TW201513591A - 電力線通訊電器系統及其電力線通訊電器 - Google Patents

Abstract

電力線通訊電器系統，包含一遙控裝置及一電力線通訊電器；該遙控裝置包括電連接電力迴路並可輸出針對一特定位址的控制訊號的遙控端電力線通訊模組；該電力線通訊電器包括一電器控制單元及一橋接於該電器控制單元及該電力迴路之間的電器端電力線通訊模組，該電器端電力線通訊模組具有電力供應單元及定義有該特定位址的電力線通訊介面單元，電力供應單元自該第一電力迴路獲取該電力線通訊電器運作所需之電源，電力線通訊介面單元係用以透過該第一電力迴路接收該控制訊號，該電器控制單元並依照控制訊號操控電力線通訊電器之運作。

Description

電力線通訊電器系統及其電力線通訊電器

本發明是一種電器系統，特別是指一種透過電力線通訊以進行資料傳輸的電力線通訊電器系統。

隨著資訊及通訊技術日新月異，寬頻網路環境逐漸普及，打造數位化的生活已是現代趨勢。除了家中的資訊產品，例如電腦、數位電視、手機等資訊整合，與日常生活息息相關的家電產品，包含空調、電冰箱、電燈、熱水瓶等等一般家電，也應該與網路連接做系統性整合。

不少家庭或辦公室都會架設無線的基地台，讓筆記型電腦、智慧型手機或平板電腦等資訊產品連上網路。但是無線訊號受到地形的限制，建築物的鋼筋水泥使得無線訊號的強度大大衰減，尤其在透天厝中，無線訊號往往難以穿越不同樓層。若欲解決，有兩種常見的方法，第一種是使用大功率的無線基地台，第二種是回歸原始，在室內拉設網路線。前者所產生的電磁波對人體有害，後者則會破壞家中的裝潢設計，除非當初裝潢的時候就已將所有須要的線材均考慮過，一次做在牆壁裡面，事後想透過網路線鋪設網路，將會非常麻煩。

透過習知的電力線通訊(Power Line Communication，簡稱PLC)技術，利用既有之電力線將資訊以數位訊號處理方法進行傳輸，將可解決前段所述的問題。使用電力線通訊技術，不需要另外鋪設網路線。簡 單地說，只要在家裡或辦公室中，任何有供電插座的地方都可以接上網路，包括電磁屏蔽最嚴重的洗手間、頂樓、陽台等處。目前已知此技術已應用於桌上型電腦與非對稱數位用戶線路數據機(Asymmetric Digital Subscriber Line Modem，簡稱ADSL Modem)之連接。

習知的PLC應用產品如圖1所示，一組電力線上網設備9至少包含兩個分別插在同一個迴路中的不同插座上的橋接器91、92，橋接器92透過RJ-45纜線932與ADSL數據機94連接(或可連接路由器)，而橋接器91也係透過RJ-45纜線931與電腦95連接。透過橋接器91(92)的編碼、調變、訊號耦合處理後，產生載波訊號，經建築物中本來就鋪設的電力線96傳遞，另一個橋接器92(91)將傳送過來的載波訊號經過帶通濾波、解調變、解碼處理後，即可讓電腦95連上ADSL數據機94進而連上網路。

由於橋接器91、92於物理結構上係獨立於電器而存在，故若欲使用習知電力線上網設備9將家中智慧型電器連上網路，則必須占用兩個插座，一個用以供橋接器91、92做電力線通訊，另一個則係電器本身的供電源，如此一來，PLC技術應用於各種智慧型電器的網路連接反而顯得既不實用又昂貴。

