一種智能家居控制系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能家居控制系統(tǒng)，包括發(fā)射端和負載接收端，所述發(fā)射端包括能量產(chǎn)生電路模塊、調(diào)制模塊、發(fā)射線圈、無線接收模塊以及用于處理反饋信息信號的發(fā)射端微處理器；所述負載接收端包括接收線圈、整流濾波電路模塊、解調(diào)模塊、無線發(fā)射模塊；本發(fā)明的智能家居控制系統(tǒng)通過耦合諧振的方式傳送能量信號和控制信息信號，使能量信號和控制信息信號在單一通道中同步傳輸，不僅增強了系統(tǒng)的抗干擾能力，還簡化了負載接收端的布置程序，提高了能量傳輸?shù)男?。本發(fā)明的控制方法使發(fā)射端和負載接收端形成應(yīng)答系統(tǒng)，對負載接收端進行實時監(jiān)測和控制，以實現(xiàn)外界與家用電器的信息交互，滿足人們對安全，舒適，便利的生活需求。
【專利說明】
-種智能家居控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及智能家居技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種智能家居控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、家庭人口結(jié)構(gòu)W及信息技術(shù)的發(fā)展變化，人們對家居環(huán)境的 安全性、舒適性、效率性、透明性提出了更高的要求。同時越來越多的家庭要求家居產(chǎn)品不 僅要具備簡單的智能，更要求整個系統(tǒng)在功能擴展、外延W及服務(wù)方面能夠做到簡單、方 便、輕松、安全。
[0003] 目前對智能家居的控制主要通過兩種方式來實現(xiàn)：（1)有線控制，如Lon Works、 X.10、RS485等；（2)無線控制，如Wi-fi，藍牙、Zig Bee等。采用現(xiàn)有的運兩種控制方式的物 聯(lián)網(wǎng)智能家居，布線繁瑣，造價昂貴。另外有線傳輸方式增加和刪減設(shè)備都要重新布線，也 不利于家居的美觀;并且系統(tǒng)可擴展性差，系統(tǒng)安裝和維護成本高，移動性能差。從組網(wǎng)能 力來看，藍牙、WiFi、315M/433M等無線技術(shù)只適用簡單的星型網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)能力有限，不具備 網(wǎng)絡(luò)修復能力。從安全性來看，ZigBee具備一定的安全層，采用一定的加密技術(shù)，具有一定 的安全性，而藍牙、WiFi、315M/433M等無線技術(shù)的安全性普遍較差，泄密事件頻發(fā)，但是 Zi濁ee的安全層還是基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層的一種智能家居控制技術(shù)，在嚴格的技術(shù)要求層面上 來講，還是不夠安全。從可靠性來看，ZigBee雖然采用了跳頻和擴頻技術(shù)，有著一定的抗干 擾能力，藍牙、WiFi、315M/433M等無線技術(shù)的抗干擾能力一般，特別是315M/433M射頻更容 易被控制截碼并很容易被模擬，可靠性都很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種智能家居控制系統(tǒng)及其控制方法，該智能家居控制系 統(tǒng)及其控制方法能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了 W下技術(shù)方案：
[0006] -種智能家居控制系統(tǒng)，包括發(fā)射端和負載接收端，所述發(fā)射端包括用于產(chǎn)生能 量信號的能量產(chǎn)生電路模塊、調(diào)制模塊、發(fā)射線圈、無線接收模塊W及發(fā)射端微處理器;能 量產(chǎn)生電路模塊輸出端與發(fā)射線圈的輸入端相連.
