家用電器電力載波控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種家用電器電力載波控制系統(tǒng)，包括家用電器和控制終端，所述控制終端用于顯示控制菜單和家用電器工作狀態(tài)以及根據(jù)顯示的控制菜單發(fā)出控制信號；所述控制終端包括第一微控單元和第一電力載波通訊模塊；所述第一微控單元用于發(fā)出控制信號，所述第一電力載波通訊模塊用于接收家用電器的工作狀態(tài)和第一微控單元發(fā)出的控制信號；所述家用電器包括第二微控單元和第二電力載波通訊模塊；所述第二微控單元的控制總線與第二電力載波通訊模塊相連；所述第一電力載波通訊模塊和第二電力載波通訊模塊通過電力線實現(xiàn)信號傳輸。本發(fā)明操作簡單并且能夠實現(xiàn)對家用電器進行遠程控制。
【專利說明】家用電器電力載波控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及智能家居控制【技術領域】，特別是涉及一種家用電器電力載波控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，大部分建筑物內的防火、防盜等系統(tǒng)都基于雙絞線、同軸電纜或光纜等物理媒介進行通信。這些通信線路，雖然通信容量大，但造價高、維護難，尤其對老建筑物的改造更加不易。
[0003]目前電力載波的應用領域主要集中在家庭智能化，公用設施智能化(比如遠程抄表系統(tǒng)，路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)等)以及工業(yè)智能化(比如各類設備的數(shù)據(jù)采集)。智能家居控制系統(tǒng)需要對家居環(huán)境中的多個應用類別的電氣設備和裝置進行智能控制，具體的智能控制類別有:燈具智能控制、安防智能控制、門窗智能控制、家居儀表控制、休閑娛樂智能控制、家電設備智能控制等，同時該智能家居控制系統(tǒng)對所有這些控制信息進行集成管理，實現(xiàn)遠程操作和信息回饋?，F(xiàn)有智能家居控制系統(tǒng)在整體化應用設計仍然存在不足之處，很難根據(jù)家居設備的進行相應控制功能的擴展，而且操作十分復雜。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種家用電器電力載波控制系統(tǒng)，操作簡單并且能夠實現(xiàn)對家用電器進行遠程控制。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種家用電器電力載波控制系統(tǒng)，包括家用電器和控制終端，所述控制終端用于顯示控制菜單和家用電器工作狀態(tài)以及根據(jù)顯示的控制菜單發(fā)出控制信號；所述控制終端包括第一微控單元和第一電力載波通訊模塊；所述第一微控單元用于發(fā)出控制信號，所述第一電力載波通訊模塊用于接收家用電器的工作狀態(tài)和第一微控單元發(fā)出的控制信號；所述家用電器包括第二微控單元和第二電力載波通訊模塊；所述第二微控單元的控制總線與第二電力載波通訊模塊相連；所述第一電力載波通訊模塊和第二電力載波通訊模塊通過電力線實現(xiàn)信號傳輸。
[0006]所述控制終端為固定控制終端；所述第一微控單元的控制總線與所述第一電力載波通訊模塊相連。
[0007]所述控制終端的還通過第一電力載波通訊模塊與無線通訊模塊相連；所述無線通訊模塊包括第三電力線信號耦合子模塊和第一無線通信子模塊，所述第一無線通信子模塊用于接收移動終端發(fā)出的控制信號，所述第三電力線信號耦合子模塊用于將控制信號耦合輸出到電力線。
[0008]所述第一電力載波通訊模塊包括第一有線通信子模塊、第一微處理器和第一電力線信號耦合子模塊；所述第一有線通信子模塊用于接收第一微控單元發(fā)出的控制信號以及向第一微控單元發(fā)送控制菜單和家用電器的工作狀態(tài)信號，所述第一微處理器用于對收到的控制信號或狀態(tài)信號進行處理，所述第一電力線信號耦合模塊用于將經(jīng)過處理的控制信號耦合輸出到電力線或將電力線上的狀態(tài)信號輸出到所述第一微處理器。
[0009]所述控制終端為移動控制終端；所述第一微控單元用于發(fā)出無線控制信號；所述第一電力載波通訊模塊用于接收家用電器的工作狀態(tài)和第一微控單元發(fā)出的無線控制信號。
