CN106873538A - 一种基于照明回路的智能家居控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种基于照明回路的智能家居控制系统。利用现有家庭各个区域的照明灯基本上都是并联在一趟供电回路上的特点进行改造后，作为智能家居控制系统信号通讯的骨架，各区域内的区域控制器都并联在骨架信号通路上，区域控制器模块与区域内的状态参数采集终端、执行终端、控制终端的通讯优选红外通讯。本发明的有益效果为：既避免了采用无线通信可被屏蔽干扰引起的系统失灵、被监听入侵引起的安全隐患，又免去了采用有线通信带来的繁杂的布线。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居控制系统技术领域，具体涉及智能家居控制系统结构技术领域。
背景技术
智慧园区、智能大厦、特别是智能家居经过多年的发展已从慨念到商品、从功能简单到丰富、从子系统各自独立到相互关联、从有线的施工繁琐到无线的便捷。总之这类智能控制系统从青涩逐步走向成熟，市场潜力也逐步体现出来。
目前智慧园区、智能大厦、特别是智能家居所采用的主流技术是在IEEE 802.15.4通讯协议下的ZigBee技术。ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。但是因为通讯是无线通讯且信道有限(2.4GHz 16个信道、868MHz 1个信道、915MHz 10个信道)邻居间就免不了相互干扰而引起系统不稳定。更有犯罪分子利用现有科技手段侦讯到信道加以屏蔽或入侵，将引起巨大的的安全隐患，危及到我们的生命和财产安全。
现有园区、大厦、特别是住宅公寓的照明绝大多数是并联在一趟供电回路中，也就是说这趟照明供电回路是将园区某一片区的各个区域、大厦某一层的各个区域、住宅公寓的各个区域串接在一起的，这就为本发明的实施提供了极好的物质基础。
发明内容
本发明就是为了克服现有这类智能家居控制系统的不足，提出了：一种基于照明回路的智能家居控制系统。本系统组成简单、施工相对方便、保密性强、抗干扰能力高、维护方便且经济。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：220V交流供电电源连接交/直流电源转换器，交/直流电源转换器连接照明回路，照明回路并联1至N个区域控制器，区域控制器与1至m个终端设备相连。
所诉照明回路就是利用现有的照明供电回路进行改造，由交流回路改造为直流回路，除继续作为向照明灯供电的回路外还同时作为智能家居控制系统信号通讯的骨架通道。
所诉交/直流电源转换器其功能就是将交流电源转换为直流电源除为灯和系统供电外还起到隔离信号外传以防止邻里间相互干扰。
所诉区域控制器就是负责对区域内终端设备的管理、控制，同时担任终端设备与系统之间的各种信息参数、控制命令的收发功能。
所诉终端设备它们是执行终端、状态参数采集终端、控制终端。
所诉执行终端它们在系统中起到控制调节家用电器的作用，比如开关量的控制；照度、温度、湿度等物理量的调节；影视娱乐系统的控制调节等。
所诉状态参数采集终端它们在系统中起到采集物理量如照度值、温度值、湿度值等和各种状态量如门窗的开/闭状态、家用电器的开/关状态等以及红外感应、烟雾、瓦斯等的报警信号。
所诉控制终端它们在系统中起到向智能家居控制系统发布控制命令的作用，如各种控制面板、遥控器、手机、电脑等。
所诉区域控制器与终端设备相连方式为有线、无线、红外方式。其中优选红外方式以提高系统的保密性和安全性。
进一步地在照明回路接入蓄电池，使系统不受停电影响而提高系统安全可靠性。
进一步地系统通过某一区域控制器与上位机相连，即上位机作为本系统的一个控制终端。在上位机的控制下即可实现整个园区、整栋大楼、整个住宅小区的智能控制。
本发明的有益效果为：既避免了采用无线通信可被屏蔽干扰引起的系统失灵、被监听入侵引起的安全隐患，又免去了采用有线通信带来的繁杂布线；既具备了无线通讯的安装方便、灵活、价廉的特点又具备了有线通讯的安全、可靠、稳定的特点。
