CN110365562B - 一种基于hplc通信具有网关功能的智慧家庭交互终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于HPLC通信具有网关功能的智慧家庭交互终端，包括4寸触控屏、铝合金中框、主板、板卡连接线、隔板、电源板和后壳，主板、隔板和电源板依次安装在铝合金中框中予以固定；铝合金中框固定安装在后壳中，4寸触控屏安装的后壳面上；板卡连接线用于主板和电源板安装，主板上安装有全志R16 CPU、两颗512MB DDR、8GB eMMC Flash和Realtek HR8723BS WIFI+BT模块，电源板上安装有东软载波SC1667宽带载波模块、电源模块和2颗Panasonic磁保持继电器。本发明集成智能交互显示和网关功能，设备小型化，组网系统简单，成本比智慧交互终端+网关两个设备方案变低。

Description

一种基于HPLC通信具有网关功能的智慧家庭交互终端
技术领域
本发明属于智慧交互终端技术领域，具体涉及一种基于HPLC通信具有网关功能的智慧家庭交互终端。
背景技术
随着社会信息化，智能化发展，智慧交互终端设备在很多家庭及公共场所已很常见，现有智慧交互终端设备，大多通过以太网，WIFI通信方式经过路由器与网关连接，网关再通过ZigBee、蓝牙、KNX等通信方式控制下行智能终端设备进行互动。
目前使用的智慧交互终端设备控制交互方案主要存在如下问题和不足：(1)智慧交互终端与网关分开，两个设备成本高系统繁琐；(2)使用ZigBee/蓝牙/433无线进行通信传输，有信号覆盖死角，导致设备联动体验差，使用KNX有线通信，需要提前布线，后装安装环境受限；(3)简单的灯光控制，需要智能触控交互终端→网关→智能开关→灯具，系统复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于HPLC通信具有网关功能的智慧家庭交互终端，能够实现人机交互显示，带有网关、2路控制执行器、HPLC(宽带电力线载波)通信功能。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
本发明所要解决的技术问题是提供
一种基于HPLC通信具有网关功能的智慧家庭交互终端，包括4寸触控屏、铝合金中框、主板、板卡连接线、隔板、电源板和后壳，主板、隔板和电源板依次安装在铝合金中框中予以固定；铝合金中框固定安装在后壳中，4寸触控屏安装的后壳面上；板卡连接线用于主板和电源板安装，主板上安装有全志R16 CPU、两颗512MB DDR、8GB eMMC Flash和RealtekHR8723BS WIFI+BT模块，电源板上安装有东软载波SC1667宽带载波模块、电源模块和2颗Panasonic磁保持继电器。
进一步地，全志R16 CPU作为整个设备的中央处理器，搭配有2颗512MB DDR，1颗8GB eMMC flash,通过RGB与I2C信号与4寸触摸显示器连接，实现互动信息播报，控制界面操作及操作状态反馈；全志R16 CPU通过SDIO2.0，UART与Realtek HR8723BS WIFI+BT模块连接，实现WIFI上行与路由器通信接入互联网云端，Bluetooth下行与蓝牙智能设备通信，实现对蓝牙类智能设备的兼容控制及联动；全志R16 CPU通过UART与电源板上的SC1667宽带载波模块连接，SC1667宽带载波模块通过L(火线)、N(零线)与具有SC1667宽带载波功能的智能设备通信，实现对具有SC1667宽带载波功能的智能设备的控制及联动；全志R16CPU通过4个GPIO控制电源板上两个磁保持继电器来实现对两路灯具或者其他家用电器的本地及远程控制。
进一步地，电源板组装在下壳里面，包括AC-DC电源模块、2个继电器模块、SC1667宽带载波通信模块、4个可接线端子、1颗主板连接器，AC-DC模块主要是将100-240V～交流电源转换成12V直流电源，给主板及载波模块等元器件供电，最高可输出7W，完全满足系统供电需求；继电器模块主要用来实现对家用电器的开关控制功能，由主板CPU中央处理器输出4个GPIO及继电器驱动模块来控制继电器开关；SC1667宽带载波模块上行通过UART与主板连接，实现与CPU中央处理器的信息传输，下行SC1667载波芯片将控制指令通过接线端子连接火线(L),零线(N)传输给智能载波通信设备终端，实现对智能载波通信设备的控制；4颗接线端子可连接4方及以下尺寸电线，1颗端子连接零线，1可端子连接火线，另外2颗端子为火线输出端子，连接家用电器火线；主板连接器通过连接线与主板连接，实现主板与电源板的信号通信。
