CN207819947U - 一种智慧社区居家管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物联网技术领域，尤其是一种智慧社区居家管理系统。它包括社区服务器和门户终端，门户终端包括门户路由器、用户控制终端、门户电力线、计量采集模块、低压电力载波器和无线AP模块；若干个低压电力载波器通过门户电力线分别与无线AP模块相连，每个低压电力载波器均连接有门户用电设备，计量采集模块和无线AP模块分别连接于门户电力线与门户路由器之间。本实用新型基于现有的电力线载波技术，通过对各个硬件单元的组合搭配，使得用户能够将诸如手机、平板电脑等移动通信设备接入门户网络中后，通过无线AP模块向内部具有电力线载波通信模块的家用电器下发控制指令，同时亦可接收家用电器所反馈的状态信号；其建立及改造成本低廉、智能化程度高。

Description

一种智慧社区居家管理系统

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，尤其是一种智慧社区居家管理系统。

背景技术

智慧社区(又称智能社区、智能小区)是通过数字化网络系统将管理、服务的提供者与每个住户实现有机连接的社区，其目的是为社区居民提供方便快捷的信息通信、安全舒适的居住环境和高效便利的物业管理服务。目前，随着物联网及各种传感器技术、无线网络通信技术的不断发展，人们对门户内的各种智能化设备的便捷式控制需求日益提高，同时，物业管理公司本身也具有对门户内的部分设备(如计量设备)进行数据采集需求；因此，针对目前社区内的各项需求，有必要提出一种全新的居家管理系统，以提升社区的智慧化或智能化程度。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种智慧社区居家管理系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种智慧社区居家管理系统，它包括社区服务器和若干个与社区服务器通信连接的门户终端；所述门户终端包括：

通过光纤与社区服务器作网络通信连接的门户路由器；

与门户路由器作网络通信连接的用户控制终端；

用于向门户用电设备进行供电的门户电力线；

用于对门户电力线上的电量进行计量并将计量数据信号通过门户路由器传输至社区服务器的计量采集模块；

若干个用于将数字信号调制成载波信号后传输至门户电力线上并同时将门户电力线上接收到的载波信号解调成数字信号的低压电力载波器；

和一通过门户路由器接收来自用户控制终端所下发的指令信号以将指令信号通过门户电力线下发给指定的低压电力载波器并同时将低压电力载波器所采集到的对应的门户用电设备的状态信号反馈至用户控制终端的无线AP模块；

若干个所述低压电力载波器通过门户电力线分别与无线AP模块相连，且每个所述低压电力载波器均连接有至少一个门户用电设备，所述计量采集模块和无线AP模块分别连接于门户电力线与门户路由器之间。

优选地，所述低压电力载波器包括一用于门户电力线上的载波信号进行耦合处理的第一信号耦合电路、一用于将第一信号耦合电路输出的信号进行扩频处理的选频滤波电路、一用于将选频滤波电路输出的载波信号解调为数字信号以输送至门户用电设备上或将门户用电设备反馈的数字信号调制为载波信号并输出的第一电力载波芯片以及用于将第一电力载波芯片输出的载波信号进行功率放大处理后通过第一信号耦合电路传输至门户电力线上的功率放大电路；所述功率放大电路和选频滤波电路并联第一电力载波芯片与第一信号耦合电路之间。

优选地，所述第一电力载波芯片为HT8550型PLC数据通信芯片。

优选地，所述计量采集模块包括一用于与门户路由器作网络连接的以太网控制器、一连接于门户电力线上以对门户电力线上的电能进行实时采集的电能计量模块以及一用于收发数据并存储数据的微控制器，所述微控制器连接于电能计量模块与以太网控制器之间。

优选地，所述以太网控制器为CP2200型芯片，所述微控制器为C8051F340型微控制器，所述电能计量模块包括一用于对门户电力线上的电流进行采样的电流采样电路、一用于对门户电力线上的电压进行采样的电压采样电路、一用于电流和/或电压采样信号进行处理的ADE7755型电能计量芯片以及一用于将电能计量芯片输出的信号输送至微控制器的高低频输出电路。

优选地，所述无线AP模块包括与门户电力线相连的第二信号耦合电路、用于与门户路由器作网络连接的wifi芯片以及用于将wifi信号与载波信号进行转换的第二电力载波芯片，所述wifi芯片、第二电力载波芯片和第二信号耦合电路顺序地连接于门户路由器与门户电力线之间。

由于采用了上述方案，本实用新型基于现有的电力线载波技术，通过对各个硬件单元的组合搭配，使得用户能够将诸如手机、平板电脑等移动通信设备接入门户网络中后，通过无线AP模块向内部具有电力线载波通信模块的家用电器下发控制指令，同时亦可接收家用电器所反馈的状态信号；而整个系统可利用门户内原有的电力线为信号线将各个硬件单元的组合，无需架设其他信号通道即可完成整个系统的搭建，不但有利于降低整个系统的实施成本，而且便于用于对门户内的家用电器进行控制；其结构简单、建立或改造成本低廉、智能化程度高，具有很强的实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统控制原理框图；

