一種基于電力載波的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端及其實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通訊電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電力載波的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端及其實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]家用電器已經(jīng)深入到千家萬(wàn)戶。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及家用電器本身的發(fā)展，家電制造商迫切需要降低成本，提升服務(wù)的內(nèi)容與質(zhì)量。計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的成熟為此創(chuàng)造了條件。目前互聯(lián)網(wǎng)與GPRS網(wǎng)絡(luò)已基本覆蓋了絕大部分社區(qū)，為智能家電的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制與維護(hù)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為家電生產(chǎn)廠家和互聯(lián)網(wǎng)公司提供了新的拓展領(lǐng)域。例如，智能家電作為用戶數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程控制終端，可以提供多種重要數(shù)據(jù)，并遠(yuǎn)程執(zhí)行用戶與管理者的指令，這樣不但可以幫助家電制造商節(jié)省檢測(cè)與維修成本，提高用戶粘度，增加競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)還有多方面的應(yīng)用。為了將家用電器與外部數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用終端進(jìn)行有效聯(lián)接，人們采取了多種通信網(wǎng)絡(luò)與通信系統(tǒng)，包括:紅外、藍(lán)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(wǎng)絡(luò)接□的家電以較低的成本和更高的易實(shí)施性方式連接到網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)家電的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、管理與維護(hù)，成為目前的研宄熱點(diǎn)。在家電聯(lián)網(wǎng)過(guò)程中，無(wú)需布線、易安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)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(wú)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(cè)的電力線作為通信介質(zhì)，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。該項(xiàng)技術(shù)具有數(shù)據(jù)保密性好、帶寬大，更適合家電的網(wǎng)絡(luò)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(shù)與寬帶電力線載波技術(shù)。窄帶電力線通信技術(shù)的工作頻率范圍為3?500kHz，傳輸距離可達(dá)1km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(dá)到了 I?40MHz，有效避開了低頻干擾，可實(shí)現(xiàn)MHz的數(shù)據(jù)傳輸速率。由于低壓電力線上的高頻信號(hào)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(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于電力載波的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端及其實(shí)現(xiàn)方法，旨在解決傳統(tǒng)智能家電網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施難度較大、遠(yuǎn)程控制困難、網(wǎng)絡(luò)帶寬受限的問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于電力載波的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端，所述基于電力載波的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端設(shè)置有網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)關(guān)通過(guò)低壓電力載波模塊與智能家電終端通信；
[0005]所述智能家電終端，用于采集家用電器的運(yùn)行參數(shù)并發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，同時(shí)從網(wǎng)關(guān)接收的指令下傳給家電執(zhí)行；
[0006]所述網(wǎng)關(guān)，用于將所述智能家電終端發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、壓縮、打包后通過(guò)外網(wǎng)上傳至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)還將遠(yuǎn)程終端發(fā)送來(lái)的指令下傳給智能家電終端處理。
[0007]進(jìn)一步，所述網(wǎng)關(guān)包括:
[0008]MCU控制系統(tǒng)，用于管理第一電力載波模塊與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，并將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、壓縮與打包；
[0009]存儲(chǔ)器，用于緩存從智能家電終端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)打包好的數(shù)據(jù)進(jìn)行臨時(shí)存儲(chǔ)，還用于緩存遠(yuǎn)程終端發(fā)送來(lái)的指令；
[0010]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(jìn)行組網(wǎng)，建立數(shù)據(jù)上傳通道與指令下傳通道；
[0011]數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)送模塊，用于將打包好的數(shù)據(jù)通過(guò)外部Internet或GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0012]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)送模塊包括Lan/Wan模塊、Wifi模塊與GPRS模塊。
[0013]進(jìn)一步，所述智能家電終端包括:
[0014]身份識(shí)別模塊，用于產(chǎn)生身份識(shí)別信息，進(jìn)行標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)所連接的家用電器身份；
