CN112684714A - 一种家用电器人机交互***及其智能开关面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家用电器人机交互***，属于开关模块领域，人机交互***包括多个智能开关面板；所述智能开关面板均内嵌有WIFI自组网模块，网关用于给多个所述智能开关面板提供无线网络，云平台用于给多个所述智能开关面板提供驱动程序和/或通信协议，选择多个将所述智能开关面板中距离所述网关最近的一个或者几个所述智能开关面板配置为根节点，余下的所述智能开关面板配置为子节点。本公开的家用电器人机交互***其重构了智能开关面板联网方式，通过APP等云端操作就能够赋予任意智能开关面板的相应的功能，通过一个网关就能够使得所有智能开关面板联网。

Description

一种家用电器人机交互***及其智能开关面板

技术领域

本发明涉及开关模块领域，尤其涉及一种家用电器人机交互***以及用于上述人机交互***的智能开关面板。

背景技术

开关模块是指利用控制板和电子元器件的组合及编程，以实现电路开关模块控制的单元。相对于传统的遥控器控制方法，开关模块具备更好的网络连接功能，更加容易实现远程控制以及与手机等智能设备进行数据交互。现有的部分开关模块具有无线模块，能够使得开关模块与网络进行交互，实现联网及远程控制等，但难以实现多个开关模块的自组网以及模块化问题。

中国专利文献公开号CN207281501U公开了一种WIFI直连自组网的开关模块设备，包括WIFI通信控制模块、开关模块模块和WIFI终端控制装置，所述WIFI通信控制模块与开关模块模块通过串口通信相连接，WIFI通信控制模块与WIFI终端控制装置通过WIFI无线直接组网通讯，所述开关模块模块的调速控制输出模块与控制设备相连。该实用新型能有效地解决多个WIFI智能终端连接数的问题，多个开关模块终端自行组网，利用其中一个开关作为中继网关，实现与无线路由器的连接。上述智能开关模块设备虽提及了多个WIFI智能终端自行组网，但其无法解决多个WIFI智能终端安装位置多样，如何形成最佳自组网且同时需要保证有足够的信号强度，另外，不同的WIFI智能终端控制的执行器不同，例如：空调有美的、奥克斯、格力等多个品牌，如何能够保证插接上去的WIFI智能终端能够适配市面上的主流电器，控制不同不同类型的执行器。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种家用电器人机交互***，其重构了智能开关面板联网方式，并将所有的智能开关面板云平台进行联网，通过APP等云端操作就能够赋予任意智能开关面板的相应的功能，通过一个网关就能够使得所有智能开关面板联网。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种家用电器人机交互***，包括多个智能开关面板；所述智能开关面板均内嵌有WIFI自组网模块，网关用于给多个所述智能开关面板提供无线网络，云平台用于给多个所述智能开关面板提供驱动程序和/或通信协议，对多个所述智能开关面板与所述网关的距离进行排序，选择多个所述智能开关面板中与所述网关距离最小的一个或者几个所述智能开关面板配置为根节点，余下的所述智能开关面板配置为子节点，余下的所述子节点中处于所述根节点的信号覆盖范围内的各个子节点自动选择与之距离最近的根节点与之进行自组网，余下的所述子节点中未处于根节点的信号覆盖范围内的任一一个子节点，则自动搜寻临近的子节点，将与之临近的子节点中的信号最强的子节点作为节点中继器，并通过所述节点中继器与所述节点中继器对应的根节点进行自组网，完成自组网后，多个所述智能开关面板中的任一一个均可通过所述网关与所述云平台进行通信数据交互。

本发明优选地技术方案在于，还包括无线中继器；所述无线中继器设于所述根节点与所述子节点之间，未处于根节点的信号覆盖范围内的部分或者全部子节点通过所述无线中继器与相应的所述根节点进行自组网。