图2是本实用新型实施例的低压电力载波器的系统控制原理框图；

图3是本实用新型实施例的无线AP模块的系统控制原理框图；

图4是本实用新型实施例的电能计量模块的电路结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图4所示，本实施例提供的一种智慧社区居家管理系统，它包括社区服务器a(具体为诸如计算机等上位装置)和若干个与社区服务器a通信连接的门户终端；其中，门户终端包括：

门户路由器b，其主要通过光纤与社区服务器a作网络通信连接，以在整个系统中起到网络信息中转的作用；

用户控制终端c，其可以根据具体情况采用诸如手机、平板电脑等移动通信设备以诸如蓝牙连接或wifi连接等方式与门户路由器b作网络通信连接；

门户电力线d，主要布置于住宅内的原有供电线路以向诸如内部具有电力线载波通信模块的家用电器等门户用电设备e进行供电；

计量采集模块f，主要用于对门户电力线d上的电量进行计量并将计量数据信号通过门户路由器b传输至社区服务器a，以便于社区服务器a能够对门户用电量进行实时监控与分析；

若干个低压电力载波器g，其在整个系统中主要是起到信号的调制和解调作用，即：将数字信号调制成载波信号后传输至门户电力线d上或者同时将门户电力线d上接收到的载波信号解调成数字信号；

和

无线AP模块h，其主要是作为无线网络和门户电力线d相互连通的桥梁来使用，即：通过门户路由器b接收来自用户控制终端c所下发的指令信号以将指令信号通过门户电力线d下发给指定的低压电力载波器g并同时可以将低压电力载波器g所采集到的对应的门户用电设备e的状态信号通过门户路由器b反馈至用户控制终端c；

其中，若干个低压电力载波器g通过门户电力线d分别与无线AP模块h相连，且每个低压电力载波器g均连接有至少一个门户用电设备e，而计量采集模块f和无线AP模块h则分别连接于门户电力线d与门户路由器b之间。

本实施例基于现有的电力线载波技术(即：利用载波方式将模拟信号或数字信号在现有的电力线中进行高速传输的技术)，通过对各个硬件单元的组合搭配，使得用户能够将诸如手机、平板电脑等移动通信设备接入门户网络中后，通过无线AP模块h向内部具有电力线载波通信模块的家用电器下发控制指令，同时亦可接收家用电器所反馈的状态信号；而整个系统可利用门户内原有的电力线为信号线将各个硬件单元的组合，无需架设其他信号通道即可完成整个系统的搭建，不但有利于降低整个系统的实施成本，而且便于用于对门户内的家用电器进行控制；同时，通过设置的计量采集模块f可为社区服务器a对各门户内的用电量进行实时的数据采集，以便于对门户的用电量进行实时监控与分析。

为优化低压电力载波器g的系统性能，本实施例的低压电力载波器g包括一用于门户电力线d上的载波信号进行耦合处理的第一信号耦合电路g1、一用于将第一信号耦合电路g1输出的信号进行扩频处理的选频滤波电路g2、一用于将选频滤波电路g2输出的载波信号解调为数字信号以输送至门户用电设备e上或将门户用电设备e反馈的数字信号调制为载波信号并输出的第一电力载波芯片g3(其优选为HT8550型PLC数据通信芯片，以利用其出色的信号传输和信号处理能力来满足对信号的调制和解调效果)以及用于将第一电力载波芯片g3输出的载波信号进行功率放大处理后通过第一信号耦合电路g1传输至门户电力线d上的功率放大电路g4；其中，功率放大电路g4和选频滤波电路g2并联第一电力载波芯片g3与第一信号耦合电路g1之间。本实施例的低压电力载波器g作构成的电路可依据具体情况采用目前行业内成型且具有类似功能的电路结构；当然，为保证这个低压电力载波器g的性能，可同时为其配置隔离强弱电、过零检测等起到辅助功能的电路。

为保证对门户电力线d上的电能的计量采集精度，同时为整个系统的建立成本的降低提供条件，本实施例的计量采集模块f包括一用于与门户路由器b作网络连接的以太网控制器f1、一连接于门户电力线d上以对门户电力线d上的电能进行实时采集的电能计量模块f2以及一用于收发数据并存储数据的微控制器f3；其中，微控制器f3连接于电能计量模块f2与以太网控制器f1之间。以此可利用以太网控制器f1与微控制器f3为受采集提供硬件平台，在保证对电能数据存储、处理的同时完成对数据的结构和发送。

