CN104749961A - 智能家电的数据通信系统和智能家电的数据通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能家电的数据通信系统和智能家电的数据通信方法。该智能家电的数据通信系统，该数据通信系统包括：第一通信转换装置，包括：无线网络接口，配置成与第一通信转换装置所在位置的无线网络数据连接，以及第一载波模块，用于连接电力线，并配置成进行无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换；至少一个第二通信转换装置，包括：第二载波模块，用于连接电力线，配置成进行电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换，以及家电通信接口，配置成建立覆盖传输目标的智能家电的家电通信网络，并通过家电通信网络与智能家电数据连接。使用本发明的方案，因无线信号差导致的智能家电通信失败，并且减小了无线信号的电磁辐射。

Description

智能家电的数据通信系统和智能家电的数据通信方法

技术领域

本发明涉及一种通信技术领域，特别涉及一种智能家电的数据通信系统和智能家电的数据通信方法。

背景技术

智能家电将计算机技术引入家电设备，可以根据周围环境和用户的个性需求进行自动控制，并利用网络通信技术实现数据上传、远程控制等。智能家电是家电产品的发展的必然趋势。

现有的智能家电可以使用各种通信方式实现数据的传输，一种常用的手段是使用如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等无线通信方式进行数据传输。然而随着用户生活条件的提高，房屋的面积越来越大，智能家电数量也逐渐增加。在对家庭内部所有家电进行智能控制时，需要建立可以覆盖所有智能家电的无线网络。但是由于房屋面积以及墙壁的阻挡，经常会出现无线网络信号不佳，导致智能家电无法实现其功能。特别对于厨房、卫生间或阳台等信号较差的区域，智能家电往往无法正常使用。

现有技术中解决无线网络差的方法一般是增强无线通信的功率，相应增加了家庭电磁辐射的危险；一是安装信号中继器，既增大了电磁辐射，又会产生带宽变小等问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的智能家电的数据通信系统和相应的智能家电的数据通信方法。

本发明一个进一步的目的是提高智能家电数据通信的可靠性。

本发明一个进一步的目的是减小无线网络的信号辐射。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种智能家电的数据通信系统，该数据通信系统包括：

第一通信转换装置，包括：无线网络接口，配置成与第一通信转换装置所在位置的无线网络数据连接，以及第一载波模块，用于连接电力线，并配置成进行无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换；和

至少一个第二通信转换装置，包括：第二载波模块，用于连接电力线，配置成进行电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换，以及家电通信接口，配置成建立覆盖传输目标的智能家电的家电通信网络，并通过家电通信网络与智能家电数据连接。

可选地，第一载波模块还配置为：将来自于无线网络的家电控制指令调制为电力线载波信号；第二载波模块还配置为：从电力线载波信号中解调出家电控制指令，以供家电通信接口向智能家电传输。

可选地，第一通信转换装置还包括：信息记录模块，配置为记录第二通信转换装置的标识，以及与第二通信转换装置数据连接的智能家电的标识和类型信息；第一载波信号还配置为：根据家电控制指令中的智能家电的标识确定出对应的第二通信转换装置，并在电力线载波信号中添加对应的第二通信转换装置的标识，以使对应的第二通信转换装置响应。

可选地，第二载波模块还配置为：将来自于家电通信网络的家电运行数据调制为电力线载波信号；第一载波模块还配置为：从电力线载波信号中解调出家电运行数据，以供无线网络接口发送。

可选地，第二通信转换装置，设置于距离智能家电在预定范围内的电力线插座上。

可选地，家电通信网络与智能家电的通信接口相匹配，且家电通信网络包括以下任意一种：Wi-Fi、Zigbee、蓝牙。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种智能家电的数据通信方法。该智能家电的数据通信方法包括：建立与无线网络的数据连接，并进行无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换；使用电力线传输电力线载波通信的信号；进行电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换，并通过家电通信网络与智能家电数据连接。

可选地，进行无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换包括：将来自于无线网络的家电控制指令调制为电力线载波信号；进行电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换包括：从电力线载波信号中解调出家电控制指令，以供家电通信接口向智能家电传输。

可选地，将来自于无线网络的家电控制指令调制为电力线载波信号包括：根据家电控制指令中的智能家电的标识确定出通信目标，通信目标为与智能家电数据连接的通信转换装置；在电力线载波信号中添加通信目标的标识，以使通信目标响应。

