一种具有无线功能的多功能中控单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有无线功能的多功能中控单元，包括外壳，外壳内设有基板，基板上设有微处理器单元、IO接口模块、IO接口控制器、以太网控制器和WIFI控制器，外壳内设有用于为基板提供电力的供电模块，外壳上设有与IO接口控制器连接的RJ45Console口，外壳内设有与WIFI控制器连接的WIFI收发模块，外壳上设有分别与以太网控制器连接的第一交换接口组和第二交换接口组。本发明所述的多功能中控单元，结构简单，接口丰富，使用方便，通用性强，可通过客房网络与PAD无线通讯，PAD对酒店客房管理的管理指令全部经其转发，无需依赖酒店网络，其兼作为客房内电气设备和外界的一层屏障，安全性大大提高，减少了中间环节，易于调试及故障定位。
【专利说明】一种具有无线功能的多功能中控单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑智能化控制【技术领域】，具体说是一种具有无线功能的多功能中控单元。尤指用于酒店客房管理的具有无线功能的多功能中控单元。
【背景技术】
[0002]随着建筑智能化行业、自动化控制行业的发展，越来越多的建筑针对其自身的情况及特点，采用了各种不同的建筑智能化设计方案，并且建筑智能化设计方案与建筑本身的功用(功能及用途)定位结合得越来越紧密。
[0003]酒店因其服务性、管理性需要，对于客人、客房的管理、服务等越来越追求人性化、智能化、规范化，现有的一些高级酒店，已经开始尝试在客房中为客人配备专门用于酒店客房管理的PAD(平板电脑)，所述酒店客房管理包括但不限于:检查客房内的各种电气设备的工作状态、控制客房内的各种电气设备的启停、调整客房内的各种电气设备的工作状态(例如调节空调温度、送风方向，或电视换台等)、与酒店内其他建筑智能化子系统(例如:消防报警子系统，工程部报修子系统、客户管理子系统等)交互数据实现控制联动，所述电气设备包括但不限于:灯、电视、空调、电动窗帘、音响等。入住酒店的客人，通过该PAD发送相应的管理指令，可以检查、控制、调整客房内的各种电气设备，酒店希望通过这种服务体现酒店的高档性、便利性，为客人提供更好、更便捷的住宿体验。
[0004]但是，经过深入分析、研究发现，现有的通过PAD进行酒店客房管理的方案，存在以下问题或隐患:
[0005]1、PAD对客房内的各种电气设备的检查、控制、调整需要经过酒店内的RCU (客房控制器)，而RCU是需要通过酒店网络和酒店内的RCU服务器连接并完成相应工作的，这就导致PAD对酒店客房管理也需要连入酒店网络(即间接的通过RCU连入了酒店网络，本申请中，将酒店内的网络划分为酒店网络和客房网络两大类，酒店网络供酒店物业及酒店的管理方使用，客房网络供入住的客人使用，所述网络均包括但不限于:有线网络、WIFI网络)，如此一来，不但中间环节增多，出现问题不容易故障定位、排错，为维修、管理带来困难；而且网络的安全也存在明显缺陷，存在通过网络入侵RCU，并藉此通过PAD发送管理指令非法控制客房内的各种电气设备的安全隐患；客人的隐私也容易经网络被盗取；当酒店网络故障时，即便客房网络正常，也会导致PAD的管理指令因网络故障而无法及时传递，导致对客房内的各种电气设备的检查、控制、调整失败，影响客人的住宿体验。
[0006]2、PAD对客房内的各种电气设备的检查、控制、调整时,需要针对不同的受控对象，与相应的装置、设备交互管理指令及数据，例如:调整灯光时需要与RCU交互管理指令及数据，电视控制时需要与电视机顶盒交互管理指令及数据，这导致管理指令传递繁琐，设置复杂，一旦相应的电气设备变化，需要重新设置PAD，通用性差，不利于管理、维护。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有无线功能的多功能中控单元，结构简单，接口丰富，使用方便，通用性强，可通过客房网络与PAD无线通讯，PAD对酒店客房管理的管理指令全部经其转发，无需依赖酒店网络，其兼作为客房内电气设备和外界的一层屏障，安全性大大提高，减少了中间环节，易于调试及故障定位。
[0008]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是:
[0009]一种具有无线功能的多功能中控单元，所述多功能中控单元MCU包括一外壳，其特征在于:外壳内设有基板，所述基板上设有微处理器单元1、1接口模块2、1接口控制器3、以太网控制器4和WIFI控制器5，微处理器单元I直接管理1接口控制器3、以太网控制器4和WIFI控制器5，1接口控制器3管理1接口模块2，
[0010]外壳内设有供电模块7，所述供电模块7用于为基板提供电力，外壳上设有与供电模块7连接的DC12V供电接口 13，所述DC12V供电接口 13用于连接12V外置直流供电电源，
[0011]外壳上设有一个RJ45Console 口 8，所述RJ45Console 口 8与1接口控制器3连接，
