CN108662788A - 热水器及其通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热水器及其通信系统，该系统包括至少一个从模块和主模块，主模块与每个从模块之间通过电力线连接，其中，从模块包括第一调制解调电路、第一耦合电路和第一控制芯片，第一调制解调电路通过第一控制芯片获取相应的线控器发送的控制信号，并对其进行调制以产生调制波，通过第一耦合电路将调制波耦合到电力线上；主模块包括第二调制解调电路、第二耦合电路和第二控制芯片，第二调制解调电路通过第二耦合电路获取电力线上的调制波，并对其进行解调以得到控制信号，通过第二控制芯片将控制信号发送至热水器的主控板，以使热水器的主控板根据控制信号对热水器进行控制，从而不仅可避免单独布线，而且能够提高控制信号的抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种热水器的通信系统和一种热水器。
背景技术
目前，市面上的燃气热水器的控制方式主要有以下两种：基于Wifi(WirelessFidelity，无限保真)的手机APP(Application，应用程序)操控和额外布线的线控器操控。其中，基于Wifi的手机APP操控的燃气热水器的缺陷在于，Wifi的穿墙能力不足和传输距离有限；额外布线的线控器操控的燃气热水器的缺陷在于需要额外的布线，施工较为不便。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种热水器的通信系统，能够避免单独布线，且能够提高控制信号的传输距离。
本发明的另一个目的在于提出一种热水器。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种热水器的通信系统，包括至少一个从模块和主模块，所述至少一个从模块分别与至少一个线控器对应相连，所述主模块与热水器的主控板相连，所述主模块与每个从模块之间通过电力线连接，其中，每个所述从模块包括第一控制芯片、第一调制解调电路和第一耦合电路，所述第一控制芯片与相应的线控器相连，所述第一调制解调电路与所述第一控制芯片相连，所述第一耦合电路与所述第一调制解调电路相连，所述第一耦合电路还与所述电力线相连，所述第一调制解调电路通过第一控制芯片获取相应的线控器发送的控制信号，并对所述控制信号进行调制以产生调制波，以及通过所述第一耦合电路将所述调制波耦合到所述电力线上；所述主模块包括第二控制芯片、第二调制解调电路和第二耦合电路，所述第二控制芯片与热水器的主控板相连，所述第二调制解调电路与所述第二控制芯片相连，所述第二耦合电路与所述第二调制解调电路相连，所述第二耦合电路还与所述电力线相连，所述第二调制解调电路通过所述第二耦合电路获取所述电力线上的调制波，并对所述调制波进行解调以得到所述控制信号，以及通过所述第二控制芯片将所述控制信号发送至所述热水器的主控板，以使所述热水器的主控板根据所述控制信号对所述热水器进行控制。
根据本发明实施例提出的热水器的通信系统，第一调制解调电路通过第一控制芯片获取相应的线控器发送的控制信号，并对控制信号进行调制以产生调制波，并通过第一耦合电路将调制波耦合到电力线上，进而第二调制解调电路通过第二耦合电路获取电力线上的调制波，并对调制波进行解调以得到控制信号，并通过第二控制芯片将控制信号发送至热水器的主控板，以使热水器的主控板根据控制信号对热水器进行控制，从而该系统不仅能够避免单独布线，施工方便，而且能够提高控制信号的传输距离和抗干扰能力，提高了热水器控制的可靠性。
根据本发明的一个实施例，所述每个从模块还包括第一过零检测电路，所述第一过零检测电路连接到所述电力线，所述第一过零检测电路还连接到所述第一调制解调电路，所述第一过零检测电路用于检测所述电力线中工频交流电的过零点信息，并将所述过零点信息发送至所述第一调制解调电路，以使所述第一调制解调电路根据所述过零点信息进行调制或解调。
根据本发明的一个实施例，所述主模块还包括第二过零检测电路，所述第二过零检测电路连接到所述电力线，所述第二过零检测电路还连接到所述第二调制解调电路，所述第二过零检测电路用于检测所述电力线中工频交流电的过零点信息，并将所述过零点信息发送至所述第二调制解调电路，以使所述第二调制解调电路根据所述过零点信息进行调制或解调。
根据本发明的一个实施例，所述每个从模块还包括第一电源模块，所述第一电源模块与相应的线控器，所述第一电源模块用于将相应的线控器提供的第一直流电压转换为第二直流电压以为所述第一控制芯片和所述第一调制解调电路供电。