可选地，进行无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换包括：从电力线载波信号中解调出来自于家电通信网络的家电运行数据，以向无线网络发送；进行电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换包括：将来自于家电通信网络的家电运行数据调制为电力线载波信号。

本发明的智能家电的数据通信的系统和方法，第一通信转换装置将其所在的无线网络中与智能家电进行通信的数据转换为电力载波通信信号，利用电力载波通信进行传输，并使用距离通信目标的智能家电距离较近或者处于同一房间的第二通信转换装置，将电力载波通信转换为与智能家电通信相匹配的通信方式，避免了因无线信号差导致的智能家电通信失败，另外第一通信转换装置和第二通信转换装置利用电力线进行数据通信，避免了无线信号的电磁辐射。

进一步地，本发明的智能家电的数据通信的系统和方法，配置灵活，无需对原有的无线网络进行更改，也无需增加任何线缆，可有效地与位于卫生间、厨房以及阳台等位置的智能家电进行数据连接。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的智能家电的数据通信系统的架构图；

图2是根据本发明一个实施例的智能家电的数据通信系统中第一通信转换装置的示意框图；

图3是根据本发明一个实施例的智能家电的数据通信系统中第二通信转换装置的示意框图；以及

图4是根据本发明一个实施例的智能家电的数据通信方法的示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的智能家电的数据通信系统的架构图，该智能家电的数据通信系统包括：第一通信转换装置10和第二通信转换装置20，第一通信转换装置10和第二通信转换装置20通过电力线数据连接，通过电力线载波通信方式进行数据传输。电力线载波通信(Power Line Communication，简称PLC)利用低压配电线路传输高速数据，其实现原理为将数据进行调制，利用电力线进行传输，在数据接收端，提取调制信号，经过解调得到原数据。直接利用已有的配电网络作为传输线路，所以不用进行额外布线。在现有的PLC通信中，电力线适配器具有网络接口和电力线接口，利用网络接口将网线中传输的数据调制为电力线的载波信号，再由对端设备进行解调。

在本发明的实施例中，第一通信转换装置10可以布置于家庭内可以具有良好无线信号接收强度的电力插座上，将无线信号转换为电力载波信号，与网络端通过Wi-Fi等无线传输方式进行数据交互，使用家庭已有的无线局域网，无需接入网线。

第二通信转换装置20可以布置于家庭内Wi-Fi信号无法覆盖或者信号强度不佳位置的电力线插座上，建立与周围智能家电的通信接口匹配的通信网络，以电力载波信号与智能家电的传输数据进行转换。

图2是根据本发明一个实施例的智能家电的数据通信系统中第一通信转换装置10的示意框图，图3是根据本发明一个实施例的智能家电的数据通信系统中第二通信转换装置20的示意框图。第一通信转换装置10一般性地可以包括无线网络接口110和第一载波模块120，第二通信转换装置20一般性地可以包括第二载波模块210和家电通信接口220。其中无线网络接口110配置成与第一通信转换装置10所在位置的无线网络数据连接。第一载波模块120，用于连接电力线，并配置成进行无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换。第一通信转换装置10优先设置于无线路由器附近的电力插座上，例如布置于客厅、书房等无线信号强度较好的位置。利用无线网络接口110与无线网络数据连接，利用第一载波模块120进行数据的调制和解调。无线网络接口110可以与无线网络的传输方式匹配的接口，例如Wi-Fi模块。

第二载波模块210用于连接电力线，配置成进行电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换。家电通信接口220配置成建立覆盖传输目标的智能家电的家电通信网络，并通过家电通信网络与智能家电数据连接。第二通信转换装置20可以设置于距离智能家电在预定范围内的电力线插座上，优先配置在家庭内的角落房间中，例如卫生间、厨房这类无线信号很差，但是布置有多个家电设备的房间内。第二载波模块210的数量可以为多个，根据需要进行数据通信的智能家电的种类以及数量进行配置。每个第二通信转换装置20可以实现对一个预设区域内的多个智能家电设备的数据传输。

家电通信接口220建立的家电通信网络与智能家电的通信接口相匹配，包括以下任意一种：Wi-Fi、Zigbee、蓝牙，实现与各种智能家电的数据连接。

本实施例的智能家电的数据通信系统可以实现家庭内布置在各位置的智能家电的数据传输，一方面将家电控制指令发送给智能家电，另一方面也可以将智能家电的各种运行数据进行上传。

