狀態傳感數據對燈具進行設定模式的自動控制需求， 本實用新型實施例提供的燈具控制系統還可以包括傳感器，連接傳感中繼器32，用于采 集環境狀態傳感數據并發送給傳感中繼器32 ；傳感中繼器32，還用于通過電力線網絡將環境狀態傳感數據傳輸給燈具控制器 34 ；燈具控制器34，還用于根據環境狀態傳感數據以及設定的自動控制模式生成自動 控制指令，并通過電力線網絡傳輸給燈具控制器34 ；燈具控制終端33，還用于接收電力線網絡傳輸的自動控制指令，解析自動控制指 令并根據解析結果控制燈具狀態。例如當環境溫度或濕度達到設定范圍時，打開燈具、關閉燈具或調整燈具亮度等， 用戶可以根據需要靈活設定需要的自動控制模式，并配置相應的溫度傳感器、濕度傳感器、 光傳感器和紅外人體感應傳感器等。下面以同時實現上述四種需求的燈具控制系統作為較佳實施例，詳細說明本實用 新型。其中，遙控器31和傳感中繼器32之間的近距離無線通信技術具體為2. 4G無線網絡， 控制指令和狀態更新信息以設定格式的信息包進行傳輸。第一部分.設備和燈具的管理為實現傳感中繼器32、燈具控制終端33等設備，以及燈具的管理，可以在遙控器31上預先根據應用燈具控制系統的房型分布圖，設計管理界面，在設備注冊過程中，為安裝 在不同房間的設備分配相應的房價碼和設備碼，當燈具控制終端33控制對各燈具時，還進 一步為各燈具分配子燈具碼，遙控器31將分配結果分配的記錄在設備分布信息中，并將設 備分布信息同步給主控制器35。通過管理界面，可以在初始化或新增設備時，將設備添加到 燈具控制系統中，也可以拆除設備后，從系統中刪除相應設備以及相關的燈具。下面進行詳 細說明1).將傳感中繼器32添加到燈具控制系統中一般情況下每個房間放一個傳感中繼器32，用于采集該房間的環境變量傳感數據 和信息包的轉發。燈具控制系統中必須先注冊傳感中繼器32，才能注冊其他燈具控制終端 33、燈具以及傳感器注冊到該房間中。如圖3b所示，將一個傳感中繼器32注冊到某一房間過程如下1.通過遙控器31的人機交互界面，建立應用該燈具控制系統的房型分布圖，并給 房間自動分配房間碼。2.未注冊的傳感中繼器32上電，傳感中繼器32通過2. 4G無線網絡向遙控器31 發送注冊請求包。3.遙控器31接收到注冊請求包后，通過界面提示用戶有傳感中繼器32請求注冊， 用戶通過界面操作將傳感中繼器32拖放至對應房間后，自動為傳感中繼器32分配設備碼， 并將分配結果保存在本地的設備信息中；4.遙控器31主用戶點擊注冊確認按鈕后，通過2. 4G無線網絡向傳感中繼器32發 送設備注冊響應包，其中包含房間碼和設備碼。5.傳感中繼器32收到設備注冊響應包后，將遙控器31為其分配的房間碼和設備 碼保存在設備分布信息中，并標記為已注冊狀態；6.傳感中繼器32向遙控器31發送注冊成功包；7.遙控器31接收注冊成功包。按照以上順序可以依次將各傳感中繼器32添加到燈具控制系統的各房間中。2).將一個燈具控制終端33添加到本燈具控制系統中，并且與所控制的實際物理 燈具建立對應關系每一個燈具還可以使用開關盒實現手動控制，本實用新型提供的燈具控制系統 中，根據所控制的燈具，每個開關盒對應燈具控制終端33設置，燈具控制終端33配置相應 的燈具控制終端33設備號。由于一個開關盒可以包括多個開關，分別用于控制不同的燈 具，因此開關盒中的每一個開關控制的燈具可以在控制流程中對應一個邏輯燈具，每個邏 輯燈具，可以配置一個子燈具號，通過燈具控制終端33設備號、房間碼和子燈具號(例如從 1到4)可以唯一確定一個邏輯燈具。如圖3c所示，將燈具控制終端33上的第一個邏輯燈具注冊到燈具控制系統中的 流程包括如下步驟1.動作燈具控制終端33上連接的開關，燈具控制終端33發出注冊請求包并通過 電力線網絡發送；2.傳感中繼器32通過電力線網絡接收注冊請求包；3.傳感中繼器32將注冊請求包通過2. 4G無線網絡轉發到遙控器31中；[0371]4.遙控器31接收到注冊請求包后，通過界面提示用戶有燈具請求注冊，并在用戶 通過界面操作，將燈拖放之對應房間的相應位置后，為燈具控制終端33自動分配器燈具控 制終端33設備碼和子燈具號，并將分配結果記錄在本地保存的設備信息中；5.遙控器31主用戶點擊注冊確認按鈕后，通過2. 4G無線網絡把注冊響應包發送 到傳感中繼器32 ；6.傳感中繼器32將該注冊響應包通過電力線網絡發送到燈具控制終端33，其中 包含燈具控制終端33所在房間的房間號、設備碼和子燈具號；7.燈具控制終端33收到注冊響應包后，將其中的房間號、設備碼和子燈具號保存 到本地記錄的設備分布信息中，并標記相應燈具為已注冊狀態；8 9.燈具控制終端33通過傳感中繼器32向遙控器31發送注冊成功包，遙控器 31收到注冊成功包后，邏輯燈具注冊成功。10 12.燈具控制終端33將自己記錄的設備分布信息通過電力線網絡廣播進行 同步。燈具控制終端33中的其他邏輯燈具的注冊過程類似，不同之處有在第一步中， 燈具控制終端33發出的注冊請求中的燈具編號為第一個注冊時已分配的設備碼；在第二 步中，燈具控制系統不再為燈具控制終端33分配設備碼。通過以上方法就可以將所有的邏 輯燈具注冊到燈具控制系統中。3).將一個邏輯燈具從燈具控制系統中刪除參照注冊流程示意圖，其具體工作過程如下在遙控器31的燈具管理界面中，選擇要刪除的燈具，然后點擊刪除按鈕，遙控器 31通過2. 4G無線網絡將燈具刪除請求包發送到傳感中繼器32，再由傳感中繼器32將該數 據包通過電力線網絡轉發到相應的燈具控制終端33中。燈具控制終端33收到燈具刪除請求后，將該燈改為未注冊狀態，同時將房間碼置 為0 ；若刪除的是該終端的最后一個燈具，還將設備碼置為0，表示該設備碼為空；然后燈具 控制終端33通過傳感中繼器32向遙控器31發送燈具刪除成功包，并在自己記錄的設備分 布信息發生變化時，重新廣播給電力線網絡進行同步。遙控器31收到刪除成功包后，將該燈具從燈具控制系統中刪除，并更新本地保存 的設備分布信息。4).將一個傳感中繼器32從燈具控制系統中刪除。傳感中繼器32是一個房間的數據采集和轉發中心，燈具控制系統中必須先注冊 傳感中繼器32，才能注冊其他燈具到該房間中。為了安全性和可維護性的考慮，若將一個房 間的傳感中繼器32刪除，該房間的所有燈具也將從燈具控制系統中刪除。