根据本发明的一个实施例，所述主模块还包括第二电源模块，所述第二电源模块与所述热水器，所述第二电源模块用于将所述热水器提供的第一直流电压转换为所述第二直流电压以为所述第二控制芯片和所述第二调制解调电路供电。
根据本发明的一个实施例，所述电力线可为AC 220V电源线。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种热水器，所述包括所述的热水器的通信系统。
根据本发明实施例提出的热水器，可通过热水器的通信系统实现对热水器的控制，从而不仅能够避免单独布线，施工方便，而且能够提高控制信号的传输距离和抗干扰能力，提高了热水器控制的可靠性。
根据本发明的一个实施例，所述热水器可为燃气热水器。
附图说明
图1是根据本发明实施例的热水器的通信系统的方框示意图；
图2是根据本发明一个实施例的热水器的通信系统中从模块的方框示意图；
图3是根据本发明一个实施例的热水器的通信系统中主模块的方框示意图；
图4是根据本发明另一个实施例的热水器的通信系统中从模块的方框示意图；
图5是根据本发明另一个实施例的热水器的通信系统中主模块的方框示意图；以及
图6是根据本发明实施例的热水器的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述本发明实施例的热水器及其通信系统。
图1是根据本发明实施例的热水器的通信系统结构示意图。如图1所示，该热水器的通信系统100包括：至少一个从模块10和主模块20，至少一个从模块10分别与至少一个线控器30对应相连(图1中仅示出了一个从模块10的实施例)，主模块20与热水器40的主控板相连，主模块20与每个从模块10之间通过电力线连接，电力线可包括火线L和零线N。
其中，根据本发明的一个实施例，电力线可为AC 220V电源线。
其中，每个从模块10包括：第一控制芯片50-1、第一调制解调电路60-1和第一耦合电路70-1。第一控制芯片50-1与相应的线控器20相连，第一调制解调电路60-1与第一控制芯片50-1相连，第一耦合电路70-1与第一调制解调电路60-1相连，第一耦合电路70-1还与电力线相连，第一调制解调电路60-1通过第一控制芯片50-1获取相应的线控器20发送的控制信号，并对控制信号进行调制以产生调制波，以及通过第一耦合电路70-1将调制波耦合到电力线上。
主模块20包括第二控制芯片50-2、第二调制解调电路60-2和第二耦合电路70-2。第二控制芯片50-2与热水器40的主控板相连，第二调制解调电路60-2与第二控制芯片相连50-2，第二耦合电路70-2与第二调制解调电路60-2相连，第二耦合电路还70-2与电力线相连，第二调制解调电路60-2通过第二耦合电路70-2获取电力线上的调制波，并对调制波进行解调以得到控制信号，以及通过第二控制芯片50-2将控制信号发送至热水器40的主控板，以使热水器40的主控板根据控制信号对热水器40进行控制。
更具体地，如图1所示，第一控制芯片50-1与第二控制芯片50-2上均自带两个UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口，第一控制芯片50-1的第一UART接口的VCC引脚、TX引脚、RX引脚和GND引脚与线控器30相连，第一控制芯片50-1的第二UART接口的TX引脚、RX引脚和GND引脚与第一调制解调电路60-1相连，第二控制芯片50-2的第一UART接口的VCC引脚、TX引脚、RX引脚和GND引脚与热水器40相连，第二控制芯片50-2的第二UART接口的TX引脚、RX引脚和GND引脚与第二调制解调电路60-2相连。
其中，线控器30通过接收用户指令以生成控制信号，且将控制信号发送至第一控制芯片50-1，第一控制芯片50-1将获取的控制信号发送至第一调制解调电路60-1，第一调制解调电路60-1对获取的控制信号进行调制形成调制波，且通过第一耦合电路70-1将调制波耦合到电力线上，进而，第二耦合电路70-2获取电力线上的调制波并将其发送至第二调制解调电路60-2，第二调制解调电路60-2对调制波进行解调以得到控制信号，通过第二控制芯片50-2将控制信号发送至热水器40的主控板，以使热水器40的主控板根据控制信号对热水器进行控制。
也就是说，主模块20负责通信的发起和数据同步，从模块10负责上传实时的配置数据，在热水器40上连接主模块20，并在线控器30上连接从模块10，以实现热水器的电力载波通信控制，从而不仅能够避免单独布线，施工方便，而且能够提高控制信号的传输距离和抗干扰能力，提高了热水器控制的可靠性。