[0012]外壳内设有WIFI收发模块9，所述WIFI收发模块9内置WIFI天线，所述WIFI收发模块9与WIFI控制器5连接，WIFI收发模块9用于通过客房网络与用于酒店客房管理的PAD通讯，
[0013]外壳上设有第一交换接口组11和第二交换接口组12，第一交换接口组11和第二交换接口组12分别与以太网控制器4连接。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述基板选用型号为AR9331的WIFI无线路由器模块，其自带型号为MIPS24K的微处理器单元1，自带支持UART、RS232和USB的1接口控制器3，自带两个以太网控制器4，自带WIFI控制器5。
[0015]在上述技术方案的基础上，AR9331模块板载了 Flash和RAM接口，Flash内存储有嵌入式Linux操作系统和系统的配置。
[0016]在上述技术方案的基础上，所述1接口模块2为USB转多路外设接口模块，通过复用将USB2.0高速端口模拟扩展为多路RS232或485低速串行端口。
[0017]在上述技术方案的基础上，所述WIFI控制器5为至少支持802.lla/b/g/n的WIFI控制器。
[0018]在上述技术方案的基础上，所述WIFI收发模块9设有外接WIFI天线接口。
[0019]在上述技术方案的基础上，所述第一交换接口组11和第二交换接口组12各包括至少两个RJ45网络接口。
[0020]在上述技术方案的基础上，第一交换接口组11用于ISTV STB和MCU的组网，第二交换接口组12用于连接支持IP控制协议的电气设备。
[0021]在上述技术方案的基础上，所述支持IP控制协议的电气设备为支持IP控制协议的IP可视门铃或支持IP控制协议的RCU。
[0022]在上述技术方案的基础上，外壳上设有两个4芯RS485接口 17，分别用于连接RCU和电视红外遥控信号接收盒。
[0023]在上述技术方案的基础上，夕卜壳内设有电话检测和主叫号码检测模块6,外壳上设有与电话检测和主叫号码检测模块6连接的RJll电话接口 14，电话检测和主叫号码检测模块6与1接口模块2连接。
[0024]在上述技术方案的基础上，外壳上设有第一三芯封装的RS232接口组16，第一三芯封装的RS232接口组16与1接口模块2连接。
[0025]在上述技术方案的基础上，所述第一三芯封装的RS232接口组16包括一个三芯封装的RS232公头和一个三芯封装的RS232母头，公头和母头按DB9规格制作，公头用于与ISTV STB连接，母头用于与电视连接。
[0026]在上述技术方案的基础上，外壳上设有第二三芯封装的RS232接口组15，第二三芯封装的RS232接口组15与1接口模块2连接。
[0027]在上述技术方案的基础上，所述第二三芯封装的RS232接口组15包括四个三芯封装的RS232接口，用于连接具有RS232接口的设备，
[0028]所述具有RS232接口的设备包括但不限于:IP可视门铃、RCU、多媒体控制面板、音响。
[0029]在上述技术方案的基础上，所述WIFI控制器5内置AP功能。
[0030]在上述技术方案的基础上，WIFI控制器5提供AP相关接口控制API，具备基本的SOHO级AP功能，支持至少两个SSID，支持WEP/WPA认证；支持非广播SSID。
[0031]在上述技术方案的基础上，所述以太网控制器4支持对第一交换接口组11和第二交换接口组12分别独立开启NAT和IP包过滤，支持基本的Router功能。
[0032]本发明所述的具有无线功能的多功能中控单元，结构简单，接口丰富，使用方便，通用性强，可通过客房网络与PAD无线通讯，PAD对酒店客房管理的管理指令全部经其转发，无需依赖酒店网络，其兼作为客房内电气设备和外界的一层屏障，安全性大大提高，减少了中间环节，易于调试及故障定位。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]本发明有如下附图:
[0034]图1具有无线功能的多功能中控单元的电路框图。
[0035]图2电话检测和主叫号码检测模块的电路框图。
[0036]图3电话检测和主叫号码检测模块的工作流程图。
【具体实施方式】
[0037]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0038]本发明给出了一种具有无线功能的多功能中控单元MCU (Mult1-Funct1nalCentral Control Unit)，MCU分别设置在每一个酒店客房内，MCU可通过无线方式与客房内用于酒店客房管理的PAD(平板电脑，例如iPad或者Android PAD等智能便携设备，酒店提供或客人自带并安装酒店提供的相应的客房管理软件)交互，实现客房内智能中控(集中控制)，MCU具有多业务、多接口的特点，可与包括客房控制器RCU (Room Control Unit)和酒店互动电视系统ISTV交互数据的能力，使得智能中控集成度进一步提高，实现了多系统联动控制功能，同时MCU的无线功能与PAD整合实现了 In-Room控制模式(室内智能中控控制模式)，为PAD提供了专用的无线控制通道，解决了房间智能控制和互动电视的统一 PAD控制问题，组网问题，和潜在的安全问题。
