基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及智能家電控制系統(tǒng)，具體是一種基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]作為重要的能源基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力工業(yè)對節(jié)能減排、綠色能源、可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)承擔(dān)著重要責(zé)任和義務(wù)。近年來隨著智能電網(wǎng)走上歷史舞臺，智能家電控制將成為未來家居發(fā)展的主流。與傳統(tǒng)家居相比，擁有智能家電控制系統(tǒng)的新式家居會給人們帶來更多的生活享受。它不僅能提供舒適宜人、安全環(huán)保的家庭生活空間，而且使家用電器由原本的被動結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂邪踩庾R的主動個體，提供多角度的信息交換功能，實現(xiàn)家居內(nèi)部與外部暢通的信息交流。在節(jié)能減排的前提下，智能家電控制系統(tǒng)的實現(xiàn)需要較少的經(jīng)濟(jì)投入，符合大眾人群的經(jīng)濟(jì)水平要求。
[0004]電力線載波通信是指利用中、低壓電力線作為通信介質(zhì)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、圖像等綜合業(yè)務(wù)傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)，現(xiàn)有市面所售的各類家用電器如冰箱、電視、空調(diào)、洗衣機(jī)及微波爐等并不支持電力線載波傳輸，無法利用電力線載波通信實現(xiàn)智能家居。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)，通過設(shè)計內(nèi)部帶有電力線載波模塊的智能插座，解決現(xiàn)有的家用電器不支持電力線載波通訊的問題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由智能插座、智能集中器和手機(jī)終端三部分組成，其中:
所述智能插座以AVR單片機(jī)為處理器，外部擴(kuò)展有電量計量芯片、傳感器、互感器、繼電器以及電力載波模塊，用于采集家庭中溫度及煤氣濃度數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)以電力線載波作為信息傳輸介質(zhì)傳送給智能集中器；
所述智能集中器以AVR單片機(jī)為主控芯片，外部擴(kuò)展有矩陣鍵盤、互感器、電力線載波模塊以及手機(jī)通信模塊，用于收集由家庭網(wǎng)絡(luò)中各智能插座采集得到的數(shù)據(jù)，對電量計量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算及存儲，對溫度及煤氣濃度數(shù)據(jù)值進(jìn)行判斷，在各種異常情況下對智能插座發(fā)出斷電操作命令，將報警信息通過無線傳輸?shù)绞謾C(jī)終端；
所述手機(jī)終端接收家庭中數(shù)據(jù)信息后，通過設(shè)定的命令實現(xiàn)對家電的智能控制。
[0007]進(jìn)一步地，所述電量計量模塊使用ATT7022B三相電能專用計量芯片。
[0008]進(jìn)一步地，所述傳感器包括溫度傳感器和煤氣濃度探測器，所述溫度傳感器將被測溫度用符號擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，占用微處理器的端口少并可節(jié)省大量的引線和邏輯電路；所述煤氣濃度探測器可以檢測可燃?xì)怏w和有毒氣體，當(dāng)環(huán)境中被測氣體濃度達(dá)到或者超過預(yù)置報警值時，會將空氣中的氣體濃度信號轉(zhuǎn)化為電信號。
[0009]進(jìn)一步地，所述電力線載波模塊采用正交四載波調(diào)制與編碼技術(shù)，提供數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的協(xié)議服務(wù)，負(fù)責(zé)將數(shù)字信號調(diào)制成擴(kuò)頻載波信號或?qū)U(kuò)頻載波信號解調(diào)為數(shù)字信號，調(diào)制后的擴(kuò)頻載波信號通過電力線上傳輸。
[0010]進(jìn)一步地，所述手機(jī)通信模塊采用TC35/TC35I雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM短信模塊，實現(xiàn)集中器中對用戶進(jìn)行報警信息的傳送。
[0011]本發(fā)明系統(tǒng)的程序控制步驟為:
(1)智能插座軟件程序首先初始化，自身修訂ID號，實現(xiàn)與集中器的正確ID對應(yīng)，等待接收集中器的命令對其作出響應(yīng)；
(2)檢測傳感器傳來的數(shù)據(jù)，判斷是否存在異常情況，進(jìn)而決定是否向集中器進(jìn)行報警信號的傳送；