在本发明的实施例中，该热水器的通信系统中主模块20与从模块10之间的调制方式可采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术，传输方式可采用工频过零时隙传输技术，载波工作频率可为350kHz，带宽可为48kHz，由此，通过电力载波传输控制信号能够提高控制信号的传输距离和抗干扰能力。
举例而言，在本发明的实施例中，热水器40可为燃气热水器。用户可通过线控器30输入用户指令，如增加/降低水的温度和开启/关闭给水等，线控器30可接收用户指令以生成控制信号，接着，与线控器30对应设置的从模块10开始工作，对应的线控器30通过第一控制芯片50-1获取线控器30生成的控制信号，通过第一调制解调电路60-1对控制信号进行调制形成调制波，通过第一耦合电路70-1将调制波耦合到电力线的火线L和零线N上以通过电力线进行传输，最后，与热水器40对应设置的主模块20开始工作，主模块20通过第二耦合电路70-2获取调制波，通过第二调制解调电路60-2对调制波进行解调以得到控制信号，通过第二控制芯片50-2将控制信号发送至热水器40的主控板。也就是说，可通过在热水器40的主控板和线控器30上分别设置电力载波通信主模块20和电力载波通信从模块10，使得线控器30能够通过电力线向热水器40的主控板发送控制信号，以使热水器40的主控板根据接收到的控制信号对热水器40进行控制，由此，通过电力载波传输控制信号能够避免单独布线，且施工方便。
需要说明的是，与热水器40相连的主模块20的第二控制芯片50-2可工作在主模式状态，与线控器30相连的从模块10的第一控制芯片50-1可工作在从模式状态。在本发明的实施例中，可通过设置至少一个线控器30来实现一主多从的工作模式。也就是说，可设置至少一个线控器30通过电力线对热水器40的参数进行控制。其中，与每个线控器30相连的从模块10可通过配置固定的网络地址以防止总线通信冲突。
根据本发明的一个实施例，如图2所示，每个从模块10还包括第一过零检测电路80-1，第一过零检测电路80-1连接到电力线，第一过零检测电路80-1还连接到第一调制解调电路60-1，第一过零检测电路80-1用于检测电力线中工频交流电的过零点信息，并将过零点信息发送至第一调制解调电路60-1，以使第一调制解调电路60-1根据过零点信息进行调制或解调。
根据本发明的另一个实施例，如图3所示，主模块20还包括第二过零检测电路80-2，第二过零检测电路80-2连接到电力线，第二过零检测电路80-2还连接到第二调制解调电路60-2，第二过零检测电路80-2用于检测电力线中工频交流电的过零点信息，并将过零点信息发送至第二调制解调电路60-2，以使第二调制解调电路60-2根据过零点信息进行调制或解调。
也就是说，从模块10可包括过第一过零检测电路80-1，第一过零检测电路80-1的一端与第一调制解调电路60-1相连，第一过零检测电路80-1的另一端连接到电力线的火线L和零线N上。主模块20可包括过第二零检测电路80-2，第二过零检测电路80-2的一端与第二调制解调电路60-2相连，第二过零检测电路80-2的另一端连接到电力线的火线L和零线N上。过零检测电路可用于检测电力线中工频交流电的过零点信息，并把电力线中工频交流电的过零点的信息以脉冲的方式告知调制解调电路，从而可为分时通信以及相位判断提供依据。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，热水器40还连接到电力线的火线L和零线N上，以通过电力线为热水器40供电。
根据本发明的一个实施例，如图4所示，每个从模块10还包括第一电源模块90-1，第一电源模块90-1与相应的线控器30相连，第一电源模块90-1用于将相应的线控器30提供的第一直流电压转换为第二直流电压以为第一控制芯片50-1和第一调制解调电路60-1供电。
也就是说，从模块10包括第一电源模块90-1，第一电源模块90-1的一端连接到线控器30与第一控制芯片50-1的第一UART接口之间，第一电源模块90-1的另一端连接第一调制解调电路60-1上，第一电源模块90-1用于将线控器30提供的第一直流电压转换为第二直流电压，以通过第二直流电压为第一控制芯片50-1供电和第一调制解调电路60-1供电。
根据本发明的另一个实施例，如图5所示，主模块20还包括第二电源模块90-2，第二电源模块90-2与热水器40，第二电源模块90-2用于将热水器40提供的第一直流电压转换为第二直流电压以为第二控制芯片50-2和第二调制解调电路60-2供电。
