一种脱离系统主机实现智能家居场景控制的开关系统的制作方法

1.本实用新型涉及智能家居系统控制技术领域，具体涉及一种脱离系统主机实现智能家居场景控制的开关系统。


背景技术：

2.基于互联网和物联网技术融合下的智能家居，是未来万物互联的发展趋势。通过智能家居系统及智能终端硬件设备组网实现家中的各种智能设备(包括灯光照明系统、门窗控制系统、家电控制系统，背景音乐系统、安防监控系统、探测传感系统、家庭影院系统、智能养老系统等)的互联互通，以及系统各种预设的智能场景(比如回家场景、会客场景、节能场景、日常场景、离家场景、晚安场景)，这些无论是在用户使用频率上还是用户体验效果上都是智能家居的首选。
3.系统主机可以说是智能家居系统的大脑核心，一般通过系统主机来实现对智能设备的单控和对智能场景的集控；然而在现有的国内外智能家居系统中，往往将各种预设的智能场景都保存在系统主机内部进行存储，这样不仅会占用过多的系统主机内存，减慢了系统主机的运行和通信速度，更重要的是，智能家居系统实现的灯光控制和场景控制都必须依赖于系统主机的正常运行；而系统主机属于电子产品，都有一定的使用寿命，多则几年，少则几个月，一旦系统主机出现故障或者死机，直接导致用户家安装的智能家居系统之前设定好的智能开关上的智能场景全部失效，甚至于连灯光都无法单独打开或关闭,从而使智能家居系统处于部分或完全瘫痪的状态，如此，不论是对客户体验还是后续技术维护调试来讲，都将可能成为智能家居系统中最严峻的问题。
4.因而如何实现在脱离智能家居中控系统主机的情况下，智能家居系统的所有场景依然可以通过智能开关对智能设备和智能场景进行有效控制，保证智能设备和智能场景的正常运行，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.本实用新型提供了一种脱离系统主机实现智能家居场景控制的开关系统，可以有效地解决在系统主机出现故障或者死机，而使智能家居系统处于脱离系统主机的情况下，智能家居系统的所有场景依然可以通过智能开关对智能设备和智能场景进行有效控制，保证智能设备和智能场景的正常运行的问题。
7.(二)技术方案
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种脱离系统主机实现智能家居场景控制的开关系统，包括若干个彼此之间通过无线信号或有线信号双向连接且具有场景按键功能的智能开关，若干个所述智能开关均与系统主机通过无线信号或有线信号连接，所述智能开关包括cpu通信模块以及分别与所述cpu通信模块电连接的flash数据存储模块、触摸和按键检测模块、开关控制模块、电源供电模块和有线网络控制模块；所述cpu
通信模块包括微处理器芯片、无线通信发射模块以及无线通信接收模块，所述无线通信发射模块和无线通信接收模块均与所述微处理器芯片电连接，所述电源供电模块与外部市电电连接，所述开关控制模块用以控制终端设备的开关工作。
9.如此设置，系统主机利用组播通信技术针对每个智能开关上设有的场景功能来建立不同的组播场景，每个组播场景都包括场景组播号和对应场景组播号下包含的成员开关动作状态值，然后将建立好的场景组播号和对应场景组播号下包含的成员开关动作状态值通过无线或有线发送至对应的智能开关内，各个智能开关通过cpu通信模块进行接收系统主机发送的数据，并将对应的数据通过自身的flash数据存储模块进行存储。此时断开与系统主机的连接，即脱离系统主机，然后用户按下某个智能开关上的某个场景按键，由于之前已经针对该按键下的场景功能建立了对应的场景组播号，因而该智能开关立即通过触摸和按键检测模块将识别到的信号发送至cpu通信模块，而cpu通信模块通过无线通信或有线通信的方式将该flash数据存储模块存储的场景组播号发送给其他的智能开关，其他的智能开关通过cpu通信模块接收信号，并通过flash数据存储模块内的数据进行检测是否已经保存了接收到的该场景组播号，如果已经有保存，则cpu通信模块自动调取保存该场景组播号下的成员开关动作状态值，并控制开关控制模块执行开关动作命令，进而实现对智能设备的控制，而如果没有保存，则不需要理会，其他的智能开关通过同样的方式执行。通过多个智能开关的配合，实现了对智能设备和智能场景的有效控制，有效保证了智能设备和智能场景的正常运行的设备。