[0015]第二電力載波模塊，用于與所述網(wǎng)關(guān)的第一電力載波模塊進(jìn)行組網(wǎng)，建立數(shù)據(jù)上傳通道與指令下傳通道；
[0016]數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集多個(gè)數(shù)據(jù)通道上的信息，并按照一定數(shù)據(jù)格式進(jìn)行編碼；
[0017]數(shù)據(jù)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(hào)，并進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換，供數(shù)據(jù)采集模塊采集；同時(shí)還可以將網(wǎng)關(guān)下發(fā)的指令信號(hào)進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)家電電流、電壓和功率按照指令進(jìn)行改變；
[0018]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)通道模塊包含傳感器與AD/DA轉(zhuǎn)換模塊與驅(qū)動(dòng)模塊，不同的數(shù)據(jù)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。
[0019]本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于電力載波技術(shù)的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端的實(shí)現(xiàn)方法，所述基于電力載波技術(shù)的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端的實(shí)現(xiàn)方法包括:
[0020]系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先進(jìn)行初始化，系統(tǒng)配置內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)模塊，配置完成后分別連接外網(wǎng)IP端口與內(nèi)網(wǎng)的智能家電終端模塊；
[0021]外網(wǎng)連接成功，則通過(guò)外網(wǎng)查詢有無(wú)合法HTTP請(qǐng)求，有合法HTTP請(qǐng)求，則根據(jù)指令向遠(yuǎn)程IP端口上傳數(shù)據(jù)，或從遠(yuǎn)程IP端口下載指令；指令下載到網(wǎng)關(guān)后，進(jìn)行解碼與緩存；內(nèi)網(wǎng)連接成功，則從智能家電終端讀取數(shù)據(jù)，并根據(jù)既定格式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、壓縮與緩存;
[0022]然后查詢有無(wú)緩存的外網(wǎng)指令，存在外網(wǎng)指令，則根據(jù)解碼結(jié)果將指令通過(guò)內(nèi)網(wǎng)下傳給智能家電終端執(zhí)行，并將執(zhí)行結(jié)果緩存，等外網(wǎng)連接建立后發(fā)會(huì)給相應(yīng)的外網(wǎng)IP端
□ O
[0023]本發(fā)明提供的基于電力載波的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端及其實(shí)現(xiàn)方法，該系統(tǒng)采用低壓寬帶電力載波技術(shù)進(jìn)行家庭內(nèi)部的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端組網(wǎng)，工程實(shí)施非常方便，由于帶寬資源豐富，支持一個(gè)網(wǎng)關(guān)對(duì)多個(gè)智能家電終端組網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部多個(gè)家電多參數(shù)的監(jiān)控與管理；網(wǎng)關(guān)將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)和智能終端與家電終端隔離開來(lái)，可以下載并緩存外網(wǎng)傳來(lái)的指令，同時(shí)具有獨(dú)立監(jiān)控智能家電終端工作狀態(tài)的功能，能采集并緩存智能家電終端的相關(guān)參數(shù)，保證外網(wǎng)連接失效時(shí)智能家電數(shù)據(jù)的完整性；智能家電終端安裝方便，具有多種通用傳感器，可匹配常見家用電器并采集相關(guān)參數(shù)；智能家電終端具有身份識(shí)別模塊，保證了數(shù)據(jù)和指令信息的準(zhǔn)確指向性，同時(shí)由于智能家電終端具有驅(qū)動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)了智能家電的遠(yuǎn)程控制。此外，本發(fā)明由網(wǎng)關(guān)與多個(gè)智能家電終端構(gòu)成，網(wǎng)關(guān)與家電終端通過(guò)電力載波通信方式組網(wǎng)；對(duì)家用電器的遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理及維護(hù)具有重要意義。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于電力載波技術(shù)的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中:1、網(wǎng)關(guān)；1_1、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；1_2、MCU控制系統(tǒng)；1_3、第一電力載波模塊；1_4、存儲(chǔ)器；2、智能家電終端；2-1、第二電力載波模塊；2-2、數(shù)據(jù)采集模塊；2-3、身份識(shí)別模塊；2_4、數(shù)據(jù)通道模塊；
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于電力載波技術(shù)的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端的實(shí)現(xiàn)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]本發(fā)明基于電力載波技術(shù)的網(wǎng)關(guān)與智能家電終端，網(wǎng)關(guān)I是用于管理智能家電終端，是系統(tǒng)的控制中心，網(wǎng)關(guān)I通過(guò)外網(wǎng)與遠(yuǎn)程云服務(wù)器或智能終端連接，將智能家電終端2采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存并上傳，同時(shí)接收遠(yuǎn)程智能終端的指令，并將其下傳給智能家電終端2執(zhí)行，智能家電終端是2該系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)，用于與具體家電相連結(jié)，采集家電的相關(guān)運(yùn)行信息，包括溫度、濕度、工作電流、工作電壓等數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)上傳給網(wǎng)關(guān)1，智能家電終端2接收到網(wǎng)關(guān)I下發(fā)的指令后，對(duì)其進(jìn)行解釋和執(zhí)行，網(wǎng)關(guān)I與智能的智能家電終端2之間的通信網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)第一低壓電力載波模塊1-3和第二低壓電力載波