专利名称：网络智能控制数据终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及网络通讯设备领域，尤其涉及具有多种控制和通信功能的智能网络数据终端。
当今住宅小区、楼宇的管理智能化已经成为时代主流，但至今尚无一种基于网络系统的智能小区的管理控制器，无法在实现家庭防盗报警、各种计量表自动抄表、紧急求助、煤气泄漏报警、火灾烟感报警、家用电器控制、物业管理的同时，有效提供计算机网络通讯、传送电子公告等功能，不能全方位满足现代家庭的需要。另一方面，目前的智能小区所用控制终端设备，由于没有提供网络环境，也无法提供对包括查询、购物等业务在内的电子商务支持。
本实用新型的目的是提供一种网络智能控制数据终端，这种网络智能控制数据终端可以克服现有技术的上述缺点，既可满足诸如智能小区住户内繁多的检测、控制功能需求，又能提供网络环境为用户提供使用和操作均十分简单方便的网络访问，此外，具有用户界面直观、组态灵活及功能全面强大等优点。
本实用新型的目的是这样实现的，构造一种网络智能控制数据终端，包括预装在墙体上的底座6、可固定装在底座6上的外壳1、置于外壳1上的LCD显示屏及输入按键单元2以及置于外壳1内的电路板3，所述电路板3上包括与所述显示屏及输入按键单元2连接的系统控制单元(SCU)4、与所述系统控制单元4连接的通讯网络接口单元5，所述电路板3通过安装在底座6上的连接器接插件单元9与底座6内的带充放电控制的直流开关电源7以及来自墙壁的通信线、网线连接，所述带充放电控制的直流开关电源7连接有电池8，所述系统控制单元4包括分别与总线连接的CPU单元41、存储器42、显示及键盘逻辑电路单元43、I/O接口及驱动电路单元44、通讯接口单元45，还包括与显示及键盘逻辑电路单元43连接的第一连接器46、与所述I/O接口及驱动电路单元44连接的第二连接器47、与所述通讯接口单元45连接的第三连接器48，所述LCD显示屏及输入按键单元2与所述第一连接器46连接，所述第二连接器47、所述第三连接器48分别与所述接插件单元9、所述通讯网络接口单元5连接。
按照本实用新型提供的网络智能控制数据终端，其特征在于，所述通讯网络接口单元5可以是网络数据终端模块，包括与总线连接的CPU单元511、存储器单元512、通讯接口单元513、10M以太网接口控制器514，还包括与所述10M以太网接口控制器514连接的10/100M集线器单元515，与所述10/100M集线器单元515的第四连接器516，与所述通讯接口单元513连接的第五连接器517，所述第五连接器517与所述接插件单元9连接，所述第四连接器516与所述第三连接器48连接。
按照本实用新型提供的网络智能控制数据终端，其特征在于，所述通讯网络接口单元5可以是电话数据终端模块(TDT)，包括与总线连接的通讯接口单元521、自动拨号摘机控制逻辑单元523，分别与所述自动拨号摘机控制逻辑单元523连接的线路分配单元522和话音调制解调器组件524，所述线路分配单元522和所述话音调制解调器组件524彼此连接，还包括与所述线路分配单元522连接的第七连接器525，与所述通讯接口单元521连接的第六连接器526，所述第六连接器526与所述第三连接器48连接，所述第七连接器525与所述接插件单元9连接。
按照本实用新型提供的网络智能控制数据终端，其特征在于，所述通讯网络接口单元5可以是双向电缆通讯模块(CDT)，包括与总线连接的CPU单元531、存储器单元532、通讯接口单元533、接口电路单元534，还包括与所述接口电路单元534连接的电缆调制解调器单元535，与所述电缆调制解调器单元535连接的调谐器单元536，与所述调谐器单元536连接的第九连接器538，与所述通讯接口单元533连接的第八连接器538，所述第九连接器538与所述接插件单元9连接，所述第八连接器538与所述第三连接器48连接。