本发明优选地技术方案在于，还包括中控主机及若干第一类执行器；若干所述第一类执行器受控于所述中控主机，所述中控主机通过所述网关与多个智能开关面板进行通信数据交互，所述中控主机能够将任意一个所述智能开关面板与一个或者几个第一类执行器绑定，绑定后的所述智能开关面板从所述云平台下载与之绑定的所述第一类执行器的驱动程序和/或通信协议，并通过绑定后的所述智能开关面板控制一个或者几个与之绑定的所述第一类执行器进行执行操作。

本发明优选地技术方案在于，还包括若干第二类执行器，多个智能开关面板中的任意一个所述智能开关面板与一个或者多个第二类执行器进行绑定，绑定后的所述智能开关面板从所述云平台下载与之绑定的所述第二类执行器的驱动程序和/或通信协议，并通过绑定后的所述智能开关面板控制一个或者几个与之绑定的所述第二类执行器进行执行操作。

本发明优选地技术方案在于，所述通信数据采用AES 128位加密算法加密。

本发明优选地技术方案在于，所述智能开关面板上设置有环境监测模块、控制单元以及触控屏，所述环境监测模块包括温湿度传感器、空气质量传感器以及瓦斯气体传感器中的一种或者多种，所述环境监测模块与所述控制单元相连，所述控制单元控制所述环境监测模块上传的显示监测数据通过所述触控屏显示。

本发明优选地技术方案在于，所述智能开关面板上设置有开关模块，所述开关模块包括电源开关、红外开关、以及蓝牙开关中的一种或者多种，开关模块与所述控制单元相连，当所述触控屏接收到用户指令后，可将所述用户指令传送至所述控制单元，通过控制单元控制所述第一类执行器和/或所述第二类执行器进行执行操作。

本发明优选地技术方案在于，所述智能开关面板上设置有人机感应模块，所述人机感应模块包括红外生物感应器、距离感应器、语音识别器以及摄像头、指纹识别器中的一种或者多种，所述人机感应模块与所述控制单元相连。

本发明还提供的一种用于上述的家用电器人机交互***的智能开关面板，其中，开关模块用于控制家用电器，模块化底盒用于提供至少一个的开关模块的安装座，任意一个所述开关模块可沿横向或者纵向插接在任意一个所述的安装座上，由所有相邻的所述安装座构成所述模块化底盒的安装部，所述安装部的上部和/或下部设置有隐藏盒，所述隐藏盒的内部设置有所述WIFI自组网模块，所述隐藏盒的内部设置有环境监测模块和/或人机感应模块。

本发明优选地技术方案在于，还包括用于提供电源的电源盒子，所述模块化底盒设置有至少一个的安装槽，所述电源盒子与所述安装槽插接配合，并通过多个螺钉固定在所述安装槽的外边缘处，所述电源盒子上设置有装配引导箭头及至少一个的电源接口。

本发明的有益效果为：

本发明提供的家用电器人机交互***，设置了能为不同种类的智能开关面板提供驱动程序和/或通信协议的云平台，云平台能为自组网中所有智能开关面板提供驱动程序和/或通信协议，这样用户通过APP等云端操作就能够赋予任意智能开关面板的相应执行功能，极大增强了智能开关面板的易用性。本发明提供的智能开关面板采用模块化设计，其将信号传输与开关功能模块分离，支持不同功能的开关模块与相应的安装座进行插接，这样不仅规整了不同的开关模块的通信接口，而且能够实现不同功能的开关模块与云平台进行通信数据交互。

