一种智能控制设备的控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制系统及其控制方法，尤其涉及一种智能控制设备的控制系统及其控制方法。
背景技术
随着通信技术、控制技术以及计算机技术的不断发展，家居、酒店、办公等生活中的各类电器、工具等设备也逐步进入智能化的控制技术领域。同时，人们通过使用多种多样的设备满足生活环境和品质提升的需求，例如，灯光、空调、窗帘、电视的控制，音乐播放设备、空气质量检测、环境参数检测及其控制等。传统的智能化设备通常是相互独立控制的，需要用户手动操控，自动化程度较差，无法满足用户的多元化需求；因此，采用智能设备控制系统进行智能设备的统一控制，当前的智能控制系统通常以中心控制装置或者网关为中心进行控制，存在以下缺点：
1：无论智能设备多少，中心控制装置或者网关必须要存在；
2：中心控制装置或者网关，所有设备都不能工作；
3：以中心控制装置为中心，所有设备与指挥装置的接线全部汇聚到中心控制装置，走线距离非常长，接线复杂；
4：以网关为中心，指挥装置与执行装置连接后形成固定连接，无法灵活调整；
5：需要专业人员配置，普通工人或电工无法管理；
6：故障恢复时间长，需要专业人员到现场处理，维修成本高；
7：针对每个项目都会发生一些定制，产品标准化程度低，无法实现大规模标准化生产。
8.跨领域应用局限性严重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种智能控制设备的控制系统及其控制方法，通过标准化的协议实现控制指令的传输与解析，摆脱指挥装置与被控设备之间的空间限制，实现控制方式和执行电路的标准化，配置灵活，维护方便。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种智能控制设备的控制系统及其控制方法，包括指挥层、传输层、解析层和执行层，所述指挥层包括指令触发装置(如：面板的按键)，所述指令触发装置通过自身或者外部条件的满足触发生成控制指令(如：各种传感装置)，交由传输层进行发送；所述传输层包括指令传输固件程序，所述指令传输固件程序接收来自指挥层的控制指令数据包，并进行安全验证后发送到解析层；所述解析层包括指令解析固件程序，所述指令解析固件程序将传输层转送过来的控制指令按照指令解析协议转换成被控设备目标状态数字；所述执行层包括指令转换装置，所述指令转换装置将目标状态数字转换成逻辑电路或协议信号，驱动连接在物理接口上的被控设备进行工作状态切换。
进一步地，所述执行层设置在执行装置中，所述执行装置为多个，每个所述的执行装置控制对应连接的被控设备；所述指挥层设置在指挥装置中，所述指挥装置为多个，所述指挥装置控制至少一个执行装置，所述执行装置可由多个指挥装置控制。
进一步地，所述解析层设置在执行装置中，所述传输层设置在指挥装置中，所述执行装置执行控制命令控制被控设备。
进一步地，所述指挥层的控制指令按照定义的指令管理协议制订，所述指令管理协议规定了按键类型、操作功能及其对应指令集的管理规则。
进一步地，所述传输层按照定义的短报文传输协议和安全控制协议进行数据接收和安全验证，所述短报文传输协议为通过既定通讯网络进行数据传输的规则，包括数据的格式、数据打包/拆包的规则、数据容量与限制的规则；所述安全控制协议是防止非法获取控制权的安全防范机制，防止未定义设备侵入、抓取或篡改通讯数据，具体包括身份有效性验证、时效性验证和密钥验证。
进一步地，所述解析层的指令解析协议规定了控制指令与执行层连接的被控设备目标状态数字之间对应关系；所述执行层按照数字化驱动协议将目标状态数字转换成逻辑电路或协议信号，所述数字化驱动协议规定目标状态数字转换成逻辑电路驱动控制的标准方式。
