电视家居控制系统及方法

摘要

本发明涉及一种电视家居控制系统及方法，系统包括家电设备和电视机，还包括控制主机和控制模块；所述家电设备的开关通过控制模块与电力线相连；所述控制主机的视频输出端与所述电视机视频输入端相连，并通过电力线向所述控制模块传输所述控制信号；所述控制主机上还设有用于接收电视遥控器发出控制信号的信号接收端。方法包括将控制模块安装在家电设备上，控制主机接收遥控器发出的对家电设备的控制信号，并将所述控制信号加载到电力线上，控制模块根据加载在电力线上的控制信号对家电设备进行控制。本发明通过在家电设备处安装与电力线连接的控制模块，并通过控制主机、电视遥控器和电视机实现对家居的智能控制。

权利要求

1.一种电视家居控制系统，包括家电设备和电视机，其特征在于，还包括用于接收控制信号的控制主机和用于根据控制信号控制所述家电设备进行工作的控制模块；所述家电设备通过控制模块与电力线相连；所述控制主机的信号输出端与所述电视机信号输入端相连，并通过电力线向所述控制模块传输所述控制信号；所述控制主机上还设有用于接收遥控器发出控制信号的信号接收端；所述控制模块一端搭载在电力线上，另一端直接与所述家电设备的控制装置相连；所述控制信号为红外控制信号；所述电视机的信号收发组件包括红外接收屏，所述红外接收屏前设有与控制主机相连的红外发射管；所述红外发射管发射的红外线阻挡在所述红外接收屏的前面；所述红外发射管与红外接收屏的信号调制频率相同。

2.根据权利要求1所述的电视家居控制系统，其特征在于，所述家电设备的控制装置为物理开关或控制主板；所述控制装置为物理开关时，所述控制模块通过电力线与物理开关相连；所述控制装置为控制主板时，所述控制模块通过信号总线与所述控制主板相连。

3.根据权利要求1所述的电视家居控制系统，其特征在于，所述控制主机包括依次相连的第一微处理器、信号处理模块和电力线信号耦合模块；所述第一微处理器用于接收电视遥控器发出的控制信号以及所述家电设备的状态信号，所述信号处理模块用于对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述电力线信号耦合模块用于将经过处理的控制信号耦合输出到电力线或将电力线上的状态信号输出到所述信号处理模块。

4.根据权利要求1所述的电视家居控制系统，其特征在于，所述控制模块包括依次相连的电力线信号耦合子模块、信号处理子模块和第二微处理器；所述电力线信号耦合子模块用于将电力线上的控制信号输出到所述信号处理子模块或将所述家电设备的状态信号输出到电力线上，所述信号处理子模块用于对所述控制信号或状态信号进行处理，所述第二微处理器根据控制信号对所述家电设备进行控制以及接收家电设备的状态信号。

5.根据权利要求1所述的电视家居控制系统，其特征在于，所述电力线还通过控制模块与无线通信模块相连。

6.根据权利要求5所述的电视家居控制系统，其特征在于，所述无线通信模块为wifi模块或3G模块。

7.根据权利要求1所述的电视家居控制系统，其特征在于，所述遥控器为电视遥控器、手机或智能终端。

8.一种采用权利要求1所述电视家居控制系统的电视家居控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将控制模块安装在家电设备上；

(2)控制主机接收遥控器发出的对家电设备的控制信号，并将所述控制信号加载到电力线上；

(3)控制模块根据加载在电力线上的控制信号对家电设备进行控制。

9.根据权利要求8所述的电视家居控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中的家电设备采用物理开关进行控制时，所述家电设备的物理开关通过控制模块连接在电力线上；

所述步骤(1)中的家电设备采用控制芯片进行控制时，所述家电设备的控制芯片的通讯总线与所述控制模块的通讯总线相连。

10.根据权利要求8所述的电视家居控制方法，其特征在于，所述控制模块将家电设备的工作状态通过电力线传输给所述控制主机；所述控制主机将电力线上加载的家电设备的工作状态显示在所述电视机上。

11.根据权利要求8所述的电视家居控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用的遥控器为电视遥控器、手机或智能终端。

说明书

电视家居控制系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及智能家居控制技术领域，特别是涉及一种电视家居控制系统及方法。

