技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种基于嵌入式系统的智能控制器，更具体的说，尤其涉及一种可实现多种总线形式通信、多种
传感器和表计
信号采集以及可对多种用电设备控制的基于嵌入式系统的智能控制器。
背景技术
[0002] 智能控制器指在仪器、设备、装置或系统中为了实现控制而设计的计算机控制单元，它一般是以单片
机芯片（MCU）或
数字信号处理器（DSP）芯片为核心，依据不同功能要求辅之外围模拟及数字
电子电路，并置入相应的计算机
软件程序，经电子加工工艺制造而成的核心控制部件。
[0003] 智能控制器以自动控制理论为
基础，集成了自动控制技术、微电子技术、电
力电子技术、传感器技术、通信技术等诸多
门类技术而形成的高科技产品。智能控制器并非以终端产品的形态工作，而是作为核心部件内置于仪器设备、装置或系统中，在其中扮演神经中枢和大脑的
角色，广泛应用于
家用电器、电动工具、
汽车电子、健康护理产品及智能建筑与家居等终端产品中。
[0004] 目前的智能控制器一般采用
单片机作为控制单元，执行单一的智能控制功能。如智能照明控制器，用于建筑照明
灯具的控制；智能
路灯控制器，用于区域或城域的路灯系统控制；智能
空调控制器，用于空调的控制；智能家居控制器，用于家居中的照明、空调及安防的各种设备的控制。
[0005] 采用单片机作为
微控制器实现的智能控制器，由于受到单片机资源的限制，难于完成复杂的智能控制功能。主要缺点有：
[0006] ①、处理能力弱，功能单一。如照明控制器只能完成
建筑物内的各种灯具的控制，路灯控制器只能完成路灯的回路和单灯控制。空调节能控制器只能完成空调的节能控制。一个智能系统中需要对各种设备进行智能控制，就需要各种类型的智能控制器。系统复杂，设备重复投入。同时，无法实现强大的信息收集和处理能力。
[0007] ②、通信功能弱。常见的通信方式有RS-485总线、CAN总线、无线通信、电力载波（PLC）、红外等。一般控制器都只有其中的一种或两种通信方式，少数具备WiFi或以太网通信。
[0008] ③、程序升级困难。单片机一般都不具备远程程序升级功能，一旦需要对控制程序进行升级或修复BUG，都只有到现场用专用的开发工具才能完成。
[0009] ④、
人机界面简单。输入方式一般采用
键盘，显示方式一般为
LED灯、数码管或点阵式LCD屏。
[0010] ⑤、操作复杂。每种控制器都有不同的使用操作步骤，难以统一。对使用维护人员要求较高。
[0011] 智能控制器的核心功能是提高用电设备的效率、
精度和智能化。近年来，智能移动终端的快速发展
加速了全球
物联网产业的发展，原本以 PC 机为终端的互联网时代加入了移动终端，并进一步向物物相连发展。智能家居、智能楼宇、智能社区乃至智慧城市出现发展雏形。
[0012] 物联网的发展需要大量的分布式的信息收集和处理终端，这样就要求智能控制器除了自身完成的智能控制外，还必须具有强大的信息收集和处理能力，这就是我们开发的基于嵌入式系统的智能控制器，将是现有传统智能控制器产品的升级产品。
发明内容
[0013] 本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于嵌入式系统的智能控制器。
[0014] 本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，包括嵌入式系统核心板、辅助单片机、
开关稳压电源和各种
接口电路，嵌入式系统核心板由
微处理器及与其相连接的
存储器构成；其特征在于：所述各种接口电路为设置于嵌入式系统核心板上的音频接口、红外接口、以太网接口、SD接口、I2C接口、CSI接口、LCD接口、多个USB接口以及多个串口；通过接口电路的扩展，实现嵌入式系统核心板与各种内置或外接设备的连接；音频接口用于连接音频输入、音频输出设备，红外接口用于连接红外发射、红外接收器件；以太网接口连接有实2
现以太网通信的物理接口芯片，SD接口用于插入TF卡，IC接口用于连接电容
触摸屏，CSI接口用于连接摄像头，LCD接口用于连接
液晶显示器；
[0015] 多个USB接口分别作为USB OTG接口、内置USB接口、连接内置WiFi模