(3 )智能集中器上電加載ID及用戶設(shè)置數(shù)據(jù)，定時對智能插座進(jìn)行用電狀態(tài)檢測；
(4)接收智能插座傳送過來的報警信號，隨后向智能插座發(fā)送命令對用電器實行斷電操作，同時向用戶發(fā)送報警信息。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:(1)設(shè)計中包含了內(nèi)部帶有電力線載波模塊的智能插座，使其可以有效地控制電器的工作狀態(tài)，間接地讓現(xiàn)有的家用電器支持電力線載波通訊，通過計量芯片可以得到其使用電能的數(shù)據(jù)，同時利用傳感器可以檢測到一些必要的報警信息；(2)智能集中器利用電力線來監(jiān)控整個家庭中的各類主要電器設(shè)備，同時借助手機(jī)通訊模塊實現(xiàn)家庭外部對內(nèi)部電器的控制操作，避免了有線通信方式的額外布線，具有良好的實用價值。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明所述智能家電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明所述智能插座的結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是本發(fā)明所述智能集中器的結(jié)構(gòu)框圖；
圖4是本發(fā)明智能家電控制系統(tǒng)簡化的程序流程圖。
【具體實施方式】
[0014]下面通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0015]如圖1所示，一種基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由智能插座、智能集中器和手機(jī)終端三部分組成，其中:
如圖2所示，所述智能插座以AVR單片機(jī)為處理器，外部擴(kuò)展有電量計量芯片、傳感器、互感器、繼電器以及電力載波模塊，用于采集家庭中溫度及煤氣濃度數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)以電力線載波作為信息傳輸介質(zhì)傳送給智能集中器；
如圖3所示，所述智能集中器以AVR單片機(jī)為主控芯片，外部擴(kuò)展有矩陣鍵盤、互感器、電力線載波模塊以及手機(jī)通信模塊，用于收集由家庭網(wǎng)絡(luò)中各智能插座采集得到的數(shù)據(jù)，對電量計量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算及存儲，對溫度及煤氣濃度數(shù)據(jù)值進(jìn)行判斷，在各種異常情況下對智能插座發(fā)出斷電操作命令，將報警信息通過無線傳輸?shù)绞謾C(jī)終端；
所述手機(jī)終端接收家庭中數(shù)據(jù)信息后，通過設(shè)定的命令實現(xiàn)對家電的智能控制。
[0016]本發(fā)明優(yōu)選地，所述電量計量模塊使用ATT7022B三相電能專用計量芯片。
[0017]本發(fā)明優(yōu)選地，所述傳感器包括溫度傳感器和煤氣濃度探測器，所述溫度傳感器將被測溫度用符號擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，占用微處理器的端口少并可節(jié)省大量的引線和邏輯電路；所述煤氣濃度探測器可以檢測可燃?xì)怏w和有毒氣體，當(dāng)環(huán)境中被測氣體濃度達(dá)到或者超過預(yù)置報警值時，會將空氣中的氣體濃度信號轉(zhuǎn)化為電信號。
[0018]本發(fā)明優(yōu)選地，所述電力線載波模塊采用正交四載波調(diào)制與編碼技術(shù)，提供數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的協(xié)議服務(wù)，負(fù)責(zé)將數(shù)字信號調(diào)制成擴(kuò)頻載波信號或?qū)U(kuò)頻載波信號解調(diào)為數(shù)字信號，調(diào)制后的擴(kuò)頻載波信號通過電力線上傳輸。
[0019]本發(fā)明優(yōu)選地，所述手機(jī)通信模塊采用TC35/TC35I雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM短信模塊，實現(xiàn)集中器中對用戶進(jìn)行報警信息的傳送。
[0020]如圖4所示，本發(fā)明系統(tǒng)的程序控制步驟為:
(1)智能插座軟件程序首先初始化，自身修訂ID號，實現(xiàn)與集中器的正確ID對應(yīng)，等待接收集中器的命令對其作出響應(yīng)；
(2)檢測傳感器傳來的數(shù)據(jù)，判斷是否存在異常情況，進(jìn)而決定是否向集中器進(jìn)行報警信號的傳送；
(3 )智能集中器上電加載ID及用戶設(shè)置數(shù)據(jù)，定時對智能插座進(jìn)行用電狀態(tài)檢測；
(4)接收智能插座傳送過來的報警信號，隨后向智能插座發(fā)送命令對用電器實行斷電操作，同時向用戶發(fā)送報警信息。
【主權(quán)項】