附图说明

图1是本发明实施例一中提供的家用电器人机交互***的第一组网示意图；

图2是本发明实施例一中提供的家用电器人机交互***的第二组网示意图；

图3是本发明实施例二中提供的家用电器人机交互***的组网示意图；

图4是本发明实施例三中提供的家用电器人机交互***的组网示意图；

图5是本发明具体实施方式中提供的智能开关面板的立体图；

图6是本发明具体实施方式中提供的智能开关面板的背视图；

图7是本发明具体实施方式中提供的智能开关面板的功能框图。

图中：

1、智能开关面板；2、网关；3、云平台；11、根节点；12、子节点；51、第一类执行器；52、第二类执行器；41、WIFI自组网模块；42、环境监测模块；43、控制单元；44、触控屏；45、开关模块；46、人机感应模块；47、模块化底盒；451、安装座；48、隐藏盒；49、电源盒子；8、无线中继器；6、中控主机；50、安装槽。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

如图1及图2所示，本实施例中提供的一种家用电器人机交互***包括多个智能开关面板1、网关2以及云平台3，多个智能开关面板1用于控制执行器执行操作，智能开关面板1均内嵌有WIFI自组网模块41，可进行WIFI的收发，WIFI自组网模块41中设置有类似于基站的发射器，能够增强单个智能开关面板1发送的无效信号的覆盖范围。网关2用于给多个智能开关面板1提供无线网络，云平台3用于给多个智能开关面板1提供驱动程序和/或通信协议。为了使得每个智能开关面板1均能够与云平台3进行通信数据交互，对多个智能开关面板1与网关2的距离进行排序，选择多个智能开关面板1中与网关2距离最小的一个或者几个智能开关面板1配置为根节点，余下的智能开关面板1配置为子节点12，余下的子节点12中处于根节点11的信号覆盖范围内的各个子节点12自动选择与之距离最近的根节点11与之进行自组网，余下的子节点12中未处于根节点11的信号覆盖范围内的任一一个子节点12，则自动搜寻临近的子节点12，将与之临近的子节点12中的信号最强的子节点12作为节点中继器，并通过节点中继器与节点中继器对应的根节点11进行自组网，完成自组网后，多个智能开关面板1中的任一一个均可通过网关2与云平台3进行通信数据交互。采用上述组网方式，能够使得家用电器人机交互***迅速的组建最佳的自组网***，根节点11由于需要承担多个子节点12的信号中继的作用，故其需要设置在离网关2相对较近的位置，当根节点11的数量和位置确定后，余下的子节点12会自动的与临近的根节点11进行组网，而未处于根节点11的信号覆盖范围内而无法与临近的根节点11进行组网的子节点12会自动与其临近的子节点12进行组网，最终迅速的完成最佳的自组网***的搭建。综上所示，本实施例中提供的家用电器人机交互***由于设置了能为不同种类的智能开关面板1提供驱动程序和/或通信协议的云平台3，云平台3能为自组网中所有智能开关面板1提供驱动程序和/或通信协议，这样用户通过APP等云端操作就能够赋予任意智能开关面板1的相应执行功能，极大增强了智能开关面板1的易用性。此外，家用电器人机交互***中的某个根节点11和与之直接或者间接相连的子节点12能够组成一个人机节点***，目前本实施例提供的智能开关面板1硬件能够支持8个人机节点***，每个人机节点***之间相互独立，通过一个待布置区域能够允许的节点数512个，最多支持1536个智能开关面板1组成家用电器人机交互***。进一步优选地，本实施例中提供的家用电器人机交互***还包括若干第二类执行器52，第二类执行器52是家用电器中的一种或者多种，例如：灯具、空调、热水器等等。多个智能开关面板1中的任意一个智能开关面板1与一个或者多个第二类执行器52进行绑定，从通过智能开关面板1上旋钮开关调节空调的温度。绑定后的智能开关面板1从所云平台3下载与之绑定的第二类执行器52的驱动程序和/或通信协议，并通过绑定后的智能开关面板1控制一个或者几个与之绑定的第二类执行器52进行执行操作。例如：某个智能酒店房间里面有1个空调、1个床头灯、1个走廊灯、1个卧室灯、1个洗手间灯、1个氛围灯以及1个电动窗帘等，将空调与具有红外控制功能的智能开关面板1进行绑定，然后从云平台3获取该空调对应的驱动程序和/或通信协议至上述智能开关面板1，就能够通过该智能开关面板1发射红外控制信号，从而控制上述空调。对于灯具进行控制时，一个智能开关面板1可以在其上面集成多个灯具控制开关，从而达到控制多个第二类执行器52的目的。