因此，本發明之目的，即在提供一種藉由內建PLC技術，讓電器可以直接透過電源線而與遠端連接的電力線通訊電器系統。

於是，本發明電力線通訊電器系統，包含分別並聯於一第一電力迴路上的一遙控裝置及一電力線通訊電器；該遙控裝置包括一電連接該第一電力迴路的遙控端電力線通訊模組，該遙控端電力線通訊模組可輸 出一針對一特定位址的控制訊號；該電力線通訊電器，包括一控制該電力線通訊電器運作之電器控制單元，及一橋接於該電器控制單元及該第一電力迴路之間的電器端電力線通訊模組，該電器端電力線通訊模組具有一電力供應單元及定義有該特定位址的一電力線通訊介面單元，該電力供應單元自該第一電力迴路獲取該電力線通訊電器運作所需之電源，該電力線通訊介面單元係用以透過該第一電力迴路與該遙控裝置的該遙控端電力線通訊模組進行資料傳輸並接收該控制訊號，該電器控制單元依照該控制訊號操控該電力線通訊電器之運作。

較佳地，該電力線通訊電器更包括一用電量監測模組，用以監測該電力線通訊電器之用電量，並將測得之數據資料透過該電器端電力線通訊模組的該電力線通訊介面單元，傳送至該遙控裝置。

較佳地，電力線通訊電器系統更包含一耦合器，該耦合器跨接於該第一電力迴路及與該第一電力迴路不同相位的一第二電力迴路，用以將該第一電力迴路上的訊號電性耦合至該第二電力迴路中。

更佳地，電力線通訊電器系統，更包含一可供使用者攜帶的遠端裝置，該遠端裝置電連接該遙控裝置，用以遠端控制該遙控裝置產生針對該特定位址的控制訊號，並輸出至該第一電力迴路中。

本發明之功效在於，電力線通訊電器系統透過將電力線通訊技術內建於智慧型電器中，使每一個電力線通訊電器欲透過遠端遙控時，只要使用本身的電源線即可同時達到電源供應及遠端連線的效果，而不必占用兩個插座。

10‧‧‧電力線通訊電器系統

10’‧‧‧電力線通訊電器系統

1‧‧‧電力線通訊電器

1’‧‧‧電力線通訊電器

11‧‧‧電器控制單元

12‧‧‧電器端電力線通訊模組

121‧‧‧電力供應單元

122‧‧‧電力線通訊介面單元

13‧‧‧用電量監測模組

14‧‧‧電源線

2‧‧‧遙控裝置

21‧‧‧遙控端電力線通訊模組

3‧‧‧遠端裝置

4‧‧‧單向耦合器

81‧‧‧電力迴路

82‧‧‧第一電力迴路

83‧‧‧第二電力迴路

9‧‧‧電力線上網設備

91‧‧‧橋接器

92‧‧‧橋接器

931‧‧‧RJ-45纜線

932‧‧‧RJ-45纜線

94‧‧‧ADSL數據機

95‧‧‧電腦

96‧‧‧電力線

圖1為習知電力線上網設備的使用示意圖。

圖2為本發明電力線通訊電器系統之第一較佳實施例之系統方塊圖。

圖3為本發明電力線通訊電器系統之第二較佳實施例之系統方塊圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，請配合圖式參考以下之兩個較佳實施例的詳細說明。

參閱圖2，圖2為本發明電力線通訊電器系統之第一較佳實施例之系統方塊圖。電力線通訊電器系統10並聯於建築物中的電力迴路81上，其包含一並聯於電力迴路81上且可連上網際網路的遙控裝置2、一可供使用者攜帶的遠端裝置3，及複數個並聯於電力迴路81上的電力線通訊電器1。

遙控裝置2包括一個並聯於電力迴路81上的遙控端電力線通訊模組21，使用者隨身攜帶的遠端裝置3可透過網際網路，將產生針對不同電器1(每一電器1於本實施例中均有其專屬的MAC address，詳後述)的控制訊號，傳送至遙控裝置2，再透過遙控裝置2的遙控端電力線通訊模組21輸出至電力迴路81中。值得一提的是，本實施例中遙控裝置2與遠端裝置3之資料傳遞分別係透過網際網路通訊的主機裝置及智慧型手機，然並不以此為限，其甚至可以整合成一台專門控制該些電力線通訊電器1的智慧型裝置，例如電腦，此應為熟悉該項技藝者所易於思及，於此不多贅述。

