CN104810102A - 光电复合线缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于满足智能家居电力供给和自动化控制的光电复合线缆。该光电复合线缆包括多条电力线和多对TTL信号线，所述电力线为智能家居设备提供其正常工作所需的电力，所述多对TTL信号线成对地在智能家居中的电器设备与智能家居的控制器之间以TTL电平传输操控动作指令和操控反馈信息，所述光电复合线缆与智能家居中的电器设备之间通过复合无线接头连接，所述复合无线接头包括与所述电力线连接的导电端口和与所述多对TTL信号线连接的无线端口，所述无线端口根据RS485通信协议以半双工方式实现所述光电复合线缆与智能家居中的电器设备之间的操控动作指令和操控反馈信息的通信。

Description

光电复合线缆

技术领域

 本发明涉及线缆技术领域，更具体地，涉及一种智能家居的光电复合线缆。

背景技术

智能家居是在物联网的影响之下的重要家庭应用。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电以及三表抄送等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。

随着智能家居的发展，用户使用的家庭终端也越来越多，需要为不同的家庭终端提供不同的线缆来满足其电力和通信的需要。如用户的家庭终端很可能同时需要电话线、供电线、网线、光缆和有线电视线等众多线缆。

而现有的建筑物内，电话线、供电线、网线、光缆和有线电视线等众多线缆错综复杂，造成建筑物内的线缆杂乱，存在安全隐患，布置线缆困难，维护难度大。

基于电力线通信技术的智能家居网络系统，利用电力线通信技术通过电源插座完成家庭联网，并为家庭网络提供互联网接入和多媒体音视频业务，通过家庭服务器对接入家庭网络的信息家电、 安全系统实行监控和管理。李倩在2003年发表的《基于电力线通信技术的智能家居系统的设计与开发》、祁明晰在《电力自动化设备》2005年第3期上发表的《基于电力线载波通信技术的智能家居系统》都对此给出了有意义的研究和实践。

上述现有技术存在如下的弊端：电力载波技术需要严格的要求电压波动不允许超过5%，而我国国内的电压规定是不超过20%就合格（具体来讲，普通居民电压标准是单相、交流50HZ，220V；对居民用户，国家规定电压偏差允许值为+7%，-10%；电压波动允许值为2.5%）。因此，实践中，为了使用电力载波降低智能家居的布线复杂度的解决方案很大程度上依赖于电压稳定装置。而一旦这类稳定装置工作异常或哪怕是短时间失效，也可能造成无法弥补的财产损失甚至是人身意外伤害。因此，亟需一种简单、可靠的智能家居布线解决方案。

发明内容

本发明的目的在于：提供不依赖于电压稳定装置的布线用线缆，同时提高信号的传输可靠性，降低信号和电力彼此之间的干扰。

为了达到解决上述技术问题并实现上述目的，克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种用于满足智能家居电力供给和自动化控制的光电复合线缆。该光电复合线缆包括多条电力线和多对TTL信号线，所述电力线为智能家居设备提供其正常工作所需的电力，所述多对TTL信号线成对地在智能家居中的电器设备与智能家居的控制器之间以TTL电平传输操控动作指令和操控反馈信息，所述光电复合线缆与智能家居中的电器设备之间通过复合无线接头连接，所述复合无线接头包括与所述电力线连接的导电端口和与所述多对TTL信号线连接的无线端口，所述无线端口根据RS485通信协议以半双工方式实现所述光电复合线缆与智能家居中的电器设备之间的操控动作指令和操控反馈信息的通信。

进一步地，所述电力线包括多根电缆，每根电缆均具有导电介质芯和绝缘保护层，所述多对TTL信号线包括传输TTL电平的介质芯和绝缘保护层。

进一步地，所述多对TTL信号线对称设置在所述电力线的周围，包括发送TTL信号线和接收TTL信号线，其中，一对TTL信号线用于将表示操控动作指令的TTL电平信号从智能家居的控制器的发送给智能家居的电器设备，另一对TTL信号线用于将表示操控反馈信息的TTL电平信号从智能家居的电器设备馈送给智能家居的电器控制器。

