專利名稱：電力載波網(wǎng)絡(luò)家電的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采用電力線作為信號(hào)傳輸線的網(wǎng)絡(luò)家電。
現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)家電大都采用專用的網(wǎng)絡(luò)接口通過專用網(wǎng)線與中央控制器連接，通過TCP/IP等協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換?，F(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是通訊速度快，缺點(diǎn)是需要專用網(wǎng)線，同時(shí)在家電上還要配置專用網(wǎng)絡(luò)接口，硬件成本高，連接復(fù)雜，且對(duì)家電的移動(dòng)等帶來不方便。
本新型實(shí)用的目的是在滿足上述數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不需要專用網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)連接線，而通過電力線作為信號(hào)傳輸線將各種家電和中央控制連接起來，實(shí)現(xiàn)家電網(wǎng)絡(luò)化的目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)家電采用如下技術(shù)方案它包括中央控制器1、電力線2、具有通過電力線進(jìn)行信號(hào)傳輸能力的各種電器及終端3，其中a.所述中央控制器1通過電力載波通訊接口6與電力線2相連；中央控制器1將控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信息通過電力載波通訊接口6經(jīng)電力線2傳送給電器及終端3；b.所述電器及終端3通過電力載波接口5與電力線2相連，該電器及終端3將各種狀態(tài)信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)通過電力載波接口5經(jīng)電力線2傳送給中央控制器1。
所述家用電器中的控制器MCU的管腳RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST與芯片ST7536的相應(yīng)管腳相連，ST7536的輸出經(jīng)由緩沖器U10、低頻濾波器U11、放大器U8后，再通過耦合線圈U12接電力線2；ST7536的輸入由電力線2通過耦合線圈U12，經(jīng)由放大器U9接ST7536的RAI端。
所述中央控制器1選用帶有網(wǎng)卡、顯卡、內(nèi)置MODEM和RS232異步串行接口的PC機(jī)，該P(yáng)C機(jī)還與互聯(lián)網(wǎng)、顯示器、電話網(wǎng)和鍵盤、鼠標(biāo)等人機(jī)界面相連。
所述電力載波通訊接口6主要由與PC機(jī)的RS232異步串行接口相連的rs232串行口、微控制器MCS51、芯片ST7536組成；在rs232串行口與芯片ST7536之間連接微控制器MCS51，微控制器MCS51的的管腳RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST與芯片ST7536的相應(yīng)管腳相連，ST7536的輸出經(jīng)由緩沖器U10、低頻濾波器U11、放大器U8后，再通過耦合線圈U12接電力線2；ST7536的輸入由電力線2通過耦合線圈U12，經(jīng)由放大器U9接ST7536的RAI端。
為了避免電力主干網(wǎng)與家庭電網(wǎng)間的高頻信號(hào)干擾，電力線2在電力主干網(wǎng)至室內(nèi)家庭電力網(wǎng)的輸入口間可串接濾波器4。
利用電力線具有信號(hào)傳輸?shù)奶匦院退屑矣秒娖鞫家c電力線連接這一共同點(diǎn)，通過電力線實(shí)現(xiàn)各種電器或電器與中央控制器之間的通訊，實(shí)現(xiàn)家用電器的信息互聯(lián)，并通過中央控制器的各種接口實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部電器網(wǎng)與外界的聯(lián)絡(luò)，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)家電的目的。此方式不僅實(shí)現(xiàn)了家電的網(wǎng)絡(luò)化，而且不需要專用網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)線，既節(jié)省了此項(xiàng)開支，降低了成本，又簡(jiǎn)化了線路連接方式，使整個(gè)系統(tǒng)更方便實(shí)用。
下面通過附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述

圖1是本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)家電的原理示意圖；圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例；圖3是電力載波接口5與家電3控制器間線路連接示意圖；圖4是電力載波通訊接口6與中央控制器1間線路連接示意圖。
請(qǐng)參閱圖1中央控制器1通過電力載波通訊接口6與室內(nèi)電力線2相連，該中央控制器1還與電話、人機(jī)界面(如顯示器、鍵盤等)及其它網(wǎng)絡(luò)(如INTERNET)相連。電器及終端3通過電力載波通訊接口5與電力線2相連，其中電器及終端3可以是多個(gè)，圖中列舉了兩個(gè)(電器A和電器B)，在室外電力線7的入口處還串接有濾波器4。