參照注冊流程示 意圖，其具體工作過程如下遙控器31在燈具管理界面中選擇要刪除房間的傳感中繼器32，然后點擊刪除按 鈕，遙控器31向該房間的傳感中繼器32發送燈具刪除請求包。該傳感中繼器32通過電力線網絡廣播的方式，將房間所有燈具刪除請求包發送 到各燈具控制終端33中。燈具控制終端33收到由傳感中繼器32廣播的房間所有燈具刪除請求包后，檢測 是否有該房間的燈具，若有將該燈具改為未注冊狀態，并置房間碼為0，若該燈具是該燈具控制終端33中的最后一個燈具，置其設備碼為0。燈具控制終端33在自己記錄的設備分布 信息發生變化時，重新廣播給電力線網絡進行同步。該傳感中繼器32收到該房間的所有燈具的刪除響應包后，置為未注冊狀態，并置 房間碼為0，設備碼為0，并向遙控器31發送傳感中繼器32的刪除成功包。遙控器31收到傳感中繼器32刪除成功后，從燈具控制系統中將該傳感中繼器32 刪除，并更新本地保存的設備分布信息。傳感中繼器32可以只同步和自己房間碼相同的燈具控制終端33的設備狀態信 息，這樣每一個傳感器上僅保存與自己同一個房間的燈具控制終端33的設備狀態信息。傳 感中繼器32也可以將所有燈具控制終端33廣播的設備分布信息全部進行同步，這樣每一 個中繼器上的設備分布信息是整個系統完整的設備分布信息。經過上述同步過程，可以維護系統中實際的設備分布和傳感中繼器32、遙控器31 上記錄的設備分布信息保持一致。當然，設備分布信息也可以只存于遙控器31上，而設備狀態信息主要存于傳感中 繼器32。第二部分.燈具操作控制部分本部分內容主要介紹燈具控制終端33的控制實現，以及如何實現實際燈具狀態 信息同遙控器31、遠程網頁控制界面中的燈具狀態的同步。如前所述，燈具的控制方式有以下四種途徑，前三種控制方式均為手動控制方式。 則燈具有以下六種狀態自動開燈、自動關燈、自動調光、手動開燈、手動關燈、手動調光；前三種燈狀態是在燈處于自動控制模式時發生的狀態，后三種狀態是燈處于手動 控制模式時發生的狀態。已向燈具控制系統注冊的燈具狀態更新信息包的傳輸過程為燈具控制終端33接收到燈控制命令(包括燈具遙控命令和遠程控制命令)后，控 制燈的開關或調光，并通過電力線網絡向燈光控制燈具控制器34和傳感中繼器32發送該 燈的當前狀態信息包。燈具控制終端33所在房間的傳感中繼器32 (傳感中繼器32維護所在房間所有燈 具的最新狀態)收到燈具狀態更新信息包后，向燈具控制終端33發送狀態響應包，并將燈 狀態數據包轉發到遙控器31中；而其他房間的傳感中繼器32收到燈具狀態更新信息包后， 通過2. 4G無線網絡將燈具狀態更新信息包發到遙控器31。燈具控制器34收到燈具狀態更新信息包后，將該數據包轉發到主控制器35，遠程 網頁控制中可以據此顯示正確的燈狀態主控制器35收到燈具狀態更新信息包后，更新緩存中該燈的狀態，并向該燈所在 的房間的傳感中繼器32發送狀態響應包。遙控器31收到燈具狀態更新信息包后，更新緩存中該燈的狀態，并通過無線向該 燈所在的房間的傳感中繼器32發送燈狀態響應包。若其他房間的傳感中繼器32收到燈狀 態響應包后將通過電力線轉發到燈具所在房間的傳感中繼器32中。若燈具所在房間的傳感中繼器32沒有收到主控制器35或遙控器31的狀態響應 包，將啟動傳感中繼器32中的重發機制，確保主控制器35和遙控器31都能收到燈具狀態更新信息包。下面分別介紹在各種情況下的具體燈具控制過程1).通過物理手動開關控制燈具過程參見圖1所示，動作燈具控制終端33上的物理手動開關控制燈具的開或關時，燈 具控制終端33可以檢測物理手動開關一端的電平，高電平時關閉燈具，低電平時打開燈 具。并根據燈具的狀態變化向遙控器31和主控制器35進行燈具狀態和系統控制模式方式 的更新。由于物理手動開關不再直接和電力網絡相連，從而不會對操作用戶帶來觸電危 險，提高了手動控制燈具的安全性。2).通過遙控器31的燈具控制界面對燈具進行控制在遙控器31的燈具控制界面中選擇要控制的燈具，選擇控制命令(手動開燈、手 動關燈，手動調光，手動/自動模式切換)，并將命令數據包通過2. 4G無線網絡發送到傳感 中繼器32，再由傳感中繼器32轉發到燈具控制終端33中，由該燈所在的燈具控制終端33 控制根據命令控制燈具，并發出響應的狀態信息包。操作命令可以為手動開燈、手動關燈， 手動調光，自動開燈、自動關燈，自動調光六個命令。3).通過遠程網頁控制界面對燈具進行控制用戶在網頁中的燈具控制界面中選擇要控制的燈具，選擇控制命令(手動開燈、 手動關燈，手動調光，手動/自動模式切換)，主控制器35將命令數據包發送到燈具控制器 34，再由燈具控制器34通過電力線網絡發送到相應燈具控制終端33中，由該燈所在的燈具 控制終端33控制根據命令控制燈具，并發出響應的狀態信息包。4).燈具控制器34通過自動控制模式對燈具進行的控制燈具控制器34根據自動控制模式以及當前的房間環境的變量數據，對處于自動 模式下的燈具進行自動控制(即發送自動開燈、自動關燈、自動調光命令包到燈具控制終 端33)，并發出響應的狀態信息。其中自動控制模式基于燈具控制器34通過傳感中繼器32 采集到的環境狀態傳感數據進行判斷，比如采集到的房間亮度信息低于之前設定的閾值， 則自動控制模式發揮作用打開該房間的燈等。在上述控制過程中，根據需要，在相關控制信令中攜帶控制對象的房間碼、設備碼 或者子燈具碼，以供傳感中繼器32或燈具控制終端33識別被控對象。第三部分.保持主控制器35中的房間信息、設備分布信息及其燈具狀態信息與實
