本實用新型涉及一種智能家居系統(tǒng)，特別涉及一種基于物聯(lián)網的智能家居系統(tǒng)。

背景技術：

隨著計算機技術、網絡技術、控制技術及人工智能等的飛躍發(fā)展，智能化社會已成為新世紀的發(fā)展趨勢。在此之下，智能家居也隨之迅猛發(fā)展起來。智能家居概念起源于20世紀80年代初的美國，稱之為SmartHome。其經歷了4代的發(fā)展：第一代是通過同軸線及兩芯線完成家庭組網，進而實現(xiàn)燈光、窗簾及少量的安防控制等；第二代是通過總線及IP技術組網，能夠完成可視對講及安防的業(yè)務；第三代是集中化的智能控制系統(tǒng)，由中控機完成安防、計量等方面的功能；第四代則基于物聯(lián)網技術可根據(jù)用戶需求實現(xiàn)個性化的功能。

與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，同時能夠提供信息交互功能，使得人們能夠在外部查看家居信息和控制家居的相關設備，便于人們有效安排時間，使得家居生活更加安全、舒適。系統(tǒng)包含互聯(lián)網、智能家電、控制器、家居網絡及網關。而智能家居的網絡與網關是智能家電設備間、互聯(lián)網及用戶之間能夠信息交互的關鍵環(huán)節(jié)，是開發(fā)和設計階段的重要內容和難點。智能家居最終目標是讓家居環(huán)境更舒適、更安全、更環(huán)保、更便捷。物聯(lián)網的出現(xiàn)使得現(xiàn)在的智能家居系統(tǒng)功能更加豐富、更加多樣化和個性化。其系統(tǒng)功能主要集中在智能照明控制、智能家電控制、視頻聊天及智能安防等。每個家庭可根據(jù)需求進行功能的設計、擴展或裁減。

如何將物聯(lián)網和智能家居有機的結合起來，通過物聯(lián)網技術方便智能家居的配備和使用，是本實用新型要實現(xiàn)的主要目標。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。

一種基于物聯(lián)網的家居系統(tǒng)，包括智能家居終端、智能家居服務器和智能家居管理終端，其特征在于：

所述智能家居終端、智能家居服務器和智能家居管理終端分別安裝有通信模塊，通過能在物聯(lián)網中通信的通信模塊相互連接，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息和控制信息的相互交換；其中，

智能家居服務器，具有通信模塊，配置為面向物聯(lián)網構建的數(shù)據(jù)及應用服務中心，用于實現(xiàn)大規(guī)模智能家居管理終端及移動終端的接入及并發(fā)訪問，并存儲用戶能效數(shù)據(jù)，通過通信模塊與智能家居終端和智能家居管理終端進行通信連接；

智能家居管理終端，具有通信模塊，包括智能家居網關，內置嵌入式自動化控制系統(tǒng)，用于實現(xiàn)對本地智能家居設備接入，家庭微電網的控制管理，還通過通信模塊實現(xiàn)與智能家居服務器和智能家居終端進行通信連接。

進一步的，智能家居終端與智能家居終端相互連接，組成智能家居物聯(lián)網；

智能家居終端到智能家居終端的通信采用電力線載波通信(PLC)。

進一步的，為智能家居系統(tǒng)配置光伏發(fā)電設備，鋪設在屋頂和外立面。

進一步的，為智能家居系統(tǒng)配置小型風力發(fā)電設備，安裝在一層開闊的院子。

進一步的，還包括：用于將智能家居終端的運行狀態(tài)信息直接推送到用戶手機上的信息發(fā)布單元。

進一步的，智能家居終端為電視、空調、冰箱、門、網關、音視頻設備、照明系統(tǒng)、窗簾、電飯煲、監(jiān)控設備、報警器中的一種或幾種。

本實用新型的優(yōu)點在于：將計算機技術、數(shù)字化技術及信息技術應用于傳統(tǒng)家電，使家電具備智能化和信息網絡功能。與傳統(tǒng)家電相比，除了具備傳統(tǒng)家電功能外，還具有遠程控制、遠程維護及防盜報警的功能。另外把家庭本地存儲的量測數(shù)據(jù)，能效計算所需的計算資源全部上移至智能家居服務器，實現(xiàn)能效數(shù)據(jù)、計算資源及能效管理的“云化”。這樣不僅能簡化家庭終端的設計，減少其制造成本，有利于大量推廣和實施。而且容易產生“聚集效應”，智能家居服務器聚集了大量具有類似負荷容量、負荷特性的用戶，通過分析大量用戶的用電量、負荷特征等數(shù)據(jù)，可以更好地為用戶提供節(jié)能指導。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

附圖1示出了根據(jù)本實用新型實施方式的基于物聯(lián)網的家居系統(tǒng)。

附圖2示出了根據(jù)本實用新型實施方式的基于物聯(lián)網的家居系統(tǒng)中智能家居終端的結構示意圖。

附圖3示出了根據(jù)本實用新型實施方式的基于物聯(lián)網的智能家居設備的電量分析流程圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

本實用新型提出了一種基于物聯(lián)網的家居系統(tǒng)，包括智能家居終端、智能家居服務器和智能家居管理終端，以上各組成部分通過能在物聯(lián)網中通信的通信模塊相互連接，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息和控制信息的相互交換；其中，智能家居服務器，配置為面向物聯(lián)網構建的數(shù)據(jù)及應用服務中心，用于實現(xiàn)大規(guī)模智能家居管理終端及移動終端的可靠接入及并發(fā)訪問，并存儲用戶能效數(shù)據(jù)；智能家居管理終端，可包括智能家居網關，內置嵌入式自動化控制系統(tǒng)，它用于實現(xiàn)對本地智能家居設備接入，家庭微電網的控制管理，還用于實現(xiàn)與智能家居服務器的對接。

根據(jù)本實用新型的一個方面，智能家居終端與智能家居終端相互連接，組成智能家居互聯(lián)網；智能家居終端到智能家居終端的通信方案采用電力線載波通信(PLC)的方式。

根據(jù)本實用新型的一個方面，為智能家居系統(tǒng)配置光伏發(fā)電設備，鋪設在屋頂和外立面。

根據(jù)本實用新型的一個方面，為智能家居系統(tǒng)配置小型風力發(fā)電設備，安裝在在一層開闊的院子。

根據(jù)本實用新型的一個方面，通過微博、微信等手機應用，將智能家居終端的運行狀態(tài)信息直接推送到用戶手機上。

根據(jù)本實用新型的一個方面，對智能家居終端用電量進行計算，并上傳到智能家居服務器。

根據(jù)本實用新型的實施方式，提出一種智能家居配置系統(tǒng)，采用3種網絡部署，分別是外部互聯(lián)網、家居內部互聯(lián)網及家居控制子網。外部互聯(lián)網配置為外部寬帶接入，其提供家居與外部信息交互的通道，主要接入形式有電話線、無線通信、有線電視同軸線及專用線。家居內部互聯(lián)網配置為解決家居內部各設備或系統(tǒng)間的信息交互和相互間的控制與協(xié)調，主要實現(xiàn)形式有電話線、無線通信、紅外線、電力線通信及專用線。家居控制子網配置為家居和各設備直接連接與控制，實現(xiàn)方式為通過控制器以無線、電力線和控制線的連接方式進行。

智能家電將計算機技術、數(shù)字化技術及信息技術應用于傳統(tǒng)家電，使家電具備智能化和信息網絡功能。與傳統(tǒng)家電相比，除了具備傳統(tǒng)家電功能外，還具有遠程控制、遠程維護及防盜報警的功能。智能家電在嵌入式技術及人工智能技術的大力推動下得到了蓬勃發(fā)展，但由于智能家電為新興事物及不同廠商的涌入，出現(xiàn)了不同標準的接口，使得智能家電的開放性和兼容性很差，以至于智能家居系統(tǒng)開發(fā)與設計的多樣性受到限制，同時不利于成本節(jié)約。

