CN2471008Y - 电力载波网络家电 - Google Patents

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本实用新型公开了一种采用电力线作为信号传输线的网络家电,包括中央控制器1、电力线2、电器及终端3、电力载波通讯接口5、6及滤波器4。所述电器及终端3通过电力载波接口5与电力线2相连,中央控制器1通过电力载波通讯接口6接入电力线2,在电力线2的入口处还串接有滤波器4。此方案不需要专用网络接口和网络连接线,仅通过电力线作为信号传输线将各种家电与中央控制器连接起来,实现了网络家电的通讯目的,同时还具有安装方便,使用简单,成本低廉等特点。

Description

电力载波网络家电
本实用新型涉及一种采用电力线作为信号传输线的网络家电。
现有的网络家电大都采用专用的网络接口通过专用网线与中央控制器连接，通过TCP/IP等协议进行数据交换。现有技术的优点是通讯速度快，缺点是需要专用网线，同时在家电上还要配置专用网络接口，硬件成本高，连接复杂，且对家电的移动等带来不方便。
本新型实用的目的是在满足上述数据传输的基础上，针对现有技术的不足，提供一种不需要专用网络接口和网络连接线，而通过电力线作为信号传输线将各种家电和中央控制连接起来，实现家电网络化的目的。
为实现上述目的，本实用新型的网络家电采用如下技术方案：它包括中央控制器1、电力线2、具有通过电力线进行信号传输能力的各种电器及终端3，其中：a.所述中央控制器1通过电力载波通讯接口6与电力线2相连；中央控制器1将控制信号和数据信息通过电力载波通讯接口6经电力线2传送给电器及终端3；b.所述电器及终端3通过电力载波接口5与电力线2相连，该电器及终端3将各种状态信号和数据信号通过电力载波接口5经电力线2传送给中央控制器1。
所述家用电器中的控制器MCU的管脚RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST与芯片ST7536的相应管脚相连，ST7536的输出经由缓冲器U10、低频滤波器U11、放大器U8后，再通过耦合线圈U12接电力线2；ST7536的输入由电力线2通过耦合线圈U12，经由放大器U9接ST7536的RAI端。
所述中央控制器1选用带有网卡、显卡、内置MODEM和RS232异步串行接口的PC机，该PC机还与互联网、显示器、电话网和键盘、鼠标等人机界面相连。
所述电力载波通讯接口6主要由与PC机的RS232异步串行接口相连的rs232串行口、微控制器MCS51、芯片ST7536组成；在rs232串行口与芯片ST7536之间连接微控制器MCS51，微控制器MCS51的的管脚RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST与芯片ST7536的相应管脚相连，ST7536的输出经由缓冲器U10、低频滤波器U11、放大器U8后，再通过耦合线圈U12接电力线2；ST7536的输入由电力线2通过耦合线圈U12，经由放大器U9接ST7536的RAI端。
为了避免电力主干网与家庭电网间的高频信号干扰，电力线2在电力主干网至室内家庭电力网的输入口间可串接滤波器4。
利用电力线具有信号传输的特性和所有家用电器都要与电力线连接这一共同点，通过电力线实现各种电器或电器与中央控制器之间的通讯，实现家用电器的信息互联，并通过中央控制器的各种接口实现家庭内部电器网与外界的联络，从而达到网络家电的目的。此方式不仅实现了家电的网络化，而且不需要专用网络接口和网络联线，既节省了此项开支，降低了成本，又简化了线路连接方式，使整个系统更方便实用。
下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述：
图1是本实用新型网络家电的原理示意图；
图2是本实用新型的一个实施例；
图3是电力载波接口5与家电3控制器间线路连接示意图；
图4是电力载波通讯接口6与中央控制器1间线路连接示意图。
请参阅图1：中央控制器1通过电力载波通讯接口6与室内电力线2相连，该中央控制器1还与电话、人机界面(如显示器、键盘等)及其它网络(如INTERNET)相连。电器及终端3通过电力载波通讯接口5与电力线2相连，其中电器及终端3可以是多个，图中列举了两个(电器A和电器B)，在室外电力线7的入口处还串接有滤波器4。
其中，电力线2利用当前家用电网；电器及终端3除完成现有的功能外，具有与电力线的通讯接口；中央控制器1将各种控制信号和数据信息通过电力线2传送给电器及终端3；电器及终端3将各种状态信号和数据信号通过电力线2传送给中央控制器1；中央控制器1再将各种电器的状态信息和数据信息通过各种接口根据不同的需求传输出去，同时通过各种接口接收各种控制信息和数据信息传输给相应的电器；各种电器及终端之间也可以通过电力线进行数据信息交换；滤波器4可将大于100HZ的电磁波滤掉，用于隔绝电力主干网与家庭电网间的高频信号干扰。