[0007] 所述無線接收模塊用于接收負載接收端的反饋信息信號；
[000引所述發(fā)射端微處理器用于獲取控制信息信號并發(fā)送至調(diào)制模塊，同時對反饋信息 信號進行處理；
[0009] 所述調(diào)制模塊用于將從發(fā)射端微處理器獲取的控制信息信號調(diào)制到能量信號中， 形成混合信號；
[0010] 所述負載接收端包括接收線圈、整流濾波電路模塊、解調(diào)模塊、接收端微處理器W 及無線發(fā)射模塊;所述接收線圈的輸出端與整流濾波電路模塊的輸入端相連；
[0011] 所述解調(diào)模塊用于獲取接收線圈接收的混合信號并解調(diào)為能量信號和控制信息 信號，同時將控制信息信號發(fā)送至接收端微處理器；
[0012] 所述接收端微處理器用于將獲取的控制信息信號進行處理并控制負載接收端執(zhí) 行信息信號指令，同時獲取負載接收端的反饋信息信號并發(fā)送至無線發(fā)射模塊；
[0013] 所述無線發(fā)射模塊用于將接收的接收端微處理器的反饋信號發(fā)送至無線接收模 塊。
[0014] 進一步的，所述調(diào)制模塊采用振幅調(diào)制方式將所述控制信息信號調(diào)制到能量信號 中。
[0015] 進一步的，所述解調(diào)模塊采用振幅解調(diào)方式將所述負載接收端接收的信號解調(diào) 為能量信號和控制信息信號。
[0016] 進一步的，發(fā)射線圈和接收線圈通過禪合諧振的方式進行能量信號與控制信息信 號同步傳輸。
[0017] 進一步的，所述能量產(chǎn)生電路模塊包括整流濾波電路模塊、振蕩電路模塊和功率 放大電路模塊；
[0018] 所述整流濾波電路模塊的輸出端與振蕩電路模塊輸入端相連;振蕩電路模塊的輸 出端與功率放大電路模塊的輸入端相連;功率放大電路模塊的輸出端與發(fā)射線圈的輸入端 相連，輸入端與調(diào)制模塊的輸出端相連。
[0019] -種智能家居控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:該方法包括W下步驟：
[0020] (1)發(fā)射端接通直流電源后，能量產(chǎn)生電路產(chǎn)生能量信號，調(diào)制模塊將獲取的發(fā)射 端微處理器的控制信息信號調(diào)制到能量信號中形成混合信號，混合信號通過發(fā)射線圈發(fā)射 到負載接收端的接收線圈；
[0021] (2)接收線圈接收到的混合信號中的能量信號通過整流濾波電路模塊輸出給負載 接收端的電源，用于給負載接收端提供電能；
[0022] 解調(diào)模塊將獲取的混合信號解調(diào)為能量信號和控制信息信號，并將控制信息信號 發(fā)送至接收端微處理器;接收端微處理器對控制信息信號進行處理并控制負載接收端執(zhí)行 控制信息的指令，同時獲取負載接收端的反饋信息信號并發(fā)送至無線發(fā)射模塊；
[0023] (3)無線發(fā)射模塊將接收端微處理器的反饋信息信號發(fā)送至發(fā)射端無線接收模 塊；
[0024] (4)無線接收模塊將反饋信息反饋至發(fā)射端微處理器，發(fā)射端微處理器將反饋信 息信號處理后獲取負載接收端的位置信息和實時狀態(tài)信息并發(fā)送至調(diào)制模塊。
[0025] 進一步的所述步驟(1)的具體步驟為：
[0026] 發(fā)射端接通直流電源后，通過整流濾波電路模塊、振蕩電路模塊和功率放大電路 模塊產(chǎn)生能量信號，調(diào)制模塊將獲取的發(fā)射端微處理器的控制信息信號通過振幅調(diào)制的方 式調(diào)制到能量信號中形成混合信號，混合信號通過發(fā)射線圈發(fā)射到負載接收端的接收線 圈。
[0027] 由W上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的智能家居控制系統(tǒng)的發(fā)射端和負載接收端通過禪 合諧振的方式傳送能量信號和控制信息信號，同時通過調(diào)制模塊將控制信息信號調(diào)制到能 量信號中，使能量信號和控制信息信號在單一通道中同步傳輸。通過發(fā)射端微處理器和接 收端微處理器處理過的信號可進行加密，提高了安全性。發(fā)射端和負載接收端通過能量產(chǎn) 生電路模塊和發(fā)射線圈W及接收線圈的無線電能傳輸方式，不僅增強了系統(tǒng)的抗干擾能 力，還簡化了負載接收端的布置程序。通過發(fā)射端和負載接收端的信號傳輸方式，負載接收 端可同時布置若干個，具備網(wǎng)絡(luò)自愈能力，任何節(jié)點的掉線或崩潰不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn) 定。本發(fā)明通過禪合諧振和振幅調(diào)制解調(diào)方式將能量信號和信息信號同步傳輸，大大提高 了傳輸效率。