際一致遙控器31中存放著房型分布圖、各房間的具體燈具(燈具的編號、位置的參數) 等信息，而傳感中繼器32存放著所在房間所有燈具的最新狀態信息。主控制器35從遙控 器31、傳感中繼器32獲得所需的設備分布信息和燈具狀態信息。1).主控制器35主動請求獲得房間設備分布信息設備分布信息(不包括狀態信息)一般在初次安裝或主控制器35重新上電的情 況下初始化時使用，正常工作時，燈具控制系統的主控制器35也可以通過燈具控制器34實 時通過電力網絡傳輸的設備分布信息，自動維護自己保存的設備分布信息和整個系統實際 情況保持一致。主控制器35也可以向遙控器31發送房間燈具請求包，若房間碼為0表示請求所有房間的設備分布信息，若房間碼大于0表示請求該房間的設備分布信息。遙控器31收到房間燈具請求包后，判斷房間碼是否為0。若房間碼=0，遙控器31向主控制器35發送該房間的設備分布信息。若房間碼> 0，遙控器31依次向主控制器35發送各個房間的設備分布信息，并最 后發送一鍵開啟數據包(按一個鍵并可開啟用戶已設置好的多個燈具)表示所有房間的設 備分布信息已發送完畢。主控制器35每收到一個房間設備分布信息包后，向遙控器31發生房間設備分布 信息響應包，表示已收到該信息。主控制器35收到一鍵開啟數據包后，向遙控器31發送一鍵開啟響應包，表示已收 到該信息。通過以上過程，主控制器35通過主動請求的方式獲得一個房間或多個房間的所 有設備分布信息(燈具類型，編號，所在位置等)。2).主控制器35主動請求獲得房間燈具狀態信息的具體過程在燈具系統正常工作過程中，主控制器35可以通過燈具控制器34實時接收電力 網絡傳輸的設備狀態信息，并自動維護自己保存的設備狀態信息和整個系統實際情況保持 一致。主控制器35也可以定時主動向各傳感中繼器32發送房間燈具狀態請求包，若房 間碼=0表示請求所有房間的設備狀態信息，若房間碼> 0表示請求該房間的設備分布信 肩、o各傳感中繼器32收到房間燈具狀態請求包后，檢測房間碼字段是否為0若房間碼=0，各傳感中繼器32分別向主控制器35發送各自房間的燈具狀態信 息，需要說明的是，關閉所有燈具的房間碼也可以是其他的特定標識碼；若房間碼> 0，僅該房間的傳感中繼器32向主控制器35發送房間的燈具狀態信 息；主控制器35每收到一個房間狀態信息包后，向相應傳感中繼器32發送房間狀態 信息響應包，表示已收到該信息。通過以上過程，主控制器35通過主動請求的方式獲得一個房間或多個房間的燈 具的最新狀態信息。3).當燈具控制系統正常工作對主控制器35中的房間設備分布信息、燈具狀態信 息的維護主要有以下幾個方面遙控器31添加或刪除燈具后，會主動向主控制器35發送房間設備分布信息包。遙控器31修改一鍵開啟設置后，會主動向主控制器35發送一鍵開啟信息包。任何燈具狀態改變后，均會向主控制器35發送該等燈具的當前狀態信息。燈具控制系統所有數據包均有重發機制，以確保燈具控制系統通訊的可靠性。第四部分.其他1). 一鍵關閉功能當用戶長時間外出或因其他原因需要關閉全部燈具時，可以通過遙控器31或通 過網頁遠程控制中的一鍵關閉按鈕實現該功能。[0444]通過遙控器31 —鍵關閉實現過程如下遙控器31向傳感中繼器32發送一鍵關閉命令包(若關閉所有房間燈，則房間碼 =0 ；若只關閉一個房間所有燈，則房間碼為相應房間碼)。傳感中繼器32收到一鍵關閉命令包后，通過電力線網絡向各燈具控制終端33廣 播該命令，同時向遙控器31和主控制器35發送一鍵關閉響應包。各燈具控制終端33收到一鍵關閉命令后，若房間碼=0或為自己的房間碼，則關 閉各自的燈具。2). 一鍵開啟功能用戶可以通過遙控器31或通過網頁遠程控制中的一鍵開啟按鈕開啟預先設置好 的多個燈具(開燈或調光)。其具體工作過程如下用戶通過遙控器31界面，設置需要一鍵開啟的燈具，同時遙控器31會把一鍵開啟 信息以數據包的形式發送給主控制器35，以保持兩者同步。點擊遙控器31中的一鍵開啟命令，遙控器31按照設置依次發送各燈具的開啟命 令；傳感中繼器32收到開啟命令后，將命令轉發到相應燈具控制終端33，開啟燈具。3).環境狀態傳感數據的發送傳感中繼器32定時采集室內溫度、濕度、亮度、是否有人等一系列環境狀態傳感 數據，根據需要主動(或在收到傳感數據請求時)發往燈具控制器34、主控制器35和遙控 器31。燈具控制器34、主控制器35或遙控器31收到環境狀態傳感數據后，發送傳感數據 響應包到傳感中繼器32。各模塊詳細介紹第一部分.燈具智能控制系統的主控制器35主控制器35有兩個主要功能一是實現家庭網關(home gateway)功能，自動實現 PPP0E撥號上網；二是實現遠程登錄服務器，并且與燈具控制器34實現智能家居控制和狀 態數據通信。如圖4a所示，主控制器35主要結構包括嵌入式微處理器351和鏈路層網絡芯片 352，其中鏈路層網絡芯片351用于實現網絡通信；嵌入式微處理器352，用于接收通過鏈路層網絡芯片登錄遠程控制網頁后提交的 遠程燈具控制指令，將遠程燈具控制指令發送給燈具控制器34，以及接收燈具控制器34轉 發的燈具狀態更新信息，并根據所述燈具狀態更新信息更新燈具的狀態信息。嵌入式微處理器352可以采用ARM9嵌入式微處理器，鏈路層網絡芯片可以包括兩 片100M以太網芯片實現家庭網關的功能，同時以板級串行數據總線SPI總線作為主控制器 35和燈具控制器34的邏輯通路。主控制器35軟件可以以嵌入式linux2. 6版本作為燈具控制系統平臺架構，開啟 網絡通信所需的DHCP服務、路由服務以及PPP0E撥號服務，并添加了 Lighttpd TOB服務器， 底層集成SPI驅動。整個主控制器35軟件平臺結構框圖如圖4b所示。考慮到網頁部分要調用底層SPI總線驅動提供的接口來發送和接收控制信息到燈具控制器34，因而采用C語言+CGI的模式開發；同時由于網頁不具有實時監控能力，與 之配套的另外設計了一個后臺監控程序，兩者之間通過FIFO(命名管道)和文件進行信 息交流，當網頁有控制信息需要發送時，先把控制信息寫入FIFO，后臺監控程序一旦發現 FIFO中有內容，立即調用SPI驅動接口轉發信息到燈具控制器34 ；當后臺監控程序發現控 制信息從SPI驅動傳送過來，立刻接受并寫入文件中，當網頁刷新后能從文件中讀取控制 信息，以正確顯示各設備的注冊信息以及各設備狀態信息。因此，嵌入式微處理器352的一種具體結構如圖4c所示，包括網頁控制單元 3521、第一先入先出FIFO存儲單元3522、第二 FIFO存儲單元3523和后臺監控單元3524， 其中網頁控制單元3521，連接鏈路層網絡芯片351，用于接收通過遠程控制網頁提交 的遠程操作指令并存儲到第一 FIFO存儲單元3522中，以及從第二 FIFO存儲單元3523中 讀取燈具狀態更新信息并刷新到遠程控制網頁上；后臺監控單元3524，通過串行總線接口連接燈具控制器34，依次讀取第一 FIFO存 儲單元3522中的遠程操作指令并發送給燈具控制器34，以及接收燈具控制器34返回和燈 具狀態更新信息并存儲到第二 FIFO存儲單元3523中；進一步的，后臺監控單元還可以通過燈具控制器34接收設備注冊信息并存儲到 第二 FIFO存儲單元中，網頁控制單元還從第二 FIFO存儲單元中讀取設備注冊信息并刷新 到遠程控制網頁上，以便用戶及時了解燈具控制系統中各設備的注冊情況和當前狀態。