其中，電力線2利用當(dāng)前家用電網(wǎng)；電器及終端3除完成現(xiàn)有的功能外，具有與電力線的通訊接口；中央控制器1將各種控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信息通過電力線2傳送給電器及終端3；電器及終端3將各種狀態(tài)信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)通過電力線2傳送給中央控制器1；中央控制器1再將各種電器的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)信息通過各種接口根據(jù)不同的需求傳輸出去，同時(shí)通過各種接口接收各種控制信息和數(shù)據(jù)信息傳輸給相應(yīng)的電器；各種電器及終端之間也可以通過電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換；濾波器4可將大于100HZ的電磁波濾掉，用于隔絕電力主干網(wǎng)與家庭電網(wǎng)間的高頻信號(hào)干擾。
如圖2所示為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例其中央控制器選用PC機(jī)(配置網(wǎng)卡、聲卡、MODEM、顯卡、鍵盤、鼠標(biāo)等)，PC機(jī)為公知產(chǎn)品，不再詳述；中央控制器除了采用PC機(jī)外，還可以做成單片機(jī)。PC機(jī)的RS232異步串行接口通過電力載波通訊接口6與電力線2相連，當(dāng)PC機(jī)接到由用戶通過各種途徑(如網(wǎng)卡、聲卡、MODEM、顯卡、鍵盤、鼠標(biāo)等)發(fā)送來的控制指令時(shí)，將根據(jù)指令的不同，通過電力線向電器A或B發(fā)送控制指令和數(shù)據(jù)。電器A或B通過電力線采用串行通訊協(xié)議將當(dāng)前的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)信息傳送給PC機(jī)，PC即將根據(jù)預(yù)先設(shè)定將信息以不同的方式傳送出去。電器A和B亦可通過電力線采用串行通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，PC機(jī)亦隨時(shí)準(zhǔn)備應(yīng)答來自各種途徑的用戶詢問。電力線入口仍串接有輸入口濾波器4，避免電力主干網(wǎng)與家庭電網(wǎng)間的高頻信號(hào)干擾。
如圖3所示為本實(shí)用新型以普通洗衣機(jī)為例的網(wǎng)絡(luò)家電結(jié)構(gòu)示意圖。它是一種可通過電力線通訊的網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)，普通全自動(dòng)洗衣機(jī)洗衣機(jī)雖然已具有自動(dòng)洗滌、清洗、脫水等功能，但是必須使用者親臨現(xiàn)場(chǎng)給出指令和查看其工作狀態(tài)，本實(shí)用新型在原有的基礎(chǔ)上對(duì)其控制板加于改進(jìn)，增加了電力載波接口5，使其具有通過電力線通訊的功能，用戶只需要使用一臺(tái)具有電力載波通訊功能的控制設(shè)備就可以對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)督，而洗衣機(jī)在外圍無須增加任何接口。圖3a是現(xiàn)有洗衣機(jī)的控制板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3b是電力載波接口5的電路圖。圖中電力載波接口5采用SGS公司的ST7536，它是一種單片MODEM芯片，其與洗衣機(jī)控制器MCU的接口采用半雙功同步串行通訊。其連接關(guān)系是家用電器(如洗衣機(jī))的控制器MCU的管腳RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST與芯片ST7536的相應(yīng)管腳相連，ST7536的輸出經(jīng)由緩沖器U10、低頻濾波器U11、放大器U8后，再通過耦合線圈U12接電力線2；ST7536的輸入由電力線2通過耦合線圈U12，經(jīng)由放大器U9接ST7536的RAI端。其工作過程為當(dāng)控制器MCU需要輸出數(shù)據(jù)時(shí)，將通過控制線RX//TX通知通訊接口芯片ST7536，然后通過數(shù)據(jù)線TXD輸出數(shù)據(jù)，通訊接口芯片ST7536收到信號(hào)后，將其調(diào)制成高頻信號(hào)輸出，通過緩沖器U10、低頻濾波器U11、放大器U8后，再通過耦合線圈U12輸送到電力線上，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。中央控制器1可以通過電力載波通訊接口6接收控制器MCU發(fā)送的信號(hào)；當(dāng)洗衣機(jī)接收中央控制器1發(fā)送來的數(shù)據(jù)時(shí)，通過控制線RX//TX通知通訊接口芯片ST7536，電力線上的信號(hào)通過耦合線圈U12送入放大器U9，經(jīng)放大后輸入通訊接口芯片ST7536，經(jīng)過內(nèi)部解調(diào)，通訊接口芯片ST7536將數(shù)據(jù)信號(hào)通過數(shù)據(jù)線RXD輸送給控制器MCU，由此完成遠(yuǎn)程信息的交換。控制器MCU將通過此信道向中央控制器1報(bào)告工作狀況并得到上端的控制信息。
