CN106205103A - 一种室内电器管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种室内电器管理系统，包含无线控制器、中央处理模块、PLC网关、若干集中管理器、若干载波通信模块、电力线、以及若干组PLC节点，每一组PLC节点包含至少一个PLC节点；每个集中管理器通过一个载波通信模块和电力线电气相连，每个PLC节点通过一个载波通信模块和电力线相连，每一个集中管理器对应一组PLC节点；中央处理模块通过PLC网关和各个集中管理器电气相连；无线控制器和中央处理模块基于WIFI通信。本发明结构简单，使用方便；不改变原有的室内布线，通信效率高。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居及电子通信技术，尤其涉及一种室内电器管理系统。
背景技术
目前，室内电器控制方式主要有电器本身按钮控制和无线通信技术，包括红外线遥控器及WIFI通信技术，但是电器直接控制需要近距离接触电器，而红外线遥控器需要对准电器的接收端才能进行有效控制，WIFI通信技术是智能家居电器主流控制技术之一，搭配移动控制平台可以实现远距离的电器控制。基于WIFI通信技术的室内电器管理系统需要有个中央处理模块集中控制电器，电器与中央处理模块，中央处理模块与移动控制平台都采用WIFI进行通信连接，但是此技术在室内使用时会受到室内墙壁的干扰，通信效率不高，并且保密性差，当控制平台不在室内时，WIFI控制信号被破解，电器的安全就无法得到保障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种室内电器管理系统，不改变室内布线，利用电力线进行中央处理模块及电器之间信号传输的方式，提高通信效率，限制控制平台的控制权限，提高安全性。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种室内电器管理系统，包含无线控制器、中央处理模块、PLC网关、若干集中管理器、若干载波通信模块、电力线、以及若干组PLC节点，每一组PLC节点包含至少一个PLC节点；
所述载波通信模块的数量等于集中管理器的数量加上PLC节点的数量，每个集中管理器通过一个载波通信模块和电力线电气相连，每个PLC节点通过一个载波通信模块和电力线相连；所述集中管理器和PLC节点组的数量相同，每一个集中管理器对应一组PLC节点；
所述中央处理模块通过PLC网关和各个集中管理器电气相连；
所述无线控制器和中央处理模块基于WIFI通信；
所述载波通信模块用于将信息耦合至所述电力线上和从电力线上读取信息；
所述集中管理器用于管理器对应的PLC节点组，读取PLC节点组内每一个PLC节点的状态信息进行统合，并将PLC网关下达的命令发送给指定的PLC节点；
所述PLC节点即用电设备，用于执行接收到的命令和上传其状态信息；
所述PLC网关用于管理各个集中管理器，将各个集中管理器读取的PLC节点状态信息发送给中央处理模块，并将中央处理模块下达的命令发送给指定的集中管理器；
所述中央处理模块用于统合各个集中管理器读取的PLC节点状态信息，将其发送给无线控制器，并将无线控制器下达的命令发送至PLC网关；
所述无线控制器用于接收显示各个PLC节点的状态信息和发送命令。
作为本发明一种室内电器管理系统进一步的优化方案，所述载波通信模块包含电力线耦合电路、带通滤波电路、载波处理芯片、过零检测电路和接口电路，其中，载波处理芯片分别和过零检测电路的一端、带通滤波电路的一端、接口电路的一端相连，所述过零检测电路的另一端和所述电力线相连，所述带通滤波电路的另一端通过所述电力线耦合电路与所述电力线相连，所述接口电路的另一端和集中管理器或用电设备相连；
所述过零检测电路用于检测交流电的过零点，即是信号收发的时间点，并将其传递给所述载波处理芯片；
所述电力线耦合电路用于将发送信号耦合到电力线路上，或从电力线上接收信号；
