一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及智能家居系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力線載波是使用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將信號進行傳輸?shù)募夹g(shù)，它將電力線和信號線合二為一，無需重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，具有信息傳輸可靠穩(wěn)定，路由合理、可同時復(fù)用信號等優(yōu)點。智能家居系統(tǒng)是利用先進的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、電力自動化技術(shù)、無線電技術(shù)等，將與居家生活有關(guān)的各種設(shè)備有機地結(jié)合在一起，通過網(wǎng)絡(luò)化綜合管理，讓居家生活更輕松。
[0003]目前大多數(shù)智能家居系統(tǒng)都采用綜合布線方式，范圍通常比較小，而在家庭中電力線布局于每個角落，許多信息終端、家電設(shè)備直接使用交流電作為電源。由于家電的信息量小，過零點傳輸，把電力載波通信引入到智能家居應(yīng)用中，利用現(xiàn)有的電力線進行組網(wǎng)，將多種通信方式有機結(jié)合，可在不破壞原有的控制回路的情況下，保持原來的家用電器控制方式不變，人們原來使用和維護電器的習(xí)慣都不受影響，可節(jié)約財力物力和人力，同時穩(wěn)定可靠，易于實現(xiàn)和擴展，家電只要在內(nèi)部配備電力線載波通信芯片，便可實現(xiàn)對原有家電的改造。電力載波技術(shù)在家居智能化應(yīng)用方面有著廣泛的應(yīng)用前景。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)，能夠利用CorteXM4處理器設(shè)計開發(fā)協(xié)調(diào)器、利用PL3105芯片設(shè)計開發(fā)節(jié)點，協(xié)調(diào)器利用電力載波通信連接各個需要控制的節(jié)點，如燈光控制、電視機的紅外線控制、窗簾控制、狀態(tài)檢測等，協(xié)調(diào)器利用Wifi通信模塊與路由器連接或直接與移動設(shè)備終端連接，接收來至移動設(shè)備終端的命令，達到控制家用電器目的，實現(xiàn)家用電器的網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是:提供一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)，包括:協(xié)調(diào)器、節(jié)點控制器、移動設(shè)備終端、自適應(yīng)控制模塊和電源電路模塊；所述移動設(shè)備終端通過無線網(wǎng)絡(luò)連接所述協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器接收移動設(shè)備終端的數(shù)據(jù)；所述協(xié)調(diào)器連接所述節(jié)點控制器；所述節(jié)點控制器與各個節(jié)點連接；所述電源電路模塊給所述協(xié)調(diào)器和節(jié)點控制器提供電源。
[0006]優(yōu)選的是，所述協(xié)調(diào)器包括CorteXM4處理器、Wifi通信模塊和電力載波模塊；所述電力載波模塊包括PL3105芯片、功率放大電路、濾波電路、耦合電路和電力線；所述移動設(shè)備終端通過Wifi通信模塊傳輸數(shù)據(jù)給CortexM4處理器；所述PL3105芯片將數(shù)據(jù)進行編碼擴頻調(diào)制后輸出載波，載波經(jīng)過功率放大電路放大，耦合電路將載波耦合到電力線上；所述耦合電路從所述電路線提取信號，經(jīng)過濾波電路去除干擾后通過放大電路送入所述PL3105芯片進行解調(diào)、解擴、解碼。
[0007]優(yōu)選的是，所述節(jié)點控制器包括載波模塊、輸入模塊和輸出模塊，所述輸出模塊包括繼電器輸出單元、可控硅輸出單元和紅外光輸出單元；所述可控硅輸出單元包括過零檢測電路和調(diào)光電路；所述紅外光輸出單元設(shè)有脈沖紅外線通斷檢測器。
[0008]優(yōu)選的是，所述脈沖紅外線通斷檢測器包括矩形脈沖發(fā)生器、檢測放大電路和整流平滑電路。
[0009]優(yōu)選的是，所述自適應(yīng)控制模塊包括多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、I/O端口和中央處理器。
[0010]優(yōu)選的是，所述電源電路模塊采用雙層屏蔽的電源變壓器。