作为一个优选方案，本实施例的以太网控制器f1优选为CP2200型芯片，微控制器f3优选为C8051F340型微控制器，而电能计量模块f2则包括一用于对门户电力线d上的电流进行采样的电流采样电路f21、一用于对门户电力线d上的电压进行采样的电压采样电路f22、一用于电流和/或电压采样信号进行处理的ADE7755型电能计量芯片f23以及一用于将电能计量芯片f23输出的信号输送至微控制器f3的高低频输出电路f24。整个计量模块f2的具体电路结构可参考图4进行设置。

为最大限度地优化整个系统的硬件结构，本实施例的无线AP模块h包括与门户电力线d相连的第二信号耦合电路h1、用于与门户路由器b作网络连接的wifi芯片h2以及用于将wifi信号与载波信号进行转换的第二电力载波芯片h3(其可根据具体情况采用诸如HT8550型PLC数据通信芯片)，wifi芯片h2、第二电力载波芯片h3和第二信号耦合电路h1顺序地连接于门户路由器b与门户电力线d之间。由此通过对整个无线AP模块h的设计可将wifi信号转换为电力线所用的载波信号以在室内完成对家用电器的控制，并且实现了电力线载波通信与互联网之间的互联互通，解决了异构网络无法对室内电力线通信控制的难题，让用户可以通过控制终端即可将控制信号传送至门户电力线d上，进而控制智能家用电器。当然，构成本实施例的无线AP模块h的各个电路可根据具体情况采用目前行业内成型且具有类似功能的电路。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种智慧社区居家管理系统，它包括社区服务器和若干个与社区服务器通信连接的门户终端；其特征在于：所述门户终端包括：

通过光纤与社区服务器作网络通信连接的门户路由器；

与门户路由器作网络通信连接的用户控制终端；

用于向门户用电设备进行供电的门户电力线；

用于对门户电力线上的电量进行计量并将计量数据信号通过门户路由器传输至社区服务器的计量采集模块；

若干个用于将数字信号调制成载波信号后传输至门户电力线上并同时将门户电力线上接收到的载波信号解调成数字信号的低压电力载波器；

和一通过门户路由器接收来自用户控制终端所下发的指令信号以将指令信号通过门户电力线下发给指定的低压电力载波器并同时将低压电力载波器所采集到的对应的门户用电设备的状态信号反馈至用户控制终端的无线AP模块；

若干个所述低压电力载波器通过门户电力线分别与无线AP模块相连，且每个所述低压电力载波器均连接有至少一个门户用电设备，所述计量采集模块和无线AP模块分别连接于门户电力线与门户路由器之间。

2.如权利要求1所述的一种智慧社区居家管理系统，其特征在于：所述低压电力载波器包括一用于门户电力线上的载波信号进行耦合处理的第一信号耦合电路、一用于将第一信号耦合电路输出的信号进行扩频处理的选频滤波电路、一用于将选频滤波电路输出的载波信号解调为数字信号以输送至门户用电设备上或将门户用电设备反馈的数字信号调制为载波信号并输出的第一电力载波芯片以及用于将第一电力载波芯片输出的载波信号进行功率放大处理后通过第一信号耦合电路传输至门户电力线上的功率放大电路；所述功率放大电路和选频滤波电路并联第一电力载波芯片与第一信号耦合电路之间。

3.如权利要求2所述的一种智慧社区居家管理系统，其特征在于：所述第一电力载波芯片为HT8550型PLC数据通信芯片。

4.如权利要求1所述的一种智慧社区居家管理系统，其特征在于：所述计量采集模块包括一用于与门户路由器作网络连接的以太网控制器、一连接于门户电力线上以对门户电力线上的电能进行实时采集的电能计量模块以及一用于收发数据并存储数据的微控制器，所述微控制器连接于电能计量模块与以太网控制器之间。

5.如权利要求4所述的一种智慧社区居家管理系统，其特征在于：所述以太网控制器为CP2200型芯片，所述微控制器为C8051F340型微控制器，所述电能计量模块包括一用于对门户电力线上的电流进行采样的电流采样电路、一用于对门户电力线上的电压进行采样的电压采样电路、一用于电流和/或电压采样信号进行处理的ADE7755型电能计量芯片以及一用于将电能计量芯片输出的信号输送至微控制器的高低频输出电路。

6.如权利要求1-5中任一项所述的一种智慧社区居家管理系统，其特征在于：所述无线AP模块包括与门户电力线相连的第二信号耦合电路、用于与门户路由器作网络连接的wifi芯片以及用于将wifi信号与载波信号进行转换的第二电力载波芯片，所述wifi芯片、第二电力载波芯片和第二信号耦合电路顺序地连接于门户路由器与门户电力线之间。