CN106330639A - 智能家居的信号传输系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种智能家居的信号传输系统，包括发射终端和控制终端，其结构特点是：发射终端具有接收遥控器信号的无线信号接收端，发射终端与输电线相连，发射终端具有使电信号转换为超声波信号的发射换能器；输电线能传播超声波信。该系统结构简单，操作简易，经济成本低，有利于广泛使用。一种智能家居的信号传输方法，其方法特点是：a)判断有没有无线传输障碍环境，若无则遥控器对智能家居直接进行无线通讯，以控制智能家居。具有人性化的通讯设计，可随环境选择信号传输的模式。利用超声波传输只需要配合换能器的进行使用，经济高效。
Description
技术领域
本发明涉及一种家居设备的信号传输系统和方法，特别是涉及一种智能家居的信号传输系统和方法。属于家电设备信号传输系统和方法技术领域。
背景技术
目前，各个智能家居之间的信号传输大多采用电信号的传输方式，利用电信号之间的传输达到控制、反馈的目的。电信号的传输容易受到外界的干扰，而且传输距离短不能实现远程的操控。
为此，需要设计一种智能家居的信号传输装置及方法，具有将控制信号转换为超声波信号，然后通过原有的输电线路进行传输，再在控制端进行解码，将接收到的超声波信号转换为电信号，从而实现对智能家居的控制的特点。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中，智能家居之间的信号传输为电信号传输，电信号传输容易受到干扰且不能远距离传输的问题，提供一种智能家居的信号传输方法，具有超声波换能器，能把电信号转换为超声波信号，再由超声波信号转换为电信号的特点；提供一种智能家居的信号传输系统，电信号通过换能器转换为利于传播的超声波，再由终端换能器转换为能操控电器的电信号的特点。
本发明的目的可以通过如下技术方案达到：
一种智能家居的信号传输系统，包括发射终端和控制终端，其结构特点是：发射终端具有接收遥控器信号的无线信号接收端，发射终端与输电线相连，发射终端具有使电信号转换为超声波信号的发射换能器；输电线能传播超声波信号，输电线与控制终端相连接，控制终端具有使超声波信号转换为电信号的接收换能器，转化成电信号后以控制连接在控制终端的智能家居。
本发明的目的还可以通过如下技术方案达到：
进一步地，所述发射终端和控制终端为若干个，若干个发射终端和控制终端分别与输电线连接。
一种智能家居的信号传输方法，其方法特点是：
a)判断有没有无线传输障碍环境，若无则遥控器对智能家居直接进行无线通讯，以控制智能家居；
b)若有无线传输障碍环境，则遥控器将要传输的电信号无线传输至较近距离的发射终端，发射终端通过发射换能器把电信号转换为超声波；
c)将该超声波耦合到原有的输电线路中，输电线路连接控制终端；
d)控制终端具有接收换能器，接收换能器把超声波转换为电信号，控制终端与智能家居相连接，该电信号用于控制智能家居。
本发明的有益效果
一种智能家居的信号传输系统，包括发射终端和控制终端，其结构特点是：发射终端具有接收遥控器信号的无线信号接收端，发射终端与输电线相连，发射终端具有使电信号转换为超声波信号的发射换能器；输电线能传播超声波信号，输电线与控制终端相连接，控制终端具有使超声波信号转换为电信号的接收换能器，转化成电信号后以控制连接在控制终端的智能家居。
根据实际需要当用户周围存在阻碍电信号传播的环境时，通过遥控器发送电信号至发射终端，发射终端把电信号转换为利于传播的超声波信号，超声波信号耦合至输电线进行传输，超声波信号沿输电线传输至控制终端，控制终端连接智能家居，当控制终端把超声波信号重新转换为电信号，电信号即为智能家居的控制信号，电信号传输至智能家居，实现其工作控制。
该系统结构简单，操作简易，经济成本低，有利于广泛使用。其所需要的系统规模较小、器件更换容易、成本低、使用灵活、不受干扰、传输可靠、距离长。实现传输准确远距离的智能家居控制；而且原有的输电线路不受影响，使控制信号免受干扰，不用再专门布设信号传输电路，省了大部分的材料和有无线传输障碍环境布线的费用，经济高效。
所述发射终端和控制终端为若干个，若干个发射终端和控制终端分别与输电线连接。适合对不同位置的智能家居进行控制。
一种智能家居的信号传输方法，其方法特点是：
a)判断有没有无线传输障碍环境，若无则遥控器对智能家居直接进行无线通讯，以控制智能家居；
b)若有无线传输障碍环境，则遥控器将要传输的电信号无线传输至较近距离的发射终端，发射终端通过发射换能器把电信号转换为超声波；
c)将该超声波耦合到原有的输电线中，输电线连接控制终端；
d)控制终端具有接收换能器，接收换能器把超声波转换为电信号，控制终端与智能家居相连接，该电信号用于控制智能家居。
通过该方法,智能家居之间的信号传输由原来单纯的电信号传输转化为超声波之间的有线信号传输。先判断周围的环境，如为有利于电信号传播的环境则直接进行电信号控制智能家居，具有可选择性。如为对电信号干扰较强的环境下，则通过发射终端对遥控器的电信号进行转换。发射终端具有把电信号转换为超声波的发射换能器，超声波于输电线中传播，由于输电线连接着发射终端和控制终端，所以发射终端发出的超声波能经过输电线无阻碍地进入控制终端。控制终端具有接收换能器，能够把超声波信号转换为电信号。该转换的电信号用于控制智能家居。具有人性化的通讯设计，可随环境选择信号传输的模式。利用超声波传输只需要配合换能器的进行使用，经济高效。
附图说明
图1为本发明具体实施例整体网络图；
图2为本发明具体实施例电信号和超声波信号转换图；
图3为本发明具体实施例超声波耦合结构图；