所述带通滤波电路用于滤除有效信号的频带外干扰；
所述载波处理芯片用于调制和解调信号，并识别转发。
作为本发明一种室内电器管理系统进一步的优化方案，中央处理模块包含处理芯片和与其相连的WIFI通信模块，所述处理芯片采用NXP LPC54102（Cortex M4+M0双核）MCU模块。
作为本发明一种室内电器管理系统进一步的优化方案，所述载波通信模块采用ST7540开发板作为处理芯片。
作为本发明一种室内电器管理系统进一步的优化方案，还包含显示器，所述显示器与中央处理器中的处理芯片，用于显示各个PLC节点的状态信息。
作为本发明一种室内电器管理系统进一步的优化方案，所述显示器采用液晶显示器，型号为W1942S。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1. 结构简单，使用方便；
2. 不改变原有的室内布线，通信效率高。
附图说明
图1为室内电器管理系统的结构示意图；
图2为载波通信模块的模块示意图；
图3为室内电器管理系统的模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，本发明公开了一种室内电器管理系统，包含无线控制器、中央处理模块、PLC网关、若干集中管理器、若干载波通信模块、电力线、以及若干组PLC节点，每一组PLC节点包含至少一个PLC节点；
所述载波通信模块的数量等于集中管理器的数量加上PLC节点的数量，每个集中管理器通过一个载波通信模块和电力线电气相连，每个PLC节点通过一个载波通信模块和电力线相连；所述集中管理器和PLC节点组的数量相同，每一个集中管理器对应一组PLC节点；
所述中央处理模块通过PLC网关和各个集中管理器电气相连；
所述无线控制器和中央处理模块基于WIFI通信；
所述载波通信模块用于将信息耦合至所述电力线上和从电力线上读取信息；
所述集中管理器用于管理器对应的PLC节点组，读取PLC节点组内每一个PLC节点的状态信息进行统合，并将PLC网关下达的命令发送给指定的PLC节点；
所述PLC节点即用电设备，用于执行接收到的命令和上传其状态信息；
所述PLC网关用于管理各个集中管理器，将各个集中管理器读取的PLC节点状态信息发送给中央处理模块，并将中央处理模块下达的命令发送给指定的集中管理器；
所述中央处理模块用于统合各个集中管理器读取的PLC节点状态信息，将其发送给无线控制器，并将无线控制器下达的命令发送至PLC网关；
所述无线控制器用于接收显示各个PLC节点的状态信息和发送命令。
所述载波通信模块包含电力线耦合电路、带通滤波电路、载波处理芯片、过零检测电路和接口电路，其中，载波处理芯片分别和过零检测电路的一端、带通滤波电路的一端、接口电路的一端相连，所述过零检测电路的另一端和所述电力线相连，所述带通滤波电路的另一端通过所述电力线耦合电路与所述电力线相连，所述接口电路的另一端和集中管理器或用电设备相连；
所述过零检测电路用于检测交流电的过零点，即是信号收发的时间点，并将其传递给所述载波处理芯片；
所述电力线耦合电路用于将发送信号耦合到电力线路上，或从电力线上接收信号；
所述带通滤波电路用于滤除有效信号的频带外干扰；
所述载波处理芯片用于调制和解调信号，并识别转发。
中央处理模块包含处理芯片和与其相连的WIFI通信模块，所述处理芯片采用NXPLPC54102（Cortex M4+M0双核）MCU模块。
系统的模块图如图3所示，对PLC节点进行分组，每组PLC节点采用一个集中控制器进行管理，多个集中控制器由通信网关统一进行管理。这种结构有利于实现设备节点的模块化，便于扩展。
载波通信模块结构如图2所示。此模块选用ST7540开发板作为处理芯片，模块的工作电源为7.5~13.5V，工作频率为16MHz，接口包括TTL电平UART接口，10位AD采样，通讯距离1000m，电力线载波频率为110kHz，调制解调方式为FSK方式。