10.进一步设置，所述cpu通信模块还包括信号降噪处理芯片，所述信号降噪处理芯片与所述微处理器芯片电连接。
11.如此设置，通过信号降噪处理芯片能更好地突出信号本身而抑制噪声影响，从而帮助cpu通信模块更好地识别信号，使各个智能开关之间的信号互通更加稳定。
12.进一步设置，所述cpu通信模块还包括片内flash存储单元，所述片内flash存储单元与所述微处理器芯片电连接。
13.如此设置，可提高数据存储的能力，进而分配更多的场景组播号，实现更多的场景功能，同时还可防止flash数据存储模块因为存储数据过多，而影响读取和运行的速度。
14.进一步设置，所述开关控制模块为开关继电器控制模块，所述开关继电器控制模块包括多个继电器和用于控制多个所述继电器的控制电路，多个所述继电器均与所述控制电路电连接，所述控制电路与所述cpu通信模块电连接。
15.如此设置，继电器具有可靠性高、功耗小、延时精度高、工作寿命长以及可任意安装及接线方便的特点，易于长期使用。
16.进一步设置，所述智能开关还包括led指示灯驱动模块，所述led指示灯驱动模块包括相互电连接的led驱动电路和led灯珠，所述led驱动电路与所述cpu通信模块电连接。
17.如此设置，通过led灯珠更好地对场景的触发状态进行指示，操作更加直观。
18.进一步设置，所述有线网络控制模块包括rs
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485串口，所述rs
‑
485串口与所述cpu通信模块电连接。
19.如此设置，使得各个智能开关之间可选择无线或通过rs
‑
485串口实现有线通信连接，可有效防止无线或有线的任一通信方式失效而带来的不便。
20.进一步设置，所述智能开关还包括信号处理模块，所述信号处理模块与所述cpu通
信模块电连接。
21.如此设置，通过信号处理模块可有效解决室内信号盲区的问题，提高各个智能开关之间的信号通信范围，从而提高智能开关的适用范围。
22.(三)有益效果
23.与现有技术相比，本实用新型提供的脱离系统主机实现智能家居场景控制的开关系统，具备以下有益效果：
24.该脱离系统主机实现智能家居场景控制的开关系统通过系统主机针对每个智能开关上设有的场景功能来建立不同的组播场景，每个组播场景都包括场景组播号和对应场景组播号下包含的成员开关动作状态值，然后将建立好的场景组播号和对应场景组播号下包含的成员开关动作状态值通过无线通信或有线通信的方式发送至对应的智能开关内，各个智能开关通过cpu通信模块进行接收系统主机发送的数据，并将对应的数据通过自身的flash数据存储模块进行存储。此时断开与系统主机的连接，即脱离系统主机，然后用户按下某个智能开关上的某个场景按键，由于之前已经针对该按键下的场景功能建立了对应的场景组播号，因而该智能开关立即通过触摸和按键检测模块将识别到的信号发送至cpu通信模块，而cpu通信模块通过无线通信或有线通信的方式将该flash数据存储模块存储的场景组播号发送给其他的智能开关，其他的智能开关通过cpu通信模块接收信号，并通过flash数据存储模块内的数据进行检测是否已经保存了接收到的该场景组播号，如果已经有保存，则cpu通信模块自动调取保存该场景组播号下的成员开关动作状态值，并控制开关控制模块执行开关动作命令，进而实现对智能设备的控制，而如果没有保存，则不需要理会，其他的智能开关通过同样的方式执行。通过多个智能开关的配合，实现了对智能设备和智能场景的有效控制，有效保证了智能设备和智能场景的正常运行的设备。
附图说明
25.图1为本实用新型智能开关的结构框图；
26.图2为cpu通信模块的结构框图；
27.图3为通过用户移动端给各个智能开关配置组播场景的连接结构框图。
28.附图中：1、智能开关；11、cpu通信模块；111、微处理器芯片；112、无线通信发射模块；113、无线通信接收模块；114、信号降噪处理芯片；115、片内flash存储单元；12、flash数据存储模块；13、触摸和按键检测模块；14、开关控制模块；141、开关继电器控制模块；1411、继电器；1412、控制电路；15、电源供电模块；16、led指示灯驱动模块；161、led驱动电路；162、led灯珠；17、有线网络控制模块；171、rs
‑