进一步地，所述电力线的电缆包括并列排列的两根，且所述多对TTL信号线被按照对称地设置在所述电力线的两根电缆线芯中心连线的两侧，且其中一对TTL信号线位于所述中心连线的垂直等分线上的一侧，另一对TTL信号线位于所述中心连线的垂直等分线上的另一侧。

进一步地，所述电力线的电缆包括呈等边三边形排列的三根，其中，所述成对的发送TTL信号线和所述成对的接收TTL信号线被分别设置在所述等边三边形的两相邻边的侧面。

进一步地，所述无线端口包括两个光电二极管。

进一步地，所述成对的发送TTL信号线被相互呈螺旋状地缠绕，所述成对的接收TTL信号线被相互呈螺旋状地缠绕。

本发明的有益效果是：采用同一根线缆在进行电连接的同时实现控制信号和反馈信号的通信，减小了单独采取信号线时给智能家居带来的布线复杂度，既节省成本，又方便实用。此外， TTL信号线通过其与电力线之间的相对布置位置及自身采用TTL电平传输信号两种方式，能够尽可能地减小其与电力线之间的干扰和耦合，相比同类智能家居线缆，最大限度地降低了智能家居控制信号受到电力线周围的电磁场干扰的影响。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的光电复合线缆的截面图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的光电复合线缆的内部线缆的颜色设置图；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的光电复合线缆的截面图。

具体实施方式

图1示出了一种用于满足智能家居电力供给和自动化控制的光电复合线缆的截面图。该光电复合线缆包括电力线1、电力线2和电力线3，还包括TTL信号线4-1构成的TTL信号线对和TTL信号线4-2构成的TTL信号线对，以及TTL信号线5-1构成的TTL信号线对和TTL信号线5-2构成的TTL信号线对。

如图1所示，所述电力线1、电力线2和电力线3均具有导电介质芯（图1中的电力线1、电力线2和电力线3中的黑色实心圆形）和绝缘保护层（图1中的电力线1、电力线2和电力线3中的黑色实心圆形外部的环形），所述多对TTL信号线包括传输TTL电平的介质芯（图1中的TTL信号线4-1和4-2、5-1和5-2中的黑色实心圆形）和绝缘保护层（图1中的TTL信号线4-1和4-2、5-1和5-2中的黑色实心圆形外部的环形）。

所述导电介质芯的横截面积可以是4或6或8平方毫米，所述绝缘保护层的厚度可以为0.8或1毫米。

电力线1、电力线2和电力线3为智能家居设备提供其正常工作所需的电力，且电力线1、电力线2和电力线3是三相交流电传输时所需的三根线缆，在一个优选的实施例中，电力线3为地线；电力线1和电力线2提供380V的电压。

如图2所示，电力线1绝缘保护层的颜色被设置成棕色，电力线2绝缘保护层的颜色被设置成蓝色，电力线3绝缘保护层的颜色被设置成黄绿色。TTL信号线4-1和4-2的绝缘保护层被分别设置为白色、蓝色，TTL信号线5-1和5-2的绝缘保护层被分别设置为绿色和黄色。

所述多对TTL信号线4-1和4-2、5-1和5-2成对地在智能家居中的电器设备与智能家居的控制器之间以TTL电平传输操控动作指令和操控反馈信息。所述多对TTL信号线4-1和4-2、5-1和5-2对称设置在所述电力线1、电力线2和电力线3的周围，所述TTL信号线4-1和4-2构成发送TTL信号线，用于将表示操控动作指令的TTL电平信号从智能家居的控制器的发送给智能家居的电器设备，所述TTL信号线5-1和5-2构成接收TTL信号线，用于将表示操控反馈信息的TTL电平信号从智能家居的电器设备馈送给智能家居的电器控制器。