背景技术

[0002] 目前，大部分建筑物内的防火、防盗等系统都基于双绞线、同轴电缆或光缆等物理媒介进行通信。这些通信线路，虽然通信容量大，但造价高、维护难，尤其对老建筑物的改造更加不易。

[0003] 目前电力载波的应用领域主要集中在家庭智能化，公用设施智能化（比如远程抄表系统，路灯远程监控系统等）以及工业智能化（比如各类设备的数据采集）。智能家居控制系统需要对家居环境中的多个应用类别的电气设备和装置进行智能控制，具体的智能控制类别有：灯具智能控制、安防智能控制、门窗智能控制、家居仪表控制、休闲娱乐智能控制、家电设备智能控制等，同时该智能家居控制系统对所有这些控制信息进行集成管理，实现远程操作和信息回馈。现有智能家居控制系统在整体化应用设计仍然存在不足之处，比如现有的智能家居系统在装修前需要预安装家居设备的集中控制预埋线路。在装修完成后或家居安装完成后，较难实现添加或更改家居控制系统，对于装修前没有智能家居的房间也无法新增对于个别家用电器的控制，从而较难实现单独控制。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种电视家居控制系统，无须对室内重新布线，无须进行繁杂的无线网络设置，使得电视家居控制系统操作简单安装方便，使得节点的添加或更改更为简便。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电视家居控制系统，包括家电设备和电视机，还包括用于接收控制信号的控制主机和用于根据控制信号控制所述家电设备进行工作的控制模块；所述家电设备通过控制模块与电力线相连；所述控制主机的信号输出端与所述电视机信号输入端相连，并通过电力线向所述控制模块传输所述控制信号；所述控制主机上还设有用于接收遥控器发出控制信号的信号接收端；所述控制模块一端搭载在电力线上，另一端直接与所述家电设备的控制装置相连。

[0006] 所述家电设备的控制装置为物理开关或控制主板；所述控制装置为物理开关时，所述控制模块通过电力线与物理开关相连；所述控制装置为控制主板时，所述控制模块通过信号总线与所述控制主板相连。

[0007] 所述控制信号为红外控制信号。

[0008] 所述电视机的信号收发组件包括红外接收屏，所述红外接收屏前设有与控制主机相连的红外发射管；所述红外发射管发射的红外线阻挡在所述红外接收屏的前面；所述红外发射管与红外接收屏的信号调制频率相同。

[0009] 所述控制主机包括依次相连的第一微处理器、信号处理模块和电力线信号耦合模块；所述第一微处理器用于接收电视遥控器发出的控制信号以及所述家电设备的状态信号，所述信号处理模块用于对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述电力线信号耦合模块用于将经过处理的控制信号耦合输出到电力线或将电力线上的状态信号输出到所述信号处理模块。

[0010] 所述控制模块包括依次相连的电力线信号耦合子模块、信号处理子模块和第二微处理器；所述电力线信号耦合子模块用于将电力线上的控制信号输出到所述信号处理子模块或将所述家电设备的状态信号输出到电力线上，所述信号处理子模块用于对所述控制信号或状态信号进行处理，所述第二微处理器根据控制信号对所述家电设备进行控制以及接收家电设备的状态信号。

[0011] 所述电力线还通过控制模块与无线通信模块相连。

[0012] 所述无线通信模块为wifi模块、或无线数据或模拟信号传输模块。

[0013] 所述遥控器为电视遥控器、手机或智能终端。

[0014] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种电视家居控制方法，包括以下步骤：

[0015] （1）将控制模块安装在家电设备上；

[0016] （2）控制主机接收遥控器发出的对家电设备的控制信号，并将所述控制信号加载到电力线上；

[0017] （3）控制模块根据加载在电力线上的控制信号对家电设备进行控制。

[0018] 所述步骤（1）中的家电设备采用物理开关进行控制时，所述家电设备的物理开关通过控制模块连接在电力线上；所述步骤（1）中的家电设备采用控制芯片进行控制时，所述家电设备的控制芯片的通讯总线与所述控制模块的通讯总线相连。