[0011]本實用新型的有益效果是:本實用新型利用CorteXM4處理器設(shè)計開發(fā)協(xié)調(diào)器、利用PL3105芯片設(shè)計開發(fā)節(jié)點，協(xié)調(diào)器利用電力載波通信連接各個需要控制的節(jié)點，如燈光控制、電視機的紅外線控制、窗簾控制、狀態(tài)檢測等，協(xié)調(diào)器利用無線通信模塊與路由器連接或直接與移動設(shè)備終端連接，接收來至移動設(shè)備終端的命令，達到控制家用電器目的，實現(xiàn)家用電器的網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)的構(gòu)架示意圖；
[0013]圖2是所示一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)的電力載波模塊的構(gòu)架示意圖；
[0014]圖3是所示一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)的可控硅輸出單元的電路圖；
[0015]圖4是所示一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)的過零檢測電路圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0017]請參閱圖1至圖4，本實用新型實施例包括:
[0018]一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)，包括:協(xié)調(diào)器、節(jié)點控制器、移動設(shè)備終端、自適應(yīng)控制模塊和電源電路模塊；所述移動設(shè)備終端通過無線網(wǎng)絡(luò)連接所述協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器接收移動設(shè)備終端的數(shù)據(jù)；所述協(xié)調(diào)器連接所述節(jié)點控制器；所述節(jié)點控制器與各個節(jié)點連接；所述電源電路模塊采用雙層屏蔽的電源變壓器給所述協(xié)調(diào)器和節(jié)點控制器提供電源。所述協(xié)調(diào)器包括CortexM4處理器、Wifi通信模塊和電力載波模塊；所述電力載波模塊包括PL3105芯片、功率放大電路、濾波電路、耦合電路和電力線；所述移動設(shè)備終端通過Wifi通信模塊傳輸數(shù)據(jù)給CortexM4處理器；所述PL3105芯片將數(shù)據(jù)進行編碼擴頻調(diào)制后輸出載波，載波經(jīng)過功率放大電路放大，耦合電路將載波耦合到電力線上；所述耦合電路從所述電路線提取信號，經(jīng)過濾波電路去除干擾后通過放大電路送入所述PL3105芯片進行解調(diào)、解擴、解碼。所述節(jié)點控制器包括載波模塊、輸入模塊和輸出模塊，所述輸出模塊包括繼電器輸出單兀、可控娃輸出單兀和紅外光輸出單兀；所述繼電器輸出單兀用于控制燈、插座、窗簾等；所述可控硅輸出單元包括過零檢測電路和調(diào)光電路，用于控制調(diào)光的燈、調(diào)速的風(fēng)扇，過零檢測電路采用中斷實現(xiàn)的，過零檢測不用A/D轉(zhuǎn)換，從而來控制調(diào)光電路中可控硅導(dǎo)通角大小來實現(xiàn)調(diào)光；在從PL3105收到對燈光控制命令后，從PL3105的A /D采樣口對電壓互感器輸出值進行采樣，進而判斷電壓過零點，從而實現(xiàn)燈光亮度的調(diào)節(jié)。所述紅外光輸出單元設(shè)有脈沖紅外線通斷檢測器。所述脈沖紅外線通斷檢測器包括矩形脈沖發(fā)生器、檢測放大電路和整流平滑電路，用于控制受紅外控制的家用電器。所述自適應(yīng)控制模塊包括多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、I/O端口和中央處理器。
[0019]PL3105芯片內(nèi)嵌與8051兼容微處理器，數(shù)據(jù)處理能力強，內(nèi)置直序擴頻DPSK調(diào)制解調(diào)單元，抗干擾能力強，靈敏度高；它內(nèi)部集成了 2路16位的A /D、LED/LCD顯示控制2模塊、3個定時器、2個多功能串口，內(nèi)置了 16K字節(jié)的EPROM程序存儲器，IK字節(jié)的SRAM，其中的256字節(jié)SRAM在主電源掉電的情況下可由備用電池繼續(xù)供電維持，這樣確保運行時系統(tǒng)的可靠性。由于上述這種大規(guī)模的系統(tǒng)集成，使得應(yīng)用PL3105設(shè)計的新系統(tǒng)具有低成本，低功耗，多功能，高可靠性，該芯片在電力線載波通信方面具有很大的優(yōu)勢。由于電力線載波通信所需的直序擴頻調(diào)制電路已經(jīng)在PL3105芯片內(nèi)集成化，當(dāng)數(shù)據(jù)處于發(fā)送狀態(tài)時，PL3105將待傳數(shù)據(jù)進行編碼擴頻調(diào)制等一系列處理后，將中心頻率為120kHz的擴頻載波輸出，經(jīng)功率放大器放大后，由耦合電路將載波耦合到電力線上；接收數(shù)據(jù)時，耦合電路從電力線上提取信號，經(jīng)帶通濾波器濾去干擾與噪聲，通過前級放大電路放大后，送入PL3105芯片進行解調(diào)、解擴、解碼。