也就是说，主模块20包括第二电源模块90-2，第二电源模块90-2的一端连接到热水器40与第二控制芯片50-2的第一UART接口之间，第二电源模块90-2的另一端连接第二调制解调电路60-2上，第二电源模块90-2用于将热水器40提供的第一直流电压转换为第二直流电压，以通过第二直流电压为第二控制芯片50-2供电和第二调制解调电路60-2供电。
其中，第一电源模块90-1与第二电源模块90-2均可为5V电源。
综上所述，根据本发明实施例提出的热水器的通信系统，第一调制解调电路通过第一控制芯片获取相应的线控器发送的控制信号，并对控制信号进行调制以产生调制波，并通过第一耦合电路将调制波耦合到电力线上，进而第二调制解调电路通过第二耦合电路获取电力线上的调制波，并对调制波进行解调以得到控制信号，并通过第二控制芯片将控制信号发送至热水器的主控板，以使热水器的主控板根据控制信号对热水器进行控制，从而该系统不仅能够避免单独布线，施工方便，而且能够提高控制信号的传输距离和抗干扰能力，提高了热水器控制的可靠性。
图6是根据本发明实施例的热水器的方框示意图。如图6所示，该热水器40包括上述的热水器的通信系统100。
根据本发明的一个实施例，热水器40为燃气热水器。
综上所述，根据本发明实施例提出的热水器，可通过热水器的通信系统实现对热水器的控制，从而不仅能够避免单独布线，施工方便，而且能够提高控制信号的传输距离和抗干扰能力，提高了热水器控制的可靠性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种热水器的通信系统，其特征在于，包括至少一个从模块和主模块，所述至少一个从模块分别与至少一个线控器对应相连，所述主模块与热水器的主控板相连，所述主模块与每个从模块之间通过电力线连接，其中，
每个所述从模块包括第一控制芯片、第一调制解调电路和第一耦合电路，所述第一控制芯片与相应的线控器相连，所述第一调制解调电路与所述第一控制芯片相连，所述第一耦合电路与所述第一调制解调电路相连，所述第一耦合电路还与所述电力线相连，所述第一调制解调电路通过第一控制芯片获取相应的线控器发送的控制信号，并对所述控制信号进行调制以产生调制波，以及通过所述第一耦合电路将所述调制波耦合到所述电力线上；
所述主模块包括第二控制芯片、第二调制解调电路和第二耦合电路，所述第二控制芯片与热水器的主控板相连，所述第二调制解调电路与所述第二控制芯片相连，所述第二耦合电路与所述第二调制解调电路相连，所述第二耦合电路还与所述电力线相连，所述第二调制解调电路通过所述第二耦合电路获取所述电力线上的调制波，并对所述调制波进行解调以得到所述控制信号，以及通过所述第二控制芯片将所述控制信号发送至所述热水器的主控板，以使所述热水器的主控板根据所述控制信号对所述热水器进行控制。
2.根据权利要求1所述的热水器的通信系统，其特征在于，
所述每个从模块还包括第一过零检测电路，所述第一过零检测电路连接到所述电力线，所述第一过零检测电路还连接到所述第一调制解调电路，所述第一过零检测电路用于检测所述电力线中工频交流电的过零点信息，并将所述过零点信息发送至所述第一调制解调电路，以使所述第一调制解调电路根据所述过零点信息进行调制或解调。
3.根据权利要求1所述的热水器的通信系统，其特征在于，
所述主模块还包括第二过零检测电路，所述第二过零检测电路连接到所述电力线，所述第二过零检测电路还连接到所述第二调制解调电路，所述第二过零检测电路用于检测所述电力线中工频交流电的过零点信息，并将所述过零点信息发送至所述第二调制解调电路，以使所述第二调制解调电路根据所述过零点信息进行调制或解调。
4.根据权利要求1或2所述的热水器的通信系统，其特征在于，所述每个从模块还包括第一电源模块，所述第一电源模块与相应的线控器相连，所述第一电源模块用于将相应的线控器提供的第一直流电压转换为第二直流电压以为所述第一控制芯片和所述第一调制解调电路供电。
5.根据权利要求1或3所述的热水器的通信系统，其特征在于，所述主模块还包括第二电源模块，所述第二电源模块与所述热水器相连，所述第二电源模块用于将所述热水器提供的第一直流电压转换为所述第二直流电压以为所述第二控制芯片和所述第二调制解调电路供电。
6.根据权利要求1所述的热水器的通信系统，其特征在于，所述电力线为AC 220V电源线。
7.一种热水器，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的热水器的通信系统。
8.根据权利要求7所述的热水器，其特征在于，所述热水器为燃气热水器。
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