[0010]所述第一電力載波通訊模塊包括第二無線通信子模塊、第一微處理器和第一電力線信號耦合子模塊；所述第二無線通信子模塊用于接收第一微控單元發(fā)出的無線控制信號以及向第一微控單元發(fā)送控制菜單和家用電器的工作狀態(tài)信號，所述第一微處理器用于對收到的控制信號或狀態(tài)信號進行處理，所述第一電力線信號耦合模塊用于將經(jīng)過處理的控制信號耦合輸出到電力線或將電力線上的狀態(tài)信號輸出到所述第一微處理器。
[0011]所述第二電力載波通訊模塊包括第二有線通信子模塊、第二電力線信號耦合子模塊和第二微處理器；所述第二電力線信號耦合子模塊用于將電力線上的控制信號輸出到所述第二微處理器或將所述家用電器的狀態(tài)信號輸出到電力線上，所述第二微處理器用于對所述控制信號或狀態(tài)信號進行處理，所述第二有線通信子模塊將控制信號傳輸給所述第一微控單元和將家用電器的狀態(tài)信號傳輸至第二微處理器。
[0012]有益效果
[0013]由于采用了上述的技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:本發(fā)明將家用電器的微控單元的信號總線與第一電力載波通訊模塊，控制模塊再通過電力載波的方式與控制終端相連，從而實現(xiàn)通過控制終端對家用電器進行控制。本發(fā)明安裝與室內裝修無關，不需要更換線路和電器開關，控制點和功能可以隨意添加，控制內容可以自由更改，控制范圍包括整個房間，家用電器的位置、狀態(tài)隨時顯示，操作只需通過控制終端即可隨時隨地進行控制，十分方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明中實施例1的結構示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明中實施例1連接有無線通信模塊的結構示意圖；
[0017]圖4是本發(fā)明中實施例2的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0019]本發(fā)明的實施方式涉及一種家用電器電力載波控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括家用電器和控制終端，所述控制終端用于顯示控制菜單和家用電器工作狀態(tài)以及根據(jù)顯示的控制菜單發(fā)出控制信號；所述控制終端包括第一微控單元和第一電力載波通訊模塊；所述第一微控單元用于發(fā)出控制信號，所述第一電力載波通訊模塊用于接收家用電器的工作狀態(tài)和第一微控單元發(fā)出的控制信號；所述家用電器包括第二微控單元和第二電力載波通訊模塊；所述第二微控單元的控制總線與第二電力載波通訊模塊相連；所述第一電力載波通訊模塊和第二電力載波通訊模塊通過電力線實現(xiàn)信號傳輸。本發(fā)明將家用電器的微控單元的信號總線與第一電力載波通訊模塊，控制模塊再通過電力載波的方式與控制終端相連，從而實現(xiàn)通過控制終端對家用電器進行控制。
[0020]實施例1
[0021]如圖2所示，所述控制終端為固定控制終端；所述第一微控單元的控制總線與所述第一電力載波通訊模塊相連。
[0022]所述第一電力載波通訊模塊包括第一有線通信子模塊、第一微處理器和第一電力線信號耦合子模塊；所述第一有線通信子模塊用于接收第一微控單元發(fā)出的控制信號以及向第一微控單元發(fā)送控制菜單和家用電器的工作狀態(tài)信號，所述第一微處理器用于對收到的控制信號或狀態(tài)信號進行處理，所述第一電力線信號耦合模塊用于將經(jīng)過處理的控制信號耦合輸出到電力線或將電力線上的狀態(tài)信號輸出到所述第一微處理器。
[0023]所述第二電力載波通訊模塊包括第二有線通信子模塊、第二電力線信號耦合子模塊和第二微處理器；所述第二電力線信號耦合子模塊用于將電力線上的控制信號輸出到所述第二微處理器或將所述家用電器的狀態(tài)信號輸出到電力線上，所述第二微處理器用于對所述控制信號或狀態(tài)信號進行處理，所述第二有線通信子模塊將控制信號傳輸給所述第一微控單元和將家用電器的狀態(tài)信號傳輸至第二微處理器。
[0024]其中，第一微處理器和第二微處理器均可采用M16C/6S單片機，M16C/6S是內置于YITRAN公司開發(fā)的電力線調制解調器IT800的單片機，是最適用于有線通訊化的單片機。有線通訊使用的頻帶為10(T400kHz,在最大值7.5kbps的情況下也可能進行通訊。同時,適用于微軟公司主要針對家用主機網(wǎng)絡開發(fā)的通信協(xié)議SCP(Simple Control Protocol),并能夠提供適用于任何協(xié)議的DLL (Data Link Layer)程序庫。最大頻帶即PLL頻帶合成器使用時為15.36MHz ο