隨著云、無線網絡及各智能終端的出現(xiàn)與發(fā)展，我們提出了“云+端”的智能家居模式，即采用一個位于互聯(lián)網中的基于云計算技術的專用功能的服務平臺，此服務平臺提供了大眾需要的各種生活服務功能，如天氣參數(shù)，也可在此服務平臺設置或開發(fā)個性化服務，智能終端通過注冊的方式連接到此服務云上，進而實現(xiàn)智能家居管理的云端化。同時，智能手機的推出，可使得此模式呈現(xiàn)出掌上化的特性。

服務云是面向互聯(lián)網基于云計算技術構建的數(shù)據(jù)及應用服務中心。其主要任務是實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲、管理及移動終端(智能手機或Pad)的可靠介入及并發(fā)訪問，家聯(lián)網云平臺為各注冊用戶提供智能家居傳送的參數(shù)數(shù)據(jù)，例如空氣質量的監(jiān)測和控制。家居終端內置嵌入式自動化采集和控制系統(tǒng)，除了具備本地設備接入功能及相關管理功能外，還需具備與服務云的對接功能。

智能手機作為移動終端安裝對應于云服務的移動應用程序，用戶可隨時隨地利用移動互聯(lián)網進行智能家電的遠程監(jiān)測、控制和管理。

“云+端”智能家居系統(tǒng)的關鍵技術是端到云端的通信策略及數(shù)據(jù)交互方式。為了實現(xiàn)智能家居，其通信方式除了具備雙向、實時和高速的特點外，在系統(tǒng)的互操作上也應是開放及標準化的。這種模式已經出現(xiàn)，但由于網絡產品的多樣性及廠家的不同導致在系統(tǒng)的互操作上并沒有實現(xiàn)完全的開放和標準化。

根據(jù)本實用新型的實施方式，基于物聯(lián)網的家居系統(tǒng)采用一個位于互聯(lián)網中的基于云計算技術構建的智能家居控制中心，加上數(shù)以億計的智能家居管理終端及智能移動終端構成，這些海量的終端通過主動注冊的方法接入到能源服務云上，實現(xiàn)家庭能效管理的云端化。本系統(tǒng)中包含智能家居服務器、智能家居管理終端和掌上智能家居管家三個組成部分。

智能家居服務器是面向互聯(lián)網基于云計算技術構建的數(shù)據(jù)及應用服務中心，它用于實現(xiàn)大規(guī)模智能家居管理終端及移動終端的可靠接入及并發(fā)訪問，并存儲用戶能效數(shù)據(jù)。智能家居服務器包含用戶管理、終端接入前置服務、終端在離線狀態(tài)管理以及和電力公司數(shù)據(jù)交換等功能。

智能家居管理終端(或智能家居網關)內置嵌入式自動化控制系統(tǒng)，它用于實現(xiàn)對本地設備接入，家庭微電網的控制管理的功能外，還用于實現(xiàn)與智能家居服務器的對接。其包含設備用電信息量測及可視化建模、分布式電源實時監(jiān)測及控制、需求側智能家居使用計劃設置、家電控制、能效分析及節(jié)能建議等功能。

掌上智能家居管家是安裝在移動終端(智能手機或Pad)上的移動應用程序，是用戶身邊最貼心、最便捷的智能家居管理助手。掌上智能家居管家利用移動互聯(lián)網絡實現(xiàn)遠程智能家居的管理，包含遠程設備狀態(tài)查看、遠程分布式電源實時監(jiān)測及控制、遠程能源使用計劃執(zhí)行、遠程家電控制、遠程報警等功能。

根據(jù)本實用新型的實施方式，智能家居終端到云端通信方案可以采用Socket接口，其是一種網絡上跨平臺的應用程序進程間通信機制，利用Socket可以構造任意跨操作系統(tǒng)、跨網絡協(xié)議的分布式處理系統(tǒng)。Socket依賴客戶機/服務器(C/S)模型實現(xiàn)網絡進程間通信，客戶機和服務器分別是2個應用程序進程，客戶機向服務器發(fā)出服務請求，服務器作出響應。終端(家庭終端和移動終端)設計為Socket的客戶機，當客戶機啟動后將通過注冊和認證流程主動連接到云服務器，注冊成功后，該連接將作為長連接狀態(tài)一直保持，當其中任何一方需要推送數(shù)據(jù)時可以直接使用該連接。

智能家居終端到終端的通信方案可以采用電力線載波通信PLC通信方式。

“云+端”智能家居系統(tǒng)使智能家居系統(tǒng)終端將主動注冊到智能家居管理門戶上，簡化了整個系統(tǒng)由于大量的家居管理終端接入帶來的管理困難。電力消費者可以使用其提供的在線服務，遠程管理家庭電器的用電，或對發(fā)電設備出力進行調整。該模式把家庭能效管理推向了更加廣泛的移動互聯(lián)網，用戶可隨時隨地參與電網調節(jié)，同時通過智能移動終端(智能手機)實現(xiàn)能效管理的“掌上”化。方便人們隨時關注實時的能源消費，從而達到節(jié)能的目的。另外把家庭本地存儲的量測數(shù)據(jù)，能效計算所需的計算資源全部上移至智能家居服務器，實現(xiàn)能效數(shù)據(jù)、計算資源及能效管理的“云化”。這樣不僅能簡化家庭終端的設計，減少其制造成本，有利于大量推廣和實施。而且容易產生“聚集效應”，智能家居服務器聚集了大量具有類似負荷容量、負荷特性的用戶，通過分析大量用戶的用電量、負荷特征等數(shù)據(jù)，可以更好地為用戶提供節(jié)能指導。

根據(jù)本實用新型的實施方式，對基于物聯(lián)網的智能家居配備的過程如下：

智能家居終端開機時，向服務器發(fā)出入網請求；

服務器接收到智能家居終端的入網請求后，向智能家居終端發(fā)送驗證要求；

智能家居終端接收到驗證要求后，向服務器發(fā)送Y＝F(Ad，Kn)的驗證信息；其中F為加密函數(shù)，Ad為物理地址，Kn為服務器預先分配給智能家居終端的密鑰；

服務器收到驗證信息后，分離信息中的物理地址和密鑰；

如果驗證成功，則允許智能家居終端加入網絡；

如果驗證失敗，則拒絕智能家居終端加入網絡。

服務器預先存儲有所轄范圍內路燈的物理地址Ad信息和密鑰Kn信息,以便在接收到智能路燈終端的驗證信息后，實時驗證。

根據(jù)本實用新型的一種實施方式，對智能家居終端用電量進行計算，并上傳到智能家居服務器。智能家居終端用電量計算方式可以采用后面描述的智能家居終端用電量計算方法。

根據(jù)本實用新型的實施方式，提出一種基于物聯(lián)網的智能家居系統(tǒng)，包括：通過電力線相互連接的智能家居終端控制器；通信模塊，用于將智能家居終端控制器與鄰近的智能家居終端控制器、集中控制器、監(jiān)控中心相連；集中控制器，用于對所屬區(qū)域內的智能家居終端進行控制，通過智能家居互聯(lián)協(xié)議實現(xiàn)對具有RS485接口電能表的采集和通過電力線載波通信(PLC)對智能家居終端進行遠程監(jiān)控。

集中控制器包括如下功能單元:數(shù)據(jù)記錄、報警處理和發(fā)送。它負責控制網絡的運行，將監(jiān)控中心的命令下達給智能家居終端控制器，將智能家居終端控制器及智能家居終端運行信息反饋至監(jiān)控中心。