块，内置WiFi模块用于实现嵌入式系统核心板的WiFi通信；多个串口模块分别作为485接口电路1、485接口电路2、485接口电路3、调试接口、连接内置Zigbee模块以及与辅助单片机相通信；Zigbee模块用于实现嵌入式系统核心板的Zigbee通信，485接口电路1、485接口电路2、485接口电路3分别作为传感器接口、输出设备接口、表计采集接口。
[0016] 本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，包括后备
电池，后备电池用于提供+3V
电压；开关稳压电源的输入端连接12V直流电源，开关稳压电源输出+5V和+3.3V电压；音频接口连接的音频输入、音频输出设备分别为话筒和扬声器；所述辅助单片机连接有照度传感器、温
湿度传感器和电源按键。
[0017] 本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，所述微处理器采用ARM Cortex-A系列处理器，存储器包括NAND FLASH存储器和DDR3存储器，微处理器连接有
晶体振荡器。
[0018] 本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，智能控制器通过485接口电路或Zigbee模块连接有照度传感器、人体感应传感器、人数传感器、开关面板和场景面板，通过485接口电路或Zigbee模块连接有多个智能输出模块和多个智能调光模块，智能输出模块、智能调光模块分别控制照明灯具的开关、调光灯具的
亮度；智能控制器通过以太网接口或内置WiFi模块与
服务器进行通信。
[0019] 本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，智能控制器通过485接口电路或Zigbee模块连接有
温度传感器、人体感应传感器、人数传感器、场景面板，通过485接口电路或Zigbee模块连接有智能输出模块或智能插座、智能红外转发器、VRV空调网关、智能温控器，智能输出模块或智能插座及智能红外转发器实现对分体空调的控制，VRV空调网关、智能温控器分别实现对VRV空调、中央空调的控制；智能控制器通过以太网接口或内置WiFi模块与服务器进行通信。
[0020] 本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，智能控制器通过485接口电路连接有照度传感器，通过USB接口连接有电力载波模块，通过不同的485接口电路连接有回路扩展模块和远传电表；回路扩展模块用于对交流
接触器的通断电状态进行控制，远传电表与路灯开关相连接，以控制路灯线路电源的开关状态，再经过远传电表与各个路灯开关相连接；远传电表用于计量用电量；电力载波模块控制每个路灯开关的开关状态和故障查询；智能控制器通过以太网接口或内置WiFi模块与服务器进行通信。
[0021] 本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，智能控制器通过485接口电路连接有室外温度传感器、室内温度传感器、进
水温度传感器、回水温度传感器，通过485接口电路连接有
电动阀门控制器，驱动暖通系统上的电动三通阀对开启度进行控制；智能控制器通过以太网接口或内置WiFi模块与服务器进行通信。
[0022] 本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，智能控制器通过USB接口连接有MBUS主站模块、CAN总线模块、PLC通信模块，分别用于MBUS总线仪表或设备、CAN总线仪表或设备、PLC通信仪表或设备的
数据采集；通过485接口电路采集485总线远传表计，智能控制器通过以太网接口或内置WiFi模块与服务器进行通信。
[0023] 本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，智能控制器通过485接口电路或Zigbee模块连接有人体感应传感器、开关面板、场景面板，通过蓝牙模块或Zigbee模块连接有健身设备、医疗监控设备，通过485接口电路或Zigbee模块连接有智能输出模块或智能插座、智能红外转发器、智能调光模块、电动窗帘模块，通过485接口电路连接远传电表、水表、燃气表、热量表；智能输出模块或智能插座对灯具、空调、电视、音响、
