專利名稱：網絡智能控制數據終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及網絡通訊設備領域，尤其涉及具有多種控制和通信功能的智能網絡數據終端。
當今住宅小區(qū)、樓宇的管理智能化已經成為時代主流，但至今尚無一種基于網絡系統(tǒng)的智能小區(qū)的管理控制器，無法在實現(xiàn)家庭防盜報警、各種計量表自動抄表、緊急求助、煤氣泄漏報警、火災煙感報警、家用電器控制、物業(yè)管理的同時，有效提供計算機網絡通訊、傳送電子公告等功能，不能全方位滿足現(xiàn)代家庭的需要。另一方面，目前的智能小區(qū)所用控制終端設備，由于沒有提供網絡環(huán)境，也無法提供對包括查詢、購物等業(yè)務在內的電子商務支持。
本實用新型的目的是提供一種網絡智能控制數據終端，這種網絡智能控制數據終端可以克服現(xiàn)有技術的上述缺點，既可滿足諸如智能小區(qū)住戶內繁多的檢測、控制功能需求，又能提供網絡環(huán)境為用戶提供使用和操作均十分簡單方便的網絡訪問，此外，具有用戶界面直觀、組態(tài)靈活及功能全面強大等優(yōu)點。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，構造一種網絡智能控制數據終端，包括預裝在墻體上的底座6、可固定裝在底座6上的外殼1、置于外殼1上的LCD顯示屏及輸入按鍵單元2以及置于外殼1內的電路板3，所述電路板3上包括與所述顯示屏及輸入按鍵單元2連接的系統(tǒng)控制單元(SCU)4、與所述系統(tǒng)控制單元4連接的通訊網絡接口單元5，所述電路板3通過安裝在底座6上的連接器接插件單元9與底座6內的帶充放電控制的直流開關電源7以及來自墻壁的通信線、網線連接，所述帶充放電控制的直流開關電源7連接有電池8，所述系統(tǒng)控制單元4包括分別與總線連接的CPU單元41、存儲器42、顯示及鍵盤邏輯電路單元43、I/O接口及驅動電路單元44、通訊接口單元45，還包括與顯示及鍵盤邏輯電路單元43連接的第一連接器46、與所述I/O接口及驅動電路單元44連接的第二連接器47、與所述通訊接口單元45連接的第三連接器48，所述LCD顯示屏及輸入按鍵單元2與所述第一連接器46連接，所述第二連接器47、所述第三連接器48分別與所述接插件單元9、所述通訊網絡接口單元5連接。
按照本實用新型提供的網絡智能控制數據終端，其特征在于，所述通訊網絡接口單元5可以是網絡數據終端模塊，包括與總線連接的CPU單元511、存儲器單元512、通訊接口單元513、10M以太網接口控制器514，還包括與所述10M以太網接口控制器514連接的10/100M集線器單元515，與所述10/100M集線器單元515的第四連接器516，與所述通訊接口單元513連接的第五連接器517，所述第五連接器517與所述接插件單元9連接，所述第四連接器516與所述第三連接器48連接。
按照本實用新型提供的網絡智能控制數據終端，其特征在于，所述通訊網絡接口單元5可以是電話數據終端模塊(TDT)，包括與總線連接的通訊接口單元521、自動撥號摘機控制邏輯單元523，分別與所述自動撥號摘機控制邏輯單元523連接的線路分配單元522和話音調制解調器組件524，所述線路分配單元522和所述話音調制解調器組件524彼此連接，還包括與所述線路分配單元522連接的第七連接器525，與所述通訊接口單元521連接的第六連接器526，所述第六連接器526與所述第三連接器48連接，所述第七連接器525與所述接插件單元9連接。
按照本實用新型提供的網絡智能控制數據終端，其特征在于，所述通訊網絡接口單元5可以是雙向電纜通訊模塊(CDT)，包括與總線連接的CPU單元531、存儲器單元532、通訊接口單元533、接口電路單元534，還包括與所述接口電路單元534連接的電纜調制解調器單元535，與所述電纜調制解調器單元535連接的調諧器單元536，與所述調諧器單元536連接的第九連接器538，與所述通訊接口單元533連接的第八連接器538，所述第九連接器538與所述接插件單元9連接，所述第八連接器538與所述第三連接器48連接。
