CN104184634A - 家电设备组网系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种家电设备组网系统，其包括：第一电器设备；网关，网关与第一电器设备之间相连，网关和第一电器设备之间建立电力载波通信以实现电力载波数据交互；多个家电设备；中继器，中继器与网关相连，中继器与网关之间建立电力载波通信，且与多个家电设备中的每个家电设备进行无线通信，以实现每个家电设备与第一电器设备之间进行数据交互。本发明采用有/无线的混合物联方式，通过中继器，解决了RF433射频信号存在“盲区”的现场实际应用问题，并且实现有线物联家电设备与无线物联家电设备的无缝连接，实现一个网关管理所有家电设备，同时应用成熟的RF433射频技术，大大降低了物联网组网的成本。

Description

家电设备组网系统

技术领域

本发明涉及物联网组网技术领域，特别涉及一种家电设备组网系统。

背景技术

目前，物联网的通信控制方式按介质划分，可分为：无线通信控制与有线通信控制两类。无线通信控制类有：WIFI(2.4G)、Zigbee、RF433射频、RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)以及蓝牙等。有线通信控制类有：RJ45、RS232、RS485、PLC(Power Line Carrier,电力载波)以及CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线等。

其中，WIFI(2.4G)、PLC(电力载波)以及RF433射频应用较多。这三种通信控制方式的特点如下：

WIFI通信控制方式：无线传输不需要重新布线，基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/因特网互联协议)协议，可直接与网络家电设备连网，实现物联。家庭内多个家电设备实现物联，就需要每一个家电设备要配置一个WIFI通信模块，并且占用一个网络家电设备的接入点。但是，WIFI通信控制方式的不足是：WIFI信号在实墙等环境下，WIFI信号覆盖率比较低，WIFI信号会比较弱。

PLC(电力载波)控制方式：电力线传输不需要重新布线，基于PLC(电力载波)家电设备之间的协议，通过与PLC网关连接，实现物联。家庭内多个家电设备实现物联，就需要每一个家电设备要配置一个PLC通信模块，由于采用网关管理控制，只占用一个网络家电设备的接入点。

RF433射频控制方式：无线传输不需要重新布线，基于RF433家电设备之间的协议，通过与RF网关连接，实现物联。家庭内多个家电设备实现物联，就需要每一个家电设备要配置一个RF(Radio Frequency,射频)通信模块，由于采用网关管理控制，只占用一个网络家电设备的接入点。在实际应用中，RF433射频通信控制方式会有以下问题：虽然RF433信号穿墙能力较强，但由于家庭环境比较复杂，RF433信号在家庭内传输会存在“盲区”，在“盲区”范围内家电设备通信质量不稳定，导致通信失败。

发明内容

本发明是基于发明人对以下问题的发现和认识做出的：

在家庭内部实现多个家电设备物联的情况下，如果采用WIFI控制方式，每个家电设备均要配置WFIF通信模块，如果采用PLC(电力载波)控制方式，每个家电设备均要配置PLC通信模块，如果采用RF433射频控制方式，每个家电设备均要配置RF通信模块。与WIFI控制方式和PLC(电力载波)控制方式相比，由于RF通信模块已经实现大规模量产，生产工艺相对成熟，使得RF433射频控制方式的成本较低。但是，RF433射频信号在家庭内部传输时，由于家庭环境不同情况，会出现信号“盲区”区域，导致通信质量不稳定的情况。

此外，家庭内不同家电设备，具有不同物联网接入方式，导致出现家庭内多个物联网的情况，不能实现有线物联家电设备与无线物联家电设备的无缝连接。

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种家电设备组网系统，既可以解决RF433射频信号存在“盲区”的现场实际应用问题，又可以实现一个网关管理所有家电设备，实现有线物联家电设备与无线物联家电设备的无缝连接，大大降低物联网组网的成本。

为达到上述目的，本发明实施例提出的家电设备组网系统，包括：第一电器设备；网关，所述网关与所述第一电器设备之间相连，所述网关和所述第一电器设备之间建立电力载波通信以实现电力载波数据交互；多个家电设备；中继器，所述中继器与所述网关相连，所述中继器与所述网关之间建立电力载波通信，且与所述多个家电设备中的每个家电设备进行无线通信，以实现所述每个家电设备与所述第一电器设备之间进行数据交互。

根据本发明实施例提出的家电设备组网系统，采用有/无线的混合物联方式，通过中继器，既解决了RF433射频信号存在“盲区”的现场实际应用问题，并且实现有线物联家电设备与无线物联家电设备的无缝连接，实现一个网关管理所有家电设备，同时应用成熟的RF433射频技术，大大降低了物联网组网的成本。

