CN210629522U - 电力载波的智能家居系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电力载波的智能家居系统，包括：家庭网关，设置有一智能控制单元；智能云平台，所述智能云平台的第一端与所述家庭网关的第一端电连接，所述智能云平台用于数据信息的传输；手机控制端，所述手机控制端的第一端与所述家庭网关的第二端电连接，所述手机控制端的第二端与所述智能云平台的第二端电连接；智能插座，所述智能插座与所述家庭网关的第三端电连接；智能家居模块，所述智能家居模块与所述家庭网关的第四端电连接，所述智能家居模块用于强电和控制信号的复合与提取。本实用新型所提供的电力载波的智能家居系统，通过电力载波技术、ARM技术和大数据云平台技术，实现了家电的智能控制，极大的方便了人们的生产生活。

Description

电力载波的智能家居系统

技术领域

本实用新型涉及物联网智能家居领域，特别涉及一种电力载波的智能家居系统。

背景技术

家居智能化越来越成为当前社会的主旋律，传统的智能化家居没有考虑到各类信息控制电缆，需要重新铺设，即耗钱，又耗时，使家庭内各类终端上网困难。若原来家庭内没有布网线，现在可引入WIFI，但是这种热点的布署存在二个问题：一是热点所在房间无线辐射大；二是其它房间无线功率小。前者影响人体健康，后者影响上网。不同的家用电器需要不同的控制器，控制器数量众多，并且控制器都需要电池，容易造成污染与安全事故，家电运行参数不能被用户知道，安全与生命周期管理没有保证。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电力载波的智能家居系统，其目的是为了解决家庭范围内家电智能控制布线需要二次布线、上网不方便、家电难以控制的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种电力载波的智能家居系统，包括：

家庭网关，设置有一智能控制单元；

智能云平台，所述智能云平台的第一端与所述家庭网关的第一端电连接，所述智能云平台用于数据信息的传输；

手机控制端，所述手机控制端的第一端与所述家庭网关的第二端电连接，所述手机控制端的第二端与所述智能云平台的第二端电连接，所述手机控制端用于与所述家庭网关的控制信号传输；

智能插座，所述智能插座与所述家庭网关的第三端电连接，所述智能插座用于房间的有线、无线网络信号覆盖；

智能家居模块，所述智能家居模块与所述家庭网关的第四端电连接，所述智能家居模块用于强电和控制信号的复合与提取。

其中，所述家庭网关包括：

第一智能开关，所述第一智能开关的第一端与负载端电连接，所述第一智能开关的第二端与第一继电器开关的第一端电连接；

第一继电器开关，所述第一继电器开关的第二端与自耦式变压电路的第一端电连接；

第二智能开关，所述第二智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第二智能开关的第二端与第二继电器开关的第一端连接；

第二继电器开关，所述第二继电器开关的第二端分别与测量模块的第一端和测量模块的第二端电连接；

第三智能开关，所述第三智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第三智能开关的第二端与第三继电器开关的第一端连接；

第三继电器开关，所述第三继电器开关的第二端分别与测量模块的第三端和测量模块的第四端电连接；

第四智能开关，所述第四智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第四智能开关的第二端与第四继电器开关的第一端连接；

第四继电器开关，所述第四继电器开关的第二端分别与测量模块的第五端和测量模块的第六端电连接；

第五智能开关，所述第五智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第五智能开关的第二端与第五继电器开关的第一端连接；

第五继电器开关，所述第五继电器开关的第二端分别与测量模块的第七端和测量模块的第八端电连接；

测量模块，所述测量模块的第九端与家庭网关功能模块的第一端电连接，所述测量模块用于监测每条线路的用电情况；

家庭网关功能模块，所述家庭网关功能模块的第二端为网线接入端，所述家庭网关功能模块的第三端与自耦式变压电路的第二端电连接，所述家庭网关功能模块的第四端与自耦式变压电路的第三端电连接；

自耦式变压电路，所述自耦式变压电路的第三端与接地端电连接，所述自耦式变压电路用于强弱电的混合传输。

其中，所述智能云平台包括：

安全认证模块，所述安全认证模块用于各模块之间的信号传输；

应用孵化环境模块，所述应用孵化环境模块用于应用的编辑、展示和分享；

应用集成工具模块，所述应用集成工具模块用于超文本传输协议的推送；

设备管理模块，所述设备管理模块用于数据信息的管理；

设备接入模块，所述设备接入模块用于信号的接收。

其中，所述智能插座包括：

第一网络模块，所述第一网络模块的第一端与负载端电连接，所述第一网络模块的第二端分别与WIFI接口和有线网口电连接，所述第一网络模块的第三端与第一微控制器的第一端电连接，所述第一网络模块的第四端与接地端电连接；