按照本实用新型提供的网络智能控制数据终端，其特征在于，所述通讯网络接口单元5可以是电缆载波通讯模块(PDT)，包括与总线连接的CPU单元541、存储器单元542、通讯接口单元543、接口逻辑电路单元544，还包括与所述接口电路单元544连接的电力载波组件545，与所述电力载波组件545连接的绝缘隔离组件546，与所述绝缘隔离组件546连接的第十连接器547，与所述通讯接口单元543连接的第十一连接器548，所述第十一连接器548与第三连接器48连接，所述第十连接器547与所述接插件单元9连接。
按照本实用新型提供的网络智能控制数据终端，其特征在于，还包括通过连接器接插单元9和连接电缆线与所述通讯网络接口单元5连接的集散式布置的扩展远程控制单元(RIU)。
按照本实用新型提供的网络智能控制数据终端，其特征在于，所述扩展远程控制单元(RIU)为一简化的单片机系统，包括RIU-A数据采集模块，所述RIU-A数据采集模块为终端系统直流信号输入输出(I/O)口的扩展口。
按照本实用新型提供的网络智能控制数据终端，其特征在于，所述扩展远程控制单元(RIU)为一简化的单片机系统，包括RIU-B继电器控制模块，所述RIU-B继电器控制模块为控制电源通断的、含有若干路0～220V继电器输出的模块。
实施本实用新型的网络智能控制数据终端，由于将智能化传感控制和数据通讯模块有机地结合起来，在居家范围内，在提供联网信息传输、各种数据采集和设备控制功能的同时，提供了网络环境和简洁的访问小区及小区以外计算机网络的功能。这种数据终端利用单片机实现通讯协议并采用模块化结构，例如这种通讯网络接口模块(xIU)由单片机控制，根据不同的通讯介质和通讯协议可形成不同的通讯接口单元，如网络数据接口单元(NIU)、电缆网络数据接口单元(CIU)、电力载波网络数据接口单元(PIU)、电话拨号网络数据接口单元(TIU)、工业控制网络数据接口单元(IIU)和异步通讯数据接口单元(AIU)等，适应各种传输介质的通讯协议的固件，根据应用需要灵活配置一个或几个模块。该终端具有非常友好的人机界面，采用LCD液晶汉字显示，菜单式按键操作，具有使用操作简单方便、界面直观、组态灵活及功能全面强大等优点。
以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步阐述。附图中
图1为本实用新型网络智能控制数据终端的一个典型实施例的外部结构示意图；图2为一个应用本实用新型网络智能控制数据终端的系统的结果布局示意图；图3为本实用新型网络智能控制数据终端的系统结构框图；图4为本实用新型网络智能控制数据终端中的系统控制单元的原理框图；图5为本实用新型网络智能控制数据终端中的LCD显示及键盘单元的原理框图；图6为本实用新型网络智能控制数据终端中的扩展远程控制单元(RIU)的RIU-A模块的原理框图；图7为本实用新型网络智能控制数据终端中的扩展远程控制单元(RIU)的RIU-B模块的原理框图。
图8为本实用新型网络智能控制数据终端中的网络数据终端模块的原理框图。
图9为本实用新型网络智能控制数据终端中的电话通迅网络控制模块的原理框图。
图10为本实用新型网络智能控制数据终端中的双向电缆通讯网络控制模块的原理框图。
图11为本实用新型网络智能控制数据终端中的电力载波通讯网络控制模块的原理框图。
图12为本实用新型网络智能控制数据终端中的LCD显示单元的电路结构图；图13为本实用新型网络智能控制数据终端中的连接器接插单元的电路结构图；图14为本实用新型网络智能控制数据终端中的系统控制单元4的电路原理图；图15为本实用新型网络智能控制数据终端中的扩展远程控制单元的电路原理图；图16为图8所示网络通讯控制单元(NIU)的电路原理图。