热水器、饮水机电源的通断状态进行控制，智能红外转发器实现空调、电视、音响、热水器的红外遥控控制，智能调光模块对调光灯具的亮度进行控制，电动窗帘模块对电动窗帘的开闭进行控制；智能控制器通过以太网接口或内置WiFi模块与楼宇服务器进行通信。
[0024] 本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器，智能控制器通过485接口电路或Zigbee模块连接有
环境温度传感器、人体感应传感器、人数传感器、空气
质量传感器、无线门
磁传感器、RFID考勤机、RFID
读卡器，通过USB接口连接有USB延长器，通过内置WiFi模块连接有WiFi摄像头，通过485接口电路或Zigbee模块连接有智能输出模块或智能调光模块、智能插座、智能输出模块和智能无线转发器、电动窗帘模块、两个智能输出模块或智能插座；智能输出模块或智能插座分别对教学系统、换气系统的电源开关状态进行控制，智能输出模块或智能调光模块对照明系统进行控制，智能输出模块和智能无线转发器对空调系统进行控制，电动窗帘模块对遮阳系统进行控制；智能控制器通过以太网接口或内置WiFi模块与校园服务器进行通信。
[0025] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的智能控制器，嵌入式系统核心板上集成2
了音频接口、红外接口、以太网接口、SD接口、IC接口、CSI接口、LCD接口、多个USB接口以及多个串口，可同时进行多种方式的通信、多种传感和表计数的采集，同时可控制多种用电设备，具有通用性好、综合性强、设备可复用、程序开发和安装方便、操作方便、软
硬件升级容易的优点。
[0026] 本实用新型的智能控制器的优点体现在：
[0027] ①、通用性好，通过安装不同
应用软件就可以实现各种类型的智能控制器、智能采集器、智能网关等功能。可以大大减少设备的型号，降低开发
费用和生产成本。
[0028] ②、综合性强，一台智能控制器同时可以安装不同应用软件，进行综合控制，实现整合区域的智慧控制。如可实现智能家居、智慧教室、智慧办公等一系列智能控制。
[0029] ③、设备复用，同样一个传感器，在智能控制器中，可以被多个系统使用，大大减少了传感器数量，降低的工程造价。如同一个人体感应传感器，既可以用于照明控制系统，进行照明灯具的控制；又可以用于空调节能系统，用于空调节能的控制；还可以用于安防
监控系统，用于人员侵入告警。
[0030] ④、应用程序开发方便，嵌入式
操作系统主要采用Linux、Android等，并根据需要进行剪裁。智能控制器的嵌入式软件平台，已经将各种底层驱动开发完善，生成
固件，开发成标准的接口程序。应用软件的开发只要直接调用这些接口程序就可以了，程序开发周期可以大为缩短。
[0031] ⑤、应用程序安装方便，升级容易。授权用户只需要接入以太网，远程登录相关
网站，下载安装包，就可以实现一键安装。无需技术人员到现场就可以实现。控制器中的更新时间设置，自动登录升级网站，就可以使应用软件在第一时间得到更新。无需人工干预。
[0032] ⑥、通信方式多样，应用灵活。内置了常用的以太网、WiFi、RS-485总线、Zigbee等各种通信方式。还可以扩展CAN总线、MBUS总线、PLC、3G等其它通信方式。上行和下行都有有线和无线两种通信方式供用户选择，安装方便。
[0033] ⑦、操作使用方便，大屏幕的LCD真彩显示器，可以显示各种程序界面、图片、视频，操作界面采用流行的智能手机和
平板电脑风格，无需专业培训就可以使用。输入方式采用触摸屏，可以实现汉字、数字、字母、符号等多种输入方式。
[0034] ⑧、硬件升级容易，采用了核心板加
底板的电路结构，如果遇到ARM处理器升级，只需将新的处理器及周边制成新的核心板，保持引脚的兼容，就可以直接替代原来的核心板。
附图说明
[0035] 图1为本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器的原理图；