为了防止第三方进行对各个智能开关面板1之间通讯信号进行干扰及保障数据通讯的安全性，优选地，本实施例中提供的一种家用电器人机交互***，其通信数据采用AES128位加密算法加密。通信数据被加密后，其被盗窃概率发幅度降低，通过AES 128位加密算法加密极大增强了人机交互***的安全性。

为了便于智能开关面板1获取环境监测数据，进一步地，智能开关面板1上设置有环境监测模块42、控制单元43以及触控屏44，环境监测模块42包括温湿度传感器、空气质量传感器以及瓦斯气体传感器中的一种或者多种，环境监测模块42与控制单元43相连，控制单元43控制环境监测模块42上传的显示监测数据并通过触控屏44显示。温湿度传感器、空气质量传感器以及瓦斯气体传感器能够检测室内的温湿度、空气质量，如：PM2.5、PM10，以及瓦斯气体含量等。各个传感器获取相应的环境监测数据后上传至控制单元43，以便控制单元43控制触控屏44显示环境监测数据。

为了便于智能开关面板1控制家用电器，进一步地，智能开关面板1上设置有开关模块45，开关模块45包括电源开关、红外开关、以及蓝牙开关中的一种或者多种，开关模块45与控制单元43相连，当触控屏44接收到用户指令后，可将用户指令传送至控制单元43，通过控制单元43控制第一类执行器51和/或第二类执行器52进行执行操作。其中，电源开关用于控制各类型灯具，红外开关用于控制空调、热水器或者电视机等电器，蓝牙开关则适用于控制具有蓝牙功能扫地机器人等器具，或者上传、下载某些数据，以达到受控智能开关面板1的目的。

为了实现语音唤醒或者人体检测等功能，智能开关面板1上设置有人机感应模块46，人机感应模块46包括红外生物感应器、距离感应器、语音识别器以及摄像头、指纹识别器中的一种或者多种，人机感应模块46与控制单元43相连。红外生物感应器、距离感应器均能够侦测到是否有人体靠近，语音识别器及摄像头则可以通过语音或者手势对第一类执行器51或者第二类执行器52进行控制。

实施例二

如图3所示，本实施例中提供的一种家用电器人机交互***，包括多个智能开关面板1、网关2以及云平台3，多个智能开关面板1用于控制执行器执行操作，网关2用于给多个智能开关面板1提供无线网络，云平台3用于给多个智能开关面板1提供驱动程序和/或通信协议。选择多个智能开关面板1中距离网关2最近的一个或者几个智能开关面板1配置为根节点11，余下的智能开关面板1配置为子节点12，余下的子节点12中处于根节点11的信号覆盖范围内的各个子节点12自动选择与之距离最近的根节点11与之进行自组网，余下的子节点12中未处于根节点11的信号覆盖范围内的任一一个子节点12，则自动搜寻临近的子节点12，将与之临近的子节点12中的信号最强的子节点12作为节点中继器，并通过节点中继器与节点中继器对应的根节点11进行自组网，完成自组网后，多个智能开关面板1中的任一一个均可通过网关2与云平台3进行通信数据交互。实施例一与实施例二的区别在于：

本实施例中提供的家用电器人机交互***还包括无线中继器8，无线中继器8设于根节点11与子节点12之间，未处于根节点11的信号覆盖范围内的部分或者全部子节点12通过无线中继器8与相应的根节点11进行自组网。当某些子节点12与根节点11之间的距离过远且中间无需设置智能开关面板1作为节点时，可设置无线中继器8进行信号中继，从而使得未处于根节点11的信号覆盖范围内的子节点12与相应的根节点11进行自组网。