该发明的有益效果在于：该发明具有以下优势：
(1)本发明集成智能交互显示和网关功能，设备小型化，组网系统简单，成本比智慧交互终端+网关两个设备方案变低。
(2)本发明下行使用HPLC(宽带载波通信)，HPLC(宽带载波通信)使用家庭L(火线)，N(零线)作为信号传输载体，有线传输信号稳定，对于后装环境，不需要单独布线，有零火线即可安装使用，解决了KNX，485等有线传输需要单独布线的缺陷。
(3)本发明设备本身支持2路执行器功能，可实现2路灯具或者其他家用电器的本地/远程控制，一个设备即可完成现有智慧触控交互终端→网关→智能开关→灯具3个设备的功能，用户安装组装简单化，设备安装在普通86盒即可,节省用户设备安装空间，完成相应智能化体验的成本降低。
附图说明
图1是本发明实施例中的智慧家庭交互终端硬件设计方案示意图。
图2是本发明实施例中的主板与4寸触摸显示器连接方式示意图。
图3是本发明实施例中的主板主要元器件连接示意图。
图4是本发明实施例中的电源板主要元器件连接示意图
图5是本发明实施例中的智慧家庭交互终端安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
本实施例中的基于HPLC通信具有网关功能的智慧家庭交互终端，包括4寸触控屏、铝合金中框、主板、板卡连接线、隔板、电源板和后壳，主板、隔板和电源板依次安装在铝合金中框中予以固定；铝合金中框固定安装在后壳中，4寸触控屏安装的后壳面上；板卡连接线用于主板和电源板安装，主板上安装有全志R16 CPU、两颗512MB DDR、8GB eMMC Flash和Realtek HR8723BS WIFI+BT模块，电源板上安装有东软载波SC1667宽带载波模块、电源模块和2颗Panasonic磁保持继电器。
全志R16 CPU作为整个设备的中央处理器，搭配有2颗512MB DDR，1颗8GB eMMCflash,通过RGB与I2C信号与4寸触摸显示器连接，实现互动信息播报，控制界面操作及操作状态反馈；全志R16 CPU通过SDIO2.0，UART与Realtek HR8723BS WIFI+BT模块连接，实现WIFI上行与路由器通信接入互联网云端，Bluetooth下行与蓝牙智能设备通信，实现对蓝牙类智能设备的兼容控制及联动；全志R16 CPU通过UART与电源板上的SC1667宽带载波模块连接，SC1667宽带载波模块通过L(火线)、N(零线)与具有SC1667宽带载波功能的智能设备通信，实现对具有SC1667宽带载波功能的智能设备的控制及联动；全志R16 CPU通过4个GPIO控制电源板上两个磁保持继电器来实现对两路灯具或者其他家用电器的本地及远程控制，如图1所示。
信息交互需要显示端清晰，触控准确灵敏，本发明选择具有高分辨率720*720的4.0inch LCD触摸显示器屏，支持18bits RGB信号通信，通过自带连接线与主板连接，如图2所示。
为使产品安装简单，与家庭设计元素匹配，本发明设计成86盒安装，中框外观尺寸86*86*8.8mm,同时提供多种颜色选择；4寸触摸显示屏和主板固定在中框上面。
为保证用户操作流畅，安装应用方便，本发明选择当前主流的Android系统，使用全志R16中央处理器及总容量1GB内存，8G eMMC Flash设计；搭载Realtek HR8723BS WIFI+Bluetooth模块，通过SDIO1和UART1连接，WIFI可以无线路由器连接，将设备接入云端网络，Bluetooth(蓝牙)可与蓝牙智能设备连接，对蓝牙智能设备控制和设备间联动；标配MicroSD卡槽,通过SDIO0连接，主要进行系统升级使用；配置Micro USB接口，用于开发板Debug；通过1个40PIN FPC连接器与4寸触摸显示屏连接，进行信息显示及触摸控制；通过1个10PIN电源板连接器与电源板连接，电源板提供P12V电源给主板，主板通过UART3与电源板SC1667宽带载波模块通信，SC1667宽带载波模块下行通过零线(N)、火线(L)与其他具有载波通信功能的智能设备通信，实现对载波通信智能设备的控制及设备间联动，主板输出4个GPIO控制2路磁保持继电器开关，来控制连接在继电器设备上的家用电器开关，如图3所示。