[0036] 图2为本实用新型中嵌入式系统核心板的原理图；
[0037] 图3为本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器的主视图；
[0038] 图4为本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器的右视图；
[0039] 图5为本实用新型的智能控制器应用于智能照明控制的原理图；
[0040] 图6为本实用新型的智能控制器应用于空调节能控制的原理图；
[0041] 图7为本实用新型的智能控制器应用于智能路灯控制的原理图；
[0042] 图8为本实用新型的智能控制器应用于暖通节能控制的原理图；
[0043] 图9为本实用新型的智能控制器应用于智能采集器的原理图；
[0044] 图10为本实用新型的智能控制器应用于智能家居控制的原理图；
[0045] 图11为本实用新型的智能控制器应用于智慧教室控制的原理图。
具体实施方式
[0046] 下面结合附图与
实施例对本实用新型作进一步说明。
[0047] 如图1所示，给出了本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器的原理图，其由嵌入式系统核心板、辅助单片机、开关稳压电源、后备电源及各种接口电路组成，所示的嵌入式系统核心板上设置有音频接口、红外接口、以太网接口、SD接口、I2C接口、CSI接口、LCD接口、多个USB接口以及多个串口，多个USB接口分别作为USB OTG接口、内置USB接口、连接内置WiFi模块，内置WiFi模块用于实现嵌入式系统核心板的WiFi通信；多个串口模块分别作为485接口电路1、485接口电路2、485接口电路3、调试接口、连接内置Zigbee模块以及与辅助单片机相通信；Zigbee模块用于实现嵌入式系统核心板的Zigbee通信，485接口电路1、485接口电路2、485接口电路3分别作为传感器接口、输出设备接口、表计采集接口。
[0048] 音频接口用于连接音频输入、音频输出设备，红外接口用于连接红外发射、红外接收器件；以太网接口连接有实现以太网通信的物理接口芯片，SD接口用于插入TF卡，I2C接口用于连接电容触摸屏，CSI接口用于连接摄像头，LCD接口用于连接液晶显示器。
[0049] 如图2所示，给出了本实用新型中嵌入式系统核心板的原理图，核心板就是将嵌入式系统的核心功能封装的一块多层PCB板上，集成了CPU（如ARM处理器）、存储器（DDR3和NAND FLASH）、电源管理系统和外接引脚，通过外接引脚与配套底板连接在一起就可以实现需要的系统。因为核心板集成了核心的通用功能，所以它具有一块核心板可以定制各种不同底板的通用性，这大大提高了开发效率，也降低了开发的难度，增加了系统的
稳定性和可维护性。
[0050] CPU采用的是ARM Cortex-A系列处理器，Cortex-A 应用程序处理器（Application Processors）可实现高达 2GHz
频率的卓越性能，从而可支持下一代的移动 Internet 设备。这些处理器具有单核和多核种类，最多提供四个具有可选 NEON 多媒体处理模块和高级浮点执行单元的处理单元。 应用包括智能手机、智能本和上网本、电子阅读器、
数字电视、家用网络、家用网关和其他各种产品。
[0051] 内存DDR3内存容量从512M到2G，
硬盘NAND FLASH 容量从4G到16G，可根据用户需要选择。
晶体振荡器为ARM处理器提供稳定的工作频率和RTC频率。电源管理系统为ARM处理器、DDR3和NAND FLASH提供所需的各种电压，并对功耗进行管理。
[0052] 音频接口外接的音频电路包括音频输入和音频输出两部分，音频输入由话筒组成，用于语音输入。音频输出主要由音频功率
放大器和扬声器组成，音频
功率放大器放大核心板输出的
音频信号，驱动扬声器发声。音频输出用于语音通信或者播放各种音频文件。
[0053] 红外接口外接的红外电路包括红外发射和红外接收两部分，红外发射电路包括恒流驱动电路、发射功率控制电路和红外发射
二极管。作用是发射各种红外遥控
