本實用新型涉及家庭用電領域，尤指一種家庭互動終端及系統(tǒng)。

背景技術：

國外對于電力線通信的研究起步很早，通過多年的研究和發(fā)展，利用高壓電力線來傳輸?shù)退俾蕯?shù)據(jù)的技術已經(jīng)相當成熟。隨著網(wǎng)絡技術和多媒體技術的發(fā)展，應用于家庭寬帶接入和智能電網(wǎng)的趨勢日益明顯。目前看來，與家庭寬帶接入市場越來越撲朔迷離的格局相比，智能電網(wǎng)將會是電力線通信技術最大的舞臺。

居民用電用戶和電表信息雙向互動，并且通過WIFI、以太網(wǎng)和家庭移動設備(PAD、手機等)形成數(shù)據(jù)交互。使最終用電用戶可快速獲取用電情況，指導用戶合理科學用電，最終用電用戶可快速獲取用電情況，指導用戶合理科學用電，實現(xiàn)業(yè)物擴報裝申請、故障報修、繳費等各類電力業(yè)務，未來還可以支撐用戶能效管理、自動需求側響應、電動汽車有序充電等各類擴展應用的需求。貼近客服的需求側管理已經(jīng)是目前電力企業(yè)需要緊迫解決的問題。

國內(nèi)目前安裝的智能電表通常不具備直接互動功能，互動功能通常通過供電企業(yè)95598門戶網(wǎng)站或移動終端的APP(如掌上電力)實現(xiàn)。電能數(shù)據(jù)需要上送用電信息采集系統(tǒng)，經(jīng)過驗證處理后發(fā)送到營銷業(yè)務系統(tǒng)，由營銷業(yè)務系統(tǒng)定期將用戶電能數(shù)據(jù)同步到95598門戶網(wǎng)站等數(shù)據(jù)庫。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種家庭互動系統(tǒng)使智能電表、管理終端和用戶之間實現(xiàn)安全且高效的數(shù)據(jù)交互，減少用戶不必要的時間與人力浪費，提高智能家庭設備與用戶的互動效率。

為達上述目的，本實用新型具體提供一種家庭互動終端，所述家庭互動終端分別與智能電表和管理終端相連，用于通過將寬帶信號與電力線載波信號互相轉換提供用戶與所述管理終端之間的雙向數(shù)據(jù)交互，以及獲取所述智能電表的用電數(shù)據(jù)。

在上述家庭互動終端中，優(yōu)選的，所述家庭互動終端包含寬帶電力線載波接入模塊和網(wǎng)絡管理模塊；所述寬帶電力線載波接入模塊與所述網(wǎng)絡管理模塊相連，用于將所述網(wǎng)絡管理模塊從所述管理終端接收到的寬帶信號調(diào)制為電力線信號后發(fā)送到室內(nèi)接電位置；以及，所述寬帶電力線載波接入模塊還用于將接收到的所述室內(nèi)接電位置傳出的電力線信號解調(diào)為寬帶信號后通過所述網(wǎng)絡管理模塊輸出。

在上述家庭互動終端中，優(yōu)選的，所述家庭互動終端還包含以太網(wǎng)接入模塊，用于外接無線wifi接口或以太網(wǎng)接口，提供用戶查詢用電數(shù)據(jù)。

在上述家庭互動終端中，優(yōu)選的，所述家庭互動終端包含寬帶載波芯片。

在上述家庭互動終端中，優(yōu)選的，所述家庭互動終端還包含告警模塊，所述告警模塊用于比較所述用電數(shù)據(jù)與預設值，根據(jù)比較結果通過所述以太網(wǎng)接入模塊推送用戶告警信息或催費信息。

在上述家庭互動終端中，優(yōu)選的，所述家庭互動終端還包含廣播模塊，所述廣播模塊用于接收所述管理終端發(fā)送的廣播信息并通過所述以太網(wǎng)接入模塊推送用戶廣播信息。

在上述家庭互動終端中，優(yōu)選的，所述家庭互動終端還包含查詢模塊，所述查詢模塊用于根據(jù)用戶請求反饋用戶的用電數(shù)據(jù)。

在上述家庭互動終端中，優(yōu)選的，所述查詢模塊還包含識別單元，所述識別單元用于識別所述用戶請求中的用戶身份信息，當所述用戶身份信息與預設信息相匹配則通過管理終端獲得用戶各階梯電價的用電數(shù)據(jù)并推送。