1.一種基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)由智能插座、智能集中器和手機(jī)終端三部分組成，其中: 所述智能插座以AVR單片機(jī)為處理器，外部擴(kuò)展有電量計量芯片、傳感器、互感器、繼電器以及電力載波模塊，用于采集家庭中溫度及煤氣濃度數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)以電力線載波作為信息傳輸介質(zhì)傳送給智能集中器； 所述智能集中器以AVR單片機(jī)為主控芯片，外部擴(kuò)展有矩陣鍵盤、互感器、電力線載波模塊以及手機(jī)通信模塊，用于收集由家庭網(wǎng)絡(luò)中各智能插座采集得到的數(shù)據(jù)，對電量計量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算及存儲，對溫度及煤氣濃度數(shù)據(jù)值進(jìn)行判斷，在各種異常情況下對智能插座發(fā)出斷電操作命令，將報警信息通過無線傳輸?shù)绞謾C(jī)終端； 所述手機(jī)終端接收家庭中數(shù)據(jù)信息后，通過設(shè)定的命令實現(xiàn)對家電的智能控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電量計量芯片為ATT7022B三相電能專用計量芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器包括溫度傳感器和煤氣濃度探測器，所述溫度傳感器將被測溫度用符號擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，占用微處理器的端口少并可節(jié)省大量的引線和邏輯電路；所述煤氣濃度探測器可以檢測可燃?xì)怏w和有毒氣體，當(dāng)環(huán)境中被測氣體濃度達(dá)到或者超過預(yù)置報警值時，會將空氣中的氣體濃度信號轉(zhuǎn)化為電信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電力線載波模塊采用正交四載波調(diào)制與編碼技術(shù)，提供數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的協(xié)議服務(wù)，負(fù)責(zé)將數(shù)字信號調(diào)制成擴(kuò)頻載波信號或?qū)U(kuò)頻載波信號解調(diào)為數(shù)字信號，調(diào)制后的擴(kuò)頻載波信號通過電力線上傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)，其特征在于:所述手機(jī)通信模塊采用TC35/TC35I雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM短信模塊，實現(xiàn)集中器中對用戶進(jìn)行報警信息的傳送。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)的程序控制步驟為: (1)智能插座軟件程序首先初始化，自身修訂ID號，實現(xiàn)與集中器的正確ID對應(yīng)，等待接收集中器的命令對其作出響應(yīng)； (2)檢測傳感器傳來的數(shù)據(jù)，判斷是否存在異常情況，進(jìn)而決定是否向集中器進(jìn)行報警信號的傳送； (3 )智能集中器上電加載ID及用戶設(shè)置數(shù)據(jù)，定時對智能插座進(jìn)行用電狀態(tài)檢測； (4)接收智能插座傳送過來的報警信號，隨后向智能插座發(fā)送命令對用電器實行斷電操作，同時向用戶發(fā)送報警信息。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于電力線通信的智能家電控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由智能插座、智能集中器和手機(jī)終端三部分組成，智能插座以AVR單片機(jī)為處理器，外部擴(kuò)展有電量計量芯片、傳感器、互感器、繼電器以及電力載波模塊；智能集中器以AVR單片機(jī)為主控芯片，外部擴(kuò)展有矩陣鍵盤、互感器、電力線載波模塊以及手機(jī)通信模塊，手機(jī)終端接收家庭中數(shù)據(jù)信息后，通過設(shè)定的命令實現(xiàn)對家電的智能控制。本發(fā)明智能家電控制系統(tǒng)，通過設(shè)計內(nèi)部帶有電力線載波通訊模塊的智能插座并使其可以有效地控制電器的工作狀態(tài)，間接地實現(xiàn)現(xiàn)有的家用電器能夠支持電力線載波通訊，通過計量芯片可以得到使用電能的數(shù)據(jù)，同時利用傳感器可以檢測到一些必要的報警信息。
【IPC分類】G05B19-042, G08B19-00, G08B25-10
【公開號】CN104574788
【申請?zhí)枴緾N201410813979
【發(fā)明人】趙獻(xiàn)童
【申請人】合肥康勝達(dá)智能科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月25日