[0025]第一微處理器和第二微處理器均包括濾波模塊和功率放大模塊。其中，濾波模塊主要是進行信號的濾波，以濾除電力線上的各種雜質信號，其可以是各種合適的濾波電路或器件，例如采用無源六級LC構造成的濾波器。無源六級LC構造成的濾波器的基本電路是由一些電阻、電容、電感組成的，這些電阻、電容和電感的參數(shù)本領域技術人員可根據(jù)電力線的具體情況進行選擇設定。功率放大模塊主要是對需要發(fā)送的信號進行放大，使得輸出處的失真和噪聲幅度減小，其可以是各種常用的功率放大器或功率放大電路。
[0026]如圖3所示，所述控制終端的還可以通過第一電力載波通訊模塊與無線通訊模塊相連，其中，無線通訊模塊包括第三電力線信號耦合子模塊和第一無線通信子模塊，其中，第三電力線信號耦合子模塊用于將移動終端(如手機、ipad)的控制信號耦合輸出到電力線，所述第一無線通信子模塊用于接收移動終端(如手機、ipad)的控制信號。當控制終端通過第一電力載波通訊模塊與無線通訊模塊相連時，即可通過移動終端對家用電器進行遠程控制。其中，第一無線通信子模塊可以是wifi模塊，也可以是3G模塊。wifi模塊可以采用德州儀器的WL1271芯片，支持802.llb/g/n網(wǎng)絡；3G模塊可以采用VIA威盛科技的EVDO3G網(wǎng)絡芯片。
[0027]第一電力線信號耦合模塊用來實現(xiàn)控制終端和電力線之間的信號耦合傳輸，第二電力線信號耦合子模塊用來實現(xiàn)家用電器和電力線之間的信號耦合傳輸，第三電力線信號耦合模塊用來實現(xiàn)無線通信模塊和電力線之間的信號耦合傳輸。第一電力線信號耦合模塊、第二電力線耦合模塊和第三電力線耦合模塊可以采用各種合適的電力耦合電路，如可以采用電磁耦合與阻容耦合相結合的復合耦合電路，從而既可以提高載波信號的加載效率，又可以完全的隔離電力網(wǎng)50赫茲的工頻信號。
[0028]以電燈為例下面簡單介紹本系統(tǒng)的工作方式:打開控制終端，此時控制終端便可以與家用電器中的第二電力載波通訊模塊相互連接，兩者相連后第二電力載波通訊模塊中的微處理器發(fā)出信號將控制菜單傳輸給控制終端，控制終端上便顯示了控制菜單，此時用戶便可根據(jù)控制菜單對房間內的電燈進行控制。當控制終端向電燈發(fā)出控制信號時，第一有線通信子模塊接收到控制信號后，第一微處理器對其進行處理(如進行濾波和放大)，處理完成后傳輸給第一電力線信號耦合模塊，第一電力線信號耦合模塊收到該控制信號后，將該控制信號耦合輸出到電力線上。此時第二電力載波通訊模塊上的第二電力線信號耦合模塊會將該控制信號耦合到輸出到所述第二微處理器，第二微處理器對收到的控制信號進行處理后便轉發(fā)給第二有線通信模塊，第二有線通信模塊收到后則根據(jù)控制信號實現(xiàn)對電燈的控制。
[0029]值得一提的是，當控制終端通過電力線與無線通訊模塊相連后，還可以通過移動終端對電燈進行遠程控制。
[0030]實施例2
[0031]如圖4所示，所述控制終端為移動控制終端；所述第一微控單元用于發(fā)出無線控制信號；所述第一電力載波通訊模塊用于接收家用電器的工作狀態(tài)和第一微控單元發(fā)出的無線控制信號。
[0032]所述第一電力載波通訊模塊包括第二無線通信子模塊、第一微處理器和第一電力線信號耦合子模塊；所述第二無線通信子模塊用于接收第一微控單元發(fā)出的無線控制信號以及向第一微控單元發(fā)送控制菜單和家用電器的工作狀態(tài)信號，所述第一微處理器用于對收到的控制信號或狀態(tài)信號進行處理，所述第一電力線信號耦合模塊用于將經(jīng)過處理的控制信號耦合輸出到電力線或將電力線上的狀態(tài)信號輸出到所述第一微處理器。其中，第二無線通信子模塊可以是wifi模塊，也可以是3G模塊。wifi模塊可以采用德州儀器的WL1271芯片，支持802.llb/g/n網(wǎng)絡；3G模塊可以采用VIA威盛科技的EVDO 3G網(wǎng)絡芯片。
[0033]所述第二電力載波通訊模塊包括第二有線通信子模塊、第二電力線信號耦合子模塊和第二微處理器；所述第二電力線信號耦合子模塊用于將電力線上的控制信號輸出到所述第二微處理器或將所述家用電器的狀態(tài)信號輸出到電力線上，所述第二微處理器用于對所述控制信號或狀態(tài)信號進行處理，所述第二有線通信子模塊將控制信號傳輸給所述第一微控單元和將家用電器的狀態(tài)信號傳輸至第二微處理器。