終端控制器是遠端用于控制智能家居終端部分的核心。一方面它需要控制智能家居終端驅動電源的輸入部分，另一方面它需要接收來自監(jiān)控中心的控制指令，如打開、關閉、調整運行狀態(tài)和查詢等。例如，當終端控制器接收集中控制器器的調整運行狀態(tài)命令后，將其轉化成為可識別的PWM信號，從而調整智能家居終端的運行狀態(tài)，實現(xiàn)運行狀態(tài)的變化。

同時可以采集智能家居終端的輸出信號，進行故障判斷，當智能家居終端發(fā)生故障時，將此故障信息上報到集中控制器。終端控制器實現(xiàn)的主要功能有:控制智能家居終端開關、運行狀態(tài)調整、功率采集、電流采集、電壓采集、溫度采集、以及功率因數(shù)采集等。

監(jiān)控中心作為智能家居系統(tǒng)的控制心臟，用于對全部的智能家居系統(tǒng)自動控制和管理。監(jiān)控中心包括監(jiān)控工作站、總控服務器、打印機、UPS、通信設備、以及大屏幕等組成。同時，系統(tǒng)具有網絡接口，只要接入服務器，管理工作站等，系統(tǒng)就可以很方便地組建為智能家居終端所形成的局域網，通過網絡實現(xiàn)智能家居終端監(jiān)控數(shù)據(jù)和圖像信息共享。

監(jiān)控中心包括如下單元:用戶管理、角色管理、報警信息、設備管理、日志信息、統(tǒng)計分析、參數(shù)設置、任務管理、電表查詢等。

系統(tǒng)的通信方式采用4G、3G、GPRS與PLC通信相結合。監(jiān)控中心與集中控制器之間采用GPRS、4G、3G或internet互聯(lián)通信，集中控制器與智能家居終端控制器、智能家居終端控制器與智能家居終端控制器、智能家居終端與智能家居終端之間的通信采用PLC方式。其中電力線載波通信(PLC)技術利用智能家居終端中設置的調制解調器對信號進行調制，形成特定頻率的載波信號，然后把調制好的信號發(fā)送到現(xiàn)有的電力線上，利用現(xiàn)有的電力線網絡進行通信。

根據(jù)本實用新型的實施方式，提出一種基于物聯(lián)網的家居系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：智能家居終端、中央處理單元、控制檢測單元、環(huán)境檢測單元、智能家居終端監(jiān)測單元、通信模塊、信息發(fā)布單元、電源單元、220電網接入單元。其中，環(huán)境檢測單元包括：PM2.5檢測傳感器，用于檢測空氣質量；能見度檢測傳感器、用于檢測空氣透亮程度。智能家居終端監(jiān)測單元包括：電量檢測單元，用于檢測智能家居終端的用電量；時間檢測單元，用于檢測智能家居終端開啟的時長。控制檢測單元包括：運行狀態(tài)控制單元，用于對智能家居終端的運行狀態(tài)進行調整；采集單元，用于對智能家居終端的信息進行采集，包括智能家居終端的功率、用電量等信息進行采集；報警單元，根據(jù)控制監(jiān)測單元對智能家居終端的功率、用電量等信息進行分析，如果觸發(fā)報警條件，則發(fā)出預警信號。通信模塊，根據(jù)處理單元的控制，可以通過多種通信方式與控制中心進行信息交互。信息發(fā)布單元，可以將智能家居終端運行的情況或者預警信息傳送到大屏幕，或者通過社交APP傳遞給主人，比如，通過微博、微信等社交應用，將信息發(fā)送到主人的手機上。電源單元，用于為智能家居系統(tǒng)的各個終端供電。220電網接入單元，用于將市電接通到智能家居系統(tǒng)的各個部分。

根據(jù)本實用新型的實施方式，基于物聯(lián)網的家居系統(tǒng)中的電源單元的包括：

家庭微電網交流供電單元，用于將家庭安裝的太陽能電池、儲能裝置等通過逆變裝置接至交流母線，交流母線再通過公共接點斷路器控制，實現(xiàn)家庭微網的并網和離網運行，從而為整個家庭的交流負荷提供持續(xù)交流電力。

家庭微電網直流供電單元，用于將家庭安裝的太陽能電池、儲能裝置等通過DC/DC變流裝置接至直流母線，外接電源通過AC/DC接入家庭的直流母線上。家庭負荷以直流負荷為主，剩下的交流負荷則通過逆變裝置接至直流母線，從而為整個家庭的交流負荷提供持續(xù)交流電力。

家庭微電網交/直流混合供電單元，用于在家庭中安裝兩種類型母線：直流母線負責接入易控的直流發(fā)電及用電單元，交流母線接入外接電源通道及易控的交流發(fā)電機及交流用電單元，通過交直流混合的新型供電模式，將光伏、風機等各種適用于家庭的分布式電源接入，從而直接給交流負荷和直流負荷供電。

光伏發(fā)電設備，鋪設在屋頂和外立面。

小型風力發(fā)電設備，安裝在在一層開闊的院子。

通過光伏發(fā)電設備和小型風力發(fā)電設備，利用冷、熱、電聯(lián)供設備實現(xiàn)家庭夏天供冷、冬天供熱，提供高效用能模式。此外，家庭還可配置適當容量的儲能設備，既滿足家庭儲能和電網調峰，以及故障后重要負荷的持續(xù)供電等需要，又能夠提高清潔能源消費的比重。

智能家居微電網控制中心，用于監(jiān)測家庭微網中電壓、頻率、諧波等信息，并調節(jié)控制相應的智能家居終端設備，保證家庭用電的電能質量；同時對間歇式的分布式發(fā)電出力進行平滑控制，為用戶提供可靠優(yōu)質的電能，實現(xiàn)分布電源的友好接入。

智能家居系統(tǒng)中包括智能計量單元，通過智能電表，將雙向通信、動態(tài)電價、負荷監(jiān)控等功能融入電網服務，實現(xiàn)電能計量智能化，傳統(tǒng)抄表系統(tǒng)(AMR)向高級量測體系(AMI)的發(fā)展。在智能電表內集成了戶內網關功能，以對戶內用電設備進行控制，豐富用戶用電管理功能。通過具有雙向計量功能的智能電表掌握單個用電設備用電信息的詳細信息。通過先進傳感技術、通信技術、嵌入式計算技術在智能電網領域的應用，將電能計量智能化實現(xiàn)，通過網絡計算來實現(xiàn)。在新型計量中，智能電表的測控和計算兩個基本功能被分離，測控功能保留在用電節(jié)點處，通過控制檢測單元中的采集端的各個傳感器實現(xiàn)。而電能計算功能則集中上移到智能家居系統(tǒng)的監(jiān)控中心或者中央處理單元。控制檢測單元中的采集端的各個傳感器將本地采樣的電壓電流序列發(fā)送到網絡，進行集中計算和處理，生成各智能家居終端的計量數(shù)據(jù)。通過這種本地采樣、遠程計算的電能計量方式實現(xiàn)了網絡電能計量，簡稱網絡計量。

智能計量單元包括量測單元、網絡單元和計算單元。

量測單元由分布在電網的所有量測終端組成，包括用戶節(jié)點處的量測終端以及電視、空調等設備節(jié)點處的量測終端。量測終端的主要功能是電流電壓的高頻采集和傳輸，并接收計算層控制指令。量測終端可以多種形式出現(xiàn)，既可以是獨立的裝置，也可以是封裝在空開、插座、開關或用電設備中的智能單元。例如，上述智能家居終端中，可以是控制檢測單元中采集單元，具體通過對應的傳感器實現(xiàn)。