485串口；18、信号处理模块；2、系统主机。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.请参阅图1、图2和图3所示，其中，图1为本实用新型智能开关的结构框图，图2为cpu通信模块的结构框图，图3为通过用户移动端给各个智能开关配置组播场景的连接结构
框图。
31.本实用新型提供的一种脱离系统主机实现智能家居场景控制的开关系统，包括若干个彼此之间通过紫蜂zigbee协议无线通信技术或有线485通信线实现双向连接的智能开关1，若干个智能开关1均与系统主机2通过紫蜂zigbee协议无线通信技术或有线485通信线实现连接，通过无线或有线的通信方式，可有效防止无线或有线的任一通信方式失效而带来的不便；系统主机2，也称做智能网关，负责接收用户移动终端发送的命令，对智能设备发送单控和场景集控指令，同时将智能设备的实时状态上传到用户移动终端app显示；而用户移动终端包括智能手机、电脑、平板电脑或智能手表，主要作用是实现智能家居厂家app的安装和远程控制；而智能设备包含如语音音箱、双色温调光器、窗帘电机、红外转发器、智能插座、智能门锁、色温灯带、中央空调控制器、摄像头、门磁、人体红外探测器等；每个智能开关1上都具有多个场景按键功能，系统主机2通过紫蜂zigbee协议无线通信技术或有线485通信线对各个智能开关1上的每个场景按键功能配置不同场景组播号和不同的开关动作状态；同时用户移动终端设备和系统主机2之间通过云端服务器实现连接，云端服务器包括阿里云服务器或者华为云服务器，主要作用是实现用户移动终端和系统主机2之间的远程通信，用户移动终端设备和系统主机2之间通过internet实现云端服务器的数据交互通信，智能设备以及各个智能开关1之间均通过zigbee协议无线通信技术或有线485通信线实现数据交互通信，最终实现app远程控制智能家居系统设备。
32.智能开关1包括cpu通信模块11以及分别与cpu通信模块11电连接的flash数据存储模块12、触摸和按键检测模块13、开关控制模块14、电源供电模块15和有线网络控制模块17，有线网络控制模块17包括与cpu通信模块11电连接的rs
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485串口171；cpu通信模块11包括微处理器芯片111、无线通信发射模块112以及无线通信接收模块113，无线通信发射模块112和无线通信接收模块113均与微处理器芯片111电连接，电源供电模块15与外部市电电连接，开关控制模块14用以控制终端设备，即智能设备的开关工作。其中，flash数据存储模块12用于存储系统主机2配置时的各种不同场景号和不同场景号下开关继电器1411动作的命令值，触摸和按键检测模块13实现智能开关1每一路的触摸或按键检测；电源供电模块15包括依次连接的市电输入整流电路、开关电源芯片和直流稳压电路，通过市电220v交流电输入整流电路和开关电源芯片的电源ic电路实现交流转5v直流电源，再通过dc转dc转换器电路转3.3v直流电源，直流稳压电路稳压后分别给其他各个模块供电。
33.通过上述的方式，前期可以借助用户移动终端app、云端服务器和系统主机2，采用组播通信技术针对每个智能开关1上设有的场景功能来建立不同的组播场景，即，每个场景组播号都是唯一的，比如回家场景、会客场景、离家场景，每个组播场景都包括场景组播号和对应场景组播号下包含的成员开关动作状态值，通过场景组播号和对应场景号下包含的成员开关动作状态值来区分不同的场景，然后将建立好的场景组播号和对应场景组播号下包含的成员开关动作状态值通过紫蜂zigbee协议无线通信技术或有线485通信线发送至对应的智能开关1内，各个智能开关1通过cpu通信模块11进行接收系统主机2发送的数据，并将对应的数据通过自身的flash数据存储模块12将属于自己的场景组播号和对应场景组播号下包含的成员开关动作命令(开、停、关)进行存储。此时可以去掉或断开与用户移动终端、云端服务器以及系统主机2的连接，即脱离系统主机2，然后用户按下某个智能开关1上的某个场景按键，由于之前已经针对该按键下的场景功能建立了对应的场景组播号，因而