图4为本发明具体实施例发射端原理图；
图5为本发明具体实施例接收端原理图。
具体实施方式
具体实施例1
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步阐述。参照附图1至5：
一种智能家居的信号传输系统，包括发射终端1和控制终端3，其结构特点是：发射终端1和控制终端3为插座结构，发射终端1具有接收遥控器信号的无线信号接收端，发射终端1与输电线2相连，发射终端1具有使电信号转换为超声波信号的发射换能器；输电线2能传播超声波信号，输电线2与控制终端3相连接，控制终端3具有使超声波信号转换为电信号的接收换能器，转化成电信号后以控制连接在控制终端3的智能家居4。
如图1所示，插座代表发射终端或者控制终端，智能插座A为控制终端，智能插座B为发射终端。终端可以是其它款式。输电线为交流电源线，是家庭里常用的220V/380V交流电源线，作超声波传输媒介，不用重新布线。遥控器发送的信号可以为无线电信号，也可以是红外信号，相应的发射终端可以接收无线电信号和红外信号两种信号。
如图2所示，每个终端里都有换能器。将智能家居的控制信号通过发射终端1转换为超声波信号，将该超声波信号耦合到原有输电线路2上进行传输，在智能家居的控制终端通过控制终端3将该超声波信号转换为电信号，再用该电信号去控制智能家居4的不同部件。
在将电信号转换为超声波信号后，要耦合到原有输电线路2上；或者是将在原有输电线2上传输的超声波信号在耦合到接收换能器3上进行转换获得电信号。这两个过程都有一个信号的耦合，信号的耦合可以采用便于耦合的器件，如图3所示。
所述发射终端1和控制终端3为若干个，若干个发射终端1和控制终端3分别与输电线2连接，形成超声波传输的网络结构。
一种智能家居的信号传输方法，其方法特点是：
a)判断有没有无线传输障碍环境，若无则遥控器对智能家居直接进行无线通讯，以控制智能家居；
b)若有无线传输障碍环境，则遥控器将要传输的电信号无线传输至较近距离的发射终端，发射终端通过发射换能器把电信号转换为超声波；
c)将该超声波耦合到原有的输电线中，输电线连接控制终端；
d)控制终端具有接收换能器，接收换能器把超声波转换为电信号，控制终端与智能家居相连接，该电信号用于控制智能家居。
本实施例原理
将智能家居的控制信号通过发射换能器转换为超声波信号，将该超声波信号耦合到原有输电线路上进行传输，在智能家居的控制终端通过接收换能器将该超声波信号转换为电信号，再用该电信号去控制智能家居的不同部件。在将电信号转换为超声波信号后，要耦合到原有输电线路上；或者是将在原有输电线路上传输的超声波信号在耦合到接收换能器上进行转换获得电信号。确保电信号从发送端至控制端的损耗最少，不被干扰。在将电信号转换为超声波信号后，要耦合到原有输电线路上；或者是将在输电线路上传输的超声波信号在耦合到换能器上进行转换获得电信号。这两个过程都有一个信号的耦合，信号的耦合可以采用偏于耦合的期间。
通过电路图进行分析，如图4所示，为本发明发射端的原理图。
其中：
1、C2和R1构成上电复位电路。
2、晶振Y1和C5、C7构成单片机振荡源。
3、STC11L02E是兼容51系列的单片机，是主控核心。P1.0端发送40kHz的方波信号。
3、LM386是功放，输入来自STC11L02E的P1.0端，输出经C8驱动压电陶瓷产生超声波。
4、Transmitter是电声耦合器，向电力线传送超声波。
5、Power Circuit是电力线，是传输超声波的媒介。
如图5所示，为本发明接收端原理图。
其中：
1、Power Circuit是电力线，是传输超声波的媒介。
2、Receiver是声电耦合器，把电力线中的超声波转换成电信号，传送给CX20106A。
3、CX20106A是信号解调芯片，把40kHz的频率信号转换成电平信号。
4、STC11L02E是兼容51系列的单片机，其串行口接收CX20106A的输出信号。
5、STC11L02E单片机的上电复位、晶振等电路同发送端。
结合图4、图5该系统的信号传输及工作原理是：发送端把电控制信号转换成40kHz的超声波，通过电力线传输到接收端，接收端再把超声波信号转换成电信号，由单片机根据信号内涵去控制相应的装置，如开关等。电控开关没在电路中体现。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种智能家居的信号传输系统，包括发射终端1和控制终端3，其结构特征在于：发射终端1具有接收遥控器信号的无线信号接收端，发射终端1与输电线2相连，发射终端1具有使电信号转换为超声波信号的发射换能器；输电线2能传播超声波信号，输电线2与控制终端3相连接，控制终端3具有使超声波信号转换为电信号的接收换能器，转化成电信号后以控制连接在控制终端3的智能家居4。
2.根据权利要求1所述的智能家居的信号传输系统，其特征在于：所述发射终端1和控制终端3为若干个，若干个发射终端1和控制终端3分别与输电线2连接。
3.一种智能家居的信号传输方法，其特征在于：
a)判断有没有无线传输障碍环境，若无则遥控器对智能家居直接进行无线通讯，以控制智能家居4；
b)若有无线传输障碍环境，则遥控器将要传输的电信号无线传输至较近距离的发射终端1，发射终端1通过发射换能器把电信号转换为超声波；
c)将该超声波耦合到原有的输电线2中，输电线2连接控制终端3；
d)控制终端3具有接收换能器，接收换能器把超声波转换为电信号，控制终端3与智能家居4相连接，该电信号用于控制智能家居4。
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