如图2所示为本实用新型的一个实施例：其中央控制器选用PC机(配置网卡、声卡、MODEM、显卡、键盘、鼠标等)，PC机为公知产品，不再详述；中央控制器除了采用PC机外，还可以做成单片机。PC机的RS232异步串行接口通过电力载波通讯接口6与电力线2相连，当PC机接到由用户通过各种途径(如网卡、声卡、MODEM、显卡、键盘、鼠标等)发送来的控制指令时，将根据指令的不同，通过电力线向电器A或B发送控制指令和数据。电器A或B通过电力线采用串行通讯协议将当前的状态信息和数据信息传送给PC机，PC即将根据预先设定将信息以不同的方式传送出去。电器A和B亦可通过电力线采用串行通讯协议进行数据交换，PC机亦随时准备应答来自各种途径的用户询问。电力线入口仍串接有输入口滤波器4，避免电力主干网与家庭电网间的高频信号干扰。
如图3所示为本实用新型以普通洗衣机为例的网络家电结构示意图。它是一种可通过电力线通讯的网络洗衣机，普通全自动洗衣机洗衣机虽然已具有自动洗涤、清洗、脱水等功能，但是必须使用者亲临现场给出指令和查看其工作状态，本实用新型在原有的基础上对其控制板加于改进，增加了电力载波接口5，使其具有通过电力线通讯的功能，用户只需要使用一台具有电力载波通讯功能的控制设备就可以对其进行远程控制和监督，而洗衣机在外围无须增加任何接口。图3a是现有洗衣机的控制板的结构示意图，图3b是电力载波接口5的电路图。图中电力载波接口5采用SGS公司的ST7536，它是一种单片MODEM芯片，其与洗衣机控制器MCU的接口采用半双功同步串行通讯。其连接关系是：家用电器(如洗衣机)的控制器MCU的管脚RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST与芯片ST7536的相应管脚相连，ST7536的输出经由缓冲器U10、低频滤波器U11、放大器U8后，再通过耦合线圈U12接电力线2；ST7536的输入由电力线2通过耦合线圈U12，经由放大器U9接ST7536的RAI端。其工作过程为：当控制器MCU需要输出数据时，将通过控制线RX//TX通知通讯接口芯片ST7536，然后通过数据线TXD输出数据，通讯接口芯片ST7536收到信号后，将其调制成高频信号输出，通过缓冲器U10、低频滤波器U11、放大器U8后，再通过耦合线圈U12输送到电力线上，完成数据的发送。中央控制器1可以通过电力载波通讯接口6接收控制器MCU发送的信号；当洗衣机接收中央控制器1发送来的数据时，通过控制线RX//TX通知通讯接口芯片ST7536，电力线上的信号通过耦合线圈U12送入放大器U9，经放大后输入通讯接口芯片ST7536，经过内部解调，通讯接口芯片ST7536将数据信号通过数据线RXD输送给控制器MCU，由此完成远程信息的交换。控制器MCU将通过此信道向中央控制器1报告工作状况并得到上端的控制信息。
以上是对网络洗衣机的一种改进实例，对于其它家电，如微波炉、电冰箱等，也只需在其控制板上增加如上例中的电力载波接口即可。
如图4所示为电力载波通讯接口6与中央控制器1间线路连接示意图，中央控制器如PC机的串行接口多为普通RS232异步串行接口，本实用新型采用MCS51作为微控制器，利用微控制器MCS51的异步串行通讯接口与rs232串行口转换器件结合，使其具有与PC机的RS232异步串行接口通讯的能力。其电力载波通讯接口6亦采用SGS公司的ST7536，它是一种单片MODEM芯片，其与微控制器MCS51的接口采用半双功同步串行通讯，其连接关系是：电力载波通讯接口6主要由与PC机的RS232异步串行接口相连的rs232串行口、微控制器MCS51、芯片ST7536组成；在rs232串行口与芯片ST7536之间连接微控制器MCS51，微控制器MCS51的的管脚RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST与芯片ST7536的相应管脚相连，ST7536的输出经由缓冲器U10、低频滤波器U11、放大器U8后，再通过耦合线圈U12接电力线2；ST7536的输入由电力线2通过耦合线圈U12，经由放大器U9接ST7536的RAI端。其工作过程为：当微控制器MCS51从通讯接口rs232串行口接到数据时，将通过控制线RX//TX通知通讯接口芯片ST7536，然后通过数据线TXD输出数据，通讯接口芯片ST7536收到信号后，将其调制成高频信号输出，通过缓冲器U10、低频滤波器U11、放大器U8后，再通过耦合线圈U12输送到电力线上，完成数据的发送；当数据传输完成后，微控制器MCS51通过控制线RX//TX控制通讯接口芯片ST7536处于接收状态，电力线2上的信号通过藕合线圈U12送入放大器U9，经过放大处理后，输入通讯接口芯片ST7536的RAI端，经过内部解调，通讯接口芯片ST7536将数据信号通过数据线RXD输送给微控制器MCS51，微控制器MCS51将通过串口rs232将通讯接口芯片ST7536收到的数据输送出去，由此完成PC机的异步串行接口RS232与电力线间的的信号转换。