[0020]本實用新型利用Cortex M4處理器設(shè)計開發(fā)協(xié)調(diào)器、利用電力載波芯片PL3105設(shè)計開發(fā)節(jié)點，協(xié)調(diào)器利用電力載波通信連接各個需要控制的節(jié)點，如燈光控制、電視機的紅外線控制、窗簾控制、狀態(tài)檢測等，協(xié)調(diào)器與多個節(jié)點控制器間沒有無線通信，沒有射頻輻射及干擾，不要專門架設(shè)通信線，減少了布線；協(xié)調(diào)器利用無線網(wǎng)絡(luò)與路由器連接或直接與移動設(shè)備連接，接收來至移動設(shè)備的命令，達到控制家用電器目的，實現(xiàn)家用電器的網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。
[0021]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)，其特征在于，包括:協(xié)調(diào)器、節(jié)點控制器、移動設(shè)備終端、自適應(yīng)控制模塊和電源電路模塊；所述移動設(shè)備終端通過無線網(wǎng)絡(luò)連接所述協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器接收移動設(shè)備終端的數(shù)據(jù)；所述協(xié)調(diào)器連接所述節(jié)點控制器；所述節(jié)點控制器與各個節(jié)點連接；所述電源電路模塊給所述協(xié)調(diào)器和節(jié)點控制器提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)，其特征在于:所述協(xié)調(diào)器包括CortexM4處理器、Wifi通信模塊和電力載波模塊；所述電力載波模塊包括PL3105芯片、功率放大電路、濾波電路、耦合電路和電力線；所述移動設(shè)備終端通過Wifi通信模塊傳輸數(shù)據(jù)給CortexM4處理器；所述PL3105芯片將數(shù)據(jù)進行編碼擴頻調(diào)制后輸出載波，載波經(jīng)過功率放大電路放大，耦合電路將載波耦合到電力線上；所述耦合電路從所述電路線提取信號，經(jīng)過濾波電路去除干擾后通過放大電路送入所述PL3105芯片進行解調(diào)、解擴、解碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)，其特征在于:所述節(jié)點控制器包括載波模塊、輸入模塊和輸出模塊，所述輸出模塊包括繼電器輸出單兀、可控娃輸出單元和紅外光輸出單元；所述可控硅輸出單元包括過零檢測電路和調(diào)光電路；所述紅外光輸出單元設(shè)有脈沖紅外線通斷檢測器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)，其特征在于:所述脈沖紅外線通斷檢測器包括矩形脈沖發(fā)生器、檢測放大電路和整流平滑電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)，其特征在于:所述自適應(yīng)控制模塊包括多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、I/O端口和中央處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)，其特征在于:所述電源電路模塊采用雙層屏蔽的電源變壓器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于電力載波的智能家居系統(tǒng)，包括：協(xié)調(diào)器、節(jié)點控制器、移動設(shè)備終端、自適應(yīng)控制模塊和電源電路模塊；移動設(shè)備終端通過無線網(wǎng)絡(luò)連接所述協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器接收移動設(shè)備終端的數(shù)據(jù)；協(xié)調(diào)器連接節(jié)點控制器；節(jié)點控制器與各個節(jié)點連接；電源電路模塊給協(xié)調(diào)器和節(jié)點控制器提供電源。通過上述方式，本實用新型能夠利用CortexM4處理器設(shè)計開發(fā)協(xié)調(diào)器、利用PL3105芯片設(shè)計開發(fā)節(jié)點，協(xié)調(diào)器利用電力載波通信連接各個需要控制的節(jié)點，如燈光控制、電視機的紅外線控制、窗簾控制、狀態(tài)檢測等，協(xié)調(diào)器利用Wifi通信模塊與路由器連接或直接與移動設(shè)備終端連接，接收來至移動設(shè)備終端的命令，達到控制家用電器目的，實現(xiàn)家用電器的網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。
【IPC分類】H04L12-28, H04B3-54
【公開號】CN204334607
【申請?zhí)枴緾N201420838146
【發(fā)明人】牛麗, 于秀玉, 項文文, 宋光大, 魏冠南
【申請人】蘇州市職業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月26日