在一个优选的实施例中，所述电力线1、电力线2和电力线3呈等边三边形排列，其中，所述成对的发送TTL信号线4-1和4-2被设置在电力线3靠近所述等边三角形的一边的位置，以及所述成对的接收TTL信号线5-1和5-2被分别设置在电力线3靠近所述等边三角形的另一边的位置。

所述发送TTL信号线4-1和4-2被相互呈螺旋状地缠绕，所述成对的接收TTL信号线5-1和5-2被相互呈螺旋状地缠绕。这种缠绕方式能够使两根位于同一侧的TTL信号线4-1和4-2彼此降低电磁耦合和干扰，并使两根位于同一侧的TTL信号线5-1和5-2彼此降低电磁耦合和干扰。

所述光电复合线缆与智能家居中的电器设备之间通过复合无线接头连接，所述复合无线接头包括与所述电力线1-3连接的导电端口和与所述多对TTL信号线4-1和4-2、5-1和5-2连接的光电二极管，所述光电二极管根据RS485通信协议以半双工方式传输红外线，实现所述光电复合线缆与智能家居中的电器设备之间的操控动作指令和操控反馈信息的通信。

在另一个实施例中，所述电力线的电缆包括并列排列的两根电力线10和20，用于传输220V电压，不具有地线，且所述多对TTL信号线30-1和30-2、40-1和40-2被按照对称地设置在所述电力线的两根电力线10和20的线芯中心连线的两侧，且TTL信号线30-1和30-2位于所述中心连线的垂直等分线上的一侧，TTL信号线40-1和40-2位于所述中心连线的垂直等分线上的另一侧。所述的电力线和TTL信号线的结构和缠绕方式同图1所示的实施例，在此不再赘述。

上面以文字和附图说明的方式阐释了本发明一些具体实施方式的结构，并非详尽无遗或限制于上述所述具体形式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于满足智能家居电力供给和自动化控制的光电复合线缆，包括多条电力线和多对TTL信号线，所述电力线为智能家居设备提供其正常工作所需的电力，所述多对TTL信号线成对地在智能家居中的电器设备与智能家居的控制器之间以TTL电平传输操控动作指令和操控反馈信息，所述光电复合线缆与智能家居中的电器设备之间通过复合无线接头连接，所述复合无线接头包括与所述电力线连接的导电端口和与所述多对TTL信号线连接的无线端口，所述无线端口根据RS485通信协议以半双工方式实现所述光电复合线缆与智能家居中的电器设备之间的操控动作指令和操控反馈信息的通信。

2.根据权利要求1所述的光电复合线缆，所述电力线包括多根电缆，每根电缆均具有导电介质芯和绝缘保护层，所述多对TTL信号线包括传输TTL电平的介质芯和绝缘保护层。

3.根据权利要求1所述的光电复合线缆，所述多对TTL信号线对称设置在所述电力线的周围，包括发送TTL信号线和接收TTL信号线，其中，一对TTL信号线用于将表示操控动作指令的TTL电平信号从智能家居的控制器的发送给智能家居的电器设备，另一对TTL信号线用于将表示操控反馈信息的TTL电平信号从智能家居的电器设备馈送给智能家居的电器控制器。

4.根据权利要求1所述的光电复合线缆，所述无线端口包括两个光电二极管。

5.根据权利要求1所述的光电复合线缆，所述成对的发送TTL信号线被相互呈螺旋状地缠绕，所述成对的接收TTL信号线被相互呈螺旋状地缠绕。

6.根据权利要求1或5之一所述的光电复合线缆，所述电力线的电缆包括并列排列的两根，且所述多对TTL信号线被按照对称地设置在所述电力线的两根电缆线芯中心连线的两侧，且其中一对TTL信号线位于所述中心连线的垂直等分线上的一侧，另一对TTL信号线位于所述中心连线的垂直等分线上的另一侧。

7.根据权利要求1或5之一所述的光电复合线缆，所述电力线的电缆包括呈等边三边形排列的三根，其中，所述成对的发送TTL信号线和所述成对的接收TTL信号线被分别设置在所述等边三边形的两相邻边的侧面。