[0039]如图1所示,本发明给出了具有无线功能的多功能中控单元MCU,该MCU包括一外壳，在外壳的内部设有以下部件:
[0040]设于外壳内的基板，所述基板上设有微处理器单元1、1接口模块2、1接口控制器3、以太网控制器4和WIFI控制器5，微处理器单元I直接管理1接口控制器3、以太网控制器4和WIFI控制器5，1接口控制器3管理1接口模块2，
[0041]所述基板可选用型号为AR9331的WIFI无线路由器模块，
[0042]所述微处理器单元I的型号为MIPS24K，微处理器单元为AR9331模块自带，
[0043]所述1接口模块2为USB转多路外设接口(USB转RS232和RS485)模块，USB2.0高速端口可以达到12Mbps，因此本发明中通过复用将其模拟扩展为多路RS232或485低速串行端口，具有USB转RS232和RS485功能的芯片均可，例如型号为FT232R的USB转串口芯片，或型号为PL2303的USB转串口芯片，或型号为CP2102的USB转串口芯片，
[0044]所述1接口控制器3为支持UART (通用异步接收/发送)、RS232和USB的1接口控制器，其中:10接口控制器3的UART和RS232可用于实现本地CONSOLE管理，1接口控制器3的USB可用于与1接口模块2连接，1接口控制器为AR9331模块自带，
[0045]所述以太网控制器4为至少支持2路交换口的以太网控制器，以太网控制器为AR9331模块自带，AR9331模块包含了两个以太网控制器，其中一个以太网控制器可扩展4路交换口，实例中只用到2路，
[0046]所述WIFI控制器5为至少支持802.lla/b/g/n的WIFI控制器，WIFI控制器为AR9331模块自带，
[0047]外壳内设有供电模块7，所述供电模块7用于为基板提供电力，外壳上设有与供电模块7连接的DC12V供电接口 13，所述DC12V供电接口 13用于连接12V外置直流供电电源，
[0048]外壳上设有一个RJ45Console 口 8 (RJ45控制台接入端口)，所述RJ45Console 口8与1接口控制器3连接，所述RJ45Console 口 8用于通过线缆和电脑连接，电脑通过线缆和RJ45Console 口 8连接后，可对所述具有无线功能的多功能中控单元进行管理和配置，AR9331模块板载了 Flash和RAM接口，图中没有标出，嵌入式Linux操作系统和系统的配置都保存在Flash里，
[0049]外壳内设有WIFI收发模块9，所述WIFI收发模块9内置WIFI天线，所述WIFI收发模块9设有外接WIFI天线接口，如有必要，可扩展外接天线以提高无线网络信号强度及覆盖面积，所述WIFI收发模块9与WIFI控制器5连接，WIFI收发模块9用于通过客房网络与用于酒店客房管理的PAD通讯，所述客房网络为无线网络，
[0050]外壳上设有第一交换接口组11和第二交换接口组12，所述第一交换接口组11和第二交换接口组12各包括至少两个RJ45网络接口，第一交换接口组11和第二交换接口组12分别与以太网控制器4连接，
[0051]第一交换接口组11用于ISTV STB(酒店互动电视系统网络机顶盒，可简称为STB)和MCU的组网，例如:ISTV STB和ISTV (酒店互动电视系统)分别连接到MCU的第一交换接口组11的一个RJ45网络接口，电视与ISTV STB连接，ISTV STB通过第一交换接口组11即可获取ISTV的内容，也可通过MCU经WIFI收发模块9获取Internet网络的内容，获取的内容通过电视呈现给入住的客人，
[0052]第一交换接口组11的设置有三个目的:一是解决组网，MCU自身上行连接到酒店互动电视系统的互动电视网络，ISTV STB通过第一交换接口组11上行到互动电视网络；二是解决PAD的外访，PAD需要访问互动电视网络的服务器，以及可能访问Internet ;三是MCU与ISTV STB可能直接需要通信，比如PAD控制切换数字电视频道，发指令给MCU，MCU再发指令给ISTV STB，如果ISTV STB没有串口供MCU控制，那么二者可以直接通过IP方式直接通信；
[0053]第二交换接口组12用于连接支持IP控制协议的电气设备，例如:所述支持IP控制协议的电气设备可以为支持IP控制协议的IP可视门铃或支持IP控制协议的RCU，所述IP控制协议是指:封装在IP之上的设备控制协议，比如工控行业的RS485控制协议封装到UDP或TCP中，所述IP可视门铃的输出模式为可通过IP传输的MEPG2TS流信号，