【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明智能家居控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明智能家居控制系統(tǒng)的控制方法流程框圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明智能家居能量傳輸?shù)刃щ娐穲D。
【具體實施方式】
[0031 ]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明：
[0032] 如圖1-圖2所示的一種智能家居控制系統(tǒng)，包括發(fā)射端和負載接收端60,發(fā)射端包 括用于產(chǎn)生能量信號的能量產(chǎn)生電路模塊10、調(diào)制模塊20、發(fā)射線圈30、無線接收模塊40W 及發(fā)射端微處理器50;能量產(chǎn)生電路模塊10輸出端與發(fā)射線圈30的輸入端相連；
[0033] 無線接收模塊40用于接收負載接收端60的反饋信息信號；
[0034] 發(fā)射端微處理器50用于獲取控制信息信號并發(fā)送至調(diào)制模塊20,同時對反饋信 息信號進行處理；
[0035] 調(diào)制模塊20用于將從發(fā)射端微處理器50獲取的控制信息信號調(diào)制到能量信號中， 形成混合信號；
[0036] 負載接收端60包括接收線圈61、整流濾波電路模塊62、解調(diào)模塊63、接收端微處理 器64W及無線發(fā)射模塊65;接收線圈61的輸出端與整流濾波電路模塊62的輸入端相連；
[0037] 解調(diào)模塊63用于獲取接收線圈61接收的混合信號并解調(diào)為能量信號和控制信息 信號，同時將控制信息信號發(fā)送至接收端微處理器64;
[0038] 接收端微處理器64用于將獲取的控制信息信號進行處理并控制負載接收端60執(zhí) 行信息信號指令，同時獲取負載接收端60的反饋信息信號并發(fā)送至無線發(fā)射模塊；
[0039] 無線發(fā)射模塊65用于將接收的接收端微處理器64的反饋信號發(fā)送至無線接收模 塊40。
[0040] 負載接收端60為各種常用家用電器，負載接收端60可設(shè)置若干個同時使用，本實 施例W-個負載接收端60為例做詳細說明。發(fā)射端包括能量產(chǎn)生電路模塊10、調(diào)制模塊20、 發(fā)射線圈30、無線接收模塊40W及發(fā)射端微處理器50;能量產(chǎn)生電路模塊10輸出端與發(fā)射 線圈30的輸入端相連;調(diào)制模塊20的輸入端與發(fā)射端微處理器50的輸出端相連，輸出端與 能量產(chǎn)生電路模塊10的輸入端相連;發(fā)射端微處理器50的輸入端與無線接收模塊40的輸出 端相連。能量產(chǎn)生電路模塊10包括整流濾波電路模塊11、振蕩電路模塊12和功率放大電路 模塊13;整流濾波電路模塊11的輸出端與振蕩電路模塊12的輸入端相連;振蕩電路模塊12 的輸出端與功率放大電路模塊13的輸入端相連，功率放大電路模塊13的輸出端與發(fā)射線圈 30的輸入端相連;調(diào)制模塊20的輸出端與能量產(chǎn)生電路模塊10的輸入端相連為調(diào)制模塊20 的輸出端與功率放大電路模塊13的輸入端相連。在能量傳輸電路中，能量傳輸?shù)谋举|(zhì)實際 是電磁波的作用，交變的電流信號通過線圈產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，從而使 能量傳遞出去。信息信號也是一種電磁波，可W通過一定的調(diào)制方式加載到能量波信號中。 調(diào)制模塊20采用振幅調(diào)制方式將控制信息信號調(diào)制到能量信號中，形成混合信號。
[0041] 負載接收端60包括接收線圈61、整流濾波電路模塊62、解調(diào)模塊63、接收端微處理 器64W及無線發(fā)射模塊65;接收線圈61的輸出端與整流濾波電路模塊62的輸入端、解調(diào)模 塊63的輸入端相連;解調(diào)模塊63的輸出端與接收端微處理器64輸入端相連;接收端微處理 器64的輸出端與無線發(fā)射模塊65的輸入端相連。解調(diào)模塊63采用振幅解調(diào)方式將接收線圈 61接收的混合信號解調(diào)為能量信號和控制信息信號。