按照本實用新型提供的網絡智能控制數據終端，其特征在于，所述通訊網絡接口單元5可以是電纜載波通訊模塊(PDT)，包括與總線連接的CPU單元541、存儲器單元542、通訊接口單元543、接口邏輯電路單元544，還包括與所述接口電路單元544連接的電力載波組件545，與所述電力載波組件545連接的絕緣隔離組件546，與所述絕緣隔離組件546連接的第十連接器547，與所述通訊接口單元543連接的第十一連接器548，所述第十一連接器548與第三連接器48連接，所述第十連接器547與所述接插件單元9連接。
按照本實用新型提供的網絡智能控制數據終端，其特征在于，還包括通過連接器接插單元9和連接電纜線與所述通訊網絡接口單元5連接的集散式布置的擴展遠程控制單元(RIU)。
按照本實用新型提供的網絡智能控制數據終端，其特征在于，所述擴展遠程控制單元(RIU)為一簡化的單片機系統(tǒng)，包括RIU-A數據采集模塊，所述RIU-A數據采集模塊為終端系統(tǒng)直流信號輸入輸出(I/O)口的擴展口。
按照本實用新型提供的網絡智能控制數據終端，其特征在于，所述擴展遠程控制單元(RIU)為一簡化的單片機系統(tǒng)，包括RIU-B繼電器控制模塊，所述RIU-B繼電器控制模塊為控制電源通斷的、含有若干路0～220V繼電器輸出的模塊。
實施本實用新型的網絡智能控制數據終端，由于將智能化傳感控制和數據通訊模塊有機地結合起來，在居家范圍內，在提供聯(lián)網信息傳輸、各種數據采集和設備控制功能的同時，提供了網絡環(huán)境和簡潔的訪問小區(qū)及小區(qū)以外計算機網絡的功能。這種數據終端利用單片機實現(xiàn)通訊協(xié)議并采用模塊化結構，例如這種通訊網絡接口模塊(xIU)由單片機控制，根據不同的通訊介質和通訊協(xié)議可形成不同的通訊接口單元，如網絡數據接口單元(NIU)、電纜網絡數據接口單元(CIU)、電力載波網絡數據接口單元(PIU)、電話撥號網絡數據接口單元(TIU)、工業(yè)控制網絡數據接口單元(IIU)和異步通訊數據接口單元(AIU)等，適應各種傳輸介質的通訊協(xié)議的固件，根據應用需要靈活配置一個或幾個模塊。該終端具有非常友好的人機界面，采用LCD液晶漢字顯示，菜單式按鍵操作，具有使用操作簡單方便、界面直觀、組態(tài)靈活及功能全面強大等優(yōu)點。
以下結合附圖和實施例，對本實用新型作進一步闡述。附圖中

圖1為本實用新型網絡智能控制數據終端的一個典型實施例的外部結構示意圖；圖2為一個應用本實用新型網絡智能控制數據終端的系統(tǒng)的結果布局示意圖；圖3為本實用新型網絡智能控制數據終端的系統(tǒng)結構框圖；圖4為本實用新型網絡智能控制數據終端中的系統(tǒng)控制單元的原理框圖；圖5為本實用新型網絡智能控制數據終端中的LCD顯示及鍵盤單元的原理框圖；圖6為本實用新型網絡智能控制數據終端中的擴展遠程控制單元(RIU)的RIU-A模塊的原理框圖；圖7為本實用新型網絡智能控制數據終端中的擴展遠程控制單元(RIU)的RIU-B模塊的原理框圖。
圖8為本實用新型網絡智能控制數據終端中的網絡數據終端模塊的原理框圖。
圖9為本實用新型網絡智能控制數據終端中的電話通迅網絡控制模塊的原理框圖。
圖10為本實用新型網絡智能控制數據終端中的雙向電纜通訊網絡控制模塊的原理框圖。
圖11為本實用新型網絡智能控制數據終端中的電力載波通訊網絡控制模塊的原理框圖。
圖12為本實用新型網絡智能控制數據終端中的LCD顯示單元的電路結構圖；圖13為本實用新型網絡智能控制數據終端中的連接器接插單元的電路結構圖；圖14為本實用新型網絡智能控制數據終端中的系統(tǒng)控制單元4的電路原理圖；圖15為本實用新型網絡智能控制數據終端中的擴展遠程控制單元的電路原理圖；圖16為圖8所示網絡通訊控制單元(NIU)的電路原理圖。