網絡單元由高速、高可靠性的通信網絡構成。量測終端的電流電壓時空序列經網絡上傳到計算單元，電能計算結果再經網絡返回各量測終端。計算單元接收網絡層傳輸過來的電流電壓時空序列，按照不同需求靈活計算各節(jié)點電能數(shù)據(jù)，還可以對線路損耗、電能質量等變量進行全局分析，監(jiān)測電網中異?；蚴鹿试O備，對電網進行更加有力、高效的監(jiān)控。

計算單元由電能計量軟件與相關硬件裝置構成，可根據(jù)應用場合不同而位于不同層次，具有不同的物理存在形式。例如，在家庭網絡計量系統(tǒng)中，可位于智能家居終端節(jié)點處的量測終端上，其表現(xiàn)形式可以為一個具備量測、計算、通信功能的智能空開，用于實現(xiàn)戶內各設備節(jié)點量測數(shù)據(jù)的計算和處理；在樓宇/小區(qū)網絡計量系統(tǒng)中，可以是一臺或者多臺計算機；在更大范圍的網絡計量系統(tǒng)中，可以是多臺服務器組成的海量數(shù)據(jù)中心。

基于本實用新型提出的基于物聯(lián)網的家居系統(tǒng)，可以組建智慧家庭的四大智能感知系統(tǒng)：智能照明系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)、智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

也可通過GPS定位，為處于距離該智能家居終端預定范圍的用戶發(fā)送信息，通過微博、微信等手機應用，將信息直接推送到用戶手機上，或者為范圍內預定了智能交通信息的用戶推送相關信息。

在智能家居終端上接入亮度傳感器和紅外感應器，可以根據(jù)光線情況和環(huán)境亮度情況，自動判斷某個房間是否需要照明，并能通過調光單元對智能照明燈亮度進行自動調節(jié)，也可自動關閉和啟動照明等。另外，當需要照明但智能照明燈無法提供照明時，將自動向智能家居控制系統(tǒng)的控制中心或供電部門報警，以便維護人員及時對智能照明燈進行維護?；跀z像頭和紅外感應器，可以實時監(jiān)測預定范圍內的人員和設備情況，并能將視頻資料實時上傳給智能家居系統(tǒng)的控制中心，從而組建一個覆蓋整個家庭的智能安防系統(tǒng)。視頻資料上傳到智能家居系統(tǒng)控制中心后，還可采用云存儲技術將視頻資料進行長期保存。也可通過GPS定位，向主人的手機或者智能終端發(fā)送信息，通過微博、微信等手機應用，將信息直接推送到用戶手機上。

在智能家居終端上接入PM2.5檢測傳感器、噪聲檢測傳感器、空氣污染檢測器、濕度傳感器、煙霧感應器等系列傳感器，可以有效監(jiān)測家庭環(huán)境情況，并將相關信息上傳給智能家居系統(tǒng)控制中心，從而組建一個覆蓋整個家庭的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。例如，城市居民普遍要求測量家里的空氣污染指數(shù)，可以將檢測空氣PM2.5等傳感器安裝在智能家居終端上，方便地監(jiān)測家里的空氣質量。

智能電網在對可再生能源和分布式能源的接入和管理方面具有顯著的提升，帶動了整個行業(yè)發(fā)展模式的改變，特別是分布式發(fā)電在家庭微電網中的應用，為智能家居帶來了全新的內涵，改變了傳統(tǒng)的智能家居成本高昂、功能簡單、實用性不強、難以推廣的缺陷。隨著智能電網的發(fā)展，智能家庭作為能源使用的末端單元也納入到智能電網的體系內，在智能社區(qū)和家庭中安裝分布式能源，并利用微電網技術來進行柔性控制。交直流供電技術、能源管理接口技術以及單元化可插拔部件使得微電網的能源控制更安全、更簡單，家庭微電網走向了實用化階段。借助覆蓋更大范圍的通信網絡，高級量測體系(AMI)可以獲取整個配用電網絡中大部分量測數(shù)據(jù)。而得益于智能家庭傳感控制技術及通信技術的發(fā)展，AMI可以進一步獲取終端用電戶的詳細用電信息，包括用戶內部的設備運行信息、電網故障信息、用電量信息、電能質量信息、儲能信息、分布式能源信息、環(huán)境信息等，實現(xiàn)了智能電網的“配用電廣域情景知曉”，促成了“網絡計量”技術的產生和發(fā)展，引發(fā)了傳統(tǒng)計量模式的變革。網絡計量技術的應用實現(xiàn)了包括用戶戶內設備的精確計量。

智能電網對用戶內部用電行為的高效引導能有效地避免電網的高峰負荷，使電網運行更安全更有效率；電網與家庭的雙向互動可以引導用戶主動參與智能電網的建設和管理，為用戶提供更好的服務，引導著傳統(tǒng)的家庭能源消費觀念產生重大變革。電能的消費者變成電能生產和消費的結合體；電能的使用由被動變?yōu)橹鲃樱荒茉垂芾韽谋镜剞D向遠程、離線轉向在線。

根據(jù)本實用新型的實施方式，將智能手機與移動互聯(lián)網接入智能家居終端后，對智能家居終端用電量進行計算，以對智能家居各終端進行配置,包含以下步驟；

步驟S1、獲取各個智能家居終端的功率值；

步驟S2、計算功率的平均值熵；

步驟S3、計算功率的實際值熵；

步驟S4、電量消耗及結果分析；

步驟S5、如果用電量不正常，則發(fā)出預警信號；

步驟S6、如果用電量正常，則分別對智能家居終端進行配置。

步驟S1的包括下列步驟：

步驟S11、控制監(jiān)測單元通過采集端獲取各個智能家居終端的功率值；

步驟S12、將各個智能家居終端的功率值n_i按照每64字節(jié)的內容存儲至一個

64*1024的二維特征向量中；

步驟S2的包括下列步驟：

步驟S21、利用統(tǒng)計學方法模擬10000次長度為64字節(jié)的在0-1024之間偽隨機數(shù)生成序列；

步驟S22、將每次的序列根據(jù)公式(1)：

其中

來計算H(u)，N為字節(jié)長度64，m為256，ni表示0-1024之間字符i對應的存儲在二維特征向量中的功率值，此方法即為利用最大極限似然性估計得到的估值熵

H(u)；

步驟S3的包括下列步驟；

步驟S31、統(tǒng)計步驟S12中64*1024的二維特征向量中每個0～1024字符的個數(shù)；

步驟S32、利用公式(3)

來計算此次事件的估值熵H，其中n_i為字符i對應的存儲在二維特征向量中的功率值數(shù)；

步驟S4的包括下列步驟：

步驟S41、將步驟S2中每次產生估值熵的方差σ計算出來，公式(4)如下：

σ＝((H1(P)-Hu(p))²+...(Hk(P)-Hu(p))²)/k(4)

其中HK(P)表示第K次計算的估值熵，Hu(p)表示所有估值的平均熵；

步驟S42、看每次在S3中計算的實際值熵是否在平均值熵的三倍置信區(qū)間內，是則表示用電量處于供電正常范圍，反之則，用電量不正常。

也可根據(jù)上述方法對智能家居終端的電壓、電流、溫度、功率因數(shù)等參數(shù)進行測量，并對測量結果進行分析，根據(jù)分析結果，進行預警信息的報告。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，如果分析結果顯示用電量不正常，則智能家居終端通過智能家居終端中設置的通信模塊向相鄰的智能家居終端發(fā)出預警信號。其中的通信模塊可以是3G通信模塊、4G通信模塊、或者智能家居互聯(lián)網中的電力線載波通信PLC單元。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，如果分析結果顯示用電量不正常，則智能家居終端通過智能家居終端中設置的通信模塊向預定的智能家居終端發(fā)出預警信號。其中的通信模塊采用智能家居互聯(lián)網中的電力線載波通信PLC單元，電力線載波通信模塊具有尋址目的智能家居終端的通信能力。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，如果分析結果顯示用電量不正常，則智能家居終端通過智能家居終端中設置的通信模塊向智能家居系統(tǒng)的監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)出預警信號。其中的通信模塊可以是3G通信模塊、4G通信模塊、或者智能家居互聯(lián)網中的電力線載波通信PLC單元，電力線載波通信模塊可以直接尋址目的智能家居終端。

