CN103676684A - 家用电器电力载波控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种家用电器电力载波控制系统，包括家用电器和控制终端，所述控制终端用于显示控制菜单和家用电器工作状态以及根据显示的控制菜单发出控制信号；所述控制终端包括第一微控单元和第一电力载波通讯模块；所述第一微控单元用于发出控制信号，所述第一电力载波通讯模块用于接收家用电器的工作状态和第一微控单元发出的控制信号；所述家用电器包括第二微控单元和第二电力载波通讯模块；所述第二微控单元的控制总线与第二电力载波通讯模块相连；所述第一电力载波通讯模块和第二电力载波通讯模块通过电力线实现信号传输。本发明操作简单并且能够实现对家用电器进行远程控制。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居控制技术领域，特别是涉及一种家用电器电力载波控制系统。
背景技术
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。
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，很难根据家居设备的进行相应控制功能的扩展，而且操作十分复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种家用电器电力载波控制系统，操作简单并且能够实现对家用电器进行远程控制。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种家用电器电力载波控制系统，包括家用电器和控制终端，所述控制终端用于显示控制菜单和家用电器工作状态以及根据显示的控制菜单发出控制信号；所述控制终端包括第一微控单元和第一电力载波通讯模块；所述第一微控单元用于发出控制信号，所述第一电力载波通讯模块用于接收家用电器的工作状态和第一微控单元发出的控制信号；所述家用电器包括第二微控单元和第二电力载波通讯模块；所述第二微控单元的控制总线与第二电力载波通讯模块相连；所述第一电力载波通讯模块和第二电力载波通讯模块通过电力线实现信号传输。
所述控制终端为固定控制终端；所述第一微控单元的控制总线与所述第一电力载波通讯模块相连。
所述控制终端的还通过第一电力载波通讯模块与无线通讯模块相连；所述无线通讯模块包括第三电力线信号耦合子模块和第一无线通信子模块，所述第一无线通信子模块用于 接收移动终端发出的控制信号，所述第三电力线信号耦合子模块用于将控制信号耦合输出到电力线。
所述第一电力载波通讯模块包括第一有线通信子模块、第一微处理器和第一电力线信号耦合子模块；所述第一有线通信子模块用于接收第一微控单元发出的控制信号以及向第一微控单元发送控制菜单和家用电器的工作状态信号，所述第一微处理器用于对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述第一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第一微处理器。
所述控制终端为移动控制终端；所述第一微控单元用于发出无线控制信号；所述第一电力载波通讯模块用于接收家用电器的工作状态和第一微控单元发出的无线控制信号。
所述第一电力载波通讯模块包括第二无线通信子模块、第一微处理器和第一电力线信号耦合子模块；所述第二无线通信子模块用于接收第一微控单元发出的无线控制信号以及向第一微控单元发送控制菜单和家用电器的工作状态信号，所述第一微处理器用于对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述第一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第一微处理器。
所述第二电力载波通讯模块包括第二有线通信子模块、第二电力线信号耦合子模块和第二微处理器；所述第二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第二微处理器或将所述家用电器的状态信号输出到电力线上，所述第二微处理器用于对所述控制信号或状态信号进行处理，所述第二有线通信子模块将控制信号传输给所述第一微控单元和将家用电器的状态信号传输至第二微处理器。
有益效果
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：本发明将家用电器的微控单元的信号总线与第一电力载波通讯模块，控制模块再通过电力载波的方式与控制终端相连，从而实现通过控制终端对家用电器进行控制。本发明安装与室内装修无关，不需要更换线路和电器开关，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，家用电器的位置、状态随时显示，操作只需通过控制终端即可随时随地进行控制，十分方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中实施例1的结构示意图；
图3是本发明中实施例1连接有无线通信模块的结构示意图；
图4是本发明中实施例2的结构示意图。
具体实施方式
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。
本发明的实施方式涉及一种家用电器电力载波控制系统，如图1所示，包括家用电器和控制终端，所述控制终端用于显示控制菜单和家用电器工作状态以及根据显示的控制菜单发出控制信号；所述控制终端包括第一微控单元和第一电力载波通讯模块；所述第一微控单元用于发出控制信号，所述第一电力载波通讯模块用于接收家用电器的工作状态和第一微控单元发出的控制信号；所述家用电器包括第二微控单元和第二电力载波通讯模块；所述第二微控单元的控制总线与第二电力载波通讯模块相连；所述第一电力载波通讯模块和第二电力载波通讯模块通过电力线实现信号传输。本发明将家用电器的微控单元的信号总线与第一电力载波通讯模块，控制模块再通过电力载波的方式与控制终端相连，从而实现通过控制终端对家用电器进行控制。