遠程控制網頁根據需要靈活設計，可以根據房型結構為每一個房間設計不同的圖 標顯示，點擊對應的房間圖標可以進入對應房間的燈具設備分布信息查看頁面。燈具不同 的狀態也可以有不同的圖標顯示，同時在網頁中為區分當前開燈為自動開還是手動開，鼠 標移動到圖標上將會有具體提示如“自動開”或者“手動開”，調光和關燈狀態亦區分自動和 手動并分別提示。點擊對應的燈圖標將進入此燈具設備的設置頁面。當前燈具設備狀態可 以在自動開、自動關、自動調光、手工開、手工關、手工調光之間進行切換。具體頁面設計技 術為本領域技術人員所熟知，這里不再贅述。第二部分.燈具控制器34 燈具控制器34的主要功能是負責燈具的管理，實現燈具的智能控制，同時向電力 線網絡轉發網絡遠程控制指令，或者向主控制器35反饋燈具狀態信息、設備分布信息，以 及根據環境狀態傳感數據和設定的自控控制模式對燈具進行自動控制。如圖5a所示，燈具控制器34包括電力線耦合模塊341、電力線信號處理模塊342 和嵌入式微處理器343，其中電力線信號耦合模塊341，通過電力線連接電力線網絡，用于從電力線網絡接收調 制有燈具狀態更新信息的電力線載波信號并轉發，以及將接收的電力線載波信號耦合給電 力線網絡進行傳輸；電力線信號處理模塊342，用于從電力線信號耦合模塊341轉發的電力線載波信 號中解調出燈具狀態更新信息并轉發，以及將接收的燈具遠程控制信號調制為電力線載波 信號后轉發給電力線信號耦合模塊341 ；嵌入式微處理器343，通過串行接口連接電力線信號處理模塊342，用于從燈具控 制系統的主控制器35接收燈具遠程控制信號并轉發給電力線信號處理模塊342，以及將電力線信號處理模塊342轉發的燈具狀態更新信息發送給主控制器35。進一步，為實現燈具控制器34對各燈具的自動控制，電力線信號耦合模塊341，還 用于接收調制有環境狀態傳感數據的電力線載波信號并轉發給電力線信號處理模塊342 ；電力線信號處理模塊342，用于從電力線信號耦合模塊341轉發的電力線載波信 號中解調出環境狀態傳感數據并轉發給嵌入式微處理器343 ；嵌入式微處理器343，還用于根據環境狀態傳感數據和自動控制模式生成自動控 制指令，電力線信號處理模塊342還將自動控制指令調制到電力線載波信號中并通過電力 線耦合模塊341耦合到電力線網絡上發送。當然，為了使用戶通過主控制器35 了解環境狀態，嵌入式微處理器343還可以將 環境狀態傳感數據同步轉發給主控制器35以顯示給用戶或供用戶查詢。為實現主控制器35上設備分布信息的同步，電力線信號耦合模塊341還用于接收 調制有設備分布信息的電力線載波信號并轉發給電力線信號處理模塊342 ；電力線信號處理模塊342，用于從電力線信號耦合模塊341轉發的電力線載波信 號中解調出設備分布信息并轉發給嵌入式微處理器343 ；嵌入式微處理器343，還用于將設備分布信息轉發給主控制器35。如圖5b所示，嵌入式微處理器343的一種具體結構包括第一接收單元3431、第一先入先出FIFO緩存器3432和第一處理單元3433，第一 接收單元3431通過串行接口連接主控制器35，第一處理單元通過串行接口連接電力線信 號處理模塊342，第一接收單元3431用于從主控制器35接收遠程控制指令并根據接收順序 存儲到第一 FIFO緩存器3432中，第一處理單元根據遠程控制指令的存儲順序依次從第一 FIFO緩存器3432中讀取遠程控制指令并通過串行接口發送給電力線信號處理模塊342 ；第二接收單元3434、第二 FIFO緩存器3435和第二處理單元3436，第二接收單 元3434通過串行接口連接電力線信號處理模塊342，處理單元通過串行接口連接主控制器 35，第二接收單元3434用于從電力線信號處理模塊342接收數據并根據接收順序存儲到第 二 FIFO緩存器3435中，第二處理單元3436根據數據的存儲順序依次從第二 FIFO緩存器 3435中讀取數據，當讀取的數據為燈具狀態更新信息和設備分布信息時，將讀取的數據通 過串行接口轉發給主控制器35，當讀取的數據為環境狀態傳感數據時，根據環境狀態傳感 數據和自動控制模式生成自動控制指令，并通過串行接口將自動控制指令發送給電力線信 號處理模塊342。較佳的，如圖5c所示，第二處理單元3436具體包括數據讀取子單元、數據確認子 單元、數據轉發子單元、自動控制子單元和命令發送子單元，其中數據讀取子單元，連接第二 FIFO緩存器3435，用于根據數據的存儲順序依次從第 二 FIFO緩存器3435中讀取數據并發送給數據確認子單元；數據確認子單元，用于確認數據讀取子單元讀取的數據為燈具狀態更新信息和設 備分布信息時，通過數據轉發子單元轉發給主控制器35，確認數據為環境狀態傳感數據時， 轉發給自動控制子單元；自動控制子單元根據環境狀態傳感數據和自動控制模式生成自動控制指令并發 送給命令發送子單元；命令發送子單元通過串行接口將自動控制指令發送給電力線信號處理模塊342。[0491]其中，數據確認子單元，還用于將確認的環境狀態傳感數據通過數據轉發子單元 轉發給主控制器35。嵌入式微處理器343同樣可以采用ARM9嵌入式微處理器作為控制核心，ARM9嵌 入式微處理器和電力線信號處理模塊之間通過板載串行數據總線連接。第三部分.傳感中繼器32傳感中繼器32主要功能是負責無線和電力線網絡之前的數據轉發，同時負責各 種傳感器(溫度傳感器、濕度傳感器、亮度傳感器等)數據采集。所以傳感中繼器32集成 了近距離無線通信模塊和電力線載波信號處理模塊，同時外圍集成了各種類別的傳感器。