[0054]外壳上设有两个4芯RS485接口 17 (指连接只需要使用四根线即可，即TDA(-)、TDB (+)、RDA (-)、RDB (+)，是全双工通讯方式)，两个4芯RS485接口 17分别用于连接RCU和电视红外遥控信号接收盒(例如浴室电视红外遥控信号接收盒)，RCU与其它系统的控制连接方式有多种，RS232、RS485或者IP方式，因此MCU同时提供RS232 (详见下述)、RS485和第二交换接口组12以供不同接口类型的RCU使用。IP可视门铃同理，也具有RJ45、RS232等连接方式，本发明所述MCU也均同时提供以便兼容不同的IP可视门铃接口类型。这些连接方式可以择一使用，也可同时使用，视具体的设备型号而定，不再详述，具体可按现有技术实施。
[0055]在上述技术方案的基础上，外壳内设有电话检测和主叫号码检测模块(亦称为电话振铃和主叫探测模块)6，外壳上设有与电话检测和主叫号码检测模块6连接的RJll电话接口 14，电话检测和主叫号码检测模块6与1接口模块2连接。
[0056]如图2所示，电话检测和主叫号码检测模块6包括:winbond的W925E单片机，以及型号为0D2101的I2C/RS232转换芯片。W925E单片机与RJll电话接口 14直接连接，W925E单片机通过I2C接口与I2C/RS232转换芯片连接，I2C/RS232转换芯片通过RS232接口与1接口模块2连接。电话检测和主叫号码检测模块6的工作过程参见图3。所述W925E单片机亦可用其他具备以下功能的同类芯片替换:
[0057]具有电话挂机振铃状态的主叫号码获取功能；
[0058]具有电话摘机功能；
[0059]具有电话挂机功能；
[0060]例如:MC14LC5447，HT9030, HT9032等型号的芯片均可考虑选用，
[0061]所述电话检测和主叫号码检测模块6可实现电话振铃检测、电话挂断检测、来电主叫号码检测，其与MCU配合实现主叫提示业务，所述主叫提示是指:当有电话呼入电话振铃时，如果电视是开启的，那么自动降低电视音量，并且可以将主叫号码提示在电视屏幕上。例如:MCU通过串口发指令给电视降低音量，同时发指令给STB，STB可以将主叫信息显示在电视屏幕上。
[0062]在上述技术方案的基础上，外壳上设有第一三芯封装的RS232接口组16，所述三芯封装指连接只需要使用三根线即可，即RXD，TXD和GND，第一三芯封装的RS232接口组16与1接口模块2连接，
[0063]所述第一三芯封装的RS232接口组16包括一个三芯封装的RS232公头和一个三芯封装的RS232母头，公头和母头按DB9规格制作，公头用于与ISTV STB连接，母头用于与电视连接。公头和母头的定义是为了防止施工时的人为接线错误。
[0064]在上述技术方案的基础上，外壳上设有第二三芯封装的RS232接口组15，所述三芯封装指连接只需要使用三根线即可，即RXD，TXD和GND，第二三芯封装的RS232接口组15与1接口模块2连接，
[0065]所述第二三芯封装的RS232接口组15包括四个三芯封装的RS232接口，用于连接IP可视门铃、RCU、多媒体控制面板、音响等具有RS232接口的设备，所述IP可视门铃的输出模式为可通过AV线传输的模拟信号。本发明提供多个RS232串口，是为了能对项目有更好的适应性，当有外设接口需求变动，可以通过灵活的配置、或二次开发适应需求。
[0066]在上述技术方案的基础上，所述WIFI控制器5内置AP功能。WIFI控制器5提供AP相关接口控制API，具备基本的SOHO级AP功能，支持至少两个SSID，支持WEP/WPA认证；并可支持非广播SSID，使得增强控制专用SSID的安全性。
[0067]在上述技术方案的基础上，所述以太网控制器4支持对第一交换接口组11和第二交换接口组12分别独立开启NAT和IP包过滤，支持基本的Router功能。所述基本的Router功能包括但不限于:IP静态路由，DHCP服务，网络地址翻译NATjP IP包过滤。
[0068]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种具有无线功能的多功能中控单元，所述多功能中控单元MCU包括一外壳，其特征在于:外壳内设有基板，所述基板上设有微处理器单元(I)、1接口模块(2)、1接口控制器(3)、以太网控制器(4)和WIFI控制器(5)，微处理器单元(I)直接管理1接口控制器(3)、以太网控制器(4)和WIFI控制器(5)，1接口控制器(3)管理1接口模块(2)， 外壳内设有供电模块(7)，所述供电模块(7)用于为基板提供电力，外壳上设有与供电模块(7 )连接的DC12V供电接口( 13 )，所述DC12V供电接口( 13 )用于连接12V外置直流供电电源， 外壳上设有一个RJ45Console 口(8)，所述RJ45Console 口(8)与1接口控制器(3)连接， 外壳内设有WIFI收发模块(9)，所述WIFI收发模块(9)内置WIFI天线，所述WIFI收发模块(9)与WIFI控制器(5)连接，WIFI收发模块(9)用于通过客房网络与用于酒店客房管理的PAD通讯， 外壳上设有第一交换接口组(11)和第二交换接口组(12)，第一交换接口组(11)和第二交换接口组(12 )分别与以太网控制器(4)连接。