熵值的計算是實用新型的核心步驟，主要理論依據(jù)在于香農在信息論中提出的信息熵的計算。

根據(jù)本實用新型的實施方式，智能家居系統(tǒng)的監(jiān)控管理系統(tǒng)可由3部分組成，即監(jiān)控中心、集中控制器和終端控制器。

監(jiān)控中心作為智能家居系統(tǒng)的控制心臟，擔負著全部智能家居終端的自動控制和管理任務。監(jiān)控中心硬件由監(jiān)控工作站、總控服務器、打印機、UPS、通信設備、以及大屏幕等組成。同時，系統(tǒng)具有網絡接口，只要接入服務器，管理工作站等，系統(tǒng)就可以很方便地組建為智能家居終端管理所形成的局域網，通過網絡實現(xiàn)智能家居終端的監(jiān)控數(shù)據(jù)和圖像信息共享。

監(jiān)控中心包括如下單元:用戶管理、角色管理、報警信息、設備管理、日志信息、統(tǒng)計分析、參數(shù)設置、任務管理、電表查詢等。

集中控制器是智能家居系統(tǒng)中電能信息采集和遠程控制的關鍵設備。通過智能家居終端互聯(lián)協(xié)議實現(xiàn)對具有RS485接口電能表的采集和通過電力線載波通信(PLC)對智能家居終端進行遠程監(jiān)控。

集中控制器包括如下功能單元:智能家居終端數(shù)據(jù)記錄、報警處理和發(fā)送。它負責控制網絡的運行，將監(jiān)控中心的命令下達給節(jié)點控制器，將控制器及線路信息反饋給監(jiān)控中心。

集中控制器主要由以下硬件部分組成:電力線載波通信模塊、處理器單元、4G/3G單元、串行通信模塊、電源單元開關量輸入檢測電路、回路輸出控制部分、RTC時鐘電路、模擬量輸入檢測電路、LCD顯示以及按鍵部分。

終端控制器是遠端用于控制智能家居部分的核心。一方面它需要控制智能家居終端的輸入控制部分，另一方面它需要接收來自監(jiān)控中心的控制指令，如打開、關閉、調整運行狀態(tài)和查詢等。例如，當終端控制器接收集中控制器的調整運行狀態(tài)命令后，將其轉化成為智能家居終端可識別的PWM信號，從而調整了智能家居終端的狀態(tài)，實現(xiàn)運行狀態(tài)的變化。

同時可以采集智能家居終端的輸出信號，進行故障判斷，當發(fā)生故障時，將此故障信息上報到集中控制器。終端控制器實現(xiàn)的主要功能有:控制智能家居終端開關、調節(jié)運行狀態(tài)、功率采集、電流采集、電壓采集、溫度采集、以及功率因數(shù)采集等。

系統(tǒng)的通信方式采用4G、3G、GPRS與電力線載波通信PLC通信相結合。監(jiān)控中心與集中控制器之間采用4G、3G、或GPRS通信，集中控制器與智能家居終端控制器的通信是PLC方式。其中電力線載波通信(PLC)技術利用智能家居終端中設置的調制解調器對信號進行調制，形成特定頻率的載波信號，然后把調制好的信號發(fā)送到現(xiàn)有的電力線上，利用現(xiàn)有的電力線網絡進行通信的技術。

監(jiān)控中心通過集中控制器向智能家居終端發(fā)送控制信息，并可以接收智能家居終端返回的狀態(tài)信息，進行分析、處理。集中控制器接收監(jiān)控中心發(fā)送的控制信息，通過電力線載波PLC傳送到智能家居終端端，并將智能家居終端端數(shù)據(jù)返回監(jiān)控中心。接收控制中心發(fā)來的控制信息，對智能家居終端進行相應的控制動作，并將智能家居終端運行的實時數(shù)據(jù)返回。

根據(jù)本實用新型的實施方式，電力線載波通信專注于使得能夠經由現(xiàn)有電力線網絡(例如，家庭和建筑物中的電力線)進行寬帶通信。連接到電力線網絡的電力線通信(PLC)設備可采用合適的電力線通信標準來與連接到電力線網絡上的其他PLC設備進行通信。連接到電力線網絡的不同類的PLC設備(例如，HomePlug設備與G.HN設備)之間的干擾在這些PLC設備同時嘗試經由電力線網絡進行通信時可被引入。一般而言，連接到電力線網絡的HomePlug設備使用由HomePlug電力線聯(lián)盟定義的標準與其他HomePlug設備交換信息。類似地，連接到電力線網絡的G.HN設備使用所定義的G.HN標準與其他G.HN設備交換信息。然而，G.HN設備不能夠與HomePlug設備通信、不能檢測HomePlug設備、不與HomePlug設備后向兼容。因此，在G.HN設備的通信期間，HomePlug設備可能嘗試發(fā)起通信。類似地，在HomePlug設備的通信期間G.HN設備可能嘗試發(fā)起通信。這會導致HomePlug設備與G.HN設備之間的干擾，損壞通信并影響電力線網絡中PLC設備的性能。

為了解決上述不兼容的問題，電力線網絡包括電力線插口104、106、和108，電力線插口104、106、和108使得電力線設備能夠連接到電力線網絡。一個或多個PLC設備可經由這些電力線插口連接到電力線網絡。例如，HomePlug設備經由電力線插口104連接到電力線網絡102，G.HN設備經由電力線插口106連接到電力線網絡，并且雙模G.HN設備經由電力線插口108連接到電力線網絡。HomePlug設備可實現(xiàn)HomePlug1.0電力線通信標準、HomePlugAV電力線通信標準、或者HomePlug電力線通信標準的其他合適版本。HomePlug設備可使用由HomePlug電力線聯(lián)盟定義的任何合適的通信標準(在包括電力線網絡102的電力線介質上)與其他HomePlug設備交換信息。G.HN設備可根據(jù)G.HN通信標準在電力線介質上與其他G.HN設備交換信息。雙模G.HN設備包括收發(fā)機、操作模式配置單元、和處理單元。處理單元包括分組生成單元和信道接入單元。分組生成單元可包括基于連接到電力線網絡的PLC設備的類(或類型)(即，是否是G.HN設備和/或HomePlug設備)來選擇恰適報頭的功能性。處理單元可進一步在所選擇的報頭中封裝要傳送的數(shù)據(jù)且可從收到分組提取/處理數(shù)據(jù)。雙模G.HN設備可被配置成使得能夠檢測HomePlug設備和與HomePlug設備后向兼容。換言之，雙模G.HN設備是能實現(xiàn)與G.HN設備和不兼容的HomePlug設備兩者通信的兼容性機制的G.HN設備。