在向智能家电发送数据时，第一载波模块120将来自于无线网络的家电控制指令调制为电力线载波信号；第二载波模块210从电力线载波信号中解调出家电控制指令，以供家电通信接口220向智能家电传输。

在智能家电向网络端发送数据时，第二载波模块210将来自于家电通信网络的家电运行数据调制为电力线载波信号；第一载波模块120从电力线载波信号中解调出家电运行数据，以供无线网络接口发送。

第一通信转换装置还可以设置有信息记录模块130。该信息记录模块130可以配置为记录第二通信转换装置20的标识，以及与第二通信转换装置20数据连接的智能家电的标识和类型信息。在第二通信转换装置20为多个的情况下，信息记录模块130可以分别记录每个第二通信转换装置20的标识以及与其连接的智能家电的信息。

利用信息记录模块130记录的信息，第一载波模块120可以根据家电控制指令中的智能家电的标识确定出对应的第二通信转换装置20，并在电力线载波信号中添加对应的第二通信转换装置20的标识，以使对应的第二通信转换装置20响应。

信息记录模块130中记录的信息可以由用户进行设置，另一种可选的方式为，在本实施例的智能家电的数据通信系统配置完成后，第一通信转换装置10通过电力线发送广播信号，通过与之连接的所有第二通信转换装置20对广播信号的响应来获取第二通信转换装置20的标识。第二通信装置20可以利用家电通信接口220发出智能家电广播信号，从而通过智能家电对广播信号的响应提取出智能家电的信息，以发送给第一通信转换装置10，供信息记录模块130记录。通过以上广播信号的初始化方式，可以实现信息的自动获取，提高了后续数据传输的效率。

本发明的智能家电的数据通信的系统，第一通信转换装置10将其所在的无线网络中与智能家电进行通信的数据转换为电力线载波信号，利用电力线进行传输，并使用距离通信目标的智能家电距离较近或者处于同一房间的第二通信转换装置，将电力载波通信转换为与智能家电通信相匹配的通信方式，避免了因无线信号差导致的智能家电通信失败，另外第一通信转换装置和第二通信转换装置利用电力线进行数据通信，避免了无线信号的电磁辐射。

进一步地，本发明的智能家电的数据通信的系统，配置灵活，无需对原有的无线网络进行更改，也无需增加任何线缆，可有效地与位于卫生间、厨房以及阳台等传统无线网络信号较差位置的智能家电进行数据连接。

本发明实施例还提供了一种智能家电的数据通信方法。该智能家电的数据通信方法可由以上任一实施例的智能家电的数据通信系统执行，实现家庭内智能家电的可靠数据传输。图4是根据本发明一个实施例的智能家电的数据通信方法的示意图，该智能家电的数据通信方法包括：

步骤S402，建立与无线网络的数据连接，并进行无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换；

步骤S404，使用电力线传输电力线载波通信的信号；

步骤S406，进行电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换，并通过家电通信网络与智能家电数据连接。

本实施例的智能家电的数据通信方法，既可以实现网络端对智能家电发送各种控制指令，也可以实现智能家电向网络端返回响应信号以及上传各种运行信息和运行数据。

例如步骤S402可以包括：将来自于无线网络的家电控制指令调制为电力线载波信号。相应地，步骤S404可以包括：从电力线载波信号中解调出家电控制指令，以供家电通信接口向智能家电传输。其中将来自于无线网络的家电控制指令调制为电力线载波信号可以包括：根据家电控制指令中的智能家电的标识确定出通信目标，通信目标为与需要控制的智能家电数据连接的通信转换装置(即第二通信装置20中与需要控制的智能家电数据连接的一个)；在电力线载波信号中添加通信目标的标识，以使通信目标响应。

在利用电力线载波信号进行数据传输时，可以根据家电控制指令中的智能家电的标识确定出需要通信的对端设备，如第二通信转换装置20中的一个，相应的可以并在电力线载波信号中添加对应的第二通信转换装置20的标识，以使对应的第二通信转换装置20响应。再此情况下可以预先保存第二通信转换装置20的标识，以及与第二通信转换装置20数据连接的智能家电的标识和类型信息。这些数据可以由用户进行设置，另一种可选的保存方式为，在首次通信前，与无线网络连接的第一通信装换装置10通过电力线发送广播信号，通过与之连接的所有第二通信转换装置20对广播信号的响应来获取第二通信转换装置20的标识。第二通信装置20发出智能家电广播信号，从而通过智能家电对广播信号的响应提取出智能家电的信息，从而得到所有第二通信转换装置20的标识以及每个通信转换装置连接的智能电器并进行记录。通过以上广播信号的初始化方式，可以实现信息的自动获取，提高了后续数据传输的效率。