如圖6所示，燈具控制系統中的傳感中繼器32主要包括近距離無線通信模塊321，用于從遙控器31接收燈具遙控指令并轉發，以及接收 燈具狀態更新信息并發送給遙控器31 ；嵌入式微處理器322，通過串行接口連接近距離無線通信模塊321，接收近距離無 線通信模塊321轉發的燈具遙控指令并輸出，以及接收并保存燈具狀態更新信息，并將燈 具狀態更新信息轉發給近距離無線通信模塊321 ；電力線信號處理模塊323，通過串行接口連接嵌入式微處理器322，將嵌入式微處 理器322輸出的燈具遙控指令調制為電力線載波信號后繼續轉發，以及從接收的電力線載 波信號中解調出燈具狀態更新信息并轉發給嵌入式微處理器322 ；電力線信號耦合模塊324，連接在電力線網絡和電力線信號處理模塊323之間，用 于將電力線信號處理模塊323轉發的電力線載波信號通過電力線網絡進行傳輸，以及從電 力線網絡接收調制有燈具狀態更新信息的電力線載波并轉發給電力線信號處理模塊323。為實現環境狀態傳感數據的收集與轉發，傳感中繼器32還進一步包括至少一個傳感器，每一個傳感器的輸出端分別連接嵌入式微處理器322的數據輸 入端，用于采集環境狀態傳感數據并傳輸給嵌入式微處理器322 ；嵌入式微處理器322，還用于保存環境狀態傳感數據并轉發給電力線信號處理模 塊 323 ；電力線信號處理模塊323，還用于將環境狀態傳感數據調制到電力線載波信號上， 并將調制了環境狀態傳感數據的電力線載波信號繼續轉發給電力線信號耦合模塊324 ；電力線信號耦合模塊324，還用于將調制了環境狀態傳感數據的電力線載波信號 耦合到電力線網絡上發送。進一步為實現注冊功能以及設備分布信息的收集同步嵌入式微處理器322，還用于在上電后生成傳感中繼器32注冊請求并通過近距離 無線通信模塊321發送給遙控器31 ；近距離無線通信模塊321，還用于接收遙控器31返回的傳感中繼器32注冊響應并 轉發給嵌入式微處理器322 ；嵌入式微處理器322，還用于從傳感中繼器32注冊響應中獲得遙控器31為傳感中 繼器32分配的房間碼和設備碼，并記錄在設備分布信息中。為了實現其他燈具控制終端33的注冊和燈具控制終端33設備分布信息的收集和 同步電力線信號耦合模塊324，還用于從電力線網絡中接收調制有燈具控制終端33注冊請求的電力線載波信號并發送給電力線信號處理模塊323，電力線信號處理模塊323從 中解調出燈具控制終端33注冊請求并轉發給嵌入式微處理器322，嵌入式微處理器322通 過近距離無線通信模塊321將燈具控制終端33的注冊請求發送給遙控器31 ；以及 近距離無線通信模塊321，還用于接收遙控器31返回的燈具控制終端33注冊響應 并通過嵌入式微處理器322轉發給電力線載波信號，電力線載波信號將燈具控制終端33注 冊響應調制到電力線載波信號上，并通過電力線信號耦合模塊324耦合到電力線網絡上傳 輸給燈具控制終端33 ；電力線信號耦合模塊324，還用于從電力線網絡中接收調制有燈具控制終端33 設備分布信息的電力線載波信號并發送給電力線信號處理模塊323，電力線信號處理模塊 323從中解調出燈具控制終端33設備分布信息并轉發給嵌入式微處理器322，嵌入式微處 理器322將燈具控制終端33設備分布信息記錄到本地的設備分布信息中。較佳的，的嵌入式微處理器322為AVR系列單片機。串行接口為RS232串行接口。 傳感器至少包括濕度傳感器、溫度傳感器、光傳感器或紅外感應傳感器。為保證設備狀態更新信息的傳輸，傳感中繼器32可以將所有來自電力線網絡的 設備狀態信息包保存到一個狀態信息包鏈表中，如果相應設備或遙控器31發回響應確認 包，則在響應包鏈表中添加該設備的響應包，表示本次狀態信息傳輸已經生效。假設相應設 備或遙控器31沒有發回響應確認包，傳感中繼器32保持循環檢索響應包鏈表，當檢索到該 終端設備的響應確認包沒有收到，則在匹配狀態信息包鏈表數據之后，對設備更新狀態信 息進行重傳。該流程保證在外界產生比較強的干擾情況下，仍能維護整個設備狀態信息的 一致性。當然其重傳次數有一定的上限，這個可以根據具體的環境復雜度進行更改。相應注冊請求和響應的處理原理相同，當未收到注冊請求信息響應包時，間隔設 定時間，例如1分鐘再次發送注冊請求信息包。當到達請求次數上限后，則停止發送該信息 包。由于傳感中繼器32中存儲了完整的設備分布信息和燈具狀態信息，當遙控器31 重啟復位時，可以通過設備狀態和注冊狀態請求包從傳感中繼器32中獲得設備分布信息 和燈具狀態信息，提高了系統的人機交互性。第四部分.控制終端控制終端的主要功能是智能家居控制網絡的控制命令相應的控制終端，對燈具進 行開關、調節、應用模式配置等動作的最終執行機構，并提取燈具的工作狀態信息反饋到電 力線網絡。現行設計的燈具控制終端33 —般實現四路燈光的開關、調光及燈光狀態信息反 饋等功能。如圖9所示，一種燈具控制系統中的燈具控制終端33，包括電力線信號耦合模 塊、電力線信號處理模塊、嵌入式微處理器和至少一個開關模塊，其中電力線信號耦合模塊連接電力線網絡，電力線信號處理模塊和電力線信號耦合模 塊相連，并通過串行接口連接嵌入式微處理器的信號輸入端，嵌入式微處理器的信號輸出 端連接每一個開關模塊的控制端，每一個開關模塊用于控制一個或一組燈具的供電電路；電力線信號耦合用于從電力線網絡接收調制有燈具控制命令的電力線載波信號 并轉發給電力線信號處理模塊；電力線信號處理模塊用于從電力線信號耦合電路轉發的電力線載波信號中解調出燈具控制命令并通過串行接口發送給嵌入式微處理器的信號輸入端；嵌入式微處理器根據信號輸入端接收的燈具控制命令生成開關模塊的控制信號， 并通過信號輸出端輸出給開關模塊，用于控制開關模塊打開或閉合所控制的供電電路。進一步為實現手動控制，對應每一個開關模塊所控制的供電電路設置的手動開 關，其中每一個手動開關的一端連接接地端，另一端分別連接嵌入式微處理器的一個數據 輸入端；嵌入式微處理器，還用于檢測每一個連接有手動開關的數據輸入端的電平值，當 電平值為高電平時，控制相應的開關模塊斷開，反之控制相應的開關模塊閉合。進一步為實現調光控制，開關模塊可以選擇固體繼電器，燈具控制終端33還包 括過零檢測器，通過電力線連接電力線網絡，用于檢測交流電的每一個周期的零點，并在 檢測到零點時向嵌入式微處理器的過零檢測信號輸入端輸入過零觸發信號，嵌入式微處理 器在控制命令為燈具調光指令時，根據過零觸發信號控制固體繼電器在每一個交流電周期 中的導通角度。為實現燈具狀態信息的反饋，嵌入式微處理器還用于記錄燈具狀態信息，并在燈 具狀態發生變化時，通過串行接口向電力線處理模塊發送燈具狀態更新信息；電力線處理模塊將燈具狀態更新信息調制為電力線載波信號后，通過電力線信號 耦合模塊耦合到電力線網絡傳輸。