本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种智能控制设备控制系统的控制方法，包括如下步骤：S1：将被控设备按控制方式归纳成“开/关/停/+/-/翻转/场景”7类，并将每种被控设备的可工作状态对应于状态数字0-n；S2：对应每种被控设备的类别，对应一套数字化驱动协议，确定执行装置的逻辑电路；S3：根据指挥装置制定指令管理协议和指令解析协议，确定控制指令、状态数字和被控设备状态之间的对应关系；S4：根据设定的指挥装置和执行装置间的网络通讯方式制定安全控制协议和短报文传输协议；S5：在指挥装置部署指令传输固件程序，在执行装置部署指令解析固件程序；S6：指挥装置发出控制指令，执行装置接收控制指令后控制被控设备执行，切换到目标状态。
进一步地，所述被控设备包括简单控制类设备和复杂控制类设备，简单控制类包括开关类设备：设备只有开和关两种状态；调节类设备：设备通过调节参数+/-改变工作状态；翻转类设备：设备在设定的几种工作状态间循环切换；复杂控制类设备包括协议类设备：通过数据格式或协议转换改变设备工作状态。
进一步地，所述步骤S2中执行装置的逻辑电路根据被控设备类型确认，简单控制类被控设备，执行装置的逻辑电路通过多个数字量输入输出组合，形成2n个逻辑电路状态来对应于状态数字，具体电路实现方式可以因不同的设计思路而有所不同；复杂控制类被控设备，执行装置的逻辑电路，通过单片机实现状态数字0-n与设备状态的转换及驱动执行。
进一步地，所述指挥装置的功能按键包括：开，发出打开设备命令；关，发出关闭设备命令；停，发出停止当前正在执行的动作的命令；+1，发出当前状态+1，或进入下一个工作状态的命令，并且定义到顶返回或者停留；-1，发出将当前状态-1，或回到前一个工作状态的命令，并且定义到顶返回或者停留；场景，发出一条场景指令，让一个或多个相关设备切换到预先设定的工作状态。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的智能控制设备的控制系统及其控制方法，将所有被控设备的控制方式统一成0-n的数字，执行电路的接口数字化，并将执行电路按被控设备的种类标准化，使得执行电路部分成为独立标准件；控制指令通过标准化协议进行传输与解析摆脱指挥装置与被控设备之间的空间限制，实现就近接线，按需控制；安全控制协议保证控制通讯过程的安全性；指挥装置的功能可配置，控制方式灵活；标准化的设置，维护简单方便。本发明彻底解决智能硬件在跨领域应用中的限制，让智能硬件天然适用于酒店、家居、办公、医养、会所等各个领域，而不会产生因应用领域不同带来的各种不适应。
附图说明
图1为本发明实施例中智能控制设备的控制系统通用结构图；
图2为本发明实施例中智能控制设备的控制系统架构图；
图3为本发明实施例中智能控制设备控制系统的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明实施例中智能控制设备的控制系统及其控制方法结构示意图。
请参见图1，本发明实施例的智能控制设备的控制系统，包括指挥层、传输层、解析层和执行层，所述指挥层包括指令触发装置，所述指令触发装置通过自身或者外部触发生成控制指令，交由传输层进行发送；所述传输层包括指令传输固件程序，所述指令传输固件程序接收来自指挥层的控制指令数据包，并进行安全验证后发送到解析层；所述解析层包括指令解析固件程序，所述指令解析固件程序将传输层转送过来的控制指令按照指令解析协议转换成被控设备目标状态数字；所述执行层包括指令转换装置，所述指令转换装置将目标状态数字转换成逻辑电路或协议信号，驱动连接在物理接口上的被控设备进行工作状态切换。