在上述家庭互動終端中，優(yōu)選的，所述家庭互動終端還包含校驗模塊，所述校驗模塊與所述查詢模塊相連，用于校驗用戶請求中的用戶權限信息并根據(jù)校驗結果反饋用電數(shù)據(jù)。

在上述家庭互動終端中，優(yōu)選的，所述校驗模塊通過AES加密算法校驗用戶信息。

本實用新型還提供一種家庭互動系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含：家庭互動終端、智能電表和管理終端；所述管理終端分別與所述智能電表和所述家庭互動終端相連；所述家庭互動終端與所述智能電表一對一連接，用于通過將寬帶信號與電力線載波信號互相轉換提供用戶與所述管理終端之間的雙向數(shù)據(jù)交互，獲取所述智能電表的用電數(shù)據(jù)。

通過家庭互動終端解決了用戶查詢用電信息繁瑣等問題，實現(xiàn)了用戶與智能電表雙向、高速、實時通訊的需求；同時家庭互動終端與智能電能表一對一綁定也保證通信安全。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型的限定。在附圖中：

圖1為本實用新型所提供的家庭互動系統(tǒng)示意圖；

圖2為本實用新型所提供的家庭互動終端結構圖；

圖3為本實用新型所提供的家庭互動系統(tǒng)實用示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。

請參考圖1及圖2所示，本實用新型具體提供一種家庭互動終端及系統(tǒng)，所述家庭互動終端分別與智能電表和管理終端相連，用于通過將寬帶信號與電力線載波信號互相轉換提供用戶與所述管理終端之間的雙向數(shù)據(jù)交互，以及獲取所述智能電表的用電數(shù)據(jù)；所述系統(tǒng)包含：家庭互動終端、智能電表和管理終端；所述管理終端分別與所述智能電表和所述家庭互動終端相連；所述家庭互動終端與所述智能電表一對一連接，用于通過將寬帶信號與電力線載波信號互相轉換提供用戶與所述管理終端之間的雙向數(shù)據(jù)交互，獲取所述智能電表的用電數(shù)據(jù)。

在上述實施例中，所述家庭互動終端與所述智能電表一對一連接，以此保證數(shù)據(jù)通道的單一性，所述管理終端為供電企業(yè)的家庭用電管理平臺，所述家庭互動終端的寬帶載波芯片可采用Hi3911芯片，以基于“Hi3911芯片”的電力線寬帶通信技術實現(xiàn)雙向、實時、高速通訊，為家庭互動終端提供雙向互動通信信道，最終，通過家庭互動終端和智能電表、管理終端交互實現(xiàn)電力用電用戶和用電采集系統(tǒng)的雙向數(shù)據(jù)互動。

本實用新型通過將所述寬帶載波芯片這一針對中國低壓電力線載波環(huán)境設計的寬帶載波芯片內(nèi)置于家庭互動終端來使得所述家庭互動系統(tǒng)在充分考慮國內(nèi)電力線的施工條件、歷史原因、電器環(huán)境等各方面因素的前提下，提供雙向、高速、實時通訊解決方案的同時，解決了國外寬帶芯片功耗較高的問題，適用于國網(wǎng)智能電表設計規(guī)范；其物理層峰值速率10Mbit/s、應用層峰值速率1.8Mbit/s可以很好的解決通信速率較低問題，同時采用工作頻率范圍2MHz～12MHz很好的解決我國電力線上的干擾信號，為更好的支持互動APP，家庭互動終端采用無線WIFI和以太網(wǎng)接口，為家庭用戶提供家庭智能網(wǎng)關接口。

再請參考圖2所示，在本實用新型一優(yōu)選的實施例中，所述家庭互動終端具體可包含寬帶電力線載波接入模塊和網(wǎng)絡管理模塊；所述寬帶電力線載波接入模塊與所述網(wǎng)絡管理模塊相連，用于將所述網(wǎng)絡管理模塊從所述管理終端接收到的寬帶信號調(diào)制為電力線信號后發(fā)送到室內(nèi)接電位置；以及，所述寬帶電力線載波接入模塊還用于將接收到的所述室內(nèi)接電位置傳出的電力線信號解調(diào)為寬帶信號后通過所述網(wǎng)絡管理模塊輸出。其中，所述寬帶電力線載波接入模塊作用在于將寬帶信號轉換為電力線信號或者將電力線信號轉換為寬帶信號，以此使得家庭內(nèi)部電路具有網(wǎng)線的功能，用戶無需單獨牽拉網(wǎng)線即可通過所述家庭互動終端與智能電表或管理終端時限數(shù)據(jù)交互，極大的方便了用戶日常電費查詢、繳費等操作。