第一微控制器，所述第一微控制器的第二端与第一继电器的第一端电连接；

第一继电器，所述第一继电器的第二端与负载端电连接，所述第一继电器的第三端与用电设备的第一端电连接；

用电设备，所述用电设备的第二端与接地端电连接。

其中，所述智能家居模块包括：

第二网络模块，所述第二网络模块的第一端与负载端电连接，所述第二网络模块的第二端与接地端电连接，所述第二网络模块的第三端与第二微控制器的第一端电连接；

第二微控制器，所述第二微控制器的第二端与第二继电器的第一端电连接；

第二继电器，所述第二继电器的第二端与负载端电连接，所述第二继电器的第三端与设备负载的第一端电连接；

设备负载，所述设备负载的第二端与接地端电连接。

本实用新型的上述方案有如下的有益效果：

本实用新型的上述实施例所述的电力载波的智能家居系统，通过电力载波技术、ARM技术和大数据云平台技术，实现了家电智能控制、用电回路智能控制、家电问题智能分析与诊断、远近程控制家电，且通过改造少量家用插座实现了免除二次家庭综合布线，极大减少了装修成本与装修时间。

附图说明

图1为本实用新型的总设计框图；

图2为本实用新型的家庭网关原理图；

图3为本实用新型的智能插座原理图；

图4为本实用新型的智能家居模块原理图；

图5为本实用新型的智能云平台架构图。

【附图标记说明】

1-家庭网关；2-智能云平台；3-手机控制端；4-智能插座；5-智能家居模块。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型针对现有的家庭范围内家电智能控制布线需要二次布线、上网不方便、家电难以控制的问题，提供了一种电力载波的智能家居系统，包括：家庭网关1，设置有一智能控制单元；智能云平台2，所述智能云平台2的第一端与所述家庭网关1的第一端电连接，所述智能云平台2用于数据信息的传输；手机控制端3，所述手机控制端3的第一端与所述家庭网关1的第二端电连接，所述手机控制端3的第二端与所述智能云平台2的第二端电连接，所述手机控制端3用于与所述家庭网关1的控制信号传输；智能插座4，所述智能插座4与所述家庭网关1的第三端电连接，所述智能插座4用于房间的有线、无线网络信号覆盖；智能家居模块5，所述智能家居模块5与所述家庭网关1的第四端电连接，所述智能家居模块5用于强电和控制信号的复合与提取。

如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种电力载波的智能家居系统，本系统主要利用到电力载波技术、ARM技术和大数据云平台技术，电力载波技术采用Homeplug AV标准，将基带信号转变成双极性码，并通过XPSK技术调制在10GHz的载波上，再通过变压器原理将高频载波耦合到50Hz的交流电上，ARM技术主要是基于STM32F103系列芯片进行硬件开发，一方面通过I/O口接入继电器，对空开的每路电源进行控制，另外也可通过电力载波对用电器进行控制，改变以前的控制器与家电之间的一对一局面为所述家庭网关1与家电之间的一对多局面，另一方面可通过以太接口接入Internet网络，实现所述手机控制端3远程连接控制，其次是可以通过I/O口接入触摸显示屏，实现从空开对所有用电器进行管理，再者是可以通过电力载波将网络信号向家庭全方位延伸，解决覆盖盲点及射频污染的问题。所述智能云平台2可以收集家电各类运行参数，进行系统分析，为用户提供有价值的家电运行报告，所述手机控制端3采用Android程序进行编写，可满足二种通信场景，一种是通过WIFI，另一种是通过运营商的3/4G网络，应用层采用普通的TCP/IP协议来传控制信号给所述家庭网关1，另外可用标准的API接口与公有所述智能云平台2对接，通过所述智能云平台2与所述家庭网关1对接。