[0042] 發(fā)射線圈30和接收線圈61通過禪合諧振的方式進行能量信號與控制信息信號同 步傳輸，不僅增強了系統(tǒng)的抗干擾能力，還簡化了負載接收端的布置程序。發(fā)射端和負載接 收端60通過禪合諧振的方式傳送能量信號和控制信息信號，同時通過調(diào)制模塊20將控制信 息信號調(diào)制到能量信號中，使能量信號和控制信息信號在單一通道中同步傳輸。為了提高 系統(tǒng)整體的傳輸效率，電路中采用的是零電壓諧振開關(guān)變換器技術(shù)，在零電壓條件下功率 開關(guān)管進行導通及關(guān)閉動作，能夠減少開關(guān)管的損耗，從而提高工作頻率及功率傳輸效率。
[0043] 在發(fā)射端，能量產(chǎn)生電路模塊10將直流能量信號轉(zhuǎn)化為高頻交流能量信號，調(diào)制 模塊20將控制信息信號調(diào)制到轉(zhuǎn)換后的高頻能量信號中，經(jīng)發(fā)射線圈發(fā)射出去。因電磁波 信號是通過禪合諧振的方式傳輸?shù)截撦d接收端60,故發(fā)射線圈30與接收線圈61的參數(shù)一 致，從而達到共振，使損耗減小，傳輸效率達到最大。解調(diào)模塊63將接收線圈61接收到的混 合信號解調(diào)，得到能量信號與控制信息信號，能量信號通過濾波整流電路模塊輸出給負載 接收端60的電源66,給作為家用電器的負載提供電能，W驅(qū)動負載接收端60工作。解調(diào)模 塊63得到的控制信息信號經(jīng)過接收端微處理器64處理后給予相應(yīng)的反饋信息，通過無線發(fā) 射模塊65發(fā)射至無線接收模塊40。無線接收模塊40接收到的反饋信息信號輸送給發(fā)射端微 處理器50W完成處理，從而形成一個回路應(yīng)答系統(tǒng)。發(fā)射端微處理器50和接收端微處理器 65處理過的信號可進行加密，提高了安全性。負載接收端60布置多個同時使用時，每個接收 端微處理器64能將該負載的控制信息信號進行處理，控制負載執(zhí)行控制信息指令并獲取反 饋信息信號，反饋信息信號通過該負載的無線發(fā)射模塊65發(fā)射到發(fā)射端。發(fā)射端微處理器 50將接收到的反饋信息信號處理后獲取該負載的實時狀態(tài)等信息。負載接收端同時布置若 干個，具備網(wǎng)絡(luò)自愈能力，任何節(jié)點的掉線或崩潰不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。
[0044] -種智能家居控制系統(tǒng)的控制方法，包括W下步驟：
[0045] 步驟S1、發(fā)射端接通直流電源后，能量產(chǎn)生電路10產(chǎn)生能量信號，調(diào)制模塊20將獲 取的發(fā)射端微處理器50的控制信息信號調(diào)制到能量信號中形成混合信號，混合信號通過發(fā) 射線圈30發(fā)射到負載接收端60的接收線圈61;
[0046] 步驟Sl的具體步驟為發(fā)射端接通直流電源后，通過整流濾波電路模塊11、振蕩電 路模塊12和功率放大電路模塊13產(chǎn)生能量信號，調(diào)制模塊20將獲取的發(fā)射端微處理器50的 控制信息信號通過振幅調(diào)制的方式調(diào)制到能量信號中形成混合信號，混合信號通過發(fā)射線 圈30發(fā)射到負載接收端60的接收線圈61。
[0047] 步驟S2、接收線圈61接收到的混合信號中的能量信號通過整流濾波電路模塊62輸 出給負載接收端60的電源66,用于給負載接收端60提供電能，驅(qū)動負載接收端工作。
[004引解調(diào)模塊20將獲取的混合信號解調(diào)為能量信號和控制信息信號，并將控制信息信 號發(fā)送至接收端微處理器64;接收端微處理器64對控制信息信號進行處理并控制負載接 收端60執(zhí)行控制信息的指令，同時獲取負載接收端60的反饋信息信號并發(fā)送至無線發(fā)射模 塊65;
[0049] 步驟S3、無線發(fā)射模塊65將接收端微處理器64的反饋信息信號發(fā)送至無線接收模 塊40;
[0050] 步驟S4、無線接收模塊40將反饋信息反饋至發(fā)射端微處理器50,發(fā)射端微處理器 50將反饋信息信號處理后獲取負載接收端的位置信息和實時狀態(tài)信息并發(fā)送至調(diào)制模塊 20 O