在上述實施例中，所述家庭互動終端還可包含以太網(wǎng)接入模塊，用于外接無線wifi接口或以太網(wǎng)接口，提供用戶查詢用電數(shù)據(jù)。以此，用戶可通過手機、pad或電腦等智能設備通過無線以及有線的方式連接到家里任意一個用電接口，形成與智能電表以及管理終端的數(shù)據(jù)連接；值得說明的是，該以太網(wǎng)接入模塊也可與所述網(wǎng)絡管理模塊相互配合形成家庭內(nèi)部局域網(wǎng)網(wǎng)關，便于家庭內(nèi)部建立可使用的局域網(wǎng)，然，本實用新型重點并不在于此，因此，對其不再詳述。

在本實用新型一優(yōu)選的實施例中，所述家庭互動終端還包含告警模塊，所述告警模塊用于比較所述用電數(shù)據(jù)與預設值，根據(jù)比較結果通過所述以太網(wǎng)接入模塊推送用戶告警信息或催費信息。其中，預設值可根據(jù)用戶實際情況設定，如家庭用戶可設置為200元電費值，當智能電表內(nèi)家庭電費低于200元時，自動通知用戶，以便于用戶及時知曉用電情況，相應配合繳費等操作，當然，所述告警模塊也可被動接收智能電表的告警信息，當智能電表提示電力不多時，將該信息轉發(fā)至用戶；再者，也可接收管理終端的催費信息，便于用戶知曉當前情況，及時繳費等。

在上述實施例中，所述家庭互動終端還可包含廣播模塊，所述廣播模塊用于接收所述管理終端發(fā)送的廣播信息并通過所述以太網(wǎng)接入模塊推送用戶廣播信息。在實際工作中，不同小區(qū)享有不同用電優(yōu)惠或不同時期，用電收費也不同，為此，管理終端可將不同地區(qū)的用電優(yōu)惠、優(yōu)惠時間或促銷信息等通過所述廣播模塊轉發(fā)至用戶，以便用戶即時獲知上述情況，有效調(diào)整用電策略，進一步的，當某地域需要維修，整改等情況時，也可作為緊急通知的功能，便于用戶提前了解該情況，做好應對準備。

在上述實施例中，所述家庭互動終端還包含查詢模塊，所述查詢模塊用于根據(jù)用戶請求反饋用戶的用電數(shù)據(jù)；所述查詢模塊還包含識別單元，所述識別單元用于識別所述用戶請求中的用戶身份信息，當所述用戶身份信息與預設信息相匹配則通過管理終端獲得用戶各階梯電價的用電數(shù)據(jù)并推送；所述家庭互動終端還包含校驗模塊，所述校驗模塊與所述查詢模塊相連，用于校驗用戶請求中的用戶權限信息并根據(jù)校驗結果反饋用電數(shù)據(jù)；所述校驗模塊通過AES加密算法校驗用戶信息。

請參考圖3所示，為更清楚的說明本實用新型所提供的家庭互動系統(tǒng)，以下以具體實例做進一步說明，本領域相關技術人員當可知，其僅為更清楚的說明本實用新型的以上實施例，該說明并不對權利要求進行限制；由圖3所示，雙向互動服務網(wǎng)站、95598服務網(wǎng)站為信息外網(wǎng)，通過內(nèi)外網(wǎng)隔離，將公告信息，報警信息，控制信息等消息通過用電信息采集系統(tǒng)發(fā)送至集中器(管理終端)，通過電力線載波將信息發(fā)送至家庭互動終端即智能雙向交互網(wǎng)關；智能雙向交互網(wǎng)關在該過程中可通過廣播模塊將管理終端發(fā)送來的廣播信息等推送至用戶的移動設備上，便于用戶及時了解想用廣播信息；當用戶需要與智能電表交互時，可通過wifi、以太網(wǎng)口等通信方式與上述智能雙向交互網(wǎng)關的查詢模塊進行連接，此過程中，所述查詢模塊進一步通過識別單元驗證用戶的身份，當用戶身份通過驗證后，智能雙向交互網(wǎng)關則可通過電力線實現(xiàn)與智能電表的數(shù)據(jù)交互，在該數(shù)據(jù)交互中，為提高信息交互的安全，還采用AES加密算法解決數(shù)據(jù)加密、認證等安全手段有效提高智能雙向交互網(wǎng)關與智能電表的數(shù)據(jù)交互安全性；更進一步的，該智能雙向交互網(wǎng)關還包含告警模塊，該告警模塊用于獲取智能電表統(tǒng)計的用戶用電信息，當用戶用電超過預設之后，通知用戶告警信息，便于用戶及時調(diào)整用電策略。