如圖1和圖3所示，本實用新型的網絡智能控制數據終端，采用模塊化設計，裝在一個外殼1內，外殼表面裝有LCD顯示屏21，在LCD顯示屏兩側設有多個功能按鍵22，為便于安裝和維護，在安裝終端的位置上，預裝有一個底盒6，底盒6內裝有電池8、可利用市電對電池8充電的電源部分7以及與來自墻體的信號線、控制線、通信線連接的連接器9，所述連接器9還與電池、電源部分連接，所述的終端外殼2通過連接器9安裝并連接到底盒6上，即終端通過連接器9連接到信號線、控制線、通信線以及電源部分。信號控制電路板和供電電源，控制電路板包括系統(tǒng)控制單元(SCU)、LCD顯示屏及鍵盤單元、通訊網絡接口單元(xIU)、擴展遠程控制單元(RIU)和連接器接插單元；數據終端采用RIU擴展遠程控制單元集散式配置，同一網絡數據終端可連接一個或多個用戶。通訊網絡接口單元(xIU)由單片機控制，根據不同的通訊介質和通訊協(xié)議可形成不同的通訊接口單元，如網絡數據接口單元(NIU)、電纜網絡數據接口單元(CIU)、電力載波網絡數據接口單元(PIU)、電話撥號網絡數據接口單元(TIU)、工業(yè)控制網絡數據接口單元(IIU)和異步通訊數據接口單元(AIU)等。其中網絡數據接口單元(NIU)也采用單片機控制，實現(xiàn)以太網的物理層和鏈路層通訊，構成適用于以太網通訊單元，支持IEEE802.3協(xié)議、TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、ARP協(xié)議、BOOTP協(xié)議和自定義的用戶層通訊協(xié)議。
上述網絡智能控制數據終端中的供電電源為可沖放電的直流穩(wěn)壓電源，其由集成式直流開關電源和大容量電池構成電網掉電時仍能持續(xù)供電的不間斷電源。連接器接插單元由無源的連接器構成，連接于終端與被控部件，即可以獨立連接系統(tǒng)中的各種傳感器、探測器、計量儀表、輸出控制部件及通訊網絡。
圖2示出應用本實用新型終端構造的系統(tǒng)的基本布局，其中，傳感部分連接有燃氣泄漏探頭、雙鑒微波紅外探頭、門磁簧開關、窗戶開關、水表傳感裝置、氣表傳感裝置、電表傳感裝置、應急按鈕、火警煙感器等，控制部分連接照明系統(tǒng)、警燈、其它家用電器等，該終端的通信部分通過路由器連接到INTERNET網，通過局部網連接到中央服務器、中央控制器，以及通過電話機連接到電話網。
圖4和圖14分別示出系統(tǒng)控制單元SCU的框圖和電路原理圖，如圖所示，該系統(tǒng)控制單元4用于實現(xiàn)對各輸入/出端口連接的傳感器、計量儀表的狀態(tài)和數據采集功能，處理各種工作狀態(tài)和系統(tǒng)的人機界面鍵盤操作和LCD顯示數據，以及與聯(lián)網的主機和其它設備數據通訊的功能，從其組成結構上來看，包括分別與總線連接的CPU單元41、存儲器42、顯示及鍵盤邏輯電路單元43、I/O接口及驅動電路單元44、通訊接口單元45，還包括與顯示及鍵盤邏輯電路單元43連接的第一連接器46、與所述I/O接口及驅動電路單元44連接的第二連接器47、與所述通訊接口單元45連接的第三連接器48，所述LCD顯示屏及輸入按鍵單元2與所述第一連接器46連接，所述第二連接器47、所述第三連接器48分別與所述接插件單元9、所述通訊網絡接口單元5連接。在電路圖中，U8是CPU，U7是鎖存器，U2是門陣列邏輯，U6是外部存儲器，U1是看門狗，U12是看門狗啟動電路，U13是DC/DC變換電路，實現(xiàn)12V-5V的變換。
如圖5所示，LCD顯示單元21及鍵盤單元22通過連接器23與系統(tǒng)控制單元4連接，其中，LCD單元的電路如圖12所示。
圖6和圖7分別示出擴展遠程控制單元(RIU)的RIU-A模塊和RIU-B模塊的原理框圖。如圖6、圖7所示，擴展遠程控制單元(RIU)為一簡化的單片機系統(tǒng)，其包括RIU-A數據采集模塊和RIU-B繼電器控制模塊；RIU-A數據采集模塊為終端系統(tǒng)直流信號輸入輸出(I/O)口的擴展口；RIU-B繼電器控制模塊為控制電源通斷的、含有若干路0～220V繼電器輸出的模塊。該單元通過HOMEBUS(如RS-485)與系統(tǒng)控制單元(SCU)連接。圖15示出了電路原理圖，其中U2是CPU，U4是看門狗，U1是參數存儲E2ROM。
