CN103985244A - 一种移动终端与电力线载波设备的通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动终端与电力线载波设备的通信方法，包括移动终端、电力线载波设备、与移动终端和电力线载波设备分别相连的电力载波适配器；所述电力载波适配器与移动终端通过USB数据线连接，所述电力载波适配器与电力线载波设备通过电力线连接；所述电力载波适配器接收移动终端发出的数据，将数据处理后发送到电力线上，电力线载波设备监听电力线上的信号并接收数据；所述电力线载波设备主动向电力线发送数据，电力载波适配器监听电力线上的信号并接收数据，将处理后的数据发送到移动终端；本发明组网方便灵活；安装使用方便，无需进行额外配置，即插即用；采用模块化设计思路，兼容性好，能够在不同场所使用，并可匹配市面上绝大多数移动终端。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体的说，涉及一种移动终端与电力线载波设备的通信方法。
背景技术
电力线载波通讯(PLC)是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。
智能家居系统正越来越受到人们的关注，它将所有家用电器组成一个网络，用户可以通过智能设备如电脑或手机控制家用电器并获取实时的状态信息。
采用电力线载波技术来实现家庭设备和移动终端的互联具有重大优势，既可利用现有电线网络，又可减少无线辐射，其原理是将电力载波技术模块化后嵌入到各智能电器中去，并利用家庭现有的电力线作为载波通信媒介，实现移动终端与智能电器之间的通信与控制。
目前市场上的电力载波适配器只是提供数据连接的接口，并不能将平板电脑等移动终端的控制命令直接转化成智能电器可以识别的指令，如果想通过移动终端直接控制智能电器首先需要组建一个复杂的网络来支持数据的传输，无形中降低了智能家居系统的灵活性增加了投入成本。
中国专利201210321480.2公开了一种适配器及应用于适配器的数据传输方法，其包括与智能变电站设备或电表终端相连的下行通信模块，与管理中心相连的上行通信模块，以及同时与上行通信模块和下行通信模块相连的微处理器模块，所述微处理器模块向下行通信模块发送通信指令，接收下行通信模块根据通信指令获取的变电站设备或电表终端的数据，将接收到的数据发送给上行通信模块，所述接收到的数据通过上行通信模块的以太网接口发送给管理中心，该方法仅解决了变电站和电表之间的通信问题，并没有解决家庭设备组网的问题。
中国专利200610058877.1公开了一种适用在电力线载波通信系统中的网络设备，该方法为利用电力线来传输网络信号，也没有有效解决家庭组网以及设备匹配问题。
所以如何去利用电力线实现移动终端与电力线载波设备的直接通信还没有一个清楚的方案。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，发明了一种移动终端与电力线载波设备的通信方法，它可以将电力线信号转换为USB信号，从而和支持USB接口的移动终端对接，可以很方便的将手机、平板作为移动终端，实现与智能冰箱、智能洗衣机等电力载波设备的直接通信。
本发明的技术方案是：包括移动终端、电力线载波设备、与移动终端和电力线载波设备分别相连的电力载波适配器；
所述电力载波适配器与移动终端通过USB数据线连接，所述电力载波适配器与电力线载波设备通过电力线连接；
所述电力载波适配器接收移动终端发出的数据，将数据处理后发送到电力线上，电力线载波设备监听电力线上的信号并接收数据；
所述电力线载波设备主动向电力线发送数据，电力载波适配器监听电力线上的信号并接收数据，将处理后的数据发送到移动终端。
进一步地，所述电力载波适配器包括主控电路，USB接口电路，载波模块以及电源模块；所述主控电路协调USB接口电路与载波模块的数据传输，通过USB接口电路接收来自移动终端的数据，将移动终端的数据通过串口发送给载波模块；所述USB接口电路通过USB数据线连接到移动终端，根据移动终端的类型自动判断工作在USB主机模式还是USB从机模式；所述载波模块将来自主控电路的数据处理之后发送到电力线上，或将接收到的电力线上的数据处理后发送给主控电路；所述电源模块为主控电路、载波模块、USB接口电路提供所需的工作电压。
进一步地，所述移动终端能够运行程序指令，所述移动终端可以是手机或平板电脑中的一种或多种，但不仅限于手机或平板电脑。
进一步地，所述电力线载波设备上含有载波模块，电力线载波设备通过该载波模块接收来自电力线的数据。
进一步地，所述USB接口电路的物理接口可以是标准USB、mini-USB或Micro-USB，但不仅限于以上三种类型的USB。
本发明的有益效果是：(1)无需添加其它设备便可以组建简单的智能家居网络，实现移动终端对智能化产品的控制，使智能家居系统组网更方便更灵活；(2)安装使用方便，无需进行额外配置，即插即用；(3)采用模块化设计思路，兼容性好，能够在不同场所使用，并可匹配市面上绝大多数移动终端。
附图说明
附图1以本发明为节点的智能家居组网图。
附图2为本发明的系统组成框图。
附图3为本发明的电源模块电路原理图。
附图4为本发明的主控电路原理图。
附图5为本发明的载波模块电路原理图。
附图6为本发明的载波电路和USB接口电路图。
附图7为本发明的电力载波适配器工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，在使用电力载波设备通信时，需要以下步骤：
S1：电力载波适配器与移动终端通过USB数据线连接，电力载波适配器与电力线载波设备通过电力线连接；
S2：电力载波适配器接收移动终端发出的数据，将数据处理后发送到电力线上，电力线载波设备监听电力线上的信号并接收数据；