该智能开关1立即通过触摸和按键检测模块13将识别到的信号发送至cpu通信模块11，而cpu通信模块11通过紫蜂zigbee协议无线通信技术或有线485通信线将该flash数据存储模块12存储的场景组播号发送给其他的智能开关1，其他的智能开关1通过自身的cpu通信模块11接收信号，并通过自身的flash数据存储模块12内的数据进行检测是否已经保存了接收到的该场景组播号，如果已经有保存，则该cpu通信模块11自动调取保存该场景组播号下的成员开关动作状态值，并控制该智能开关1内的开关控制模块14执行开关动作命令，进而实现对智能设备的控制，而如果没有保存，则不需要理会，其他的智能开关1通过同样的方式执行。通过多个智能开关1的配合，实现了对智能设备和智能场景的有效控制，有效保证了智能设备和智能场景的正常运行的设备；并且对于用户来讲一方面，用户在使用智能设备时可选择是否需要中控主机设备，这样可以减少系统主机2的成本，而且也不影响客户对智能家居的体验效果，而最重要的是即便是中控系统主机2出现故障或损坏了，所有场景在不依赖于系统主机2的情况下依然能正常运行，进而有效地解决了现有智能家居系统的各种场景必须依托系统主机2来能实现的问题，提高了智能家居系统集成化功能。
34.cpu通信模块11还包括信号降噪处理芯片114、天线以及片内flash存储单元115，信号降噪处理芯片114、天线以及片内flash存储单元115均与微处理器芯片111电连接，片内flash存储单元115内置于微处理器芯片111内，且微处理器芯片111还包括rf、zigbee、lora和/或蓝牙等通信ic。智能开关1通过信号降噪处理芯片114能更好地突出信号本身而抑制噪声影响，从而帮助cpu通信模块11更好地识别信号，使各个智能开关1之间的信号互通更加稳定；通过片内flash存储单元115提高智能开关1的数据存储能力，这样可以对智能开关1分配更多的场景组播号，实现更多的场景功能，同时还可防止flash数据存储模块12因为存储数据过多，而影响读取和运行的速度。
35.开关控制模块14为开关继电器控制模块141，开关继电器控制模块141包括多个继电器1411和用于控制多个继电器1411的控制电路1412，多个继电器1411均与控制电路1412电连接，控制电路1412与cpu通信模块11电连接。继电器1411具有可靠性高、功耗小、延时精度高、工作寿命长以及可任意安装及接线方便的特点，易于长期使用，开关继电器控制模块141通过控制电路1412控制每一路的继电器1411，进而实现对智能设备的开关控制。
36.智能开关1还包括led指示灯驱动模块16，led指示灯驱动模块16包括相互电连接的led驱动电路161和led灯珠162，led驱动电路161与cpu通信模块11电连接。通过led灯珠162实时显示每一路的继电器1411动作指示或者场景触发状态指示，操作更加直观。
37.智能开关1还包括信号处理模块18，信号处理模块18与cpu通信模块11电连接，信号处理模块18为hhm1713e2的信号调节器或se2432l的pa信号放大器。通过信号调节器(hhm1713e2)或pa信号放大器(se2432l)处理cpu通信模块11输出的差分信号，提高信号的无线发射或接收通信范围以及稳定性，从而有效解决室内信号盲区的问题，提高各个智能开关1之间的信号通信范围，从而提高智能开关的适用范围。
38.使用时，在有系统主机2的情况下，前期可借助用户移动终端app、云端服务器和系统主机2，采用组播通信技术针对每个智能开关1上设有的场景功能来建立不同的组播场景，使各个智能开关1都存储好对应的组播场景号和该场景下的成员开关动作命令值，此时正常通过户移动终端app和系统主机2来直接对各个智能设备和智能场景进行控制，而智能开关不并参与整个控制过程；当系统主机2出现故障或者死机时，智能家居系统处于脱离系
统主机2的状态，此时通过按下不同智能开关1上的不同场景按键，来直接对各个智能设备和智能场景进行控制，而无需用户移动终端app、云端服务器和系统主机2的参与。
39.本实用新型提供的一种脱离系统主机实现智能家居场景控制的开关系统，能有效地实现智能家居系统内部各个智能设备在脱离系统主机的情况下，依旧可以通过局域网组播场景技术来实现智能设备之间的各种通信场景，有效地解决了现有智能家居系统的各种场景必须依托系统主机来能实现的问题。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。