基于電力線通信的智能家電控制系統的制作方法
【專利說明】基于電力線通信的智能家電控制系統
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及智能家電控制系統，具體是一種基于電力線通信的智能家電控制系統。
【背景技術】
[0003]作為重要的能源基礎產業，電力工業對節能減排、綠色能源、可持續發展的實現承擔著重要責任和義務。近年來隨著智能電網走上歷史舞臺，智能家電控制將成為未來家居發展的主流。與傳統家居相比，擁有智能家電控制系統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、安全環保的家庭生活空間，而且使家用電器由原本的被動結構轉變為具有安全意識的主動個體，提供多角度的信息交換功能，實現家居內部與外部暢通的信息交流。在節能減排的前提下，智能家電控制系統的實現需要較少的經濟投入，符合大眾人群的經濟水平要求。
[0004]電力線載波通信是指利用中、低壓電力線作為通信介質，實現數據、語音、圖像等綜合業務傳輸的通信技術，現有市面所售的各類家用電器如冰箱、電視、空調、洗衣機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智能家居。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發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，通過設計內部帶有電力線載波模塊的智能插座，解決現有的家用電器不支持電力線載波通訊的問題。
[0006]為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案:一種基于電力線通信的智能家電控制系統，該系統由智能插座、智能集中器和手機終端三部分組成，其中:
所述智能插座以AVR單片機為處理器，外部擴展有電量計量芯片、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據并將數據以電力線載波作為信息傳輸介質傳送給智能集中器；
所述智能集中器以AVR單片機為主控芯片，外部擴展有矩陣鍵盤、互感器、電力線載波模塊以及手機通信模塊，用于收集由家庭網絡中各智能插座采集得到的數據，對電量計量數據進行計算及存儲，對溫度及煤氣濃度數據值進行判斷，在各種異常情況下對智能插座發出斷電操作命令，將報警信息通過無線傳輸到手機終端；
所述手機終端接收家庭中數據信息后，通過設定的命令實現對家電的智能控制。
[0007]進一步地，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展的16位數字量方式串行輸出，占用微處理器的端口少并可節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氣體和有毒氣體，當環境中被測氣體濃度達到或者超過預置報警值時，會將空氣中的氣體濃度信號轉化為電信號。
[0009]進一步地，所述電力線載波模塊采用正交四載波調制與編碼技術，提供數據鏈路層和物理層的協議服務，負責將數字信號調制成擴頻載波信號或將擴頻載波信號解調為數字信號，調制后的擴頻載波信號通過電力線上傳輸。
[0010]進一步地，所述手機通信模塊采用TC35/TC35I雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM短信模塊，實現集中器中對用戶進行報警信息的傳送。
[0011]本發明系統的程序控制步驟為:
(1)智能插座軟件程序首先初始化，自身修訂ID號，實現與集中器的正確ID對應，等待接收集中器的命令對其作出響應；
(2)檢測傳感器傳來的數據，判斷是否存在異常情況，進而決定是否向集中器進行報警信號的傳送；
(3 )智能集中器上電加載ID及用戶設置數據，定時對智能插座進行用電狀態檢測；
(4)接收智能插座傳送過來的報警信號，隨后向智能插座發送命令對用電器實行斷電操作，同時向用戶發送報警信息。
[0012]本發明的有益效果是:(1)設計中包含了內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，間接地讓現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據，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控整個家庭中的各類主要電器設備，同時借助手機通訊模塊實現家庭外部對內部電器的控制操作，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是本發明所述智能家電控制系統的結構框圖；
圖2是本發明所述智能插座的結構框圖；
圖3是本發明所述智能集中器的結構框圖；
圖4是本發明智能家電控制系統簡化的程序流程圖。
【具體實施方式】
[0014]下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。
[0015]如圖1所示，一種基于電力線通信的智能家電控制系統，該系統由智能插座、智能集中器和手機終端三部分組成，其中:
如圖2所示，所述智能插座以AVR單片機為處理器，外部擴展有電量計量芯片、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據并將數據以電力線載波作為信息傳輸介質傳送給智能集中器；