[0019] 所述控制模块将家电设备的工作状态通过电力线传输给所述控制主机；所述控制主机将电力线上加载的家电设备的工作状态显示在所述电视机上。

[0020] 所述步骤（2）中采用的遥控器为电视遥控器、手机或智能终端。

[0021] 有益效果

[0022] 由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

[0023] 本发明通过在家电设备处安装与电力线连接的控制模块，并通过控制主机、电视遥控器和电视机实现对家居的智能控制。本发明安装与室内装修无关，不需要更换线路和电器开关，也无需进行任何繁复的设置，控制点和功能可以随意添加，控制内容可以自由更改，控制范围不受限制，被控电器的位置、状态随时显示，操作只需按一次电视遥控器即可随时随地进行控制，十分方便。

[0024] 本发明采用在红外接收屏前设置红外发射管，并且红外发射管发射的红外线阻挡在电视机红外接收屏前，使得红外接收屏处于无法接收红外线的状态，从而无法接收到遥控器发出的红外控制信号，此时遥控器发出的红外控制信号只能被与控制主机相连的红外控制信号接收端接收，如此遥控器便实现了只对控制菜单进行控制，而不对有线电视信号进行控制的目的，从而避免同时对控制菜单和电视机进行控制而导致的误操作。

[0025] 本发明中还连接有无线通信模块，通过无线通信模块作为信号接收器，如此可通过无线发送装置发出控制命令，无线通信模块收到命令后传给控制模块，控制模块将该控制命令传到电力线上后即可控制各个家电设备，从而可以实现用户在移动过程中对家电设备进行控制。

附图说明

[0026] 图1是本发明的结构示意图；

[0027] 图2是本发明中控制主机结构示意图；

[0028] 图3是本发明中控制模块结构示意图；

[0029] 图4是本发明中电视机收发组件结构示意图；

[0030] 图5是本发明的流程图。

具体实施方式

[0031] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0032] 本发明涉及一种电视家居控制系统，包括家电设备和电视机，还包括用于接收控制信号的控制主机和用于根据控制信号控制所述家电设备进行工作的控制模块；所述家电设备的开关通过控制模块与电力线相连；所述控制主机的视频输出端与所述电视机视频输入端相连，并通过电力线向所述控制模块传输所述控制信号；所述控制主机上还设有用于接收电视遥控器发出控制信号的信号接收端。所述控制模块一端搭载在电力线上，另一端直接与所述家电设备的控制装置相连。本发明通过在家电设备处安装与电力线连接的控制模块，并通过控制主机、电视遥控器和电视机实现对家居的智能控制。

[0033] 如图1所示，一种电视家居控制系统，包括依次串联的电视机顶盒101、控制主机102和电视机103，其中，电视机顶盒101用于接收有线电视电视信号104。电视机顶盒101的音频输出端直接与电视机103的音频输入端相连，视频输出端与控制主机102的视频输入端相连，控制主机102的视频输出端与电视机103的视频输入端相连。控制主机102连接在电力线上；遥控器105用于遥控电视机，其中，遥控器可以采用电视遥控器、手机或智能终端（如iPad等等）。该控制系统中的被控家电设备包括灯107、窗帘、电饭煲111、洗衣机112和温度感应器113等等，所述家电设备的控制装置为物理开关或控制主板。其中，灯107及其手动开关108与控制模块106相连；窗帘的电机109及开关110与控制模块106相连；电饭煲111的控制主板的信号总线与控制模块106相连，同时电饭煲111还通过电力线进行供电；洗衣机112的控制主板的信号总线与控制模块106相连，同时洗衣机112还通过电力线进行供电；温度感应器113的探头的信号总线与控制模块106相连，同时该探头还通过电力线进行供电；每块控制模块106均连在电力线上。控制主机102则可以通过电力线向所述控制模块106传输所述控制信号。

[0034] 值得一提的是，在电力线上还通过控制模块与无线通信模块相连，该无线通信模块可以是wifi模块或3G模块，此时无线通信模块可作为信号接收器，此时可通过无线发送装置发出控制命令，无线通信模块收到命令后传给控制模块，控制模块将该控制命令传到电力线上后即可控制各个家电设备，从而可以实现用户在移动过程中对家电设备进行控制。