附图说明
图1本发明系统结构示意图。
图2本发明加入蓄电池的系统结构示意图。
图3本发明区域控制器结构示意图。
具体设施方案
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示：220V交流电源连接交/直流电源转换器，交/直流电源转换器连接照明回路，照明回路并联1至N个区域控制器，区域控制器与1至m个终端设备相连。
智能家居控制系统信号通讯的骨架通道利用一趟照明供电回路来承担，这趟照明供电回路走到哪里智能家居控制系统就延伸到那里。也就是说智能家居控制系统通过这趟照明供电回路来实现各个区域的有线通信就有了极好的物质基础，极大地简化了布线。
为了克服低压交流电路对载波通讯复杂的干扰和防止邻里间相互干扰，提高通讯的可靠性，将照明供电回路通过交/直流电源转换器再接入供电电源，即将原来的交流照明供电回路改造为直流照明供电回路。改造后的照明供电回路除了继续担任向灯供电的功能外(当然灯源由交流变为直流)还承担向智能家居控制系统各区域控制器的供电，还同时作为智能系统信号通讯的骨架通道。而直流照明供电回路负载除了阻性的灯就没有感性负载了，所以回路上的干扰、背景噪声就比交流供电回路小的多因而更加可靠高效。
交/直流电源转换器其功能就是将交流电源转换为直流电源除为灯和系统供电外还起到隔离信号外传以防止邻里间相互干扰。
各个区域由于空间相对有限，又没有墙之类的阻挡物遮挡，所以为区域控制器与终端设备通信优选红外线通信提供了便利条件；即便采用有线通信其施工工作量和对已装修家庭的影响也是有限的。
采用无线通信可兼容无线通信对已装有无线通信的智能家居控制系统的升级换代提供了方便；也为用手机、电脑进行远程控制提供了可能。
区域控制器负责对区域内终端设备的管理、控制，同时担任终端设备与系统之间的各种信息参数、控制命令的收发功能。
如图2所示：为了使系统不受停电影响而提高系统安全性可靠性，在照明回路加入蓄电池。有了蓄电池后，当电价高时段即用电高峰时：交/直流电源转换器停止工作靠蓄电池为灯和系统供电；当电价低时段即用电低谷时交/直流电源转换器工作为灯和系统供电，同时向蓄电池充电而降低电费支出。
如图3所示：区域控制器的核心是单片机。单片机与载波收发模块相连与其它区域控制器在照明供电回路进行信息交换；单片机与红外线收发模块相连与终端设备进行红外线通讯；单片机与I/O口驱动模块相连与终端设备进行有线通讯；单片机与无线收发模块相连与终端设备进行无线通讯。单片机所连模块除载波收发器模块是必配外其它模块是根据需要选配。
区域控制器的无线收发模块所用通讯信号根据需要可以是WIFI、蓝牙、ZigBee也可以是移动通信网络等。比如客厅区域控制器用移动通信网络，使手机能通过移动通信网络监控家中系统；书房区域控制器用WIF，使用智能手机、电脑通过互联网、家庭局域网监控家中系统；卧室区域控制器用蓝牙，使用手机、爱派作为本地万能遥控器的控制终端；阳台区域控制器用ZigBee，兼容已有的ZigBee智能终端等。
本设施方案只是向本专业技术人员说明利用本发明具体设施的一种智能家居控制系统方案，并不构成对本发明的约束。凡是利用本发明所述的系统结构，用于建筑物组成的智能家居控制系统、智能大厦控制系统或用于小区组成的智慧小区控制系统都落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于照明回路的智能家居控制系统，其结构特征是：220V交流电源连接交/直流电源转换器，将交流电转换为直流电；交/直流电源转换器连接照明回路，为灯和系统供电；照明回路上并联1至N个区域控制器，通过照明回路区域控制器相互通讯而形成系统的骨架；区域控制器通过有线、无线、红外线方式与1至m个终端设备相连，以实现对区域内终端设备的管理、控制、信息交换。
2.根据权利要求1所诉终端设备其特征在于：它们是执行终端、状态参数采集终端、控制终端。
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