波形，实现红外遥控功能。接收电路主要为红外接收头和
反相器，将接收到的红外遥控信号变换成脉冲波形后送到嵌入式核心板和辅助单片机。
[0054] 与以太网接口相连接的物理接口由以太网物理接口芯片、网络
变压器和RJ45插座组成，在核心板以太网控制器的控制下，实现10/100M自适应网络通信。SD卡电路主要由静电保护ESD电路和Micro SD卡座、TF卡等组成，用于本机固件烧写和存储各种数据。可根据需要选择不同的TF卡容量，最大可支持到32GB。电容触摸屏电路主要由触摸屏接口芯片和7—10寸的电容触摸屏组成，用于各种操作信息的输入。可根据需要选择触摸屏的尺寸，最大可支持到10英寸。LCD显示器电路主要由
偏压产生电路、
背光电路和TFT真彩液晶显示器等组成。用于程序界面、图片和视频文件等显示。可根据需要选择液晶显示屏的尺寸，最大可支持到10英寸，1024×768
像素。摄像头采用前置式，可用于视频对讲、视频考勤、接近拍照等用途。最大可支持到500万像素摄像头。
[0055] USB1为USB OTG接口，采用标准的B 型物理接口引出至控制器
外壳上，由控制器的USB设备界面设置其功能。默认作为USB 设备使用，可以连接电脑，用于烧写固件、ADB 调试等。界面中将该口设置为HOST时，可当通用的HOST 接口使用。可接入指纹考勤机、摄像头、USB远传模块、MBUS总线模块、电力载波通信模块和3G
无线通信模块等设备，实现系统的扩展。USB2为通用的USB HOST 接口，安装在控制器内部，用于程序调试。USB3接入WiFi模组或WiFi/BT模组，实现WiFi和蓝牙通信。WiFi 模组支持b/g/n，天线采用外接PCB天线，安装在控制器外壳内部。
[0056] 核心板提供6路串口电路，本机应用如下：串口0安装在机内，用于程序调试；串口2外接隔离485芯片，用于RS-485通信，可定义为传感器通信端口；串口3外接隔离485芯片，用于RS-485通信，可定义为输出设备通信端口；串口5外接隔离485芯片，用于RS-485通信，可定义为远传表计通信端口；串口6与辅助单片机的串口相连接，用于与单片机之间的通信；串口7与Zigbee芯片的串口相连接，实现Zigbee通信功能。
[0057] 辅助单片机系统的作用是对整机电源系统进行管理，监控嵌入式系统的工作状态，完成内置照度和温湿度传感器的数据采集，对红外信号进行软件解码。开关稳压电源将外接输入的12V电压转换成+5V和+3.3V电压，提供给核心板和其它电路使用。同时，电源的开关还受到单片机的控制，实现电源的
软开关。稳压电源系统还包括
实时时钟（RTC）后备电池，当整机关闭后，由后备电池继续供电，保证时钟正常走时。
[0058] 如图3和图4所示，分别给出了本实用新型的基于嵌入式系统的智能控制器的主视图、右视图，外壳
正面中间
位置为触摸屏和LCD显示器，上方中央为前置摄像头，下方中央为电源开关，左边依次为话筒和红外发射头，右侧依次为红外接收头和扬声器。WiFi和Zigbee天线内置在外壳内部的左上方和右下方，垂直安装，减少两者之间的干扰。外壳右侧为输入输出端口安装位置，从上到下依次为：直流电源插座、USB插座、以太网插座、传感器插座、输出设备插座和表计插座。
[0059] 如图5所示，给出了本实用新型的智能控制器应用于智能照明控制的原理图，智能控制器安装智能照明应用软件，外接照度传感器（或利用控制器内置的照度传感器）、人体感应传感器、人数传感器、开关面板、场景面板等传感器或输入设备，外接智能输出模块和智能调光模块等输出，就可以组成智能照明控制系统。
[0060] 在智能照明控制应用软件中，可以设置各个灯具的控制策论，包括定时控制、照度控制、人体感应控制、人数控制，以及这些单策论的双重或三重组合。并与各种
传感器数据进行任意绑定。还可以与开关面板与场景面板进行绑定，实现人工控制或一键联动控制。
[0061] 如图6所示，给出了本实用新型的智能控制器应用于空调节能控制的原理图，智能控制器安装空调节能控制应用软件，外接温度传感器（或利用控制器内置的温湿度传感器）、人体感应传感器、人数传感器、场景面板等传感器或输入设备，外接智能输出模块（或智能插座）和智能红外转发器，就可以对壁挂或柜式的单相或三相分体空调进行节能控制，实现电源管理和红外遥控双重控制。外接VRV空调网关或控制器的RS-485总线直接与VRV空调相连接，就可以对VRV空调进行节能控制；外接智能温控器，就可以对中央空调的末端进行节能控制。