如图1和图3所示，本实用新型的网络智能控制数据终端，采用模块化设计，装在一个外壳1内，外壳表面装有LCD显示屏21，在LCD显示屏两侧设有多个功能按键22，为便于安装和维护，在安装终端的位置上，预装有一个底盒6，底盒6内装有电池8、可利用市电对电池8充电的电源部分7以及与来自墙体的信号线、控制线、通信线连接的连接器9，所述连接器9还与电池、电源部分连接，所述的终端外壳2通过连接器9安装并连接到底盒6上，即终端通过连接器9连接到信号线、控制线、通信线以及电源部分。信号控制电路板和供电电源，控制电路板包括系统控制单元(SCU)、LCD显示屏及键盘单元、通讯网络接口单元(xIU)、扩展远程控制单元(RIU)和连接器接插单元；数据终端采用RIU扩展远程控制单元集散式配置，同一网络数据终端可连接一个或多个用户。通讯网络接口单元(xIU)由单片机控制，根据不同的通讯介质和通讯协议可形成不同的通讯接口单元，如网络数据接口单元(NIU)、电缆网络数据接口单元(CIU)、电力载波网络数据接口单元(PIU)、电话拨号网络数据接口单元(TIU)、工业控制网络数据接口单元(IIU)和异步通讯数据接口单元(AIU)等。其中网络数据接口单元(NIU)也采用单片机控制，实现以太网的物理层和链路层通讯，构成适用于以太网通讯单元，支持IEEE802.3协议、TCP协议、UDP协议、ARP协议、BOOTP协议和自定义的用户层通讯协议。
上述网络智能控制数据终端中的供电电源为可冲放电的直流稳压电源，其由集成式直流开关电源和大容量电池构成电网掉电时仍能持续供电的不间断电源。连接器接插单元由无源的连接器构成，连接于终端与被控部件，即可以独立连接系统中的各种传感器、探测器、计量仪表、输出控制部件及通讯网络。
图2示出应用本实用新型终端构造的系统的基本布局，其中，传感部分连接有燃气泄漏探头、双鉴微波红外探头、门磁簧开关、窗户开关、水表传感装置、气表传感装置、电表传感装置、应急按钮、火警烟感器等，控制部分连接照明系统、警灯、其它家用电器等，该终端的通信部分通过路由器连接到INTERNET网，通过局部网连接到中央服务器、中央控制器，以及通过电话机连接到电话网。
图4和图14分别示出系统控制单元SCU的框图和电路原理图，如图所示，该系统控制单元4用于实现对各输入/出端口连接的传感器、计量仪表的状态和数据采集功能，处理各种工作状态和系统的人机界面键盘操作和LCD显示数据，以及与联网的主机和其它设备数据通讯的功能，从其组成结构上来看，包括分别与总线连接的CPU单元41、存储器42、显示及键盘逻辑电路单元43、I/O接口及驱动电路单元44、通讯接口单元45，还包括与显示及键盘逻辑电路单元43连接的第一连接器46、与所述I/O接口及驱动电路单元44连接的第二连接器47、与所述通讯接口单元45连接的第三连接器48，所述LCD显示屏及输入按键单元2与所述第一连接器46连接，所述第二连接器47、所述第三连接器48分别与所述接插件单元9、所述通讯网络接口单元5连接。在电路图中，U8是CPU，U7是锁存器，U2是门阵列逻辑，U6是外部存储器，U1是看门狗，U12是看门狗启动电路，U13是DC/DC变换电路，实现12V-5V的变换。
如图5所示，LCD显示单元21及键盘单元22通过连接器23与系统控制单元4连接，其中，LCD单元的电路如图12所示。