圖8和圖16分別為本實用新型網絡智能控制數據終端中的網絡接口單元NIU的框圖和電路原理圖，所述網絡接口單元5用于提供物理層和鏈路層的通訊連接，并有協(xié)議過濾和數據存儲、接收、轉發(fā)功能，可以用不同的功能模塊來配合不同通訊媒介和挑選協(xié)議，具體可以是網絡數據終端模塊，它采用單片機控制，實現(xiàn)以太網的物理層和鏈路層通訊，構成以太網通訊單元，支持IEEE802。3協(xié)議。從其結構上看，包括與總線連接的CPU單元511、存儲器單元512、通訊接口單元513、10M以太網接口控制器514，還包括與所述10M以太網接口控制器514連接的10/100M集線器單元515，與所述10/100M集線器單元515的第四連接器516，與所述通訊接口單元513連接的第五連接器517，所述第五連接器517與所述接插件單元9連接，所述第四連接器516與所述第三連接器48連接。在其實現(xiàn)電路中，U1是CPU，U5是看門狗，U2是地址鎖存器，U3是數據鎖存器，U11、U12是與U4配套的濾波器，U4是網卡芯片，U8是HUB芯片，U6是網卡參數鎖存器。
圖9示出電話通迅網絡控制模塊(TIU)的原理框圖。它采用單片機控制，實現(xiàn)電話線上的數據傳輸，可用于構成調制解調器通訊單元。
圖10示出雙向電纜通訊網絡控制模塊的原理框圖。
圖11示出電力載波通訊網絡控制模塊(PIC)的原理框圖。它采用單片機控制實現(xiàn)電力載波網數據通訊，構成適用于電纜調制解調器通訊單元，支持HOME BUS協(xié)議與系統(tǒng)控制單元SCU和其他單元電路。
圖13示出本實用新型網絡智能控制數據終端中的連接器接插單元的電路結構。
下面從用戶端和系統(tǒng)端對本實用新型的功能作相應描述一、用戶端中文菜單式操作方式在不同狀態(tài)下，按鍵的功能直接由中文菜單提示，使已經非常簡單的操作更加直觀，用戶可以在不看操作說明書的情況下完成操作。
1、設置預警提示功能用戶在家時，在設防的狀態(tài)下，因用戶不注意引起誤報，亦不會產生不必要的干攏。
2、靈活的控制策略下載用戶可以根據實際安放的各類報警傳感器、探測器及各類將需要受控制設備的情況，依照使用習慣制定控制策略，通過主機下載，靈活方便地修改控制策略。
3、聯(lián)網報警用戶家里一旦出現(xiàn)警情，不但可以及時向小區(qū)保安報警，同時亦可向110及用戶指定的移動電話、CALL機、電話、電子郵件等發(fā)出報警信息。
4、報警聯(lián)動功能對于每個用戶的報警可以通過連接在數據終端的輸出控制端上的開關、閥門及其他聯(lián)動機構實現(xiàn)聯(lián)動，切斷警源。
5、智能組合檢測狀態(tài)對用戶家庭安防傳感器探測器實現(xiàn)智能組合檢測，其智能檢測的策略可以靈活設置，對用戶的活動空間的限制減少到最注，通過模糊算法，大大減少誤報，漏報發(fā)生的概算。
6、家庭度量儀表數據自動采集可以精確地將各計量儀表的讀數采集并保存在數據終端和系統(tǒng)主機中，即使斷電也不會丟掉數據。系統(tǒng)可以方便實時地校準讀數。
7、電器遠程自動控制對用戶的家用電器、照明可以通過電話、電腦及其他通訊設備實現(xiàn)遠程通斷控制。
8、集散式結構由于數據終端采用了典型的集散式的結構，可以按需要實現(xiàn)由一臺數據終端靈活組成連接一戶或多個用戶(采用RIU配置)的方案。
9、電子公告對于小區(qū)的公共信息、針對不同用戶特定的信息可以通過系統(tǒng)主機下載到用戶的數據終端上，一次可以多達八條，信息到達時，有提示功能。
10、用戶電腦上網功能數據終端可直接實現(xiàn)電腦訪問INTRANET通訊、一臺數據終端同時可以支持6臺電腦，大大減少了布線和網絡成本。
二、系統(tǒng)端1、高速大容量網絡支持10/100/1000MHz bp/s傳輸速率?？梢灾苯舆B接5000個用戶。