集中控制器模块对PLC的管理可以按照智能家居室内房间划分，每个房间的PLC节点作为一组由一个集中控制器进行管理，此模块选用STM32F103作为处理器芯片。
电力线载波通信网关（PLC网关）负责管理集中控制器，每一个PLC节点设备入网时需要向其线路所在的集中控制器注册，以便集中控制器管理。PLC网关向下负责整个电力线载波家庭内部网，向上提供中央处理模块控制接口，能处理用户命令。PLC网关在整个智能家居系统中处于核心的位置，是与用户接触的重要一环，其性能好坏对构建的智能家居影响至为关键。
整个控制系统中，电器与中央处理模块之间使用电力线载波通信技术进行信号传输，中央处理模块与移动控制平台采用WIFI技术进行通信。
室内电器管理系统还可以包含显示器，设置在室内，显示器与中央处理器中的处理芯片，用于显示各个PLC节点的状态信息，显示器优先采用液晶显示器，型号为W1942S。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种室内电器管理系统，其特征在于，包含无线控制器、中央处理模块、PLC网关、若干集中管理器、若干载波通信模块、电力线、以及若干组PLC节点，每一组PLC节点包含至少一个PLC节点；
所述载波通信模块的数量等于集中管理器的数量加上PLC节点的数量，每个集中管理器通过一个载波通信模块和电力线电气相连，每个PLC节点通过一个载波通信模块和电力线相连；所述集中管理器和PLC节点组的数量相同，每一个集中管理器对应一组PLC节点；
所述中央处理模块通过PLC网关和各个集中管理器电气相连；
所述无线控制器和中央处理模块基于WIFI通信；
所述载波通信模块用于将信息耦合至所述电力线上和从电力线上读取信息；
所述集中管理器用于管理器对应的PLC节点组，读取PLC节点组内每一个PLC节点的状态信息进行统合，并将PLC网关下达的命令发送给指定的PLC节点；
所述PLC节点即用电设备，用于执行接收到的命令和上传其状态信息；
所述PLC网关用于管理各个集中管理器，将各个集中管理器读取的PLC节点状态信息发送给中央处理模块，并将中央处理模块下达的命令发送给指定的集中管理器；
所述中央处理模块用于统合各个集中管理器读取的PLC节点状态信息，将其发送给无线控制器，并将无线控制器下达的命令发送至PLC网关；
所述无线控制器用于接收显示各个PLC节点的状态信息和发送命令。
2.根据权利要求1所述的室内电器管理系统，其特征在于，所述载波通信模块包含电力线耦合电路、带通滤波电路、载波处理芯片、过零检测电路和接口电路，其中，载波处理芯片分别和过零检测电路的一端、带通滤波电路的一端、接口电路的一端相连，所述过零检测电路的另一端和所述电力线相连，所述带通滤波电路的另一端通过所述电力线耦合电路与所述电力线相连，所述接口电路的另一端和集中管理器或用电设备相连；
所述过零检测电路用于检测交流电的过零点，即是信号收发的时间点，并将其传递给所述载波处理芯片；
所述电力线耦合电路用于将发送信号耦合到电力线路上，或从电力线上接收信号；
所述带通滤波电路用于滤除有效信号的频带外干扰；
所述载波处理芯片用于调制和解调信号，并识别转发。
3. 根据权利要求1所述的室内电器管理系统，其特征在于，中央处理模块包含处理芯片和与其相连的WIFI通信模块，所述处理芯片采用NXP LPC54102（Cortex M4+M0双核）MCU模块。
4.根据权利要求1所述的室内电器管理系统，其特征在于，所述载波通信模块采用ST7540开发板作为处理芯片。
5.根据权利要求3所述的室内电器管理系统，其特征在于，还包含显示器，所述显示器与中央处理器中的处理芯片，用于显示各个PLC节点的状态信息。
6.根据权利要求5所述的室内电器管理系统，其特征在于，所述显示器采用液晶显示器，型号为W1942S。
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