[发明专利]智能家庭网络系统总线接口单元

说明书

技术领域

本发明属于总线网络形式的智能家庭系统技术领域，特别涉及用于将家庭设备与智能家庭内部的总线相连，协助家庭设备完成总线上的数据通讯，并对家庭设备执行相应的操作的家庭总线接口单元设计。

背景技术

智能家庭网络系统是指在家庭内部通过一定的传输介质(如电力线、双绞线、无线电等)将各种电气设备和电气子系统连接起来构成家庭网络，采用统一的通信协议，对内实现资源共享；对外能通过网关与外部网(如Internet，ISDN，HFC等)互连进行信息交换。通过家庭网络能实现以下功能：

一、对电气设备的控制和管理

能通过家用无线设备(如遥控器)、个人电话或者互联网来控制灯、热水器、空调等电器设备。

二、家居安全

家庭内部出现的紧急情况(如火灾)能自动向主人手机或管理中心报警；家庭成员的医疗求助信息能远传到社区医疗中心；门厅或窗户的监盗情况能传到物业管理中心。

三、能源管理

三表(电表、天然气表、水表)自动显示并抄送到管理中心，免除物业干扰；定时开关供暖通路及天然气，节约费用和保证安全。

当前许多智能家庭系统，采用集中式控制，例如：家用电器集中控制系统(申请号：98110796.6)，这种集中控制的方式，给工程布线带来了一定的难度，而且这种系统的可靠性不好，一旦集中控制单元出现问题，那么系统就处于瘫痪状态。近期出现一些智能家庭系统，用无线通讯代替了常规的数据线通讯，但是还都是采用集中式控制的方式，系统的稳定性还是没有得到改善。

目前也有人致力于分布式智能家庭系统的研究，例如：易居时空公司，就是采用分布式总线控制系统，其采用四线制的总线，由它的网络总线接口单元构成的家庭网络结构如图1所示。图中，各个家庭设备分别与一个总线接口相连，各个总线接口分别与两根电源线11、12及两根数据线13、14相连。该系统的遥控器的工作原理如图2所示，其中A是智能家庭网络总线，X1是易居时空系统中的遥控器向系统的红外接收模块发出的信号，X2是模拟的实际家电遥控器所发出的信号。首先遥控器向系统发出控制信号X1，由网络总线接口中配置的红外接收模块接收，经过网络接口单元的处理，通过网络总线A中的数据线将信息传达到连接红外发送单元的网络接口单元，再通过红外发送单元模拟的实际家电遥控器所发出的信号，将遥控器的信息X2传达给家庭电器和设备。

上述技术还不成熟，其原因在于：

总线接口单元构成的系统中，集中式控制的系统，系统中各个设备功能和动作的协调是由集中控制器来完成的，在集中控制器的软件中，存储着各个设备和操作以及设备动作之间的联系，由中央控制器来控制设备以及操作之间的逻辑关系。由于在集中控制系统中，逻辑关系统一存储在一个处理器中，而且系统执行的操作都是由一个处理器来协调控制的，所以，在集中控制系统中，系统的配置和实现并不很困难。然而在分布式系统中，系统中各个独立单元要互相合作，那么每个单元必须存储单元之间以及单元动作之间的逻辑关系，这就给分布式系统逻辑关系的配置、修改和维护带来了一定的困难。一个系统中的逻辑关系的配置和存储方式直接影响到系统的很多性能：系统使用的简便性、灵活性、易维护性和易修改性等。

从易居时空的分布式总线控制系统可以得知其总线接口单元的缺点是：

第一，该总线接口单元所构成的系统，系统配置复杂：系统没有采用图形画的界面，而且配置时专业术语比较多，并没有很好的屏蔽掉用户和应用硬件之间的关联。对这样一来，系统对配置人员的基础技术要求就比较高，对于没有电器和控制常识或是对系统不熟悉的用户来说，配置系统比较困难，并没有满足系统灵活方便的要求。说明其总线接口单元内部通讯机制不灵活。

第二，这套系统的结构并不完善，通讯层次不分明。它的稳定性不好，运行时经常会错误，这说明总线接口单元没有自动检错功能，

第三，该总线接口单元所构成的系统采用四线制(485总线)，这样做，使得布线并没有做到最简单，而且布线成本没有降到最低(如利用两根线，既传输节点电源又传输数据，能使得布线做到最简单，而且布线成本降到最低)。

第四，该系统中虽然有红外遥控装置，但是对家电的遥控，只是靠系统中的红外模块对家庭电器遥控器发出信号的单纯模仿，并非真正将家电联入家庭总线上来，而且数据通讯只是单向的，只能单向控制家电设备，无法对家庭系统中的设备状态进行采集。说明其总线接口单元设计时功能并不完善。

发明内容