2、圖示化的界面為系統(tǒng)提供簡單的配置方式，可以只用鼠標和鍵盤完成全部的值班操作。
3、數據自動備份報警數據、用戶家庭的設備狀態(tài)、操作值班處理過程等自動備份，長時間保存。
4、INTERNET連接可與國際互連網寬帶高速連接，網上瀏覽更快。
5、家庭網絡通訊電子郵件、遠程控制通訊連接。
6、松造數字化生活環(huán)境電子商務、網上娛樂、網上教育、網上新聞、網上信息、BBS等。
7、小區(qū)綜合物業(yè)管理社區(qū)信息發(fā)布、各種社區(qū)服務計費等。
以下為本實用新型的主要性能指標工作電壓110V～250V；工作頻率50～60Hz；工作溫度-10～+50℃；信號輸入端口16個；直流輸出端口4個；HOMEBUS(RS-485)接口1個；可連接32個RIU；RJ-45網絡接口2個，可擴展到6個；報警響應時間＜1秒。
為了方便擴展更多的輸入、輸出端的數據采集和設備控制，系統(tǒng)配套擴展單元模塊RIU是系列的。構成該終端內部系統(tǒng)的網絡不僅僅局限于以太網單一形式，也可以是現(xiàn)有成熟的各種網絡形式，完全滿足不同的傳輸介質連接需要。所述終端的供電電源為可沖放電的直流穩(wěn)壓電源，其由集成式直流開關電源和大容量電池構成電網掉電時仍能持續(xù)供電的不間斷電源。所述連接器接插單元由無源的連接器構成，連接于所述終端與被控部件。
權利要求1.一種網絡智能控制數據終端，包括外殼、置于外殼上的LCD顯示屏及輸入按鍵以及置于殼內的控制電路板，其特征在于，所述控制電路板包括與所述顯示屏及輸入按鍵連接的系統(tǒng)控制單元(SCU)、與所述系統(tǒng)控制單元連接的通訊網絡接口單元。
2.根據權利要求1所述的網絡智能控制數據終端，其特征在于，還包括通過連接器接插單元和連接電纜線與所述通訊網絡接口單元連接的集散式布置的擴展遠程控制單元(RIU)。
3.根據權利要求2所述的網絡智能控制數據終端，其特征在于，所述擴展遠程控制單元(RIU)為一簡化的單片機系統(tǒng)，包括RIU-A數據采集模塊或RIU-B繼電器控制模塊，所述RIU-A數據采集模塊為終端系統(tǒng)直流信號輸入輸出(I/O)口的擴展口；所述RIU-B繼電器控制模塊為控制電源通斷的、含有若干路0～220V繼電器輸出的模塊。
4.根據權利要求1所述的網絡智能控制數據終端，其特征在于，所述通訊網絡接口單元由單片機控制，根據不同的通訊介質和通訊協(xié)議可形成不同的通訊接口單元，如網絡數據接口單元(NIU)、電纜網絡數據接口單元(CIU)、電力載波網絡數據接口單元(PIU)、電話撥號網絡數據接口單元(TIU)、工業(yè)控制網絡數據接口單元(IIU)和異步通訊數據接口單元(AIU)等。
5.根據權利要求1所述的網絡智能控制數據終端，其特征在于，所述終端的供電電源為可沖放電的直流穩(wěn)壓電源，其由集成式直流開關電源和大容量電池構成電網掉電時仍能持續(xù)供電的不間斷電源。
6.根據權利要求1所述的網絡智能控制數據終端，其特征在于，所述連接器接插單元由無源的連接器構成，連接于所述終端與被控部件。
專利摘要一種網絡智能控制數據終端,包括LCD顯示屏及輸入按鍵單元、與顯示屏及輸入按鍵單元連接的系統(tǒng)控制單元以及與系統(tǒng)控制單元連接的通訊網絡接口單元。它可以在提供各種數據采集和設備控制功能同時,提供網絡環(huán)境和簡潔的訪問本地和遠程網絡的功能。其中,通訊網絡接口單元可根據不同的通訊介質和通訊協(xié)議實現(xiàn)不同的接口。該終端具有良好的界面,采用LCD液晶漢字顯示和菜單式按鍵操作,具有使用操作簡單方便、界面直觀、組態(tài)靈活及功能全面等優(yōu)點。
文檔編號G06F15/16GK2442321SQ0022781
公開日2001年8月8日 申請日期2000年4月7日 優(yōu)先權日2000年4月7日
發(fā)明者王大力, 曾建希, 姚兆東 申請人:深圳市交大科技實業(yè)有限公司