其中，所述家庭网关1包括：第一智能开关，所述第一智能开关的第一端与负载端电连接，所述第一智能开关的第二端与第一继电器开关的第一端电连接；第一继电器开关，所述第一继电器开关的第二端与自耦式变压电路的第一端电连接；第二智能开关，所述第二智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第二智能开关的第二端与第二继电器开关的第一端连接；第二继电器开关，所述第二继电器开关的第二端分别与测量模块的第一端和测量模块的第二端电连接；第三智能开关，所述第三智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第三智能开关的第二端与第三继电器开关的第一端连接；第三继电器开关，所述第三继电器开关的第二端分别与测量模块的第三端和测量模块的第四端电连接；第四智能开关，所述第四智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第四智能开关的第二端与第四继电器开关的第一端连接；第四继电器开关，所述第四继电器开关的第二端分别与测量模块的第五端和测量模块的第六端电连接；第五智能开关，所述第五智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第五智能开关的第二端与第五继电器开关的第一端连接；第五继电器开关，所述第五继电器开关的第二端分别与测量模块的第七端和测量模块的第八端电连接；测量模块，所述测量模块的第九端与家庭网关功能模块的第一端电连接，所述测量模块用于监测每条线路的用电情况；家庭网关功能模块，所述家庭网关功能模块的第二端为网线接入端，所述家庭网关功能模块的第三端与自耦式变压电路的第二端电连接，所述家庭网关功能模块的第四端与自耦式变压电路的第三端电连接；自耦式变压电路，所述自耦式变压电路的第三端与接地端电连接，所述自耦式变压电路用于强弱电的混合传输。

本实用新型的上述实施例所述的电力载波的智能家居系统，所述家庭网关1是一个强弱电集成在一起的网关，它和以前的网关不同之处在于集成了强弱电的功能，且具有智能控制功能，火线引入智能开关，在火线上有一个继电器开关，火线在智能开关内分成N个家庭回路供不同的使用用途，每个回路也各有一个继电器开关，所述测量模块可监测每路用电的大小，将功率上报给MCU，MCU根据设定的临界值来控制这些继电器开关的通断，Internet引入智能开关，通过所述自耦式变压电路，将10MHz弱电信号耦合在50Hz强电上，实现强弱电的混合传输，从而在火线上传入每个回路的电流中都带有弱电信号，另外，Internet同时接入WIFI模块，实现固网转无线，MCU控制信号可来源于近距的WIFI模块，也可来源于远程网络的所述智能云平台2，通过上面同样的耦合方式进入到强电上，传送到所述智能插座4和所述智能家居模块5。

其中，所述智能云平台2包括：安全认证模块，所述安全认证模块用于各模块之间的信号传输；应用孵化环境模块，所述应用孵化环境模块用于应用的编辑、展示和分享；应用集成工具模块，所述应用集成工具模块用于超文本传输协议的推送；设备管理模块，所述设备管理模块用于数据信息的管理；设备接入模块，所述设备接入模块用于信号的接收。

本实用新型的上述实施例所述的电力载波的智能家居系统，所述智能云平台2与所述家庭网关1采用TCP/IP透传的方式，所述家庭网关1将获取的家电信息上传所述智能云平台2，所述智能云平台2数据库根据事件的触发将家电数据实时读入数据库，并进行相应的分析与处理，形成有用的运行报告，所述智能云平台2通过标准API接口号手机相连，反馈控制信号和推送运行报告给用户。所述智能云平台2的所述安全认证模块与各模块进行信号的传输，所述智能云平台2的所述应用孵化环境模块包括：应用编辑、应用展示、应用分享，所述智能云平台2的所述应用集成工具模块包括：HTTP推送、消息队列MQ、应用展示，所述智能云平台2的所述设备管理模块包括了数据存储、数据分析、在线状态管理、设备监控、生命周期管理、消息缓存、固件升级、在线调试，所述智能云平台2的所述设备接入模块支持LWM2M，MQTT，TCP，EDP，MODBLUS协议接入。

其中，所述智能插座4包括：第一网络模块，所述第一网络模块的第一端与负载端电连接，所述第一网络模块的第二端分别与WIFI接口和有线网口电连接，所述第一网络模块的第三端与第一微控制器的第一端电连接，所述第一网络模块的第四端与接地端电连接；第一微控制器，所述第一微控制器的第二端与第一继电器的第一端电连接；第一继电器，所述第一继电器的第二端与负载端电连接，所述第一继电器的第三端与用电设备的第一端电连接；用电设备，所述用电设备的第二端与接地端电连接。

本实用新型的上述实施例所述的电力载波的智能家居系统，所述智能插座4是一个强弱电集成在一起的所述智能插座4，它可以从强电中分离上网信号，并分给RJ45信息模块和WIFI模块，实现房间的有线、无线网络信号覆盖，另外它也可以给任何家电提供带控制信号的强电。

其中，所述智能家居模块5包括：第二网络模块，所述第二网络模块的第一端与负载端电连接，所述第二网络模块的第二端与接地端电连接，所述第二网络模块的第三端与第二微控制器的第一端电连接；第二微控制器，所述第二微控制器的第二端与第二继电器的第一端电连接；第二继电器，所述第二继电器的第二端与负载端电连接，所述第二继电器的第三端与设备负载的第一端电连接；设备负载，所述设备负载的第二端与接地端电连接。