本實施例中，電力線通訊電器1事實上可為任何一種家庭電 器或工業用電力設備，諸如電冰箱、冷氣機、電動窗簾、顯示器、閉路電視、大小型電力機具等，只要能透過PLC技術並聯於電力迴路81上，即可形成一區域網路(Local Area Network，簡稱LAN)，其應用之態樣當易於思及，故該些電力線通訊電器1的本體功能究為何，以下不再多做贅述，輔以圖2中電力線通訊電器1中一者之系統方塊圖做為本實施例之代表。

每個電力線通訊電器1，包括一控制該電力線通訊電器1運作之電器控制單元11、一用電量監測模組13、一電器端電力線通訊模組12及插接於電力迴路81上的電源線14。該電器端電力線通訊模組12具有一電力供應單元121，及一橋接於該電器控制單元11及該電力迴路81之間的電力線通訊介面單元122。在本實施例中，每一個不同的電力線通訊電器1中內建的電力線通訊介面單元122均定義有專屬的特定硬體位址(Media Access Control Address，簡稱MAC address)，以供遠端針對不同的電力線通訊電器1作相對應的資料傳輸，亦即遠端裝置3可針對該特定的MAC address，命該遙控裝置2傳遞特定的控制訊號，以分別令不同的電力線通訊電器1作相對應之操作。

該電力供應單元121透過電源線14自電力迴路81中獲取電力線通訊電器1運作所需之電能，而電力線通訊介面單元122亦係透過電源線14與電力迴路81並聯，且經由電力迴路81與遙控裝置2的該遙控端電力線通訊模組21進行資料傳輸並接收自遙控裝置2傳遞過來的控制訊號，電力線通訊介面單元122將此控制訊號經過解調變與解碼處理後，將控制訊號傳送給電器控制單元11，而該電器控制單元11則依照控制訊號操控該電力線通訊電器1做相對應的運作，例如電源之開啟與關閉、輸出功率的強弱等。

該用電量監測模組13可監測電力線通訊電器1之用電量，並將測得之數據資料透過該電器端電力線通訊模組12的電力線通訊介面單元122，經其編碼、調變、訊號耦合處理後輸出載波訊號，傳送至該遙控裝置2，遙控裝置2的遙控端電力線通訊模組21再將此濾波、訊號解調變與解碼處理，並將此用電量之數據資料傳遞至遠端裝置3，使用者即可透過此用電量資料做出適當的電源管理規劃，並依據此規劃透過特定MAC address的控制訊號藉由PLC技術傳送給相對應的電器，讓電力線通訊電器1依此規劃運作以達省電節能之效果。

參閱圖3，圖3為本發明電力線通訊電器系統之第二較佳實施例之系統方塊圖。電力線通訊電器系統10’與建築物中的兩個相位不同的第一電力迴路82及第二電力迴路83電連接，其包含一並聯於第一電力迴路82上且可連上網際網路的遙控裝置2、一可供使用者攜帶的遠端裝置3、複數個並聯於第一電力迴路82上的電力線通訊電器1，以及複數個並聯於第二電力迴路83上的電力線通訊電器1’。該遙控裝置2、遠端裝置3與該些電力線通訊電器1、1’同第一較佳實施例，於此不再贅述。

與第一較佳實施例不同之處在於，為了解決並聯於第一電力迴路82的遙控裝置2欲傳輸控制訊號至第二電力迴路83的電力線通訊電器1’時，因為跨越不同電力相位而產生的訊號衰減，於該第一電力迴路82及該第二電力迴路83之間橋接一單相耦合器4，透過此單相耦合器4，第一電力迴路82上的訊號電性耦合至第二電力迴路83上時，可以降低訊號的衰減程度，使該些並聯於第二電力迴路83上的電力線通訊電器1’仍可判讀由遙控裝置2輸出的控制訊號，並依據該控制訊號作動。

值得一提的是，本實施例雖採用單相耦合器4來降低不同相位之電力迴路的訊號衰減，然由於台灣地區的民宅一般是單相三線的配電方式，而其他諸如工廠、國外等配電方式又有不同，或為三相三線與三相四線，針對不同相位的電力迴路，還可採用三相耦合器，亦即針對不同的電力供應設備可採用不同的耦合器，不以本實施例中的單相耦合器4為限。