在本发明的一个实施例中，所述中继器包括：电力载波通信模块，所述电力载波通信模块与所述网关之间进行电力载波通信，所述电力载波通信模块通过所述网关接收所述第一电器设备发送的电力载波数据；控制模块，所述控制模块与所述电力载波通信模块相连，所述控制模块用于将所述电力载波数据转换为RF433射频数据；RF433射频通信模块，所述RF433射频通信模块与所述控制模块相连，所述RF433射频通信模块用于接收所述RF433射频数据，并通过与所述每个家电设备进行RF433射频通信将所述RF433射频数据发送至所述每个家电设备。

在本发明的一个实施例中，所述RF433射频通信模块还用于接收所述每个家电设备发送的RF433射频数据并将所述RF433射频数据发送至所述控制模块，所述控制模块还用于将所述RF433射频数据转换为电力载波数据并将所述电力载波数据发送至所述电力载波通信模块，所述电力载波通信模块还用于通过所述网关将所述电力载波数据发送至所述第一电器设备。

在本发明的一个实施例中，所述网关与所述第一电器设备集成设置。

在本发明的一个实施例中，所述第一电器设备为冰箱。

在本发明的一个实施例中，所述中继器设置于RF433射频信号盲区。

在本发明的一个实施例中，所述每个家电设备为空调。

在本发明的一个实施例中，所述RF433射频通信模块采用半双工无线通信。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例提出的家电设备组网系统的连接示意图；

图2为根据本发明一个具体实施例提出的家电设备组网系统的连接示意图；

图3为根据本发明实施例提出的家电设备组网系统的中继器的结构示意图；以及

图4为“盲区”的确定示意图。

附图标记：

第一电器设备10、网关20、多个家电设备30、中继器40；电力载波通信模块410、控制模块420、RF433射频通信模块430。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图对本发明实施例提出的家电设备组网系统进行描述。

图1为根据本发明实施例提出的家电设备组网系统的连接示意图。

如图1所示，本发明实施例提出的家电设备组网系统包括第一电器设备10、网关20、多个家电设备30和中继器40。网关20与第一电器设备10之间相连，网关20和第一电器设备10之间建立电力载波通信以实现电力载波数据交互；中继器40与网关20相连，中继器40与网关20之间建立电力载波通信，且与多个家电设备30中的每个家电设备30进行无线通信，以实现每个家电设备30与第一电器设备10之间进行数据交互。

其中，在本发明的一个实施例中，如图1所示，第一电器设备10可以为冰箱，每个家电设备30可以为空调。

在本发明的一个具体实施例中，网关20与第一电器设备10集成设置。具体地，如图2所示，第一电器设备10，例如为冰箱，与中继器40之间建立电力载波通信，且与多个家电设备30中的每个家电设备30，例如为空调，进行无线通信，以实现每个家电设备30与第一电器设备10之间进行数据交互，从而实现设备物联。

在本发明的实施例中，中继器40与网关20之间采用PLC电力载波通信，实现RF433射频信号的中继传输；中继器40与每个家电设备30采用RF433无线射频通信，实现PLC电力载波信号的中继传输，中继器40可以实现有线信号与无线信号的相互转换。由此，与通信信号2次接收转发处理的中继方式相比，中继器40采用通信信号转换发送1次就能实现数据的转发。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，中继器40包括电力载波通信模块410、控制模块420以及RF433射频通信模块430。电力载波通信模块410与网关20之间进行电力载波通信，电力载波通信模块410通过网关20接收第一电器设备10发送的电力载波数据；控制模块420与电力载波通信模块410相连，控制模块420用于将所述电力载波数据转换为RF433射频数据；RF433射频通信模块430与控制模块420相连，RF433射频通信模块430用于接收RF433射频数据，并通过与每个家电设备30进行RF433射频通信将RF433射频数据发送至每个家电设备30。

进一步地，在本发明的一个实施例中，RF433射频通信模块430还用于接收每个家电设备30发送的RF433射频数据并将RF433射频数据发送至所述控制模块420，控制模块420还用于将RF433射频数据转换为电力载波数据并将所述电力载波数据发送至所述电力载波通信模块410，电力载波通信模块410还用于通过网关20将电力载波数据发送至第一电器设备10。

也就是说，电力载波通信模块410用于收发电力载波数据信息，RF433射频通信模块430用于收发RF433射频数据信息，控制模块420用于实现电力载波通信模块410与RF433射频通信模块430之间通信数据的转换。