智能終端的主要功能是智能家居控制網絡的控制命令相應的控制終端，對各個類 別的家電設備進行開關、調節、應用模式配置等動作的最終執行機構，并提取家電設備的工 作狀態信息反饋到電力線網絡。現行設計的燈光智能終端實現四路燈光的開關、調光及燈 光狀態信息反饋等功能。由于設計合理，智能終端優勢也體現在使用和安裝，在安裝智能終端的時候只要 把現有電燈開關面板卸下，然后把智能終端裝入現有開關86盒當中，不需要改換電燈開關 面板，新裝入的智能終端很好的保留了原始開關，而使用方式和工作特性沒變，用戶不會覺 得安裝了智能終端跟原來有何不同，而且由于開關按鍵不再接觸電力線火線，所以比原來 更加的安全可靠。下面以四個固態繼電器分別控制四個燈為例，詳細說明控制原理，利用外部中斷 和定時器0兩個中斷服務函數實現。主函數部分負責開關動作的檢測和緩存中數據的發 送。串行接口中斷負責系統應用協議命令信息的接收。1).初始化部分初始時4個燈的物理手動開關都是打開狀態；設置4個燈的狀態為物理手動開關狀態并保存；讀取4個開關的分別連接的四個數據輸入端口的初始電平狀態并保存；設置4個燈所連接的四個數據輸入端口的電平狀態，使每一個固態繼電器處于關 閉狀態，即燈處于關閉狀態；2).主函數部分輪詢4個開關所連接的四個數據輸入端口的電平狀態，如果相應的數據輸入端口 的電平與上次讀取的電平有變化則說明對應的物理手動開關發生了動作，即對應的燈的狀 態要發生改變(如果是關狀態，則把燈打開；如果燈是開狀態，則把燈關閉；如果燈是處在調光狀態，則把燈關閉)。把改變后的狀態和開關所連接的數據輸入端口的電平狀態都保存 下來，并把燈具狀態信息存入緩存中。4個物理手動開關都檢測完畢之后，接著檢測緩存中 是否有狀態信息，有則通過串行接口發送出去。3).外部中斷函數燈光的調節通過控制每個工頻周期固態繼電器的導通角來實現。開狀態在當 前固態繼電器導通角的基礎上增加一點(每次進外部中斷函數，固態繼電器導通角增加一 點，直到固態繼電器總導通時延為0)；關狀態在當前固態繼電器導通角的基礎上減少一 點(每次進外部中斷函數，固態繼電器導通角減少一點，直到固態繼電器導通時延為0)；調 光狀態如果命令所要求的亮度比當前的亮度高，則在當前固態繼電器導通角的基礎上增 加一點(每次進外部中斷函數，固態繼電器導通角增加一點，直到固態繼電器導通時延為 命令所要求的導通時延)；如果命令所要求的亮度比當前的亮度低，則在當前固態繼電器 導通角的基礎上減少一點(每次進外部中斷函數，固態繼電器導通角減少一點，直到固態 繼電器導通時延為命令所要求的導通時延)； 執行完上面的步驟后，啟動定時器0。4).定時器0中斷累計時間，當對應燈的固態繼電器導通時延到時，馬上導通固態繼電器。當4個燈 的固態繼電器全部導通后，停止定時器0。第五部分.遙控器的界面設計遙控器31的第一嵌入式微處理可以選用STC單片機，第二嵌入式微處理可以選用 AVR單片機，遙控器31軟件以嵌入式linux2. 6版本作為系統平臺架構，底層集成液晶屏驅 動、觸摸屏驅動、電池管理和充電管理驅動、紅外接收學習和發送驅動、與AVR單片機的操 作接口驅動等，而AVR單片機負責無線通信協議管理。界面設計采用QT3. 4版本。下面從系統應用角度闡述遙控器31軟件界面設計遙控器31主要功能a)房間管理房間的添加、刪除，房間位置、類型的選擇和修改。b)設備管理按用戶需要注冊添加、刪除用戶家里的設備，改變設備在房間內位置。c)設備控制根據需要給用戶提供設備控制功能。眷常規控制對設備進行開燈、關燈、調光，模式切換等控制。 快捷控制一鍵開啟、一鍵關閉、常用設備控制d)設備狀態查看查看設備當前的狀態e)房間狀態查看查看某個房間的溫度、濕度、亮度等環境信息f)紅外編碼學習學習(具有紅外接收器的)設備控制所需的紅外編碼，并提供 控制功能。房間管理通過房間管理界面，根據實際情況設計房子的戶型，確定各個房間的類 型位置。 房間添加功能i)啟動后從主界面進入房間管理界面ii)房間管理界面中選擇要添加的房間類型[0560]iii)拖動選中的房間類型圖標到房間分布區域中合適位置 房間刪除功能i)進入房間管理界面，選擇要刪除的房間圖標ii)拖動房間圖標到垃圾箱中iii)若房間內有設備提示要先刪除設備，否則房間刪除。 移動房間位置功能i)進入房間管理界面，選擇要刪移動的房間圖標ii)拖動房間圖標到合適的位置設備管理通過設備管理界面實現設備的添加(注冊)、刪除、移動等功能設備添加(注冊)i)收到設備的添加(注冊)請求包后，遙控器31界面提示有新設備要注冊(在 主界面的左上角請求設備類型的圖標閃爍，在設備管理界面的左下角顯示請求設備類型圖 標)°ii)進入設備所在房間設備管理界面，拖動左下角的設備圖標到設備分布區域的 合適位置(可以與該物理設備在房間中的位置對應)，此時該圖標上會顯示問號表示還沒 有添加(注冊)完成。iii)選中該設備圖標，點擊reg (注冊)按鈕，遙控器31通過無線發送設備添加響 應包。iv)遙控器31收到該設備的添加成功包，設備添加(注冊)完成，將設備圖標變成 正常設備圖標(即去掉問號)。注房間中必須先添加傳感中繼器，才能正常添加其他設備。設備刪除i)在設備管理界面中選中要刪除的設備，點擊刪除按鈕。ii)遙控器31提示是否要刪除設備，按確定或取消。iii)按確定后，遙控器31通過無線發送設備刪除請求。iv)收到設備刪除響應包，刪除設備成功，將設備從系統中刪除。注若是未注冊設備，重復發送3次設備刪除請求后，直接刪除設備；若是傳感中繼器，收到設備刪除響應包后，刪除該房間中的所有設備。改變設備在 房間中的位置i)在設備管理界面中選中要移動的設備圖標。ii)拖動選中圖標到該房間的其他位置。設備操作控制選擇要控制的設備方法一i)通過主界面的控制按鈕進入房間分布界面；ii)在房間分布界面中選擇設備所在房間，點擊進入設備分布界面；iii)在設備分布界面中可以查看該房間設備的分布情況以及當前的狀態，選擇需 要控制的設備，點擊進入控制界面。iv)在控制界面中，可以通過點擊左邊的上下箭頭選擇該房間的其他設備。