綜合以上所述，本發明之電力線通訊電器系統10(10’)透過將電力線通訊技術內建於智慧型電器中，使每一個電力線通訊電器1欲透過遠端遙控時，不必占用兩個插座，只要用本身的電源線14即可同時達到電源供應及遠端連線的效果，每個電力線通訊電器1、1’僅需使用一個插座。再者，當多個電力線通訊電器1、1’分別並聯於不同相位的電力迴路上時，本發明第二較佳實施例的電力線通訊電器系統10’，亦透過耦合器提供一種能夠避免跨相位訊號過度衰減的解決方式。

以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，不以此限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之等效變化與同等價值者，均屬本發明專利涵蓋之範圍。

10‧‧‧電力線通訊電器系統

1‧‧‧電力線通訊電器

11‧‧‧電器控制單元

12‧‧‧電器端電力線通訊模組

121‧‧‧電力供應單元

122‧‧‧電力線通訊介面單元

13‧‧‧用電量監測模組

14‧‧‧電源線

2‧‧‧遙控裝置

21‧‧‧遙控端電力線通訊模組

3‧‧‧遠端裝置

81‧‧‧電力迴路

Claims (10)

1. 一種電力線通訊電器系統，包含：一遙控裝置，包括一電連接一第一電力迴路的遙控端電力線通訊模組，該遙控端電力線通訊模組可輸出一針對一特定位址的控制訊號；及一電力線通訊電器，包括一控制該電力線通訊電器運作之電器控制單元，及一橋接於該電器控制單元及該第一電力迴路之間的電器端電力線通訊模組，該電器端電力線通訊模組具有一電力供應單元及定義有該特定位址的一電力線通訊介面單元，該電力供應單元自該第一電力迴路獲取該電力線通訊電器運作所需之電源，該電力線通訊介面單元係用以透過該第一電力迴路與該遙控裝置的該遙控端電力線通訊模組進行資料傳輸並接收該控制訊號，該電器控制單元依照該控制訊號操控該電力線通訊電器之運作。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之電力線通訊電器系統，其中，該電力線通訊電器更包括一用電量監測模組，用以監測該電力線通訊電器之用電量，並將測得之數據資料透過該電器端電力線通訊模組的該電力線通訊介面單元，傳送至該遙控裝置。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之電力線通訊電器系統，更包含一耦合器，該耦合器跨接於該第一電力迴路及與該第一電力迴路不同相位的一第二電力迴路，用以將該第一電力迴路上的訊號電性耦合至該第二電力迴路中。
4. 根據申請專利範圍第2或第3項中任一項所述之電力線通訊電器系統，更包含一可供使用者攜帶的遠端裝置，該遠端裝置電連接該遙控裝置，用 以遠端控制該遙控裝置產生針對該特定位址的控制訊號，並輸出至該第一電力迴路中。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之電力線通訊電器系統，其中，該電力線通訊電器係空調設備。
6. 根據申請專利範圍第4項所述之電力線通訊電器系統，其中，該電力線通訊電器係電動窗簾。
7. 一種電力線通訊電器，適用於透過一電力迴路與一遙控裝置電連接，並接受一針對特定位址的控制訊號，包含：一控制該電力線通訊電器運作之電器控制單元；及一電器端電力線通訊模組，橋接於該電器控制單元及該電力迴路之間，該電器端電力線通訊模組具有一電力供應單元及一定義有一特定位址的電力線通訊介面單元，該電力供應單元自該電力迴路獲取該電力線通訊電器運作所需之電源，該電力線通訊介面單元係透過該電力迴路與該遙控裝置之電連接進行資料傳輸並接收該控制訊號，且該電器控制單元係依照該控制訊號操控該電力線通訊電器之運作。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之電力線通訊電器，更包含一用電量監測模組，用以監測該電力線通訊電器之用電量，並將測得之數據資料透過該電器端電力線通訊模組的該電力線通訊介面單元輸出。
9. 根據申請專利範圍第7項所述之電力線通訊電器，該電力線通訊電器係空調設備。
10. 根據申請專利範圍第7項所述之電力線通訊電器，該電力線通訊電器係電動窗簾。