Claims (5)

1.一种电力载波网络家电，其特征在于：它包括中央控制器(1)、电力线(2)、具有通过电力线进行信号传输能力的各种电器及终端(3)，其中：a、所述中央控制器(1)通过电力载波通讯接口(6)与电力线(2)相连；中央控制器(1)将控制信号和数据信息通过电力载波通讯接口(6)经电力线(2)传送给电器及终端(3)；b、所述电器及终端(3)中通过电力载波通讯接口(5)与电力线(2)相连，该电器及终端(3)将各种状态信号和数据信号通过电力载波通讯接口(5)经电力线(2)传送给中央控制器(1)。
2.根据权利要求1所述的电力载波网络家电，其特征在于：所述家用电器中的控制器MCU的管脚(RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST)与芯片ST7536的相应管脚相连，ST7536的输出经由缓冲器(U10)、低频滤波器(U11)、放大器(U8)后，再通过耦合线圈(U12)接电力线(2)；ST7536的输入由电力线通过耦合线圈(U12)，经由放大器(U9)接ST7536的(RAI)端。。
3.根据权利要求1或2所述的电力载波网络家电，其特征在于：所述中央控制器(1)选用带有网卡、显卡、内置MODEM和RS232异步串行接口的PC机，该PC机还与互联网、显示器、电话网和键盘、鼠标等人机界面相连。
4.根据权利要求3所述的电力载波网络家电，其特征在于：所述电力载波通讯接口(6)主要由与PC机的RS232异步串行接口相连的rs232串行口、微控制器MCS51、芯片ST7536组成；在rs232串行口与芯片ST7536之间连接微控制器MCS51，微控制器MCS51的管脚(RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST)与芯片ST7536的相应管脚相连，ST7536的输出经由缓冲器(U10)、低频滤波器(U11)、放大器(U8)后，再通过耦合线圈(U12)接电力线(2)；ST7536的输入由电力线(2)通过耦合线圈(U12)，经由放大器(U9)接ST7536的(RAI)端。
5.根据权利要求1、2或4所述的电力载波网络家电，其特征在于：所述电力线(2)在电力主干网至室内家庭电力网的输入口间串接有滤波器(4)。
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