[0035] 如图2所示，所述控制主机102包括依次相连的第一微处理器1021、信号处理模块1022和电力线信号耦合模块1023；所述第一微处理器1021用于接收电视遥控器发出的控制信号以及所述家电设备的状态信号，所述信号处理模块1022用于对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述电力线信号耦合模块1023用于将经过处理的控制信号耦合输出到电力线或将电力线上的状态信号输出到所述信号处理模块1022。

[0036] 如图3所示，所述控制模块106包括依次相连的电力线信号耦合子模块1061、信号处理子模块1062和第二微处理器1063；所述电力线信号耦合子模块1061用于将电力线上的控制信号输出到所述信号处理子模块或将所述家电设备的状态信号输出到电力线上，所述信号处理子模块1062用于对所述控制信号或状态信号进行处理，所述第二微处理器1063根据控制信号对所述家电设备进行控制以及接收家电设备的状态信号。

[0037] 由此可见，本发明只需将控制模块直接与家电设备的控制总线或开关相连即可实现对家电设备的控制，无需进行任何复杂的设置，本发明的安装与室内装修无关，并且安装后无需进行专业设置，不需要更换线路和电器开关，控制点和功能可以随意添加，控制内容可以自由更改，控制范围包括整个房间，被控电器的位置、状态随时显示，操作只需通过遥控器上的按键即可进行控制，十分方便。

[0038] 其中，第一微处理器和第二微处理器均可采用M16C/6S单片机，M16C/6S是内置于YITRAN公司开发的电力线调制解调器IT800的单片机，是最适用于有线通讯化的单片机。有线通讯使用的频带为100~400kHz，在最大值7.5kbps的情况下也可能进行通讯。同时，适用于微软公司主要针对家用主机网络开发的通信协议SCP（Simple Control Protocol），并能够提供适用于任何协议的DLL（Data Link Layer）程序库。最大频带即PLL频带合成器使用时为15.36MHz。

[0039] 控制主机中的信号处理模块和控制模块中的信号处理子模块均包括滤波模块和功率放大模块。其中，滤波模块主要是进行信号的滤波，以滤除电力线上的各种杂质信号，其可以是各种合适的滤波电路或器件，例如采用无源六级LC构造成的滤波器。无源六级LC构造成的滤波器的基本电路是由一些电阻、电容、电感组成的，这些电阻、电容和电感的参数本领域技术人员可根据电力线的具体情况进行选择设定。功率放大模块主要是对需要发送的信号进行放大，使得输出处的失真和噪声幅度减小，其可以是各种常用的功率放大器或功率放大电路。

[0040] 控制主机中的电力线信号耦合模块用来实现控制主机和电力线之间的信号耦合传输，控制模块中的电力线信号耦合子模块用来实现控制模块和电力线之间的信号耦合传输。控制主机中的电力线信号耦合模块和控制模块中的电力线信号耦合子模块均可以采用各种合适的电力耦合电路，如可以采用电磁耦合与阻容耦合相结合的复合耦合电路，从而既可以提高载波信号的加载效率，又可以完全的隔离电力网50赫兹的工频信号。

[0041] 本实施方式中的控制信号可以为红外控制信号。本实施方式中的电视机可以显示有线电视信号或显示控制菜单，还可以采用叠加半透明的方式将控制菜单显示在有线电视信号前，因此需要对电视机的接收组件进行改造，以避免同时对控制菜单和电视机进行控制，从而造成误操作。

[0042] 如图4所示，电视机的信号收发组件包括与微处理器1021连接的红外信号接收器1027、红外接收屏116，所述红外接收屏116前设有与控制主机102的切换开关1025相连的红外发射管115；所述红外发射管115发射的红外线阻挡在所述红外接收屏116的前面，从而在红外接收屏116前形成用于阻挡遥控器发出红外信号的光幕，实现了红外接收屏116无法接收信号的目地；所述红外发射管115与红外接收屏116的信号调制频率相同。其中，所述红外发射管115发出的红外线的强度最好不小于所述电视遥控器发出的红外控制信号的强度。
所述控制主机102包括微处理器1021，所述微处理器1021还分别与存储器1024和切换开关
1025相连；所述切换开关1025与所述红外发射管115相连，控制主机102还包括两个外接控制接口1026，外接控制接口1026用于与外接的数据库相连，可以统计家电设备的使用状况。