本实用新型的上述实施例所述的电力载波的智能家居系统，所述智能家居模块5是一个强弱电集成在一起的嵌入式模块，它可以集成在任何家电里面，替换以前的电源模块，但是它可以实现强电和控制信号的复合与提取，从而可实现给家电供电外的智能控制功能。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电力载波的智能家居系统，其特征在于，包括：

家庭网关，设置有一智能控制单元；

智能云平台，所述智能云平台的第一端与所述家庭网关的第一端电连接，所述智能云平台用于数据信息的传输；

手机控制端，所述手机控制端的第一端与所述家庭网关的第二端电连接，所述手机控制端的第二端与所述智能云平台的第二端电连接，所述手机控制端用于与所述家庭网关的控制信号传输；

智能插座，所述智能插座与所述家庭网关的第三端电连接，所述智能插座用于房间的有线、无线网络信号覆盖；

智能家居模块，所述智能家居模块与所述家庭网关的第四端电连接，所述智能家居模块用于强电和控制信号的复合与提取。

2.根据权利要求1所述的电力载波的智能家居系统，其特征在于，所述家庭网关包括：

第一智能开关，所述第一智能开关的第一端与负载端电连接，所述第一智能开关的第二端与第一继电器开关的第一端电连接；

第一继电器开关，所述第一继电器开关的第二端与自耦式变压电路的第一端电连接；

第二智能开关，所述第二智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第二智能开关的第二端与第二继电器开关的第一端连接；

第二继电器开关，所述第二继电器开关的第二端分别与测量模块的第一端和测量模块的第二端电连接；

第三智能开关，所述第三智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第三智能开关的第二端与第三继电器开关的第一端连接；

第三继电器开关，所述第三继电器开关的第二端分别与测量模块的第三端和测量模块的第四端电连接；

第四智能开关，所述第四智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第四智能开关的第二端与第四继电器开关的第一端连接；

第四继电器开关，所述第四继电器开关的第二端分别与测量模块的第五端和测量模块的第六端电连接；

第五智能开关，所述第五智能开关的第一端与所述第一继电器的第二端电连接，所述第五智能开关的第二端与第五继电器开关的第一端连接；

第五继电器开关，所述第五继电器开关的第二端分别与测量模块的第七端和测量模块的第八端电连接；

测量模块，所述测量模块的第九端与家庭网关功能模块的第一端电连接，所述测量模块用于监测每条线路的用电情况；

家庭网关功能模块，所述家庭网关功能模块的第二端为网线接入端，所述家庭网关功能模块的第三端与自耦式变压电路的第二端电连接，所述家庭网关功能模块的第四端与自耦式变压电路的第三端电连接；

自耦式变压电路，所述自耦式变压电路的第三端与接地端电连接，所述自耦式变压电路用于强弱电的混合传输。

3.根据权利要求1所述的电力载波的智能家居系统，其特征在于，所述智能云平台包括：

安全认证模块，所述安全认证模块用于各模块之间的信号传输；

应用孵化环境模块，所述应用孵化环境模块用于应用的编辑、展示和分享；

应用集成工具模块，所述应用集成工具模块用于超文本传输协议的推送；

设备管理模块，所述设备管理模块用于数据信息的管理；

设备接入模块，所述设备接入模块用于信号的接收。

4.根据权利要求1所述的电力载波的智能家居系统，其特征在于，所述智能插座包括：

第一网络模块，所述第一网络模块的第一端与负载端电连接，所述第一网络模块的第二端分别与WIFI接口和有线网口电连接，所述第一网络模块的第三端与第一微控制器的第一端电连接，所述第一网络模块的第四端与接地端电连接；

第一微控制器，所述第一微控制器的第二端与第一继电器的第一端电连接；

第一继电器，所述第一继电器的第二端与负载端电连接，所述第一继电器的第三端与用电设备的第一端电连接；

用电设备，所述用电设备的第二端与接地端电连接。

5.根据权利要求1所述的电力载波的智能家居系统，其特征在于，所述智能家居模块包括：

第二网络模块，所述第二网络模块的第一端与负载端电连接，所述第二网络模块的第二端与接地端电连接，所述第二网络模块的第三端与第二微控制器的第一端电连接；

第二微控制器，所述第二微控制器的第二端与第二继电器的第一端电连接；

第二继电器，所述第二继电器的第二端与负载端电连接，所述第二继电器的第三端与设备负载的第一端电连接；

设备负载，所述设备负载的第二端与接地端电连接。

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