[0051] 負載接收端60布置多個同時使用時，每個接收端微處理器64能將該負載的控制信 息信號進行處理，控制負載接收端執(zhí)行控制信息指令并獲取反饋信息信號，反饋信息信號 通過該負載的無線發(fā)射模塊65發(fā)射到接收端。發(fā)射端微處理器50根據(jù)接收到的反饋信息獲 取該負載的實時狀態(tài)等信息。
[0052] 基于本發(fā)明對傳輸效率進行分析可知：
[0053] 1、諧振禪合等效模型分析
[0054] 信息信號是一種電磁波，通過發(fā)射端發(fā)送出去，其可看成是能量傳輸?shù)囊徊糠?。?前基于磁禪合無線電力傳輸理論模型的建立方式主要有兩種：一種是基于禪合模理論 (CMT)建立的，而另一種是通過對系統(tǒng)物理模型的建立，構(gòu)建內(nèi)部等效參數(shù)來進行理論分 析。由于系統(tǒng)物理模型的分析較為復雜，本文采用禪合模理論來建模，即直接對物體間的能 量禪合進行分析。
[0055] 運用禪合模理論，對于由發(fā)射線圈和接收線圈構(gòu)成的共振系統(tǒng)，設(shè)兩線圈中場強 ai(t)和Q2(t)，可W通過W下方程組確定：
[0化6]
[0057]式中，…、CO2分別為發(fā)射線圈和接收線圈的特征頻率，r 2分別為發(fā)射線圈和 接收線圈的固有衰減率，k為兩線圈間的禪合系數(shù)，其中k越大禪合越強，能量傳輸效率越 高。當禪合率遠遠大于衰減率時，目
t，損耗較小，能量可高效傳輸。
[0化引2、諧振禪合模型
[0059] 如上所述，運里僅對系統(tǒng)發(fā)生磁禪合諧振部分進行建模，其能量傳輸系統(tǒng)模型建 立如圖3所示。
[0060] 圖中，Us為發(fā)射線圈的等效輸入電源，它是發(fā)射端能量信號與信息信號的混合信 號，Ri、R2為線圈等效歐姆電阻，Li、L2為線圈等效電感，Cl、C2為線圈等效電容，M表示兩線圈 之間的互感，化為等效負載。設(shè)傳輸系統(tǒng)的角頻率為《，發(fā)射線圈和接收線圈中的電流分別 為ii和i2,在近場區(qū)，兩線圈中屯、軸上的距離為d，亦即傳輸距離為d，由此，可得出發(fā)射線圈 和接收線圈的回路阻抗為：
[0061]
[0062] 經(jīng)分析計算，系統(tǒng)傳輸效率可表示為負載功率與電源輸入功率的比值，可得系統(tǒng) 效率q為：
[0063]
及'
[0064] 系統(tǒng)傳輸效率在當前負載化情況下不可能大于且存在極大值，為此，下面 將進行其最大效率分析。
[0065] 對于環(huán)線圈，線圈在高頻下的損耗電阻主要包括歐姆損耗電阻Ro和福射損耗電阻 Rrad。對于歐姆損耗電阻有：
[0069] 線路中N應(yīng)線圈的電感值為：
[0066]
[0067]
[006引
[0070]
[0071] 式中，叫為真空磁導率;O為電導率，1為線圈總長度，a為線圈導線半徑，r為線圈半 徑，n為線圈應(yīng)數(shù)，EO為空氣介電常數(shù)，h為線圈寬度，C為光速。
[0072] 對于中等距離諧振禪合的無線輸電系統(tǒng)，其最佳自諧振頻率一般為IMHz~50MHz， 散射電阻一般在10-4數(shù)量級，故此時有Rr ? Ro，即可忽略福射電阻，貝化1 = R2 = R = Ro，此 夕h由于互感系數(shù)的計算比較復雜，運里采用采用近似等效計算，最后可W得到系統(tǒng)效率n 為：
[0073；
[0074]由式可知，在線圈參數(shù)固定的情況下，系統(tǒng)效率與距離的6次方成反比。在實際操 作中，實際值與理論值基本符合，比理論值低，主要是在理論計算時忽略了電阻損耗、福射 損耗等，而且實際操作時是根據(jù)接收端電壓值最大來判斷處于諧振狀態(tài)的，存在一定的誤 差性，理論計算是在最理想化的狀態(tài)，實際還有寄生參數(shù)等的影響，故實驗值低于理論值。
[0075] 本發(fā)明基于磁禪合諧振建立了無線電能能量信號與信息信號同步傳輸并形成回 路反饋的系統(tǒng)，采用振幅調(diào)制方式將信號信息調(diào)制到能量信號中通過線圈發(fā)送，可在負載 接收端解調(diào)出信息，從而實現(xiàn)了電能與信息同步傳輸，并對發(fā)射與接收部分進行等效模型 分析，得到了傳輸效率與距離的關(guān)系，提出了電能傳輸?shù)刃Ｐ头治龅恼_性。