[0062] 在空调节能控制应用软件中，可以设置各种空调的控制策论，包括定时控制、温湿度控制、人体感应控制、人数控制，以及这些单策论的双重或三重组合。并与各种传感器数据进行任意绑定。还可以与场景面板进行绑定，实现一键联动控制。
[0063] 如图7所示，给出了本实用新型的智能控制器应用于智能路灯控制的原理图，智能控制器安装智能路灯控制应用软件，外接照度传感器（或利用控制器内置的照度传感器），通过USB接口外接电力载波模块，通过485总线接口外接回路扩展模块和远传电表 ，各个路灯处安装路灯开关，就可以实现回路或单灯的智能控制。在智能路灯控制应用软件中，通过设置当地的经纬度，计算出每天的日出日落时间，经过照度传感器的修正，通过回路扩展模块和交流接触器，控制路灯回路电源的开启和关闭，保证了路灯线路供电的及时和准确。
[0064] 通过USB接口扩展的电力载波模块，将电力载波信号耦合到路灯供电回路中，用于与各个路灯开关的电力载波通信。路灯开关安装在每个路灯的灯柱内，对各个路灯实现开关控制、
电能采集和灯具故障判断。并通过电力载波与电力载波模块通信，最终完成与智能控制器的双向通信。通过控制策论的设置，可以实现分时分区的路灯智能控制，达到深夜后隔灯关闭、隔多灯关闭、单边关闭、循环使用等一系列控制效果。对路灯灯具故障进行告警，对灯具使用时间进行统计，达到使用寿命时进行预警。提高路
灯管理的科学性。
[0065] 如图8所示，给出了本实用新型的智能控制器应用于暖通节能控制的原理图，智能控制器安装暖通节能控制应用软件，通过485总线外接室外温度传感器、室内温度传感器、进水温度传感器、出水温度传感器等传感器，再通过485总线接入电动阀门控制器，驱动电动三通阀调节进水和回水的水量，就可以实现
气候补偿和分时分温两种类型的暖通节能控制。
[0066] 在暖通节能控制应用软件中，根据室外实际温度和对室内温度的要求，或者用户设定的不同时间段对室内温度要求，按照设定供水温度通过PID运算，调节电动三通阀的开启度进行自动控制，实现供热系统供水温度
自动调节，避免产生室温过高/低而造成
能源浪费。
[0067] 如图9所示，给出了实用新型的智能控制器应用于智能采集器的原理图，智能控制器安装智能采集软件，直接通过表计接口的485总线，以及通过USB接口外接MBUS主站模块、CAN总线模块或PLC通信模块，实现上述四种总线仪表或设备的数据采集。智能采集软件支持的协议类型主要有：DL/T645-1997 规约、DL/T645-2007规约、CJ/T188-2004规约、Modbus RTU规约、CAN总线和PLC协议等。采集时间可以在1—300分钟之间任意设置，最大采集设备数量可以达到1024台（参数），上传服务器数量最多可大8台（可设置）。采集的数据存储在TF卡中，最大容量32G。
[0068] 如图10所示，给出了实用新型的智能控制器应用于智能家居控制的原理图，智能控制器安装智能家居应用软件，通过485总线或Zigbee无线接入人体感应传感器、开关面板、场景面板等传感器或输入设备，接入智能输出模块、智能插座、智能红外转发器、智能调光模块和电动窗帘等输出设备，通过表计端口的485总线接入远传电表、水表、燃气表和热量表。如图9所示，就可以组成一个完整的智能家居系统。
[0069] 智能家居应用软件将一个以太网服务器地址设置为楼宇服务器，与楼宇自己单元的门禁系统相连接，通过控制器的摄像头和音视频系统组成对讲和门禁系统。同时，与智慧小区系统进行对接，接收小区通知通告，上报维修、预警和告警信息。
[0070] WiFi设置为无线局域网模式，作为家庭手机无线上网热点，并通过智能家居手机APP软件对家居进行设置和控制。
[0071] 通过485总线或Zigbee无线，外接人体感应传感器，用于家庭人员外出后的家庭安防系统告警；外接开关面板、场景面板等输入设备，用于手动开关各种电器设备。通过蓝牙或Zigbee无线方式，接入健身设备，用于对健身效果进行统计和评价；接入医疗监控设备，用于对家庭病人进行监测、数据上传和告警。