電力線通信(PLC)設備通常根據(jù)“HomePlugAV”標準來操作，并且取決于該標準的版本，使用寬頻帶(例如，從1.8MHz到30MHz，或者最高達86MHz)進行PLC信號傳輸。然而，該PLC信號可能干擾在與該PLC設備相同的頻率范圍中操作的其他通信設備和應用(例如，射頻標識(RFID)應用)。為了在由其他通信應用使用的交疊通信頻帶中避免來自PLC信號傳輸?shù)母蓴_，PLC頻帶的某些副載波(或連貫副載波群)可被排除(或被陷波)而不傳送PLC信號。當前，PLC信號中在傳輸期間被排除的副載波可基于PLC標準(例如，HomePlugAV標準)來預定。(根據(jù)PLC標準)不允許PLC設備通信的這些預定副載波在本文被稱為“靜態(tài)陷波副載波”。例如，對于PLC信號傳輸，通常要求當前HomePlugAV1.1設備在PLC頻帶的10個副載波(“陷波副載波”或“陷波”)中將功率譜密度降低至少30dB。由于陷波副載波的頻率特性，通常在陷波副載波的任一邊緣上采用附加保護頻帶以滿足陷波要求。相應地，毗鄰于陷波副載波的一個或多個副載波(“毗鄰副載波”)可能不可供用于傳輸(例如，由于保護頻帶)，由此減少了可供用于傳輸?shù)母陛d波(例如，頻率資源)的數(shù)量并降低了PLC設備的總吞吐量。此外，對于被調度成被傳送的PLC信號，可能難以在頻域和時域中對所傳送的OFDM碼元進行定形，而同時維持保護頻帶(在頻域中)和保護區(qū)間(在時域中)、使碼間干擾(ISI)最小化、并達到陷波要求。例如，頻域中的高效陷波導致時域中的ISI。然而，采用保護區(qū)間來減少時域ISI會減少可供用于傳輸?shù)目捎脮r域資源量?，F(xiàn)有PLC設備通常采用帶交疊的時域加窗函數(shù)，其中PLC信號的每個OFDM碼元乘以針對必需陷波來優(yōu)化的加窗函數(shù)。然而，這是靜態(tài)解決方案并且可能隨著陷波要求改變(例如，隨著陷波數(shù)量和深度增加)而導致容量損失和性能降級。此外，簡單地將PLC設備配置成在靜態(tài)陷波副載波中不傳送通常是不足夠的。這是因為PLC信號的傳輸也可能導致來自毗鄰副載波的帶外輻射，其可能干擾其他通信應用。

根據(jù)本實用新型的實施方式，智能家居終端中設置的PLC設備可以是傳統(tǒng)網絡設備，其包括一個網絡接口并且僅執(zhí)行用于在電力線網絡上交換通信的功能性。PLC設備也可以是混合網絡設備的一部分，其中該混合網絡設備的至少一個網絡接口實現(xiàn)電力線通信功能性，而其他網絡接口實現(xiàn)其他合適的有線或無線通信協(xié)議(例如，以太網通信協(xié)議、無線局域網(WLAN)通信協(xié)議，諸如IEEE802.11通信協(xié)議等)。在一些實施例中，PLC設備可以是HomePlugAV設備。注意，盡管將網絡設備描繪為PLC設備，但各實施例并不被如此限制。在其他實施例中，網絡設備可實現(xiàn)其他合適類型的通信技術(例如，以太網、WLAN等)。PLC設備包括自適應濾波器組、濾波器適配單元、以及通信介質感測單元。自適應濾波器組包括N個濾波器元件1、2…8。通信介質感測單元耦合至濾波器適配單元，該濾波器適配單元進而耦合至自適應濾波器組。濾波器適配單元包括性能分析單元、系數(shù)確定單元、以及自適應濾波器頻帶控制器。具體地，在一個實施例中，濾波器適配單元(例如，性能分析單元)可從通信介質感測單元接收與一個或多個副載波相關聯(lián)的性能測量并且可分析接收到的性能測量以確定是否使PLC頻帶的一個或多個副載波陷波。系數(shù)確定單元可至少部分地基于接收到的性能測量來確定一個或多個濾波器元件的濾波器系數(shù)。自適應濾波器頻帶控制器可提供控制信號18、20…22以分別控制/更新濾波器元件1、2…8的濾波器系數(shù)(并相應地控制/更新濾波器特性)。自適應濾波器組接收輸入PLC信號并生成輸出經濾波PLC信號以供后續(xù)處理和傳輸。注意，在一些實施例中，自適應濾波器組可在合適的預處理操作(例如，預放大等)之后接收輸入PLC信號。此外，輸出PLC信號在電力線網絡上傳送之前可被進一步處理(例如，后放大、調制、數(shù)模轉換等)。如以下將進一步描述的，自適應濾波器組、濾波器適配單元、和通信介質感測單元可協(xié)同操作以適配于由PLC設備檢測到的化的狀況/性能，從而達成PLC頻帶中的高效陷波。

PLC通信模塊包括自適應濾波器組、濾波器適配單元、以及通信介質感測單元。濾波器適配單元包括性能分析單元、系數(shù)確定單元、以及自適應濾波器頻帶控制器。通信介質感測單元可確定與PLC頻帶中的副載波相關聯(lián)的性能測量?；谶@些性能測量，性能分析單元可確定電子設備的傳輸是否將干擾在交疊通信頻帶上操作的另一通信設備(并影響其性能)。濾波器適配單元(例如，性能分析單元)可標識其上電子設備的傳輸將干擾其他通信設備的一個或多個副載波群并且可確定要動態(tài)地使所標識的一個或多個副載波群陷波。相應地，濾波器適配單元(例如，自適應濾波器頻帶控制器)可啟用/激活自適應濾波器組中被配置成使該一個或多個所標識副載波群陷波的濾波器元件。此外，基于(毗鄰于陷波副載波群的)毗鄰副載波的性能測量以及電子設備在PLC頻帶中的總體性能，濾波器適配單元(例如，系數(shù)計算單元)還可改變被啟用的濾波器元件的濾波器系數(shù)，以針對毗鄰副載波的性能和電子設備的總體性能來優(yōu)化(毗鄰副載波中的)保護頻帶的寬度。

根據(jù)本實用新型的實施方式，相互連接的任意兩個智能家居終端中的PLC通信設備之間可以直接互相通信。首先，確定發(fā)送方PLC設備與接收方PLC設備之間的每個通信信道的性能測量。例如，(發(fā)送方PLC設備的)信道性能估計單元可以確定發(fā)送方PLC設備與接收方PLC設備之間的每個通信信道的性能測量。發(fā)送方PLC設備和接收方PLC設備之間的每一個通信信道可以是發(fā)送方PLC設備的網絡耦合和接收方PLC設備的網絡耦合的組合。在一個實施例中，在發(fā)送方PLC設備和接收方PLC設備之間可以有四個通信信道：1)由LN網絡耦合1和LN網絡耦合2的組合形成的信道，2)由LN網絡耦合2和LG網絡耦合8的組合形成的信道，3)由LG網絡耦合4和LN網絡耦合6的組合形成的信道，以及4)由LG網絡耦合4和LG網絡耦合8的組合形成的信道。性能測量可以包括信噪比(SNR)、信號強度、信號與干擾和噪聲比(SINR)、衰減水平、和/或其他合適的性能測量。

發(fā)送方PLC設備可以確定是否要向接收方PLC設備傳送耦合切換通知。為此，發(fā)送方PLC設備可以確定用主接收機耦合形成的通信信道的性能測量是否在(用替換接收機耦合形成的)優(yōu)選通信信道的性能測量的預定閾值內。例如，除了優(yōu)選通信信道之外，發(fā)送方PLC設備還可以標識用接收方PLC設備的主接收機耦合和發(fā)送方PLC設備的任何網絡耦合形成的最佳性能通信信道。發(fā)送方PLC設備可以將(用替換接收機耦合形成的)優(yōu)選通信信道的性能測量與用主接收機耦合形成的最佳性能通信信道的性能測量進行比較。例如，如果在優(yōu)選通信信道上達成的SNR(或吞吐量)在用主接收機耦合形成的最佳性能通信信道的SNR(或吞吐量)的預定閾值或預定百分比(例如，5％)內，則發(fā)送方PLC設備可以確定不傳送耦合切換通知。取而代之的是，發(fā)送方PLC設備可以通過提示接收方PLC設備切換至替換接收機耦合來推斷未達成顯著的性能增益并且可以向接收方PLC設備的主接收機耦合傳送通信。