实施例三

如图4所示，本实施例中提供的一种家用电器人机交互***，包括多个智能开关面板1、网关2以及云平台3，多个智能开关面板1用于控制执行器执行操作，网关2用于给多个智能开关面板1提供无线网络，云平台3用于给多个智能开关面板1提供驱动程序和/或通信协议。选择多个智能开关面板1中距离网关2 最近的一个或者几个智能开关面板1配置为根节点11，余下的智能开关面板1配置为子节点12，余下的子节点12中处于根节点11的信号覆盖范围内的各个子节点12自动选择与之距离最近的根节点11与之进行自组网，余下的子节点12中未处于根节点11的信号覆盖范围内的任一一个子节点12，则自动搜寻临近的子节点12，将与之临近的子节点12中的信号最强的子节点12作为节点中继器，并通过节点中继器与节点中继器对应的根节点11进行自组网，完成自组网后，多个智能开关面板1中的任一一个均可通过网关2与云平台3进行通信数据交互。实施例三与实施例一、实施例二的区别在于：

本实施例中提供的家用电器人机交互***还包括中控主机6及若干第一类执行器51，若干第一类执行器51受控于中控主机6，中控主机6通过网关2与多个智能开关面板1进行通信数据交互，中控主机6能够将任意一个智能开关面板1与一个或者几个第一类执行器51绑定，绑定后的智能开关面板1从云平台3下载与之绑定的第一类执行器51的驱动程序和/或通信协议，并通过绑定后的智能开关面板1控制一个或者几个与之绑定的第一类执行器51进行执行操作。相较于第二类执行器52直接通过相应的智能开关面板1进行控制，也即直接第二类执行器52与智能开关面板1之间进行通信数据交互，本实施例中采用中控主机6来控制若干第一类执行器51进行相应的执行操作，这种情况适用于第一类执行器51比较多需要通过中控主机6进行综合控制的情形，比如：大型酒店、商场和/或写字楼等场景，此时智能开关面板1仅需要提供开关信号。

实施例四

如图5、图6及图7所示，实施例四中提供的一种智能开关面板1，用于上述的家用电器人机交互***，包括开关模块45及模块化底盒47，开关模块45用于控制家用电器，模块化底盒47用于提供至少一个的开关模块45的安装座451，任意一个开关模块45可沿横向或者纵向插接在任意一个的安装座451上，开关模块45包括电源开关、红外开关、以及蓝牙开关中的一种或者多种。由所有相邻的安装座451构成模块化底盒47的安装部，安装部的上部和/或下部设置有隐藏盒48，隐藏盒48的内部设置有WIFI自组网模块41、环境监测模块42和/或人机感应模块46。进一步优选地，智能开关面板1还包括用于提供电源的电源盒子49，模块化底盒47设置有至少一个的安装槽50，电源盒子49与安装槽插接配合，并通过多个螺钉固定在安装槽50的外边缘处，电源盒子49上设置有装配引导箭头及至少一个的电源接口，通过电源盒子49可为智能开关面板1中的开关模块45、WIFI自组网模块41、环境监测模块42和/或人机感应模块46等提供电源，环境监测模块42及人机感应模块46可选择性设置。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种家用电器人机交互***，其特征在于，包括：

多个智能开关面板；所述智能开关面板均内嵌有WIFI自组网模块；

网关；用于给多个所述智能开关面板提供无线网络；

云平台，用于给多个所述智能开关面板提供驱动程序和/或通信协议；

对多个所述智能开关面板与所述网关的距离进行排序，选择多个所述智能开关面板中与所述网关距离最小的一个或者几个所述智能开关面板配置为根节点，余下的所述智能开关面板配置为子节点，余下的所述子节点中处于所述根节点的信号覆盖范围内的各个子节点自动选择与之距离最近的根节点与之进行自组网，余下的所述子节点中未处于根节点的信号覆盖范围内的任一一个子节点，则自动搜寻临近的子节点，将与之临近的子节点中的信号最强的子节点作为节点中继器，并通过所述节点中继器与所述节点中继器对应的根节点进行自组网，完成自组网后，多个所述智能开关面板中的任一一个均可通过所述网关与所述云平台进行通信数据交互。