方法二[0591]將某設備設置為常用設備，然后通過常用設備界面進入該設備的控制界面i)在控制界面中通過滑動上下箭頭選擇相應的設備；ii)切換自動或手動按鈕切換工作模式；iii)開關按鈕、調光滑塊控制燈設備的開關、調光；設備的一鍵開啟設置及設備的一鍵開啟i)在設置(set)瀏覽一鍵開啟設置界面第一列被設有一鍵開啟屬性的設備；ii)通過第二列和第三列預先設置燈的開光和亮度；iii)在(display)查看預設內容；iv)主界面中一鍵開啟按鈕被選擇后會激活預設的所有燈的狀態。一鍵關閉鍵關閉按鈕則不用做預先設置，負責關閉所有燈常用設備界面通過常用設備界面可以快速定位到常用的設備并直接進入控制界 面對其進行控制。遙控器31信息包收發的程序設計下面的流程是遙控器31Qt程序處理信息包的全過程。每個界面都能夠靈活獨立 的處理某一類信息包。由于有些程序的方法比較相似，所以為了不累贅就簡化了一些描述。 現以設備添加(注冊)為例闡述i)設備添加請求信息包發給遙控器31，在主界面中解碼判斷信息類型并進入相 應注冊程序；ii)在主界面判斷是否滿足注冊的條件，如果不滿足則不處理，否則主界面開始閃 爍相應設備圖標，并把信息發送到房間管理界面；iii)房間管理界面把設備信息發送到設備管理界面；iv)在設備管理界面的左下方顯示要等待注冊的設備圖標，拖動圖標時判斷是否 這個房間的設備和一些必要條件，如果不滿足則需要退出當前房間到正確的房間再添加設 備否則就會被拖到房間里去，拖到房間里后圖標上有問號(表示設備未注冊)；v)選擇未注冊即有問號的設備單擊注冊按鈕，遙控器31發送設備添加(注冊)響 應信息；vi)外界向遙控器31發回添加(注冊)成功信息包，在主界面解碼判斷信息類型 并進入注冊程序；vii)在主界面判斷是否滿足注冊的條件，如果不滿足則不處理否則繼續判斷注冊 界面是否打開，如果沒打開則在主界面完成注冊否則把信息傳入房間管理界面；viii)在房間管理界面注冊好設備記錄并繼續判斷注冊界面是否打開，如果沒打 開或者同時進錯了房間就不給予處理否則把這次信息傳給設備管理界面；ix)設備管理界面判斷進入的房間就是當前處理的設備房間，如果是則會看到該 設備上的問號消失，即注冊成功；顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型實施例進行各種改動和變型而不脫離 本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利 要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求一種智能家居控制系統，用于控制分布在不同房間中的家居設備，其特征在于，包括每一種類型的家居設備控制器，連接所述電力線網絡，用于生成家居設備控制指令并通過所述電力線網絡傳輸，以及接收所述電力線網絡傳輸的家居設備狀態更新信息，并根據該家居設備狀態更新信息更新本地保存的家居設備狀態信息；每一個家居設備的控制終端，連接所述電力線網絡，用于接收所述電力線網絡傳輸的家居設備控制指令，解析所述家居設備控制指令并根據解析結果控制家居設備狀態，以及在家居設備狀態發生變化時通過所述電力線網絡傳輸家居設備狀態更新信息。
2.如權利要求1所述的智能家居控制系統，其特征在于，還包括至少一個傳感中繼器，分別設置在不同房間中，連接所述電力線網絡，用于接收使用近 距離無線通信技術發送的遙控操作信息并通過所述電力線網絡傳輸；遙控器，所述遙控器使用近距離無線通信技術和所述傳感中繼器通信，用于接收用戶 控制家居設備狀態的遙控操作信息并使用近距離無線通信技術發送給傳感中繼器，所述傳 感中繼器將接收的遙控操作信息通過電力線網絡傳輸，所述家居設備控制器通過電力線網 絡接收遙控操作信息，并根據該遙控操作信息生成相應的家居設備控制指令并通過電力線 網絡發送；以及所述傳感中繼器還用于接收電力線網絡傳輸的家居設備狀態更新信息，并使用所述近 距離無線通信技術發送給遙控器。
3.如權利要求2所述的智能家居控制系統，其特征在于，還包括主控制器，分別連接 每一個家居設備控制器，其中所述主控制器作為遠程登錄服務器，用于接收通過遠程控制網頁提交的遠程控制家居 設備的遠程操作信息并轉發給所述家居設備控制器；所述家居設備控制器，還用于根據接收的遠程操作信息生成相應的家居設備控制指令 并通過電力線網絡發送。
4.如權利要求3所述的智能家居控制系統，其特征在于，每一個家居設備控制器通過 主控制連接所述電力線網絡并接收相關信息。
5.如權利要求3所述的智能家居控制系統，其特征在于，還包括至少一個傳感器，每 一個傳感器和其中一個傳感中繼器相連，用于采集環境狀態傳感數據并發送給所述傳感中 繼器；所述傳感中繼器，還用于通過電力線網絡傳輸所述環境狀態傳感數據；所述家居設備控制器，還用于接收電力線網絡傳輸的環境狀態傳感數據，根據環境狀 態傳感數據以及設定的自動控制模式生成相應的家居設備控制指令并通過所述電力線網 絡傳輸。
6.如權利要求2、3或5所述的智能家居控制系統，其特征在于，還包括每一個家居設 備的手動物理開關，分別連接在接地端和相應家居設備控制終端之間，所述家居設備控制 終端檢測通過手動物理開關輸入的電平值，并當所述電平值發生變化時，生成電平值狀態 變化信息并通過電力線網絡傳輸；所述家居設備控制器，還用于接收電力線網絡傳輸的電平值狀態變化信息，根據電平 值狀態變化信息生成相應的家居設備控制指令并通過所述電力線網絡傳輸。
7.如權利要求6所述的智能家居控制系統，其特征在于所述遙控器，還用于根據用戶的自動控制模式和手動控制模式之間的切換指令，使用 近距離無線通信技術發送控制模式切換指令；所述傳感中繼器，還用于接收遙控器的控制模式切換指令并通過電力線網絡傳輸；所述家居設備控制器，還用于接收通過電力線網絡傳輸的控制模式切換指令，并根據 所述控制模式切換指令確定工作在自動控制模式或手動控制模式，并當在工作自動控制模 式時，根據所述環境狀態傳感數據和設定的自動控制模式生成家居設備控制指令并通過所 述電力線網絡傳輸，當工作在手動控制模式時，根據遙控操作信息、遠程操作信息或電平值 狀態變化信息生成家居設備控制指令并通過所述電力線網絡傳輸。
8.如權利要求7所述的智能家居控制系統，其特征在于，所述家居設備控制器，還用于 當工作在自動控制模式時接收到遙控操作信息、遠程操作信息或電平值狀態變化信息時， 立即切換到手動控制模式并根據接收到的信息生成家居設備控制指令并通過所述電力線 網絡傳輸。