[0034]其中，第一微處理器和第二微處理器均可采用M16C/6S單片機，M16C/6S是內置于YITRAN公司開發(fā)的電力線調制解調器IT800的單片機，是最適用于有線通訊化的單片機。有線通訊使用的頻帶為10(T400kHz,在最大值7.5kbps的情況下也可能進行通訊。同時,適用于微軟公司主要針對家用主機網(wǎng)絡開發(fā)的通信協(xié)議SCP(Simple Control Protocol),并能夠提供適用于任何協(xié)議的DLL (Data Link Layer)程序庫。最大頻帶即PLL頻帶合成器使用時為15.36MHz ο
[0035]第一微處理器和第二微處理器均包括濾波模塊和功率放大模塊。其中，濾波模塊主要是進行信號的濾波，以濾除電力線上的各種雜質信號，其可以是各種合適的濾波電路或器件，例如采用無源六級LC構造成的濾波器。無源六級LC構造成的濾波器的基本電路是由一些電阻、電容、電感組成的，這些電阻、電容和電感的參數(shù)本領域技術人員可根據(jù)電力線的具體情況進行選擇設定。功率放大模塊主要是對需要發(fā)送的信號進行放大，使得輸出處的失真和噪聲幅度減小，其可以是各種常用的功率放大器或功率放大電路。
[0036]第一電力線信號耦合模塊用來實現(xiàn)控制終端和電力線之間的信號耦合傳輸，第二電力線信號耦合子模塊用來實現(xiàn)家用電器和電力線之間的信號耦合傳輸。第一電力線信號耦合模塊和第二電力線耦合模塊可以采用各種合適的電力耦合電路，如可以采用電磁耦合與阻容耦合相結合的復合耦合電路，從而既可以提高載波信號的加載效率，又可以完全的隔離電力網(wǎng)50赫茲的工頻信號。
[0037]以wifi為例下面簡單介紹本系統(tǒng)的工作方式:當用戶進入房間后，打開移動終端的wifi,移動終端開始自動搜索wifi熱點，當搜索到用戶需要的wifi熱點(即無線控制模塊中無線通信子模塊發(fā)出的信號)時，用戶選擇該wifi熱點，然后輸入密碼，此時用戶的移動終端便可以與家用電器中的第二電力載波通訊模塊相互連接，兩者相連后第二電力載波通訊模塊中的微處理器發(fā)出信號將控制菜單傳輸給移動終端，移動終端上便顯示了控制菜單，此時用戶便可根據(jù)控制菜單對房間內的電冰箱進行控制。當移動終端向電冰箱發(fā)出控制信號時，第二無線通信子模塊接收到控制信號后，第一微處理器對其進行處理(如進行濾波和放大)，處理完成后傳輸給第一電力線信號耦合模塊，第一電力線信號耦合模塊收到該控制信號后，將該控制信號耦合輸出到電力線上。此時第二電力載波通訊模塊上的第二電力線信號耦合模塊會將該控制信號耦合到輸出到所述第二微處理器，第二微處理器對收到的控制信號進行處理后便轉發(fā)給第二有線通信模塊，第二有線通信模塊收到后則根據(jù)控制信號實現(xiàn)對電冰箱的控制。
[0038]需要說明的是，上述實施例中用戶的智能移動終端內還可以安裝相關的應用程序，只需打開該應用程序后，系統(tǒng)便自動尋找相應的wifi熱點，使智能移動終端與第二電力載波通訊模塊之間實現(xiàn)連接，并且在啟動控制終端后，控制終端的屏幕會顯示電冰箱的控制圖標，按下控制圖標上的操作按鍵就可以產(chǎn)生和在電冰箱上操作相同的作用，并且在顯示區(qū)顯示狀態(tài)信息。啟動控制終端后，控制終端首先向電冰箱發(fā)出查詢命令，電冰箱收到查詢命令后，將當前電冰箱的狀態(tài)信息、物品儲存信息發(fā)給控制終端，在屏幕上顯示，操作者根據(jù)顯示的信息對電冰箱進行各種操作，了解儲存物品的信息。
[0039]當用戶在臥室看電視時若要遙控廚房的電冰箱，可先打開智能移動終端的wifi，使智能移動終端與控制模塊相連，智能移動終端上顯示控制菜單，此時用戶通過智能移動終端的觸摸屏選擇廚房的電冰箱，并點觸相關的命令(打開或關閉)，智能移動終端便向第一電力載波通訊模塊發(fā)出控制信號，第一電力載波通訊模塊收到信號后，通過電力線直接將該控制信號傳輸至廚房電冰箱的第二電力載波通訊模塊，第二電力載波通訊模塊收到后便對電冰箱實現(xiàn)打開或關閉的命令。當用戶不再需要遙控廚房的電冰箱時，可關閉智能移動終端的wifi或關閉相關的應用程序即可。
[0040]值得一提的是，本實施例中電冰箱的第二電力載波通訊模塊還可以將電冰箱的狀態(tài)信號發(fā)送至第一電力載波通訊模塊，第一電力載波通訊模塊根據(jù)該狀態(tài)信號可在控制菜單中顯示該電冰箱的狀態(tài)，比如說廚房內的電冰箱處于打開狀態(tài)時，控制菜單中的電冰箱后面可添加“打開”字樣，廚房內的電冰箱處于關閉狀態(tài)時，控制菜單中的電冰箱后面可添力口“關閉”字樣。