图6和图7分别示出扩展远程控制单元(RIU)的RIU-A模块和RIU-B模块的原理框图。如图6、图7所示，扩展远程控制单元(RIU)为一简化的单片机系统，其包括RIU-A数据采集模块和RIU-B继电器控制模块；RIU-A数据采集模块为终端系统直流信号输入输出(I/O)口的扩展口；RIU-B继电器控制模块为控制电源通断的、含有若干路0～220V继电器输出的模块。该单元通过HOMEBUS(如RS-485)与系统控制单元(SCU)连接。图15示出了电路原理图，其中U2是CPU，U4是看门狗，U1是参数存储E2ROM。
图8和图16分别为本实用新型网络智能控制数据终端中的网络接口单元NIU的框图和电路原理图，所述网络接口单元5用于提供物理层和链路层的通讯连接，并有协议过滤和数据存储、接收、转发功能，可以用不同的功能模块来配合不同通讯媒介和挑选协议，具体可以是网络数据终端模块，它采用单片机控制，实现以太网的物理层和链路层通讯，构成以太网通讯单元，支持IEEE802。3协议。从其结构上看，包括与总线连接的CPU单元511、存储器单元512、通讯接口单元513、10M以太网接口控制器514，还包括与所述10M以太网接口控制器514连接的10/100M集线器单元515，与所述10/100M集线器单元515的第四连接器516，与所述通讯接口单元513连接的第五连接器517，所述第五连接器517与所述接插件单元9连接，所述第四连接器516与所述第三连接器48连接。在其实现电路中，U1是CPU，U5是看门狗，U2是地址锁存器，U3是数据锁存器，U11、U12是与U4配套的滤波器，U4是网卡芯片，U8是HUB芯片，U6是网卡参数锁存器。
图9示出电话通迅网络控制模块(TIU)的原理框图。它采用单片机控制，实现电话线上的数据传输，可用于构成调制解调器通讯单元。
图10示出双向电缆通讯网络控制模块的原理框图。
图11示出电力载波通讯网络控制模块(PIC)的原理框图。它采用单片机控制实现电力载波网数据通讯，构成适用于电缆调制解调器通讯单元，支持HOME BUS协议与系统控制单元SCU和其他单元电路。
图13示出本实用新型网络智能控制数据终端中的连接器接插单元的电路结构。
下面从用户端和系统端对本实用新型的功能作相应描述一、用户端中文菜单式操作方式在不同状态下，按键的功能直接由中文菜单提示，使已经非常简单的操作更加直观，用户可以在不看操作说明书的情况下完成操作。
1、设置预警提示功能用户在家时，在设防的状态下，因用户不注意引起误报，亦不会产生不必要的干拢。
2、灵活的控制策略下载用户可以根据实际安放的各类报警传感器、探测器及各类将需要受控制设备的情况，依照使用习惯制定控制策略，通过主机下载，灵活方便地修改控制策略。
3、联网报警用户家里一旦出现警情，不但可以及时向小区保安报警，同时亦可向110及用户指定的移动电话、CALL机、电话、电子邮件等发出报警信息。
4、报警联动功能对于每个用户的报警可以通过连接在数据终端的输出控制端上的开关、阀门及其他联动机构实现联动，切断警源。
5、智能组合检测状态对用户家庭安防传感器探测器实现智能组合检测，其智能检测的策略可以灵活设置，对用户的活动空间的限制减少到最注，通过模糊算法，大大减少误报，漏报发生的概算。
6、家庭度量仪表数据自动采集可以精确地将各计量仪表的读数采集并保存在数据终端和系统主机中，即使断电也不会丢掉数据。系统可以方便实时地校准读数。
7、电器远程自动控制对用户的家用电器、照明可以通过电话、电脑及其他通讯设备实现远程通断控制。
8、集散式结构由于数据终端采用了典型的集散式的结构，可以按需要实现由一台数据终端灵活组成连接一户或多个用户(采用RIU配置)的方案。
9、电子公告对于小区的公共信息、针对不同用户特定的信息可以通过系统主机下载到用户的数据终端上，一次可以多达八条，信息到达时，有提示功能。
10、用户电脑上网功能数据终端可直接实现电脑访问INTRANET通讯、一台数据终端同时可以支持6台电脑，大大减少了布线和网络成本。