又例如步骤S402可以包括：将来自于家电通信网络的家电运行数据调制为电力线载波信号。相应地，步骤S406可以包括：从电力线载波信号中解调出所述家电运行数据，以向智能家电发送。

在一个本实施例的一个具体使用环境中，如下图所示，第一通信转换装置10插在家庭普通插座上，通过Wi-Fi连接到家庭路由器，把Wi-Fi信号转化成电力载波模拟信号，加载在电力线上传输。相对地，第二通信转换装置20插在无线网络信号薄弱地方的插座上，如厨房、卫生间或阳台等，将载波信号解调后，转换为智能家电的通信方式以实现家电数据传输。

使用本实施例的智能家电的数据通信方法和通信系统，无无需对家庭的通信网络进行任何的改变，可以实现即插即用，在家里的任何角落布置的智能电器，均可以实现可靠的数据传输。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种智能家电的数据通信系统，其特征在于包括：

第一通信转换装置，包括：

无线网络接口，配置成与所述第一通信转换装置所在位置的无线网络数据连接，以及

第一载波模块，用于连接电力线，并配置成进行所述无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换；和

至少一个第二通信转换装置，包括：

第二载波模块，用于连接电力线，配置成进行所述电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换，以及

家电通信接口，配置成建立覆盖传输目标的智能家电的所述家电通信网络，并通过所述家电通信网络与所述智能家电数据连接。

2.根据权利要求1所述的数据通信系统，其特征在于

所述第一载波模块还配置为：将来自于所述无线网络的家电控制指令调制为所述电力线载波信号；

所述第二载波模块还配置为：从所述电力线载波信号中解调出所述家电控制指令，以供所述家电通信接口向所述智能家电传输。

3.根据权利要求2所述的数据通信系统，其特征在于

所述第一通信转换装置还包括：信息记录模块，配置为记录所述第二通信转换装置的标识，以及与所述第二通信转换装置数据连接的所述智能家电的标识和类型信息；

所述第一载波信号还配置为：根据所述家电控制指令中的所述智能家电的标识确定出对应的所述第二通信转换装置，并在所述电力线载波信号中添加所述对应的第二通信转换装置的标识，以使所述对应的第二通信转换装置响应。

4.根据权利要求1所述的数据通信系统，其特征在于

所述第二载波模块还配置为：将来自于所述家电通信网络的家电运行数据调制为所述电力线载波信号；

所述第一载波模块还配置为：从所述电力线载波信号中解调出所述家电运行数据，以供所述无线网络接口发送。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的数据通信系统，其特征在于

所述第二通信转换装置，设置于距离所述智能家电在预定范围内的电力线插座上。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的数据通信系统，其特征在于

所述家电通信网络与所述智能家电的通信接口相匹配，且所述家电通信网络包括以下任意一种：Wi-Fi、Zigbee、蓝牙。

7.一种智能家电的数据通信方法，其特征在于包括：

建立与无线网络的数据连接，并进行无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换；

使用电力线传输所述电力线载波通信的信号；

进行所述电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换，并通过所述家电通信网络与所述智能家电数据连接。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

进行无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换包括：将来自于所述无线网络的家电控制指令调制为电力线载波信号；

进行所述电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换包括：从所述电力线载波信号中解调出所述家电控制指令，以供所述家电通信接口向所述智能家电传输。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将来自于所述无线网络的家电控制指令调制为所述电力线载波信号包括：

根据所述家电控制指令中的所述智能家电的标识确定出通信目标，所述通信目标为与所述智能家电数据连接的通信转换装置；

在所述电力线载波信号中添加所述通信目标的标识，以使所述通信目标响应。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

进行无线网络通信与电力线载波通信之间的信号转换包括：从所述电力线载波信号中解调出来自于所述家电通信网络的家电运行数据，以向所述无线网络发送；

进行所述电力线载波通信与家电通信网络通信之间的信号转换包括：将来自于所述家电通信网络的家电运行数据调制为所述电力线载波信号。