根據(jù)本實用新型的實施方式，智能家居終端中的通信模塊為PLC設備。PLC設備可從主機設備(例如，計算機、膝上型計算機等)、或者從耦合至遠程PLC設備的網絡設備接收輸入。例如，至該PLC設備的輸入可以經由同軸電纜以太網(EoC)、電力線載波(BPL)等。該PLC設備中的通信模塊包括分組處理單元和耦合單元。該PLC設備可基于一種或多種PLC規(guī)范(例如，HomePlugAV、HomePlugAV2、HomePlugGreenPHY等)。分組處理單元和耦合單元允許PLC設備實現(xiàn)電力線通信技術并且各實例中的每個實例可執(zhí)行標準自立PLC設備的操作。耦合單元跟蹤該多個實例、與這多個實例中的每個實例相關聯(lián)的通信網絡、以及相應各個通信網絡中的PLC設備。例如，對于各通信網絡中的每個通信網絡，耦合單元廣播具有相應通信網絡的網絡標識符的發(fā)現(xiàn)信標(例如，發(fā)現(xiàn)消息)。網絡ID是通信網絡的唯一性標識符。在一些實現(xiàn)中，網絡ID可以基于與通信網絡相關聯(lián)的NMK。例如，網絡ID可以基于與通信網絡相關聯(lián)的NMK以及還基于該通信網絡的安全性級別信息。在一個特定的非限定性示例中，網絡ID可以是52位NMK與2位安全性級別指示符的組合或級聯(lián)。一旦接收到對通信網絡的發(fā)現(xiàn)信標作出的響應(例如，響應消息)，耦合單元就確定相應通信網絡中的PLC設備。在一種實現(xiàn)中，耦合單元使用實例ID(例如，媒體接入控制(MAC)地址、或不同于終端裝備標識符的實例ID號等)來跟蹤該多個實例。該多個實例中的每個實例被相應通信網絡中除該PLC設備以外的其他PLC設備藉由終端裝備標識符來識別。耦合單元還維護映射表(例如，實例ID到網絡ID映射表)來確定與各實例中的每個實例相關聯(lián)的通信網絡。在一些實現(xiàn)中，耦合單元可利用不同的數(shù)據(jù)結構(例如，關系數(shù)據(jù)庫、電子數(shù)據(jù)表等)來維護關于與各實例相關聯(lián)的通信網絡的信息。PLC處理單元使用恰適的實例來執(zhí)行用于處理電力線通信的操作。例如，PLC處理單元使用恰適的網絡ID(對應于實例ID)來構造電力線數(shù)據(jù)幀以供向目的地PLC設備傳送網絡分組。類似地，一旦接收到電力線數(shù)據(jù)幀，PLC處理單元就確定恰適的實例以用于處理該電力線數(shù)據(jù)幀。耦合單元和PLC處理單元可包括用于實現(xiàn)電力線通信技術的一個或多個組件以及程序指令。PLC設備所能實現(xiàn)的實例數(shù)目取決于其能力(例如，處理速度、電力線幀轉換、硬件和軟件能力等)。

PLC處理單元基于目的智能家居終端設備的地址來確定該目的智能家居終端設備的通信網絡。PLC處理單元可與耦合單元交互以接收關于目的智能家居終端設備的通信網絡的信息。在一些實現(xiàn)中，PLC處理單元可根據(jù)PLC設備的網絡信息表來確定與目的智能家居終端設備相關聯(lián)的網絡ID。例如，PLC處理單元可確定與關聯(lián)于目的智能家居終端設備的地址的網絡信息表相關聯(lián)的網絡ID。PLC設備可促成連接至該PLC設備的智能家居終端設備與連接至通信網絡中的PLC設備的一個或多個智能家居終端設備之間、以及該智能家居終端設備與連接至通信網絡中的PLC設備的一個或多個智能家居終端設備之間的同時通信。

根據(jù)本實用新型的實施方式，PLC單元可以是可與網絡設備(例如，電力線通信設備)對接的單獨插件單元。網絡設備包括物理連接單元、模擬前端單元和RX帶通濾波器。PLC單元包括變壓器耦合單元、零線、火線和地線。在一實現(xiàn)中，變壓器耦合單元包括PLC分集耦合單元，PLC分集耦合單元包括單變壓器耦合單元。在另一實現(xiàn)中，變壓器耦合單元包括PLC分集耦合單元中的雙變壓器耦合單元。出于簡化的目的，PLC分集耦合單元并未包括所有組件(例如，電容器、電阻器等)并且未描繪高壓和低壓繞組。PLC分集耦合單元中的變壓器耦合單元接收要從模擬前端單元發(fā)送的通信信號并且將該通信信號耦合至火線/零線信道和火線/地線信道。變壓器耦合單元將在火線/零線信道和火線/地線信道上接收的通信信號耦合至RX帶通濾波器。

根據(jù)本實用新型的實施方式，一旦接收到來自PLC設備(例如，HomePlug設備、G.HN設備、雙模G.HN設備等)的PLC分組，雙模G.HN設備就可取決于傳送該PLC分組的PLC設備來處理所接收到的PLC分組。雙模G.HN設備的處理單元可實現(xiàn)各種技術來處理所接收到的PLC分組。在一個實現(xiàn)中，基于電力線網絡是否包括混合環(huán)境(例如，基于電力線網絡是否包括HomePlug設備和G.HN設備兩者)，處理單元可確定如何處理所接收到的PLC分組。在另一個實現(xiàn)中，處理單元可基于接收到PLC分組的時間區(qū)間來確定如何處理所接收到的PLC分組。例如，如果處理單元確定PLC分組是在混合通信時間期間接收到的，則處理單元可確定所接收到的PLC分組很可能包括兼容性分組報頭中的一者。在另一個實現(xiàn)中，處理單元可包括分析所接收到的PLC分組的報頭和動態(tài)確定如何處理所接收到的PLC分組的功能性。例如，處理單元可基于對所接收到的PLC分組的報頭的分析來確定G.HN設備使用G.HN分組報頭傳送了該PLC分組。因此，處理單元可根據(jù)G.HN處理技術來處理PLC分組。此外，注意到在一些實現(xiàn)中，操作模式配置單元可分析所接收到的PLC分組以確定傳送方電力線設備是G.HN設備還是HomePlug設備。如果確定HomePlug設備傳送了該PLC分組，則操作模式配置單元可指導處理單元的HomePlug處理單元處理所接收到的PLC分組。替換地，如果確定G.HN設備傳送了該PLC分組，則操作模式配置單元可指導處理單元的G.HN處理單元處理所接收到的PLC分組。

根據(jù)本實用新型的實施方式，基于云計算的智能家居系統(tǒng)包括：服務器、主通信節(jié)點、傳感器與控制節(jié)點等組成；傳感器包括溫濕度傳感器和光傳感器等，用于室內環(huán)境監(jiān)測；控制節(jié)點的控制對象主要由音視頻設備、照明系統(tǒng)、窗簾、空調、冰箱、電飯煲、監(jiān)控設備、報警器等組成。主通信節(jié)點與控制節(jié)點之間通過無線網絡或PLC通信模塊連接；為了保證智能家居物聯(lián)網的安全性實現(xiàn)，要求網絡中各節(jié)點通過密鑰認證入網，并通過SM4密碼算法以加密方式發(fā)送控制指令，當系統(tǒng)出現(xiàn)非法節(jié)點或異常狀況時，報警節(jié)點將實時做出報警反應。