二、系统端1、高速大容量网络支持10/100/1000MHz bp/s传输速率。可以直接连接5000个用户。
2、图示化的界面为系统提供简单的配置方式，可以只用鼠标和键盘完成全部的值班操作。
3、数据自动备份报警数据、用户家庭的设备状态、操作值班处理过程等自动备份，长时间保存。
4、INTERNET连接可与国际互连网宽带高速连接，网上浏览更快。
5、家庭网络通讯电子邮件、远程控制通讯连接。
6、松造数字化生活环境电子商务、网上娱乐、网上教育、网上新闻、网上信息、BBS等。
7、小区综合物业管理社区信息发布、各种社区服务计费等。
以下为本实用新型的主要性能指标工作电压110V～250V；工作频率50～60Hz；工作温度-10～+50℃；信号输入端口16个；直流输出端口4个；HOMEBUS(RS-485)接口1个；可连接32个RIU；RJ-45网络接口2个，可扩展到6个；报警响应时间＜1秒。
为了方便扩展更多的输入、输出端的数据采集和设备控制，系统配套扩展单元模块RIU是系列的。构成该终端内部系统的网络不仅仅局限于以太网单一形式，也可以是现有成熟的各种网络形式，完全满足不同的传输介质连接需要。所述终端的供电电源为可冲放电的直流稳压电源，其由集成式直流开关电源和大容量电池构成电网掉电时仍能持续供电的不间断电源。所述连接器接插单元由无源的连接器构成，连接于所述终端与被控部件。
权利要求1.一种网络智能控制数据终端，包括外壳、置于外壳上的LCD显示屏及输入按键以及置于壳内的控制电路板，其特征在于，所述控制电路板包括与所述显示屏及输入按键连接的系统控制单元(SCU)、与所述系统控制单元连接的通讯网络接口单元。
2.根据权利要求1所述的网络智能控制数据终端，其特征在于，还包括通过连接器接插单元和连接电缆线与所述通讯网络接口单元连接的集散式布置的扩展远程控制单元(RIU)。
3.根据权利要求2所述的网络智能控制数据终端，其特征在于，所述扩展远程控制单元(RIU)为一简化的单片机系统，包括RIU-A数据采集模块或RIU-B继电器控制模块，所述RIU-A数据采集模块为终端系统直流信号输入输出(I/O)口的扩展口；所述RIU-B继电器控制模块为控制电源通断的、含有若干路0～220V继电器输出的模块。
4.根据权利要求1所述的网络智能控制数据终端，其特征在于，所述通讯网络接口单元由单片机控制，根据不同的通讯介质和通讯协议可形成不同的通讯接口单元，如网络数据接口单元(NIU)、电缆网络数据接口单元(CIU)、电力载波网络数据接口单元(PIU)、电话拨号网络数据接口单元(TIU)、工业控制网络数据接口单元(IIU)和异步通讯数据接口单元(AIU)等。
5.根据权利要求1所述的网络智能控制数据终端，其特征在于，所述终端的供电电源为可冲放电的直流稳压电源，其由集成式直流开关电源和大容量电池构成电网掉电时仍能持续供电的不间断电源。
6.根据权利要求1所述的网络智能控制数据终端，其特征在于，所述连接器接插单元由无源的连接器构成，连接于所述终端与被控部件。
专利摘要一种网络智能控制数据终端,包括LCD显示屏及输入按键单元、与显示屏及输入按键单元连接的系统控制单元以及与系统控制单元连接的通讯网络接口单元。它可以在提供各种数据采集和设备控制功能同时,提供网络环境和简洁的访问本地和远程网络的功能。其中,通讯网络接口单元可根据不同的通讯介质和通讯协议实现不同的接口。该终端具有良好的界面,采用LCD液晶汉字显示和菜单式按键操作,具有使用操作简单方便、界面直观、组态灵活及功能全面等优点。
文档编号G06F15/16GK2442321SQ0022781
公开日2001年8月8日 申请日期2000年4月7日 优先权日2000年4月7日
发明者王大力, 曾建希, 姚兆东 申请人:深圳市交大科技实业有限公司