具体地，本发明实施例的智能控制设备的控制系统，指挥层的控制指令按照定义的指令管理协议制订，所述指令管理协议规定了按键类型、操作功能及其对应指令集的管理规则。传输层按照定义的短报文传输协议和安全控制协议进行数据接收和安全验证，所述短报文传输协议为通过既定通讯网络进行数据传输的规则，包括数据的格式、数据打包/拆包的规则、数据容量与限制的规则；所述安全控制协议是防止非法获取控制权的安全防范机制，防止未定义设备侵入、抓取或篡改通讯数据，具体包括身份有效性验证、时效性验证和密钥验证。解析层的指令解析协议规定了控制指令与执行层连接的被控设备目标状态数字之间对应关系；所述执行层按照数字化驱动协议将目标状态数字转换成逻辑电路或协议信号，所述数字化驱动协议规定目标状态数字转换成逻辑电路驱动控制的标准方式。
通过加入传输层，并引入通讯协议以及安全控制的机制，实现了一个按键触发的指令可以被发送给网络内的不同物理位置上的任何一个执行装置去执行，摆脱了物理空间上的限制。例如，在卧室内指挥装置面板上的某个按键名称为客厅全关，物理上此按键跟客厅的任何设备没有连接，位于卧室时，可以通过按一下客厅全关按键关闭客厅所有设备，而无需到客厅去关各种电气设备。
请参见图2，本发明实施例的智能控制设备的控制系统，执行层设置在执行装置中，所述执行装置为多个，每个所述的执行装置控制对应设置的被控设备；所述指挥层设置在指挥装置中，所述指挥装置为多个，所述指挥装置控制至少一个执行装置，所述执行装置可由多个指挥装置控制。所述解析层设置在执行装置中，所述传输层设置在指挥装置中，所述执行装置执行控制命令控制被控设备。可以定义多个指挥装置控制同一个执行装置，从而最终实现：就近接线、随需配置、随心可变的灵活架构。
请参见图3，本发明实施例的智能控制设备控制系统的控制方法，包括如下步骤：S1：将被控设备分类，并将被控设备的各种状态对应于状态数字0-n；S2：根据被控设备的类别，制定数字化驱动协议，确定执行装置的逻辑电路；S3：根据选择的指挥装置制定指令管理协议和指令解析协议，确定控制指令、状态数字和被控设备状态之间的对应关系；S4：根据指挥装置和执行装置间的网络通讯方式制定安全控制协议和短报文传输协议；S5：在指挥装置部署指令传输固件程序，在执行装置部署指令解析固件程序；S6：指挥装置发出控制指令，执行装置接收控制指令后控制被控设备执行，切换到目标状态。
具体地，本发明实施例的智能控制设备控制系统的控制方法，被控设备包括简单控制类设备和复杂控制类设备，简单控制类包括开关类设备：设备只有开和关两种状态；调节类设备：设备通过调节参数+/-改变工作状态；翻转类设备：设备在设定的几种工作状态间循环切换；复杂控制类设备包括协议类设备：通过数据格式或协议转换改变设备工作状态。
具体地，本发明实施例的智能控制设备控制系统的控制方法，步骤S2中执行装置的逻辑电路根据被控设备类型确认，简单控制类被控设备，执行装置的逻辑电路通过多个数字量输入输出组合，形成2n个逻辑电路状态来对应于状态数字，具体电路实现方式可以因不同的设计思路而有所不同；复杂控制类被控设备，执行装置的逻辑电路，通过单片机实现状态数字0-n与设备状态的转换及驱动执行，n为自然数。
优选地，本发明实施例的智能控制设备控制系统的控制方法，指挥装置的功能按键包括：开，发出打开设备命令；关，发出关闭设备命令；停，发出停止当前正在执行的动作的命令；+1，发出当前状态+1，或进入下一个工作状态的命令，并且定义到顶返回或者停留；-1，发出将当前状态-1，或回到前一个工作状态的命令，并且定义到顶返回或者停留；场景，发出一条场景指令，让一个或多个相关设备切换到预先设定的工作状态。实现指挥装置按键的标准化。
综上所述，本发明实施例的智能控制设备的控制系统及其控制方法，将所有被控设备的控制方式统一成0-n的数字，执行电路的接口数字化，并将执行电路按被控设备的种类标准化，使得执行电路部分成为独立标准件；控制指令通过标准化协议进行传输与解析摆脱指挥装置与被控设备之间的空间限制，实现就近接线，按需控制；安全控制协议保证控制通讯过程的安全性；指挥装置的功能可配置，控制方式灵活；标准化的设置，维护简单方便。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