其中，在本发明的一个实施例中，RF433射频通信模块430采用半双工无线通信。

需要说明的是，RF433射频具有以下主要特点：（1）、符合全球ISM频段通信标准，无需申请频点。（2）、完善的通讯协议，数据实时通信。半双工无线通信，实时收发通信。（3）、传输距离远。在视距情况下，可靠传输距离>80m。（4）、高抗干扰能力和低误码率。因此，空调采用RF433射频控制技术，解决了传统红外遥控器控制距离短、方向性差的缺点，并且利用RF433射频数据的双向性，RF433空调可方便接入RF物联网网关，具有物联功能。

需要说明的是，RF433射频信号存在“盲区”的现场实际应用问题，通过将中继器的设置于“盲区”中，可以实现改善盲区内通信质量不稳定的情况。因此，在本发明的一个实施例中，中继器40设置于RF433射频信号盲区。

在实际应用过程中，首先要确定“盲区”的位置。在本发明的一个具体示例中，每个家电设备30为空调，“盲区”的确定示意图见图4。

具体地，家庭内，网关20与空调之间存在较多遮挡，如2扇以上墙，则空调所在区域就可以判定为RF433信号不稳定区域；家庭内，网关20与空调之间通信距离较远，如实际使用过程中经常出现控制失败的情况，则空调所在区域就可以判定为RF433信号不稳定区域。确定“盲区”后，将中继器40放置于“盲区”内的电源插座上，通过家庭电力线（电线）与网关20相连，中继器40与网关20建立PLC电力载波通信，中继器40即可进入工作状态。用户使用手机等操作终端测试物联控制功能，如果通信情况没有明显改善，则在“盲区”内重新放置中继器40，直至通信情况得以改善。

综上所述，中继器解决RF433射频信号存在“盲区”的现场实际应用问题，同时兼容PLC（电力载波）物联网控制技术。通过中继器，可实现有线物联家电设备（例如冰箱）与无线物联家电设备（例如空调）接入网关，有线物联家电设备与无线物联家电设备无缝连接，有效解决了家庭内不同家电设备因具有不同物联网接入方式而导致出现家庭内多个物联网的情况，实现一个网关管理所有家电设备，组成一个统一的家电物联网。此外，使用中继器可实现家庭防盗设备接入，组成一个统一的家庭物联网。

根据本发明实施例提出的家电设备组网系统，采用有/无线的混合物联方式，通过中继器，既解决了RF433射频信号存在“盲区”的现场实际应用问题，并且实现有线物联家电设备与无线物联家电设备的无缝连接，实现一个网关管理所有家电设备，同时应用成熟的RF433射频技术，大大降低了物联网组网的成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种家电设备组网系统，其特征在于，包括：

第一电器设备；

网关，所述网关与所述第一电器设备之间相连，所述网关和所述第一电器设备之间建立电力载波通信以实现电力载波数据交互；

多个家电设备；

中继器，所述中继器与所述网关相连，所述中继器与所述网关之间建立电力载波通信，且与所述多个家电设备中的每个家电设备进行无线通信，以实现所述每个家电设备与所述第一电器设备之间进行数据交互。

2.如权利要求1所述的家电设备组网系统，其特征在于，所述中继器包括：

电力载波通信模块，所述电力载波通信模块与所述网关之间进行电力载波通信，所述电力载波通信模块通过所述网关接收所述第一电器设备发送的电力载波数据；

控制模块，所述控制模块与所述电力载波通信模块相连，所述控制模块用于将所述电力载波数据转换为RF433射频数据；

RF433射频通信模块，所述RF433射频通信模块与所述控制模块相连，所述RF433射频通信模块用于接收所述RF433射频数据，并通过与所述每个家电设备进行RF433射频通信将所述RF433射频数据发送至所述每个家电设备。

3.如权利要求2所述的家电设备组网系统，其特征在于，所述RF433射频通信模块还用于接收所述每个家电设备发送的RF433射频数据并将所述RF433射频数据发送至所述控制模块，所述控制模块还用于将所述RF433射频数据转换为电力载波数据并将所述电力载波数据发送至所述电力载波通信模块，所述电力载波通信模块还用于通过所述网关将所述电力载波数据发送至所述第一电器设备。

4.如权利要求1-3任一项所述的家电设备组网系统，其特征在于，所述网关与所述第一电器设备集成设置。

5.如权利要求1所述的家电设备组网系统，其特征在于，所述第一电器设备为冰箱。

6.如权利要求2所述的家电设备组网系统，其特征在于，所述中继器设置于RF433射频信号盲区。

7.如权利要求2所述的家电设备组网系统，其特征在于，所述每个家电设备为空调。

8.如权利要求7所述的家电设备组网系统，其特征在于，所述RF433射频通信模块采用半双工无线通信。