实施例1
如图2所示，所述控制终端为固定控制终端；所述第一微控单元的控制总线与所述第一电力载波通讯模块相连。
所述第一电力载波通讯模块包括第一有线通信子模块、第一微处理器和第一电力线信号耦合子模块；所述第一有线通信子模块用于接收第一微控单元发出的控制信号以及向第一微控单元发送控制菜单和家用电器的工作状态信号，所述第一微处理器用于对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述第一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第一微处理器。
所述第二电力载波通讯模块包括第二有线通信子模块、第二电力线信号耦合子模块和第二微处理器；所述第二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第二微处理器或将所述家用电器的状态信号输出到电力线上，所述第二微处理器用于对所述控制信号或状态信号进行处理，所述第二有线通信子模块将控制信号传输给所述第一微控单元和将家用电器的状态信号传输至第二微处理器。
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。
第一微处理器和第二微处理器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。
如图3所示，所述控制终端的还可以通过第一电力载波通讯模块与无线通讯模块相连，其中，无线通讯模块包括第三电力线信号耦合子模块和第一无线通信子模块，其中，第三电力线信号耦合子模块用于将移动终端（如手机、ipad）的控制信号耦合输出到电力线，所述第一无线通信子模块用于接收移动终端（如手机、ipad）的控制信号。当控制终端通过第一电力载波通讯模块与无线通讯模块相连时，即可通过移动终端对家用电器进行远程控制。其中，第一无线通信子模块可以是wifi模块，也可以是3G模块。wifi模块可以采用德州仪器的WL1271芯片，支持802.11b/g/n网络；3G模块可以采用VIA威盛科技的EVDO 3G网络芯片。
第一电力线信号耦合模块用来实现控制终端和电力线之间的信号耦合传输，第二电力线信号耦合子模块用来实现家用电器和电力线之间的信号耦合传输，第三电力线信号耦合模块用来实现无线通信模块和电力线之间的信号耦合传输。第一电力线信号耦合模块、第二电力线耦合模块和第三电力线耦合模块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。
以电灯为例下面简单介绍本系统的工作方式：打开控制终端，此时控制终端便可以与家用电器中的第二电力载波通讯模块相互连接，两者相连后第二电力载波通讯模块中的微处理器发出信号将控制菜单传输给控制终端，控制终端上便显示了控制菜单，此时用户便 可根据控制菜单对房间内的电灯进行控制。当控制终端向电灯发出控制信号时，第一有线通信子模块接收到控制信号后，第一微处理器对其进行处理（如进行滤波和放大），处理完成后传输给第一电力线信号耦合模块，第一电力线信号耦合模块收到该控制信号后，将该控制信号耦合输出到电力线上。此时第二电力载波通讯模块上的第二电力线信号耦合模块会将该控制信号耦合到输出到所述第二微处理器，第二微处理器对收到的控制信号进行处理后便转发给第二有线通信模块，第二有线通信模块收到后则根据控制信号实现对电灯的控制。
值得一提的是，当控制终端通过电力线与无线通讯模块相连后，还可以通过移动终端对电灯进行远程控制。
实施例2
如图4所示，所述控制终端为移动控制终端；所述第一微控单元用于发出无线控制信号；所述第一电力载波通讯模块用于接收家用电器的工作状态和第一微控单元发出的无线控制信号。
所述第一电力载波通讯模块包括第二无线通信子模块、第一微处理器和第一电力线信号耦合子模块；所述第二无线通信子模块用于接收第一微控单元发出的无线控制信号以及向第一微控单元发送控制菜单和家用电器的工作状态信号，所述第一微处理器用于对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述第一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第一微处理器。其中，第二无线通信子模块可以是wifi模块，也可以是3G模块。wifi模块可以采用德州仪器的WL1271芯片，支持802.11b/g/n网络；3G模块可以采用VIA威盛科技的EVDO 3G网络芯片。
所述第二电力载波通讯模块包括第二有线通信子模块、第二电力线信号耦合子模块和第二微处理器；所述第二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第二微处理器或将所述家用电器的状态信号输出到电力线上，所述第二微处理器用于对所述控制信号或状态信号进行处理，所述第二有线通信子模块将控制信号传输给所述第一微控单元和将家用电器的状态信号传输至第二微处理器。
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。
第一微处理器和第二微处理器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。
第一电力线信号耦合模块用来实现控制终端和电力线之间的信号耦合传输，第二电力线信号耦合子模块用来实现家用电器和电力线之间的信号耦合传输。第一电力线信号耦合模块和第二电力线耦合模块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。