[0072] 通过485总线或Zigbee无线，外接智能输出模块或智能插座，用于对灯具、空调、电视、音响、热水器、饮水机、电饭煲、消毒机等家用电器进行电源控制；外接智能红外转发器，用于空调、电视、音响、热水器等电器的红外遥控；外接智能调光模块，用于调光灯具的控制；外接电动窗帘模块，用于电动窗帘和遮阳棚的控制；通过表计端口的485总线，与家庭的远传电表、水表、燃气表和热量表相连接，实现采集、查询、预警和自动缴费。这样就组成了功能完备的智能家居系统。
[0073] 如图11所示，给出了本实用新型的智能控制器应用于智慧教室控制的原理图，智能控制器安装智慧教室应用软件，通过485总线或Zigbee无线接入各种传感器，智能输出模块等各种输出设备，通过USB延长器接入LED显示系统；WiFi接入摄像头，就可以组成一个完整的智慧教室系统。
[0074] 智慧教室应用软件将一个以太网服务器地址设置为校园服务器，与教学系统及后勤管理系统对接，实现各种相关数据交互。
[0075] 教学系统安排教室有课时，智能控制器通过智能输出模块或智能插座为教学系统的设备加电。课程结束后可自动关闭电源。
[0076] LED显示系统由LED大屏幕显示器拼接而成，安装在教室黑板顶部。控制器通过USB接口与之相连接，将时间、课程名称、专业班级、任课老师、到课率和教室各种传感器采集的环境数据（如室内温湿度、照度、二
氧化
碳浓度、PM2.5浓度）等信息传输到显示器上进行显示。
[0077] 人员考勤系统可以通过控制器的人体
接近传感器、摄像头和
人脸识别软件来实现，也可以通过由RFID考勤机、考勤卡和配套控制软件来实现。在教室前后门各安装一个RFID考勤机，采用RFID标签（校园一卡通）对学生进行考勤统计，对进入教室的人员进行身份识别，对合法用户进行考勤统计，对非法用户进行告警。同时可上传至教学评估系统，在远程对考勤情况进行监控，统计以及存档打印等。
[0078] 资产管理系统由特高频RFID读卡器、纸质标签、抗金属标签等构成。在教室前后门各安装一个特高频读卡器，设备通过RS-485总线或Zigbee无线与控制器相连接。资产管理软件对教室内的实验仪器、设备等资产（贴有RFID标签，标签上存储有设备的详细信息）进行出入教室的监控与管理，并上传至后勤资产管理系统。对未授权用户把教室内资产带出教室进行告警，方便设备管理人员对教室设备的统一管理。
[0079] 照明控制系统由环境光照度传感器、人体感应传感器、人数传感器、智能输出模块、智能调光模块和电动窗帘控
制模块等组成，这些设备通过485总线或Zigbee无线与控制器相连接。在智能照明控制软件控制下，判断教室内对应位置是否有人，或人数多少，照度是否满足要求，由此来调节电动窗帘的开启角度，照明灯具的开启和关闭。实现室内照度的自动控制。
[0080] 空调控制系统由内置温湿度传感器（也可外接）、人体感应传感器、人数传感器、中央空调智能温控器、智能输出模块、智能红外转发器、VRV网关等构成。空调节能控制软件通过温湿度传感器监测室内温湿度，进行分析数据，根据软件预设的使用时间、温湿度
阈值和是否有人员存在及人数多少，对各种类型的空调进行控制，实现室内温湿度的自动控制。
[0081] 门窗监视系统由无线门（窗）磁传感器组成，采用Zigbee方式接入控制器，监控软件读取门（窗）磁传感器数据，检测门和
窗户的开关状态，并将状态信息及时上传至服务器。同时在设置敏感时段，实施对窗户的自动监视和报警。
[0082]
通风换气系统由空气质量传感器、智能输出模块、新风机等组成，通过485总线或Zigbee无线接入控制器。监控软件监测CO2和PM2.5浓度，根据预设值，当室内浓度高于阈值时自动开启新风机来进行换气，通过补充清洁空气来降低室内CO2和PM2.5浓度。
[0083] 视频监控系统由WiFi无线摄像头和配套监控软件构成。视频监控可为安防系统、资产出入库、人员出入情况提供查询依据。在教室前后门口各安装一个WiFi无线摄像头监控人员出入和资产的出入库情况，在教室内安装一个WiFi无线摄像头监控教室内部实时情况，所采集的影像经由控制器传送至校园服务器，提供实时的监控数据。