2.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:所述基板选用型号为AR9331的WIFI无线路由器模块，其自带型号为MIPS24K的微处理器单元(I )，自带支持UART、RS232和USB的1接口控制器(3)，自带两个以太网控制器(4)，自带WIFI控制器(5)。
3.如权利要求2所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:AR9331模块板载了 Flash和RAM接口，Flash内存储有嵌入式Linux操作系统和系统的配置。
4.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:所述1接口模块(2)为USB转多路外设接口模块，通过复用将USB2.0高速端口模拟扩展为多路RS232或485低速串行端口。
5.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:所述WIFI控制器(5)为至少支持802.lla/b/g/n的WIFI控制器。
6.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:所述WIFI收发模块(9 )设有外接WIFI天线接口。
7.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:所述第一交换接口组(11)和第二交换接口组(12 )各包括至少两个RJ45网络接口。
8.如权利要求7所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:第一交换接口组(11)用于ISTV STB和MCU的组网，第二交换接口组(12)用于连接支持IP控制协议的电气设备。
9.如权利要求8所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:所述支持IP控制协议的电气设备为支持IP控制协议的IP可视门铃或支持IP控制协议的RCU。
10.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:外壳上设有两个4芯RS485接口( 17)，分别用于连接RCU和电视红外遥控信号接收盒。
11.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:外壳内设有电话检测和主叫号码检测模块(6)，外壳上设有与电话检测和主叫号码检测模块(6)连接的RJll电话接口(14)，电话检测和主叫号码检测模块(6)与1接口模块(2)连接。
12.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:外壳上设有第一三芯封装的RS232接口组(16)，第一三芯封装的RS232接口组(16)与1接口模块(2)连接。
13.如权利要求12所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:所述第一三芯封装的RS232接口组(16)包括一个三芯封装的RS232公头和一个三芯封装的RS232母头，公头和母头按DB9规格制作，公头用于与ISTV STB连接，母头用于与电视连接。
14.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:外壳上设有第二三芯封装的RS232接口组(15)，第二三芯封装的RS232接口组(15)与1接口模块(2)连接。
15.如权利要求14所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:所述第二三芯封装的RS232接口组(15)包括四个三芯封装的RS232接口，用于连接具有RS232接口的设备， 所述具有RS232接口的设备包括但不限于:IP可视门铃、RCU、多媒体控制面板、音响。
16.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:所述WIFI控制器(5)内置AP功能。
17.如权利要求16所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:WIFI控制器(5)提供AP相关接口控制API，具备基本的SOHO级AP功能，支持至少两个SSID，支持WEP/WPA认证；支持非广播SSID。
18.如权利要求1所述的具有无线功能的多功能中控单元，其特征在于:所述以太网控制器(4)支持对第一交换接口组(11)和第二交换接口组(12)分别独立开启NAT和IP包过滤，支持基本的Router功能。
【文档编号】G05B19/418GK104281103SQ201310276251
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2013年7月3日
【发明者】张永会, 郑广辉 申请人:安美世纪（北京）科技有限公司