以wifi为例下面简单介绍本系统的工作方式：当用户进入房间后，打开移动终端的wifi，移动终端开始自动搜索wifi热点，当搜索到用户需要的wifi热点（即无线控制模块中无线通信子模块发出的信号）时，用户选择该wifi热点，然后输入密码，此时用户的移动终端便可以与家用电器中的第二电力载波通讯模块相互连接，两者相连后第二电力载波通讯模块中的微处理器发出信号将控制菜单传输给移动终端，移动终端上便显示了控制菜单，此时用户便可根据控制菜单对房间内的电冰箱进行控制。当移动终端向电冰箱发出控制信号时，第二无线通信子模块接收到控制信号后，第一微处理器对其进行处理（如进行滤波和放大），处理完成后传输给第一电力线信号耦合模块，第一电力线信号耦合模块收到该控制信号后，将该控制信号耦合输出到电力线上。此时第二电力载波通讯模块上的第二电力线信号耦合模块会将该控制信号耦合到输出到所述第二微处理器，第二微处理器对收到的控制信号进行处理后便转发给第二有线通信模块，第二有线通信模块收到后则根据控制信号实现对电冰箱的控制。
需要说明的是，上述实施例中用户的智能移动终端内还可以安装相关的应用程序，只需打开该应用程序后，系统便自动寻找相应的wifi热点，使智能移动终端与第二电力载波通讯模块之间实现连接，并且在启动控制终端后，控制终端的屏幕会显示电冰箱的控制图标，按下控制图标上的操作按键就可以产生和在电冰箱上操作相同的作用，并且在显示区 显示状态信息。启动控制终端后，控制终端首先向电冰箱发出查询命令，电冰箱收到查询命令后，将当前电冰箱的状态信息、物品储存信息发给控制终端，在屏幕上显示，操作者根据显示的信息对电冰箱进行各种操作，了解储存物品的信息。
当用户在卧室看电视时若要遥控厨房的电冰箱，可先打开智能移动终端的wifi，使智能移动终端与控制模块相连，智能移动终端上显示控制菜单，此时用户通过智能移动终端的触摸屏选择厨房的电冰箱，并点触相关的命令（打开或关闭），智能移动终端便向第一电力载波通讯模块发出控制信号，第一电力载波通讯模块收到信号后，通过电力线直接将该控制信号传输至厨房电冰箱的第二电力载波通讯模块，第二电力载波通讯模块收到后便对电冰箱实现打开或关闭的命令。当用户不再需要遥控厨房的电冰箱时，可关闭智能移动终端的wifi或关闭相关的应用程序即可。
值得一提的是，本实施例中电冰箱的第二电力载波通讯模块还可以将电冰箱的状态信号发送至第一电力载波通讯模块，第一电力载波通讯模块根据该状态信号可在控制菜单中显示该电冰箱的状态，比如说厨房内的电冰箱处于打开状态时，控制菜单中的电冰箱后面可添加“打开”字样，厨房内的电冰箱处于关闭状态时，控制菜单中的电冰箱后面可添加“关闭”字样。
Claims (7)
1.一种家用电器电力载波控制系统，包括家用电器和控制终端，其特征在于，所述控制终端用于显示控制菜单和家用电器工作状态以及根据显示的控制菜单发出控制信号；所述控制终端包括第一微控单元和第一电力载波通讯模块；所述第一微控单元用于发出控制信号，所述第一电力载波通讯模块用于接收家用电器工作状态和第一微控单元发出的控制信号；所述家用电器包括第二微控单元和第二电力载波通讯模块；所述第二微控单元的控制总线与第二电力载波通讯模块相连；所述第一电力载波通讯模块和第二电力载波通讯模块通过电力线实现信号传输。
2.根据权利要求1所述的家用电器电力载波控制系统，其特征在于，所述控制终端为固定控制终端；所述第一微控单元的控制总线与所述第一电力载波通讯模块相连。
3.根据权利要求2所述的家用电器电力载波控制系统，其特征在于，所述控制终端的还通过第一电力载波通讯模块与无线通讯模块相连；所述无线通讯模块包括第三电力线信号耦合子模块和第一无线通信子模块，所述第一无线通信子模块用于接收移动终端发出的控制信号，所述第三电力线信号耦合子模块用于将控制信号耦合输出到电力线。
4.根据权利要求2所述的家用电器电力载波控制系统，其特征在于，所述第一电力载波通讯模块包括第一有线通信子模块、第一微处理器和第一电力线信号耦合子模块；所述第一有线通信子模块用于接收第一微控单元发出的控制信号以及向第一微控单元发送控制菜单和家用电器的工作状态信号，所述第一微处理器用于对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述第一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第一微处理器。
5.根据权利要求1所述的家用电器电力载波控制系统，其特征在于，所述控制终端为移动控制终端；所述第一微控单元用于发出无线控制信号；所述第一电力载波通讯模块用于接收家用电器的工作状态和第一微控单元发出的无线控制信号。
6.根据权利要求5所述的家用电器电力载波控制系统，其特征在于，所述第一电力载波通讯模块包括第二无线通信子模块、第一微处理器和第一电力线信号耦合子模块；所述第二无线通信子模块用于接收第一微控单元发出的无线控制信号以及向第一微控单元发送控制菜单和家用电器的工作状态信号，所述第一微处理器用于对收到的控制信号或状态信号进行处理，所述第一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第一微处理器。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的家用电器电力载波控制系统，其特征在于，所述第二电力载波通讯模块包括第二有线通信子模块、第二电力线信号耦合子模块和第二微处理器；所述第二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第二微处理器或将所述家用电器的状态信号输出到电力线上，所述第二微处理器用于对所述控制信号或状态信号进行处理，所述第二有线通信子模块将控制信号传输给所述第一微控单元和将家用电器的状态信号传输至第二微处理器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140326 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |