[發明專利]一種區域總線供電與本地無線供電相結合的智能家居系統

有效

• 申請號: 201310740028.4
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103731327A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 吳建德
• 申請（專利權）人: 浙江天工智能電子有限公司
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L12/10
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 朱瑩瑩

1.一種區域總線供電與本地無線供電相結合的家居智能化系統，包括總線供電主機、總線節點和無線接入模塊，總線供電主機通過一對總線向總線節點供電，同時通過該總線與總線節點通信；總線節點通過無線電磁感應方式向無線接入模塊供應電能，并進行無線數據通信。

2.根據權利要求1所述的家居智能化系統，其特征在于：總線供電主機與總線節點間的總線的通信方法采用直流電源線載波通信方式，或者采用電源與通信信號分時復用的方法。

3.根據權利要求1或2所述的家居智能化系統，其特征在于：總線供電主機與無線接入模塊之間實現數據透明傳輸。

4.根據權利要求1所述的家居智能化系統，其特征在于：每個系統有一個總線供電主機，至少一個總線節點，總線節點之間并聯連接在總線供電主機上。

5.根據權利要求4所述的家居智能化系統，其特征在于：無線接入模塊設置在總線節點0-10cm處，當無線接入模塊不使用或者不設置無線接入模塊時，總線節點內部的無線發射電路關閉。

6.根據權利要求4或5所述的家居智能化系統，其特征在于：總線節點埋在墻面內部或放置在柜子內。

7.根據權利要求1所述的家居智能化系統，其特征在于：每個無線接入模塊具有各自的地址，地址設置采用撥碼開關或者生產時直接在無線接入模塊程序內部編號；無線接入模塊通過總線供電主機的軟件設置接入。

8.根據權利要求1或2或7所述的家居智能化系統，其特征在于：每個無線接入模塊為功能單元模塊：安防模塊、開關控制模塊、燈光控制模塊、紅外遙控模塊或窗簾控制模塊。

9.根據權利要求8所述的家居智能化系統，其特征在于：安防模塊外接各種探測器或緊急按扭，其中探測器為紅外入侵探測器、門磁開關、煤氣探測器或煙霧探測器；開關控制模塊用來控制電燈、空調、風扇、電飯煲、熱水器等電源的開和關；燈光控制模塊用來調節燈光強度；紅外遙控模塊通過學習記錄遙控器的編碼，實現空調、電視、家庭影院的遙控功能；窗簾控制模塊實現對電動窗簾的控制。

10.根據權利要求1所述的家居智能化系統，其特征在于：

所述總線供電主機包括第一控制器MCU1，和分別和第一控制器MCU1連接的網絡接口、操作鍵盤與顯示、總線供電/通信電路組成；其中，第一控制器MCU1控制總線供電主機的數據傳輸；網絡接口可與外部通信；操作鍵盤與顯示部分提供系統與外部的人機界面，可進行第一控制器的系統參數的設置和控制；總線供電/通信電路由驅動電路DR1、三極管Q1、Q2、電阻R1、比較器U1組成；其中第一驅動電路DR1的輸入與第一控制器MCU1的一個輸出口相連，第一驅動電路DR1輸出互補的控制信號控制PMOS管Q1和NMOS管Q2；當MOS管Q1導通、Q2關斷時總線向外供電，MOS管Q2導通、Q1關斷時總線進行數據通信；電阻R1的一端與Q1的漏極相連，另一端與Q2的源極相連；

所述總線節點包括第二控制器MCU2，和分別和第二控制器MCU2連接的總線供電/通信接口電路、無線供電電路1、無線通信電路1；其中，第二控制器MCU2控制總線節點的供電及數據的傳輸；總線供電/通信接口電路由第二驅動電路DR2、三極管Q3、二極管D1以及濾波網絡C1、L1、C2組成；無線供電電路1由第三驅動電路DR3、MOS管Q4、Q5、諧振電容C3、諧振電感L2和無線電能傳輸管理芯片MG1組成，諧振電容C3、諧振電感L2組成諧振槽，向無線接入模塊提供能量；無線通信電路1包括無線通信芯片CM1和天線T'1；其中總線供電/通信接口電路的一個輸入端與系統地相連，另一個輸入端與三極管Q3的集電極以及二極管D1的陰極相連，三極管Q3的發射極與二極管D1的陽極相連；第二驅動電路DR2的輸入端與第二控制器MCU2的一個輸出口相連，第二驅動電路DR2的輸出信號與三極管Q3的基極相連；C1、L1、C2構成CLC濾波網絡，在C2上得到一個穩定電壓，為系統提供電源；無線供電電路部分通過第二控制器MCU2控制無線電能管理芯片MG1，無線電能管理芯片MG1輸出控制信號控制第三驅動電路DR3，第三驅動芯片DR3輸出互補信號控制MOS管Q4和MOS管Q5，Q4的漏極與Q5的源極相聯，構成一個D類放大器；該電路的輸出驅動C3、L2構成的諧振電路；

所述無線接入模塊包括由第三控制器MCU3，和分別和第三控制器MCU3連接的無線供電電路2、無線通信電路2、撥碼開關和控制電路；其中控制電路根據模塊功能不同，采用不同的電路；無線供電電路2包括諧振電感L3、諧振電容C4、C5，諧振電感L3和諧振電容C4、C5構成諧振槽，從總線節點接收能量；無線通信電路2包括無線通信芯片CM2和天線T2；其中無線供電電路的L3和C4構成串聯諧振電路，經無線電能接收芯片SG1后輸出穩定電能為系統提供電源；

Q1導通、Q2關閉時電路向外供電；Q1關斷、Q2導通時，總線出現低電平，MCU1通過發出不同低電平寬度的脈沖表示“0”和“1”；總線供電主機Q1關斷、Q2導通時，總線節點的Q3開通，可以調節總線主機輸出的低電平寬度，以此表示從機向主機發送的數據；

總線節點的C3、L2構成諧振槽的諧振頻率與無線接入模塊的L3、C4、C5構成諧振槽的諧振頻率接近，總線節點向無線接入模塊提供電能；總線節點與無線接入模塊通過無線通信芯片CM1、天線T'1和無線通信芯片CM2、天線T'2進行數據通信。