如圖3所示，所述智能集中器以AVR單片機為主控芯片，外部擴展有矩陣鍵盤、互感器、電力線載波模塊以及手機通信模塊，用于收集由家庭網絡中各智能插座采集得到的數據，對電量計量數據進行計算及存儲，對溫度及煤氣濃度數據值進行判斷，在各種異常情況下對智能插座發出斷電操作命令，將報警信息通過無線傳輸到手機終端；
所述手機終端接收家庭中數據信息后，通過設定的命令實現對家電的智能控制。
[0016]本發明優選地，所述電量計量模塊使用ATT7022B三相電能專用計量芯片。
[0017]本發明優選地，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展的16位數字量方式串行輸出，占用微處理器的端口少并可節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氣體和有毒氣體，當環境中被測氣體濃度達到或者超過預置報警值時，會將空氣中的氣體濃度信號轉化為電信號。
[0018]本發明優選地，所述電力線載波模塊采用正交四載波調制與編碼技術，提供數據鏈路層和物理層的協議服務，負責將數字信號調制成擴頻載波信號或將擴頻載波信號解調為數字信號，調制后的擴頻載波信號通過電力線上傳輸。
[0019]本發明優選地，所述手機通信模塊采用TC35/TC35I雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM短信模塊，實現集中器中對用戶進行報警信息的傳送。
[0020]如圖4所示，本發明系統的程序控制步驟為:
(1)智能插座軟件程序首先初始化，自身修訂ID號，實現與集中器的正確ID對應，等待接收集中器的命令對其作出響應；
(2)檢測傳感器傳來的數據，判斷是否存在異常情況，進而決定是否向集中器進行報警信號的傳送；
(3 )智能集中器上電加載ID及用戶設置數據，定時對智能插座進行用電狀態檢測；
(4)接收智能插座傳送過來的報警信號，隨后向智能插座發送命令對用電器實行斷電操作，同時向用戶發送報警信息。
【主權項】
1.一種基于電力線通信的智能家電控制系統，其特征在于:該系統由智能插座、智能集中器和手機終端三部分組成，其中: 所述智能插座以AVR單片機為處理器，外部擴展有電量計量芯片、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據并將數據以電力線載波作為信息傳輸介質傳送給智能集中器； 所述智能集中器以AVR單片機為主控芯片，外部擴展有矩陣鍵盤、互感器、電力線載波模塊以及手機通信模塊，用于收集由家庭網絡中各智能插座采集得到的數據，對電量計量數據進行計算及存儲，對溫度及煤氣濃度數據值進行判斷，在各種異常情況下對智能插座發出斷電操作命令，將報警信息通過無線傳輸到手機終端； 所述手機終端接收家庭中數據信息后，通過設定的命令實現對家電的智能控制。
2.根據權利要求1所述的基于電力線通信的智能家電控制系統，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.根據權利要求1所述的基于電力線通信的智能家電控制系統，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展的16位數字量方式串行輸出，占用微處理器的端口少并可節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氣體和有毒氣體，當環境中被測氣體濃度達到或者超過預置報警值時，會將空氣中的氣體濃度信號轉化為電信號。
4.根據權利要求1所述的基于電力線通信的智能家電控制系統，其特征在于:所述電力線載波模塊采用正交四載波調制與編碼技術，提供數據鏈路層和物理層的協議服務，負責將數字信號調制成擴頻載波信號或將擴頻載波信號解調為數字信號，調制后的擴頻載波信號通過電力線上傳輸。
5.根據權利要求1所述的基于電力線通信的智能家電控制系統，其特征在于:所述手機通信模塊采用TC35/TC35I雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM短信模塊，實現集中器中對用戶進行報警信息的傳送。
6.根據權利要求1所述的基于電力線通信的智能家電控制系統，其特征在于:所述系統的程序控制步驟為: (1)智能插座軟件程序首先初始化，自身修訂ID號，實現與集中器的正確ID對應，等待接收集中器的命令對其作出響應； (2)檢測傳感器傳來的數據，判斷是否存在異常情況，進而決定是否向集中器進行報警信號的傳送； (3 )智能集中器上電加載ID及用戶設置數據，定時對智能插座進行用電狀態檢測； (4)接收智能插座傳送過來的報警信號，隨后向智能插座發送命令對用電器實行斷電操作，同時向用戶發送報警信息。
【專利摘要】本發明公開了一種基于電力線通信的智能家電控制系統，該系統由智能插座、智能集中器和手機終端三部分組成，智能插座以AVR單片機為處理器，外部擴展有電量計量芯片、傳感器、互感器、繼電器以及電力載波模塊；智能集中器以AVR單片機為主控芯片，外部擴展有矩陣鍵盤、互感器、電力線載波模塊以及手機通信模塊，手機終端接收家庭中數據信息后，通過設定的命令實現對家電的智能控制。本發明智能家電控制系統，通過設計內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，間接地實現現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據，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
【申請號】CN201410813979
【發明人】趙獻童
【申請人】合肥康勝達智能科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月25日