S3：电力线载波设备主动向电力线发送数据，电力载波适配器监听电力线上的信号并接收数据，将处理后的数据发送到移动终端。
如图2所示，所述电力载波适配器包括主控电路，USB接口电路，载波模块以及电源模块；
所述主控电路协调USB接口电路与载波模块的数据传输，通过USB接口电路接收来自移动终端的数据，将移动终端的数据通过串口发送给载波模块；
所述USB接口电路通过USB数据线连接到移动终端，根据移动终端的类型自动判断工作在USB主机模式还是USB从机模式；
所述载波模块将来自主控电路的数据处理之后发送到电力线上，或将接收到的电力线上的数据处理后发送给主控电路；
所述电源模块为主控电路、载波模块、USB接口电路提供所需的工作电压；
作为一个优选的方案，如图3、图4、图5和图6所示，所述电源模块为三路电源，包括12V电源、5V电源和3.3V电源；所述USB接口电路、载波模块、电源模块均和主控电路连接；所述USB接口电路的D-和D+端分别接入载波模块的usb-host端；所述D-和D+端分别串联有1M电阻，D-端通过电阻接地，D+端通过电阻接3.3V电源；所述USB接口电路的VBUS端接5V电源，GND端接地；所述3.3V电源由12V电源接MP2451DT电源芯片并通过稳压管和外围电路得到；所述载波模块连接有载波接口电路；所述USB接口电路、载波模块、电源模块均和主控电路连接；
进一步地，所述12V电源由双边变压器和整流电路构成，市电接口接入双边变压器的输入端，双边变压器的输出端和整流电路输入端连接，整流电路输出端连接有一滤波电容；所述5V电源由12V电源输出端与降压稳压芯片相连接构成，降压稳压芯片的SW端和BOOT端之间串联有5.1Ω电阻和10nf电容，5.1Ω电阻和SW端相连的节点和地之间连接有稳压管；SW和FB之间连接有滤波电路，所述滤波电路由电感、电阻和电容构成；所述3.3V电源由12V电源和稳压电路得到，所述稳压电路包括电源芯片以及和电源芯片连接的外围电路构成，所述电源芯片为MP2451DT。
如图7所示，所述电力载波适配器上电后初始化系统参数，主控电路中的指示灯亮起，并开始检测是否有移动终端连接入电力载波适配器；当有移动终端接入时，输出5V直流电压，电力载波适配器等待移动终端发出指令，具体的需要在移动终端上安装程序，利用程序并通过USB接口电路向电力载波适配器发送指令，电力载波适配器接收到移动终端的指令后，将相应指令转化成载波指令发送给电力线载波设备。
所述的电力载波适配器允许移动终端与视频设备之间进行高速传输视频、音频数据；所述的电力载波适配器与家中的电力线载波设备组成通信网络，通过移动终端控制电力线载波设备的动作。
其中，所述的载波模块为用于移动终端控制电力线载波设备时使用的窄带载波模块或用于平板电脑读取视频信息时使用的宽带载波模块，按照使用用途进行插拔式更换。
将电力载波适配器作为移动终端与电力线载波设备的中间枢纽，电力载波适配器一端连接到电力线，另一端通过USB标准接口连接到移动终端，电力载波适配器内部有电源模块、载波模块、主控电路、USB接口电路。
电力载波适配器可以有一个也可以有多个，各个电力载波适配器独立工作，电力载波适配器与移动终端之间即插即用，无需进行额外配置。
使用时，将电力载波适配器的输入端插在墙壁插座或插排上，连接到电力线网络，此时电力载波适配器会亮起红灯，表明正常通电状态；将移动终端通过USB数据线连接到电力载波适配器，此时电力载波适配器会亮起绿灯，表示检测到移动终端；当移动终端向电力线载波设备发送指令时，电力载波适配器的绿灯会短时闪烁，表示指令已经转换成载波信号并成功发送；电力线载波设备发送回反馈信号时电力载波适配器的绿灯也会进行短时闪烁。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (5)
1.一种移动终端与电力线载波设备的通信方法，其特征在于：
包括移动终端、电力线载波设备、与移动终端和电力线载波设备分别相连的电力载波适配器；
所述电力载波适配器与移动终端通过USB数据线连接，所述电力载波适配器与电力线载波设备通过电力线连接；
所述电力载波适配器接收移动终端发出的数据，将数据处理后发送到电力线上，电力线载波设备监听电力线上的信号并接收数据；
所述电力线载波设备主动向电力线发送数据，电力载波适配器监听电力线上的信号并接收数据，将处理后的数据发送到移动终端。
2.根据权利要求1所述的移动终端与电力线载波设备的通信方法，其特征在于：所述电力载波适配器包括主控电路，USB接口电路，载波模块以及电源模块；
所述主控电路协调USB接口电路与载波模块的数据传输，通过USB接口电路接收来自移动终端的数据，将移动终端的数据通过串口发送给载波模块；
所述USB接口电路通过USB数据线连接到移动终端，根据移动终端的类型自动判断工作在USB主机模式还是USB从机模式；
所述载波模块将来自主控电路的数据处理之后发送到电力线上，或将接收到的电力线上的数据处理后发送给主控电路；
所述电源模块为主控电路、载波模块、USB接口电路提供所需的工作电压。
3.根据权利要求1所述的移动终端与电力线载波设备的通信方法，其特征在于：所述移动终端能够运行程序指令，所述移动终端可以是手机或平板电脑中的一种或多种，但不仅限于手机或平板电脑。
4.根据权利要求1所述的移动终端与电力线载波设备的通信方法，其特征在于：所述电力线载波设备上含有载波模块，电力线载波设备通过该载波模块接收来自电力线的数据。
5.根据权利要求2所述的移动终端与电力线载波设备的通信方法，其特征在于：所述USB接口电路的物理接口可以是标准USB、mini-USB或Micro-USB，但不仅限于以上三种类型的USB。
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