[發明專利]一種基于電力載波的網關與智能家電終端及其實現方法

在審

• 申請號: 201510254889.0
• 申請日: 2015-05-18
• 公開（公告）號: CN104898443A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 袁涌耀
• 申請（專利權）人: 袁涌耀
• 主分類號: G05B15/02
• 分類號: G05B15/02;G05B19/418
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于通訊電子設備技術領域，尤其涉及一種基于電力載波的網關與智能家電終端及其實現方法。

背景技術

家用電器已經深入到千家萬戶。隨著計算機技術、通訊技術、自動控制技術以及家用電器本身的發展，家電制造商迫切需要降低成本，提升服務的內容與質量。計算機、網絡和通訊技術的成熟為此創造了條件。目前互聯網與GPRS網絡已基本覆蓋了絕大部分社區，為智能家電的遠程監測、控制與維護奠定了基礎，同時也為家電生產廠家和互聯網公司提供了新的拓展領域。例如，智能家電作為用戶數據采集與遠程控制終端，可以提供多種重要數據，并遠程執行用戶與管理者的指令，這樣不但可以幫助家電制造商節省檢測與維修成本，提高用戶粘度，增加競爭力，同時還有多方面的應用。為了將家用電器與外部數據庫與應用終端進行有效聯接，人們采取了多種通信網絡與通信系統，包括：紅外、藍牙、雙絞線、同軸電纜、電力線、電話線、WLAN、ADSL等。然而如何將不具備網絡接口的家電以較低的成本和更高的易實施性方式連接到網絡，從而實現家電的遠程監測、管理與維護，成為目前的研究熱點。在家電聯網過程中，無需布線、易安裝調試、運行維護量較小成為通信方式選擇的基本條件。能滿足這一要求的通信方法有低壓電力線載波和微功率無線通信方式兩種。其中低壓電力線載波通信是指利用變壓器低壓側的電力線作為通信介質，通過載波方式將模擬或數字信號進行高速傳輸的技術。該項技術具有數據保密性好、帶寬大，更適合家電的網絡化改造。低壓電力線載波通信方式分兩種，即低壓窄帶電力線載波技術與寬帶電力線載波技術。窄帶電力線通信技術的工作頻率范圍為3～500kHz，傳輸距離可達10km以上，傳輸速率為150-2400bps。相比之下，低壓寬帶電力線載波的工作頻率范圍更高，達到了1～40MHz，有效避開了低頻干擾，可實現MHz的數據傳輸速率。由于低壓電力線上的高頻信號傳輸衰減快，所以低壓寬帶電力線載波通信的可靠傳輸距離是在200～300m。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于電力載波的網關與智能家電終端及其實現方法，旨在解決傳統智能家電網絡工程實施難度較大、遠程控制困難、網絡帶寬受限的問題。

本發明是這樣實現的，一種基于電力載波的網關與智能家電終端，所述基于電力載波的網關與智能家電終端設置有網關，所述網關通過低壓電力載波模塊與智能家電終端通信；

所述智能家電終端，用于采集家用電器的運行參數并發送給網關，同時從網關接收的指令下傳給家電執行；

所述網關，用于將所述智能家電終端發送來的數據進行編碼、壓縮、打包后通過外網上傳至遠程數據庫，同時還將遠程終端發送來的指令下傳給智能家電終端處理。

進一步，所述網關包括：

MCU控制系統，用于管理第一電力載波模塊與遠程數據發送模塊，并將收到的數據進行編碼、壓縮與打包；

存儲器，用于緩存從智能家電終端發來的數據，并對打包好的數據進行臨時存儲，還用于緩存遠程終端發送來的指令；

第一電力載波模塊，用于與智能家電終端的第二電力載波模塊進行組網，建立數據上傳通道與指令下傳通道；

數據遠程發送模塊，用于將打包好的數據通過外部Internet或GPRS網絡上傳至遠程數據庫。

進一步，所述數據遠程發送模塊包括Lan/Wan模塊、Wifi模塊與GPRS模塊。

進一步，所述智能家電終端包括：

身份識別模塊，用于產生身份識別信息，進行標識，標識所連接的家用電器身份；

第二電力載波模塊，用于與所述網關的第一電力載波模塊進行組網，建立數據上傳通道與指令下傳通道；

數據采集模塊，用于采集多個數據通道上的信息，并按照一定數據格式進行編碼；

數據通道模塊，用于采集家電的電流、電壓、功率、溫度、濕度、照度、聲音等信號，并進行DA轉換，供數據采集模塊采集；同時還可以將網關下發的指令信號進行DA轉換，驅動家電電流、電壓和功率按照指令進行改變；

進一步，所述數據通道模塊包含傳感器與AD/DA轉換模塊與驅動模塊，不同的數據通道具有不同的傳感器，傳感器包括電流、電壓、功率、溫度、濕度、照度、聲音。

本發明的另一目的在于提供一種基于電力載波技術的網關與智能家電終端的實現方法，所述基于電力載波技術的網關與智能家電終端的實現方法包括：

系統啟動后，首先進行初始化，系統配置內網與外網模塊，配置完成后分別連接外網IP端口與內網的智能家電終端模塊；