绝缘片组装在下壳上面；绝缘片主要是将主板和电源板强电隔离，保障交流高压耐压安全，同时防止用户拆解设备时，误触到电源板强电元器件发生触电。
电源板组装在下壳里面，主要包括AC-DC电源模块，2个继电器模块，SC1667宽带载波通信模块，4可接线端子，1颗主板连接器。AC-DC模块主要是将100-240V～交流电源转换成12V直流电源，给主板及载波模块等元器件供电，最高可输出7W，完全满足系统供电需求；继电器模块主要用来实现对家用电器的开关控制功能，由主板CPU中央处理器输出4个GPIO及继电器驱动模块来控制继电器开关。SC1667宽带载波模块上行通过UART与主板连接，实现与CPU中央处理器的信息传输，下行SC1667载波芯片将控制指令通过接线端子连接火线(L),零线(N)传输给智能载波通信设备终端，实现对智能载波通信设备的控制；4颗接线端子可连接4方及以下尺寸电线，1颗端子连接零线，1可端子连接火线，另外2颗端子为火线输出端子，连接家用电器火线；主板连接器通过连接线与主板连接，实现主板与电源板的信号通信，如图4所示。
下壳主要是固定电源板和绝缘片，起到保护电源板的作用，可放进墙壁暗盒1内，通过两颗螺丝3固定在墙壁暗盒1墙体上，使用卡扣与中框组合在一起，将整个智慧家庭交互终端安装在墙壁暗盒1上，方便快捷，占据空间小，不影响其他产品正常安装，解决智慧家庭交互终端安装问题。下壳内设有接线端子2和上下壳撬口4，方便面板5的安装合适用，如图5所示。
以上所述是本发明的优选实施方式，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于HPLC通信具有网关功能的智慧家庭交互终端，其特征在于：包括4寸触控屏、铝合金中框、主板、板卡连接线、隔板、电源板和后壳，所述主板、隔板和电源板依次安装在铝合金中框中予以固定；所述铝合金中框固定安装在后壳中，所述4寸触控屏安装的后壳面上；所述板卡连接线用于连接主板和电源板，所述主板上安装有全志R16 CPU、两颗512MBDDR、8GB eMMC Flash和Realtek HR8723BS WIFI+BT 模块，所述电源板上安装有东软载波SC1667宽带载波模块、电源模块和2颗 Panasonic磁保持继电器；
所述全志R16 CPU通过SDIO2.0UART与Realtek HR8723BS WIFI+BT 模块连接，实现WIFI上行与路由器通信接入互联网云端，Bluetooth下行与蓝牙智能设备通信，实现对蓝牙类智能设备的兼容控制及联动；所述全志R16 CPU通过UART与电源板上的SC1667宽带载波模块连接，SC1667宽带载波模块通过L火线、N零线与具有SC1667宽带载波功能的智能设备通信，实现对具有SC1667宽带载波功能的智能设备的控制及联动；所述全志R16 CPU通过4个GPIO控制电源板上两个磁保持继电器来实现对两路灯具或者其他家用电器的本地及远程控制；所述全志R16 CPU作为整个设备的中央处理器，搭配有2颗512MB DDR，1颗8GB eMMCflash,通过RGB与I2C信号与4寸触摸显示器连接，实现互动信息播报，控制界面操作及操作状态反馈。
2.根据权利要求1所述的基于HPLC通信具有网关功能的智慧家庭交互终端，其特征在于：所述电源板组装在下壳里面，包括AC-DC电源模块、2个继电器模块、SC1667宽带载波模块、4个可接线端子、1颗主板连接器，AC-DC模块用于将100-240V交流电源转换成12V直流电源，给主板及载波模块元器件供电，最高可输出7W；继电器模块用来实现对家用电器的开关控制功能，由主板CPU中央处理器输出4个GPIO及继电器驱动模块来控制继电器开关；SC1667宽带载波模块上行通过UART与主板连接，实现与CPU中央处理器的信息传输，SC1667宽带载波模块下行将控制指令通过接线端子连接L火线, N零线传输给智能载波通信设备终端，实现对智能载波通信设备的控制；4颗接线端子可连接4方及以下尺寸电线，1颗端子连接零线，1颗端子连接火线，另外2颗端子为火线输出端子，连接家用电器火线；主板连接器通过连接线与主板连接，实现主板与电源板的信号通信。
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