2.根据权利要求1所述的家用电器人机交互***，其特征在于：

还包括无线中继器；所述无线中继器设于所述根节点与所述子节点之间，未处于根节点的信号覆盖范围内的部分或者全部子节点通过所述无线中继器与相应的所述根节点进行自组网。

3.根据权利要求1或2所述的家用电器人机交互***，其特征在于：

还包括中控主机及若干第一类执行器；若干所述第一类执行器受控于所述中控主机，所述中控主机通过所述网关与多个智能开关面板进行通信数据交互，所述中控主机能够将任意一个所述智能开关面板与一个或者几个第一类执行器绑定，绑定后的所述智能开关面板从所述云平台下载与之绑定的所述第一类执行器的驱动程序和/或通信协议，并通过绑定后的所述智能开关面板控制一个或者几个与之绑定的所述第一类执行器进行执行操作。

4.根据权利要求1或2所述的家用电器人机交互***，其特征在于：

还包括若干第二类执行器；

多个智能开关面板中的任意一个所述智能开关面板与一个或者多个第二类执行器进行绑定，绑定后的所述智能开关面板从所述云平台下载与之绑定的所述第二类执行器的驱动程序和/或通信协议，并通过绑定后的所述智能开关面板控制一个或者几个与之绑定的所述第二类执行器进行执行操作。

5.根据权利要求1所述的家用电器人机交互***，其特征在于：

所述通信数据采用AES 128位加密算法加密。

6.根据权利要求1所述的家用电器人机交互***，其特征在于：

所述智能开关面板上设置有环境监测模块、控制单元以及触控屏；

所述环境监测模块包括温湿度传感器、空气质量传感器以及瓦斯气体传感器中的一种或者多种，所述环境监测模块与所述控制单元相连，所述控制单元控制所述环境监测模块上传的显示监测数据通过所述触控屏显示。

7.根据权利要求6所述的家用电器人机交互***，其特征在于：

所述智能开关面板上设置有开关模块；

所述开关模块包括电源开关、红外开关、以及蓝牙开关中的一种或者多种，开关模块与所述控制单元相连，当所述触控屏接收到用户指令后，可将所述用户指令传送至所述控制单元，通过控制单元控制第一类执行器和/或第二类执行器进行执行操作。

8.根据权利要求1所述的家用电器人机交互***，其特征在于：

所述智能开关面板上设置有人机感应模块；

所述人机感应模块包括红外生物感应器、距离感应器、语音识别器以及摄像头、指纹识别器中的一种或者多种，所述人机感应模块与所述控制单元相连。

9.一种智能开关面板，用于权利要求1至8任一项所述的家用电器人机交互***，其特征在于，包括：

开关模块，用于控制家用电器；

模块化底盒；用于提供至少一个的开关模块的安装座；

任意一个所述开关模块可沿横向或者纵向插接在任意一个所述的安装座上，由所有相邻的所述安装座构成所述模块化底盒的安装部，所述安装部的上部和/或下部设置有隐藏盒，所述隐藏盒的内部设置有所述WIFI自组网模块；

所述隐藏盒的内部设置有环境监测模块和/或人机感应模块。

10.根据权利要求9所述的智能开关面板，其特征在于：

还包括用于提供电源的电源盒子；

所述模块化底盒设置有至少一个的安装槽；

所述电源盒子与所述安装槽插接配合，并通过多个螺钉固定在所述安装槽的外边缘处，所述电源盒子上设置有至少一个的电源接口。

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