【權利要求】
1.一種家用電器電力載波控制系統(tǒng)，包括家用電器和控制終端，其特征在于，所述控制終端用于顯示控制菜單和家用電器工作狀態(tài)以及根據(jù)顯示的控制菜單發(fā)出控制信號；所述控制終端包括第一微控單元和第一電力載波通訊模塊；所述第一微控單元用于發(fā)出控制信號，所述第一電力載波通訊模塊用于接收家用電器工作狀態(tài)和第一微控單元發(fā)出的控制信號；所述家用電器包括第二微控單元和第二電力載波通訊模塊；所述第二微控單元的控制總線與第二電力載波通訊模塊相連；所述第一電力載波通訊模塊和第二電力載波通訊模塊通過電力線實現(xiàn)信號傳輸。
2.根據(jù)權利要求1所述的家用電器電力載波控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端為固定控制終端；所述第一微控單元的控制總線與所述第一電力載波通訊模塊相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的家用電器電力載波控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端的還通過第一電力載波通訊模塊與無線通訊模塊相連；所述無線通訊模塊包括第三電力線信號耦合子模塊和第一無線通信子模塊，所述第一無線通信子模塊用于接收移動終端發(fā)出的控制信號，所述第三電力線信號耦合子模塊用于將控制信號耦合輸出到電力線。
4.根據(jù)權利要求2所述的家用電器電力載波控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電力載波通訊模塊包括第一有線通信子模塊、第一微處理器和第一電力線信號耦合子模塊；所述第一有線通信子模塊用于接收第一微控單元發(fā)出的控制信號以及向第一微控單元發(fā)送控制菜單和家用電器的工作狀態(tài)信號，所述第一微處理器用于對收到的控制信號或狀態(tài)信號進行處理，所述第一電力線信號耦合模塊用于將經(jīng)過處理的控制信號耦合輸出到電力線或將電力線上的狀態(tài)信號輸出到所述第一微處理器。
5.根據(jù)權利要求1所述的家用電器電力載波控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制終端為移動控制終端；所述第一微控單元用于發(fā)出無線控制信號；所述第一電力載波通訊模塊用于接收家用電器的工作狀態(tài)和第一微控單元發(fā)出的無線控制信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的家用電器電力載波控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電力載波通訊模塊包括第二無線通信子模塊、第一微處理器和第一電力線信號耦合子模塊；所述第二無線通信子模塊用于接收第一微控單元發(fā)出的無線控制信號以及向第一微控單元發(fā)送控制菜單和家用電器的工作狀態(tài)信號，所述第一微處理器用于對收到的控制信號或狀態(tài)信號進行處理，所述第一電力線信號耦合模塊用于將經(jīng)過處理的控制信號耦合輸出到電力線或將電力線上的狀態(tài)信號輸出到所述第一微處理器。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一權利要求所述的家用電器電力載波控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二電力載波通訊模塊包括第二有線通信子模塊、第二電力線信號耦合子模塊和第二微處理器；所述第二電力線信號耦合子模塊用于將電力線上的控制信號輸出到所述第二微處理器或將所述家用電器的狀態(tài)信號輸出到電力線上，所述第二微處理器用于對所述控制信號或狀態(tài)信號進行處理，所述第二有線通信子模塊將控制信號傳輸給所述第一微控單元和將家用電器的狀態(tài)信號傳輸至第二微處理器。
【文檔編號】G05B19/04GK103676684SQ201210345915
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月15日 優(yōu)先權日:2012年9月15日
【發(fā)明者】陳繼明 申請人:上海瀾騰智能科技有限公司