智能家居互聯(lián)網的安全，需要建立相應的安全框架實現(xiàn)數(shù)據(jù)保密、訪問控制、客戶端隱私保護等功能以抵抗復雜攻擊。是針對智能家居互聯(lián)網安全目標，設計專用的安全算法和機制，保證智能家居互聯(lián)網能夠抵御惡意攻擊，保障家居網絡運行的安全性和穩(wěn)定性。

根據(jù)本實用新型的實施方式，智能家居互聯(lián)網屬于特定應用背景的傳感網絡，只有通過授權的安全智能家居節(jié)點才被允許加入網絡，安全智能家居節(jié)點入網前的安全認證是確保整個系統(tǒng)安全的第一步，其關鍵在于安全智能家居節(jié)點身份的安全性驗證。根據(jù)安全智能家居節(jié)點物理地址具有唯一性的特點，首先在服務器中存儲經過密鑰Kn加密的物理地址。安全智能家居節(jié)點在入網請求時，系統(tǒng)自動對安全智能家居節(jié)點物理地址進行分析，并驗證節(jié)點發(fā)送的密鑰。

根據(jù)本實用新型的實施方式，提出一種智能家居系統(tǒng)的控制器,為每一個智能家居終端設置運行參數(shù)。監(jiān)控中心自動執(zhí)行群控開關,也可全天候控制任一智能終端執(zhí)行開關,可隨意設置半夜運行模式(省電模式),可對一年中的各類節(jié)假日進行開關運行設置。

每個智能終端的電壓、電流、電度數(shù)、功率因數(shù)和功率等參數(shù)通過無線信道發(fā)送回監(jiān)控中心,監(jiān)控中心主機對這些數(shù)據(jù)加以分析、處理后,以直觀的圖形或表格形式提供給主人,為決策提供準確的依據(jù)。

位于智能家居終端管理中心的電腦，可作為管理中心與智能家居各個終端通過智能家居互聯(lián)網組成網絡系統(tǒng),形成一個控制、統(tǒng)計、查詢、決策系統(tǒng)。必要時可以由主人直接通過自己的手機對智能終端進行控制和查詢。

當智能終端處出現(xiàn)停電、交流接觸器損毀甚至電纜被盜等故障時,均在監(jiān)控中心或主人手機上實時發(fā)出聲光告警信號,并在顯示器上顯示故障位置(某智能家居終端的某一支線)、故障的狀況與類型,如情況緊急還可直接撥通主人的手機，提供語音報警。管理人員根據(jù)對運行狀態(tài)的統(tǒng)計分析,及時診斷故障的地點及類型,并可對可能發(fā)生故障的狀態(tài)進行預測。

監(jiān)控中心的顯示器選用大屏幕顯示器,除了操作界面與測控參數(shù)外,還可以現(xiàn)場模擬顯示全部智能家居終端狀況以及各智能終端處的測控參數(shù)與狀態(tài),可局部放大顯示。

智能家居終端設計有備用電池,以確保交流供電中斷后,系統(tǒng)仍能正常運行,智能家居終端的數(shù)據(jù)保存在EEPROM中,永不丟失,24小時內保障同監(jiān)控中心的通訊。監(jiān)控中心配備UPS不間斷電源,保證主機的正常運行和與智能家居終端的通訊聯(lián)系。

監(jiān)控中心可以設定自己的系統(tǒng)命令密碼,在本系統(tǒng)中,只有符合密碼的命令被接收執(zhí)行,不符合密碼的命令一律拋棄。這樣可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,以防被其他無關人員的干擾。

根據(jù)本實用新型的一個方面，智能家居終端以微處理器為核心,采用微信號處理技術,通過傳感器進行全隔離采樣,完成現(xiàn)場電流、電壓及功率、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)的采集；并根據(jù)控制中心調度端的命令,完成數(shù)據(jù)的傳送和對各路智能家居終端的控制；當現(xiàn)場發(fā)生故障時可以一邊發(fā)出本地聲光告警,一邊把告警信息傳送到監(jiān)控中心,保證系統(tǒng)安全正常運行；當與調度端通信中斷時,可根據(jù)存儲的開關時間和運行狀態(tài)自動獨立運行,絕對保證智能家居終端運行的可靠性。

通過智能家居終端的控制，依次完成如下步驟:

①與控制系統(tǒng)同時控制所有智能家居終端的開關；

②給所有智能家居終端校時或設置開關時間；

③接收所有智能家居終端發(fā)來的自動運行信息；

④在手機上進行操作,顯示當前所有智能家居終端的狀態(tài):開、關、運行或故障；

⑤接收并顯示所有智能家居終端發(fā)來的告警信息,如非法開關、非法入侵、電纜故障、停電等；

⑥顯示某個智能家居終端的狀態(tài)信息:電壓、電流和用電度數(shù)等；

根據(jù)本實用新型的實施方式，智能家居系統(tǒng)控制中心通過智能家居互聯(lián)網與智能家居終端控制器通信。智能家居系統(tǒng)控制中心是整個網絡的核心，實現(xiàn)以下功能：①根據(jù)需要采集的信息，發(fā)送相應的控制指令，啟動智能家居終端上相應的傳感器并使其進入工作狀態(tài)；②控制中心接收位于智能家居互聯(lián)網末梢的智能家居終端上各種傳感器上傳的各類數(shù)據(jù)，實時顯示整個網絡的運行和監(jiān)控情況；③控制中心將接收到的各項數(shù)據(jù)進行綜合分析，得出智能家居終端、安防控制等的最佳方案，并將控制指令發(fā)送至智能家居終端或者主人的手機。

智能家居終端與智能家居系統(tǒng)控制中心之間可采用電力載波通信(PLC)技術，從而最大程度地精簡組網方案。在智能家居終端上添加PLC通信模塊，并利用智能家居終端供電網絡，即可實現(xiàn)對現(xiàn)有電力線網絡的最大利用，而不需要另外鋪設網絡線路。

智能家居終端控制器由調制解調器、以太網接口電路以及PLC通信模塊組成，作為網絡中的重要節(jié)點，其功能主要是進行數(shù)據(jù)的轉發(fā)，使得通過電力線網絡接受的數(shù)據(jù)經過智能家居互聯(lián)網傳送到控制中心，同時還負責將控制中心傳輸?shù)目刂菩盘栟D發(fā)至智能家居終端控制器。

當電力線有電波信號發(fā)送過來時，PLC通信模塊接受該信號，并進行相應處理，轉換為數(shù)字信號，然后通過MII接口，將信號發(fā)送至智能家居互聯(lián)網接口電路。智能家居互聯(lián)網接口電路可以將PLC通信模塊傳遞的信號轉換為在智能家居互聯(lián)網上通信的信號，這樣調制解調器則可以識別該信號，最后調制解調器將信號發(fā)送到智能家居互聯(lián)網，從而智能家居終端控制器與控制中心實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交換。組網方式還可以使用包括3G、4G在內的其他無線通信方式?；谥袊F(xiàn)有的3G、4G無線通信網絡，可以組建更加靈活的覆蓋整個城市的智慧城市智能家居系統(tǒng)。

本實用新型中的智能家居終端包括但不限于：電視、空調、冰箱、門、網關、音視頻設備、照明系統(tǒng)、窗簾、電飯煲、監(jiān)控設備、報警器等。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。