本實用新型所提供的家庭互動系統(tǒng)具有如下功能：

1：提供WIFI和以太網(wǎng)接口。

家庭互動系統(tǒng)中家庭互動終端采用寬帶載波芯片為核心設計，寬帶載波芯片可內(nèi)嵌寬帶電力線載波(PLC)接入模塊、網(wǎng)絡MAC管理模塊和有線以太網(wǎng)ETH MAC模塊接入模塊。

寬帶電力線載波(PLC)接入模塊通過網(wǎng)絡管理模塊和管理終端相連，將寬帶信號調(diào)制成能夠在電力線上傳輸?shù)碾娏€信號并將該信號發(fā)送到分布于室內(nèi)各處的市電電源的接電位置處，寬帶電力線載波(PLC)接入模塊還能接收分布于室內(nèi)各處向電力線上傳送的電力線載波信號并從電力線載波信號中解調(diào)出寬帶信號，實現(xiàn)寬帶信號與電力線載波信號的協(xié)議、介質(zhì)互轉換。

有線以太網(wǎng)ETH MAC模塊接入外接無線WIFI接口和以太網(wǎng)接口，其中無線WIFI接口采用802.11b技術，是IEEE的無線局域網(wǎng)標準。

2：抄讀認證后的用戶電表信息，采用AES加密算法，解決信道安全問題。

家庭互動終端，通過授權后可以抄讀認證后的智能電表(即上述家庭互動終端與智能電表一對一綁定)數(shù)據(jù)。同時家庭互動終端采用寬帶載波芯片，支持AES數(shù)據(jù)加解密算法很好的解決了安全問題；其中AES是一個迭代的、對稱密鑰分組的密碼，寬帶載波芯片采用128密鑰，并且用128位(16字節(jié))分組加密和解密數(shù)據(jù)，與公共密鑰密碼使用密鑰對不同，對稱密鑰密碼使用相同的密鑰加密和解密數(shù)據(jù)，通過分組密碼返回的加密數(shù)據(jù)的位數(shù)與輸入數(shù)據(jù)相同。

3：查詢智能電表用電信息。

家庭互動終端可以抄讀智能電表的所有數(shù)據(jù)(電量、電壓、負荷曲線等)，但是不能對電表做任何設置。同時，可以通過查詢電表用電負荷曲線，獲得家庭用電情況的基本信息。如果用電用戶為重點工商業(yè)用戶，家庭互動終端還可以給出用戶提供各階梯電價的用電情況，為用戶有序用電提供數(shù)據(jù)支撐。

4：用戶與供電企業(yè)之間信息交互。

提示用戶用電告警及催費信息，由于目前用電告警只能通過電表查詢或電力公司的人工催費才能獲得剩余電量信息。特別是一些預付費表用戶，用戶一旦欠費就會自動調(diào)閘停電，家庭互動終端通過設置預算告警余額，當客戶用電賬戶余額達到預警限額時，家庭互動終端給用戶提供告警信息和催費信息通知用戶及時繳費。

家庭互動終端接收電力企業(yè)插播的用戶基本常識及日常生活相關的提示信息、產(chǎn)品廣告信息、社區(qū)用戶情況信息提示。通過廣播模塊向居民用戶下發(fā)小區(qū)計劃檢修停電(或限電)，計劃停(限)電的時間、范圍等相關信息以及費率時段、階梯電價等政策信息。同時，居民用戶通過家庭互動終端查詢電表故障信息并發(fā)送檢查、維修申請等信息。

綜上，本實用新型所提供的家庭互動系統(tǒng)通過采用寬帶載波芯片，物理層峰值速率10Mbit/s、應用層峰值速率1.8Mbit/s，很好的滿足了通信速率的需求；家庭互動終端通過廣播方式將認證命令發(fā)送到同一信道下的智能電能表中，通過固定標識實現(xiàn)一對一綁定，同時寬帶載波芯片采用128密鑰AES加密算法，并且用128位(16字節(jié))分組加密和解密數(shù)據(jù)。智能電能表與家庭互動終端之間通過寬帶電力線載波進行雙向交互，可過作為WIFI熱點和移動設備(PAD、手機等)相連，用戶通過移動設備抄讀電表數(shù)據(jù)，獲得家庭用電情況的基本信息。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。