[0076] 本發(fā)明智能家居控制系統(tǒng)就是W家庭為中屯、，建立一個實時，高效的控制網(wǎng)絡(luò)。在 家居控制中為每個控制節(jié)點提供了安全、可靠的通道，在家居網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實時控制之 下，通過軟件及硬件相應(yīng)的執(zhí)行機制，對所有連接到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的各種設(shè)備實現(xiàn)監(jiān)測和控 審IJ。該系統(tǒng)需要網(wǎng)絡(luò)的幫助下，形成與外界的溝通渠道，W實現(xiàn)與外界的家用電器的信息交 互。從而滿足用戶對家居實行遠程監(jiān)控，對家用電器遠程控制和狀態(tài)查詢，滿足人們對安 全，舒適，便利的生活需求。
[0077] 本發(fā)明滿足了智能家居、家電和檢測設(shè)備，內(nèi)置無線傳輸模塊，實現(xiàn)了=維空間數(shù) 據(jù)傳輸?shù)纳鲜鲆?，互?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，并減少因線纜布局的干擾。添加新的無線設(shè)備布局，降 低系統(tǒng)維護成本和升級。與通信及子節(jié)點效率的定位是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序支持的一項重要技 術(shù)。要找到節(jié)點和控制設(shè)備和監(jiān)控是物聯(lián)網(wǎng)是一個關(guān)鍵的眾多應(yīng)用。本發(fā)明實現(xiàn)單一控制 節(jié)點的智能家居跟蹤分析性能的操作過程中，應(yīng)先了解發(fā)送到命令或從那里上傳監(jiān)測數(shù) 據(jù)。獲取監(jiān)控設(shè)備的位置和實時信息，讓每個監(jiān)控設(shè)備的實時控制非同尋常的意義，實現(xiàn)了 智能家居控制系統(tǒng)。基于物聯(lián)網(wǎng)無線通信的控制模式智能家居控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)無需布線， 操作簡單，并提供了可靠的保證為人們實現(xiàn)智能家居:在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)軟，硬件系統(tǒng)智 能家居的切割和延伸，它提供了一種有效的解決方案，為人們實現(xiàn)家居方便，舒適，網(wǎng)絡(luò)生 活。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)滿足了我們對智能家居的上述要求，通過在家電和各探測設(shè)備內(nèi)置無線 傳輸模塊，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的=維空間傳輸，減少了有線布局帶來的各種干擾。無線布局便于新 設(shè)備的添加，降低了系統(tǒng)維護、升級優(yōu)化的成本。與各子節(jié)點高效的通信和定位，是物聯(lián)網(wǎng) 應(yīng)用的重要技術(shù)支撐點。對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和控制設(shè)備的定位與監(jiān)控，是物聯(lián)網(wǎng)眾多應(yīng)用中的一 個關(guān)鍵應(yīng)用。在智能家居控制系統(tǒng)的運行過程中，為實現(xiàn)智能家居中單個控制節(jié)點的性能 追蹤分析，應(yīng)首先明白命令發(fā)送至何處，或者所監(jiān)測的數(shù)據(jù)自何處上傳。獲取監(jiān)測設(shè)備的位 置與實時信息，對于實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)對各監(jiān)控設(shè)備的實時控制有著非凡的意義。基 于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)W無線通訊作為控制方式，由于系統(tǒng)無須布線操作簡單，為 人們實現(xiàn)家居的智能化提供了可靠的保障：W嵌入式系統(tǒng)來實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)軟、硬件的 裁剪W及擴展，為人們實現(xiàn)家居便捷的、舒適的、網(wǎng)絡(luò)化的生活提供了有效的解決方案。