[0043] 该接收组件的工作方式如下：首先，通过遥控器发射一个特殊的信号（如设置遥控器上某个按键实现发送该信号，该特殊信号事先可存储在控制主机的存储器中）给电视机，电视机红外接收屏接收到该信号后，将其传输给控制主机，控制主机收到该信号后发出控制信号，控制位于电视机红外接收屏前方的红外发射管发射红外线，即通过转换开关打开红外发射管，使得发出的红外线阻挡在电视机红外接收屏的前面，此时该红外线在电视机红外接收屏之前形成了一道阻隔，此时若遥控器再发出红外控制信号时，由于红外发射管发射的红外线阻挡在电视机红外接收屏前，红外接收屏处于无法接收红外线的状态，从而无法接收到遥控器发出的红外控制信号，此时遥控器发出的红外控制信号只能被与控制主机相连的红外信号接收器接收，如此遥控器便实现了只对控制菜单进行控制，而不对有线电视信号进行控制的目的，从而避免同时对控制菜单和电视机进行控制而导致的误操作。当不需要再对控制菜单进行控制时，此时只需对着红外信号接收器发出一个关闭控制菜单的信号，控制主机接收到该信号后，会将该信号传输给控制主机，控制主机接收到该信号后便关闭红外发射管，从而使电视机红外接收屏前的红外光消失，此时遥控器又可以对电视机进行控制。

[0044] 当用户在看电视时若要遥控客厅的电灯，可先按遥控器上的N键（从而触发特殊信号），该信号被控制器的红外接收器接收并传输给控制器，控制器对信号解析后控制红外发射管发射红外线同时打开控制主机的接收端，此时电视机上显示出了控制菜单，然后用户再按遥控器上的控制键对菜单进行控制，找到客厅的电灯后，按下确定键，控制信号被控制主机的接收端接收，并通过电力线传输给客厅的电灯的控制模块，控制模块则转换开关状态（即由闭合转为开路或由开路转为闭合）；每按一次确认键即可转换一次开关的状态，电灯也随之转换一次状态（亮或灭）。当用户不再需要遥控客厅的电灯时，可按遥控器上的关闭键，控制主机接收端接收到后便转发给控制器，该控制器收到该信号后便控制红外发射管关闭（即使阻挡在红外接收屏前的红外线消失）同时光比控制主机的接收端，从而恢复电视机遥控功能。

[0045] 该接收组件还可设置为：开启红外发射管后，若控制主机在30秒内未收到控制信号，即将红外发射管和控制信号接收器同时关闭，从而恢复电视机遥控功能。

[0046] 值得一提的是，本实施例中电灯的控制模块还可以将电灯的状态信号发送至无线控制模块，无线控制模块根据该状态信号可在控制菜单中显示该电灯的状态，比如说客厅内的电灯处于打开状态时，控制菜单中的电灯后面可添加“打开”字样，客厅内的电灯处于关闭状态时，控制菜单中的电灯后面可添加“关闭”字样。

[0047] 本发明还涉及一种电视家居控制方法，如图5所示，包括以下步骤：

[0048] 步骤501，将控制模块安装在家电设备上。当家电设备采用物理开关进行控制时，所述家电设备的物理开关通过控制模块连接在电力线上；当家电设备采用控制芯片进行控制时，所述家电设备的控制芯片的通讯总线与所述控制模块的通讯总线相连。

[0049] 步骤502，控制主机接收遥控器发出的对家电设备的控制信号，并将所述控制信号加载到电力线上。其中，遥控器可以采用电视遥控器、手机或智能终端（如iPad等等）。

[0050] 步骤503，控制模块根据加载在电力线上的控制信号对相对应的家电设备进行控制。

[0051] 当用户打开控制主机需要对家电设备进行控制时，所述控制模块将家电设备的工作状态通过电力线传输给所述控制主机；所述控制主机将电力线上加载的家电设备的工作状态显示在所述电视机上。

[0052] 不难发现，本发明安装与室内装修无关，并且安装后无需进行专业设置，不需要更换线路和电器开关，控制点和功能可以随意添加，控制内容可以自由更改，控制范围包括整个房间，被控电器的位置、状态随时显示，操作只需按一次电视遥控器即可随时随地进行控制，十分方便。