9.如權利要求3所述的智能家居控制系統，其特征在于，還包括每一個家居設備的手 動物理開關，分別連接在接地端和相應家居設備控制終端之間，家居設備控制終端檢測通 過手動物理開關輸入的電平值，當電平值為高電平時，控制家居設備關閉，反之控制家居設 備打開。
10.如權利要求1所述的智能家居控制系統，其特征在于，還包括至少一個傳感中繼器，分別設置在不同房間中，連接所述電力線網絡，用于接收使用近 距離無線通信技術發送的家居設備控制指令并通過電力線網絡傳輸；遙控器，使用近距離無線通信技術和所述傳感中繼器通信，用于接收用戶遙控家居設 備狀態的操作信息，根據所述操作信息生成相應的家居設備控制指令并使用近距離無線通 信技術將家居設備控制指令發送給傳感中繼器。
11.如權利要求3、5、9或10所述的智能家居控制系統，其特征在于，所述傳感中繼器還 用于在初始化時使用所述近距離無線通信技術發送注冊請求；所述遙控器接收每一個傳感中繼器發送的注冊請求，根據預先配置的房間分布圖以及 傳感中繼器所在房間，為請求注冊的傳感中繼器分配房間號和設備號，生成攜帶所分配房 間號和設備號的注冊響應并使用所述近距離無線通信技術發送；以及將分配結果記錄在設 備分布信息中并在設備分布信息有變化時使用所述近距離無線通信技術發送更新后的設 備分布信息；所述傳感中繼器接收遙控器發送的注冊響應，并將其中的房間號和設備號記錄在本地 的設備分布信息中，所述傳感中繼器還接收遙控器設備分布信息并通過電力線網絡傳輸；所述家居設備控制器接收電力線網絡傳輸的設備分布信息并保存。
12.如權利要求1所述的智能家居控制系統，其特征在于，所述的家居設備為燈具，所 述的控制終端為燈具控制終端，該燈具控制終端具體包括電力線信號耦合模塊、電力線信號處理模塊、嵌入式微處理器和至少一個開關模塊，其中所述電力線信號耦合模塊連接電力線網絡，所述電力線信號處理模塊和電力線信號耦 合模塊相連，并通過串行接口連接嵌入式微處理器的信號輸入端，所述嵌入式微處理器的信號輸出端連接每一個開關模塊的控制端，每一個開關模塊用于控制一個或一組燈具的供 電電路；所述電力線信號耦合用于從電力線網絡接收調制有燈具控制命令的電力線載波信號 并轉發給電力線信號處理模塊； 所述電力線信號處理模塊用于從電力線信號耦合電路轉發的電力線載波信號中解調 出燈具控制命令并通過串行接口發送給嵌入式微處理器的信號輸入端；所述嵌入式微處理器根據信號輸入端接收的燈具控制命令生成開關模塊的控制信號， 并通過信號輸出端輸出給開關模塊，用于控制開關模塊打開或閉合所控制的供電電路。
13.如權利要求12所述的智能家居控制系統，其特征在于，所述燈具控制終端還包括 對應每一個開關模塊所控制的供電電路設置的手動開關，其中每一個手動開關的一端連 接接地端，另一端分別連接所述嵌入式微處理器的一個數據輸入端；所述嵌入式微處理器，還用于檢測每一個連接有手動開關的數據輸入端的電平值，當 電平值為高電平時，控制相應的開關模塊斷開，反之控制相應的開關模塊閉合。
14.如權利要求12或13所述的智能家居控制系統，其特征在于，所述開關模塊為固體 繼電器，所述燈具控制終端還包括過零檢測器，通過電力線連接所述電力線網絡，用于檢 測交流電的每一個周期的零點，并在檢測到零點時向所述嵌入式微處理器的過零檢測信號 輸入端輸入過零觸發信號，所述嵌入式微處理器在所述控制命令為燈具調光指令時，根據 過零觸發信號控制所述固體繼電器在每一個交流電周期中的導通角度。
15.如權利要求2所述的智能家居控制系統，其特征在于，所述的遙控器包括顯示模塊，用于顯示智能家居控制系統的操作控制界面；近距離無線通信模塊，用于實現近距離無線通信；紅外信號接收模塊，用于接收被學習的家居設備的遙控器發出不同控制功能的紅外編 碼信號并轉發；第一嵌入式微處理器，通過LCD數據總線連接所述顯示單元，并通過信號線連接所述 紅外編碼信號接收模塊，用于根據通過所述模塊的操作控制界面輸入的紅外編碼信號學習 指令，檢測所述紅外信號接收模塊接收的紅外編碼信號中包含的高電平或低電平的上升沿 和下降沿，根據檢測結果記錄交替出現的高電平和低電平的電平寬度值和出現順序，根據 記錄結果生成各控制功能對應的紅外編碼信號的編碼數據，以及通過所述操作控制界面接 收到遙控家居設備的操作信息時，根據控制功能對應的紅外編碼信號編碼數據，生成相應 的控制指令并輸出，其中所述紅外編碼控制信號中第一次出現的是高電平；第二嵌入式微處理器，分別通過串行接口連接在所述第一嵌入式微處理器和近距離無 線通信模塊單元之間，用于接收所述第一嵌入式微處理器輸出的控制指令并通過近距離無 線通信模塊發送。
16.如權利要求15所述的智能家居控制系統，其特征在于，所述第一嵌入式微處理器 具體包括記錄子模塊，用于通過信號線連接所述紅外編碼信號接收模塊，根據通過所述模塊的 操作控制界面輸入的紅外編碼信號學習指令，檢測所述紅外信號接收模塊接收的紅外編碼 信號中包含的高電平或低電平的上升沿和下降沿，根據檢測結果記錄交替出現的高電平和 低電平的電平寬度值和出現順序；編碼子模塊，用于根據記錄結果生成各控制功能對應的紅外編碼信號的編碼數據； 存儲子模塊，用于存儲所述編碼子模塊的編碼結果；還原子模塊，通過串行接口連接在所述第二嵌入式微處理器，用于通過所述操作控制 界面接收到遙控家居設備的操作信息時，從所述存儲子模塊中獲得相應控制功能的紅外編 碼信號編碼數據，生成相應的控制指令并輸出給所述第二嵌入式 微處理器。
專利摘要本實用新型涉及電氣控制技術，特別涉及一種智能家居控制系統及家居設備控制器，用于提高智能家居控制系統的擴展性。本實用新型實施例提供的智能家居控制系統，每一種類型的家居設備相應有一個家居設備控制器，對相應類型的家居設備起核心控制作用，傳感中繼器起到信令和數據的轉發功能，不需要根據家居設備的類型分別設置，因此系統中需要增加新類型家居設備的控制時，只需要增加相應的家居設備控制器和控制終端，因此具有很好的擴展性，并且系統中的大部分信號通過電力網絡傳輸，給智能家居系統的組網帶來極大方便。
文檔編號H04B3/54GK201590145SQ20092016554
公開日2010年9月22日 申請日期2009年7月31日 優先權日2009年7月31日
發明者鮑向前 申請人:寧波家天下智能系統有限公司