[0078] W上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種智能家居控制系統(tǒng)，包括發(fā)射端和負載接收端，其特征在于:所述發(fā)射端包括用 于產(chǎn)生能量信號的能量產(chǎn)生電路模塊、調(diào)制模塊、發(fā)射線圈、無線接收模塊以及發(fā)射端微處 理器;能量產(chǎn)生電路模塊輸出端與發(fā)射線圈的輸入端相連； 所述無線接收模塊用于接收負載接收端的反饋信息信號； 所述發(fā)射端微處理器用于獲取控制信息信號并發(fā)送至調(diào)制模塊，同時對反饋信息信號 進行處理； 所述調(diào)制模塊用于將從發(fā)射端微處理器獲取的控制信息信號調(diào)制到能量信號中，形成 混合信號； 所述負載接收端包括接收線圈、整流濾波電路模塊、解調(diào)模塊、接收端微處理器以及無 線發(fā)射模塊;所述接收線圈的輸出端與整流濾波電路模塊的輸入端相連； 所述解調(diào)模塊用于獲取接收線圈接收的混合信號并解調(diào)為能量信號和控制信息信號， 同時將控制信息信號發(fā)送至接收端微處理器； 所述接收端微處理器用于將獲取的控制信息信號進行處理并控制負載接收端執(zhí)行信 息信號指令，同時獲取負載接收端的反饋信息信號并發(fā)送至無線發(fā)射模塊； 所述無線發(fā)射模塊用于將接收的接收端微處理器的反饋信號發(fā)送至無線接收模塊。2. 如權(quán)利要求1所述的一種智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)制模塊采用振幅調(diào) 制方式將所述控制信息信號調(diào)制到能量信號中。3. 如權(quán)利要求1所述的一種智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于:所述解調(diào)模塊采用振幅解 調(diào)方式將所述負載接收端接收的信號解調(diào)為能量信號和控制信息信號。4. 如權(quán)利要求1所述的一種智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)射線圈和接收線圈通過 耦合諧振的方式進行能量信號與控制信息信號同步傳輸。5. 如權(quán)利要求1所述的一種智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于:所述能量產(chǎn)生電路模塊包 括整流濾波電路模塊、振蕩電路模塊和功率放大電路模塊； 所述整流濾波電路模塊的輸出端與振蕩電路模塊輸入端相連;振蕩電路模塊的輸出端 與功率放大電路模塊的輸入端相連；功率放大電路模塊的輸出端與發(fā)射線圈的輸入端相 連，輸入端與調(diào)制模塊的輸出端相連。6. 如權(quán)利要求1-5任一所述的一種智能家居控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:該方法 包括以下步驟： (1) 發(fā)射端接通直流電源后，能量產(chǎn)生電路產(chǎn)生能量信號，調(diào)制模塊將獲取的發(fā)射端微 處理器的控制信息信號調(diào)制到能量信號中形成混合信號，混合信號通過發(fā)射線圈發(fā)射到負 載接收端的接收線圈； (2) 接收線圈接收到的混合信號中的能量信號通過整流濾波電路模塊輸出給負載接收 端的電源，用于給負載接收端提供電能； 解調(diào)模塊將獲取的混合信號解調(diào)為能量信號和控制信息信號，并將控制信息信號發(fā)送 至接收端微處理器;接收端微處理器對控制信息信號進行處理并控制負載接收端執(zhí)行控制 信息的指令，同時獲取負載接收端的反饋信息信號并發(fā)送至無線發(fā)射模塊； (3) 無線發(fā)射模塊將接收端微處理器的反饋信息信號發(fā)送至發(fā)射端無線接收模塊； (4) 無線接收模塊將反饋信息反饋至發(fā)射端微處理器，發(fā)射端微處理器將反饋信息信 號處理后獲取負載接收端的位置信息和實時狀態(tài)信息并發(fā)送至調(diào)制模塊。7.如權(quán)利要求6所述的一種智能家居控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟（1) 的具體步驟為： 發(fā)射端接通直流電源后，通過整流濾波電路模塊、振蕩電路模塊和功率放大電路模塊 產(chǎn)生能量信號，調(diào)制模塊將獲取的發(fā)射端微處理器的控制信息信號通過振幅調(diào)制的方式調(diào) 制到能量信號中形成混合信號，混合信號通過發(fā)射線圈發(fā)射到負載接收端的接收線圈。
【文檔編號】G05B15/02GK106019955SQ201610370101
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】郭潤峰, 高小朋
【申請人】合肥漢信智控科技有限公司