以上是對(duì)網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)的一種改進(jìn)實(shí)例，對(duì)于其它家電，如微波爐、電冰箱等，也只需在其控制板上增加如上例中的電力載波接口即可。
如圖4所示為電力載波通訊接口6與中央控制器1間線路連接示意圖，中央控制器如PC機(jī)的串行接口多為普通RS232異步串行接口，本實(shí)用新型采用MCS51作為微控制器，利用微控制器MCS51的異步串行通訊接口與rs232串行口轉(zhuǎn)換器件結(jié)合，使其具有與PC機(jī)的RS232異步串行接口通訊的能力。其電力載波通訊接口6亦采用SGS公司的ST7536，它是一種單片MODEM芯片，其與微控制器MCS51的接口采用半雙功同步串行通訊，其連接關(guān)系是電力載波通訊接口6主要由與PC機(jī)的RS232異步串行接口相連的rs232串行口、微控制器MCS51、芯片ST7536組成；在rs232串行口與芯片ST7536之間連接微控制器MCS51，微控制器MCS51的的管腳RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST與芯片ST7536的相應(yīng)管腳相連，ST7536的輸出經(jīng)由緩沖器U10、低頻濾波器U11、放大器U8后，再通過耦合線圈U12接電力線2；ST7536的輸入由電力線2通過耦合線圈U12，經(jīng)由放大器U9接ST7536的RAI端。其工作過程為當(dāng)微控制器MCS51從通訊接口rs232串行口接到數(shù)據(jù)時(shí)，將通過控制線RX//TX通知通訊接口芯片ST7536，然后通過數(shù)據(jù)線TXD輸出數(shù)據(jù)，通訊接口芯片ST7536收到信號(hào)后，將其調(diào)制成高頻信號(hào)輸出，通過緩沖器U10、低頻濾波器U11、放大器U8后，再通過耦合線圈U12輸送到電力線上，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送；當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成后，微控制器MCS51通過控制線RX//TX控制通訊接口芯片ST7536處于接收狀態(tài)，電力線2上的信號(hào)通過藕合線圈U12送入放大器U9，經(jīng)過放大處理后，輸入通訊接口芯片ST7536的RAI端，經(jīng)過內(nèi)部解調(diào)，通訊接口芯片ST7536將數(shù)據(jù)信號(hào)通過數(shù)據(jù)線RXD輸送給微控制器MCS51，微控制器MCS51將通過串口rs232將通訊接口芯片ST7536收到的數(shù)據(jù)輸送出去，由此完成PC機(jī)的異步串行接口RS232與電力線間的的信號(hào)轉(zhuǎn)換。
權(quán)利要求1.一種電力載波網(wǎng)絡(luò)家電，其特征在于它包括中央控制器(1)、電力線(2)、具有通過電力線進(jìn)行信號(hào)傳輸能力的各種電器及終端(3)，其中a、所述中央控制器(1)通過電力載波通訊接口(6)與電力線(2)相連；中央控制器(1)將控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信息通過電力載波通訊接口(6)經(jīng)電力線(2)傳送給電器及終端(3)；b、所述電器及終端(3)中通過電力載波通訊接口(5)與電力線(2)相連，該電器及終端(3)將各種狀態(tài)信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)通過電力載波通訊接口(5)經(jīng)電力線(2)傳送給中央控制器(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力載波網(wǎng)絡(luò)家電，其特征在于所述家用電器中的控制器MCU的管腳(RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST)與芯片ST7536的相應(yīng)管腳相連，ST7536的輸出經(jīng)由緩沖器(U10)、低頻濾波器(U11)、放大器(U8)后，再通過耦合線圈(U12)接電力線(2)；ST7536的輸入由電力線通過耦合線圈(U12)，經(jīng)由放大器(U9)接ST7536的(RAI)端。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力載波網(wǎng)絡(luò)家電，其特征在于所述中央控制器(1)選用帶有網(wǎng)卡、顯卡、內(nèi)置MODEM和RS232異步串行接口的PC機(jī)，該P(yáng)C機(jī)還與互聯(lián)網(wǎng)、顯示器、電話網(wǎng)和鍵盤、鼠標(biāo)等人機(jī)界面相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力載波網(wǎng)絡(luò)家電，其特征在于所述電力載波通訊接口(6)主要由與PC機(jī)的RS232異步串行接口相連的rs232串行口、微控制器MCS51、芯片ST7536組成；在rs232串行口與芯片ST7536之間連接微控制器MCS51，微控制器MCS51的管腳(RX//TX、TXD、RXD、CLR/T、/RST)與芯片ST7536的相應(yīng)管腳相連，ST7536的輸出經(jīng)由緩沖器(U10)、低頻濾波器(U11)、放大器(U8)后，再通過耦合線圈(U12)接電力線(2)；ST7536的輸入由電力線(2)通過耦合線圈(U12)，經(jīng)由放大器(U9)接ST7536的(RAI)端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的電力載波網(wǎng)絡(luò)家電，其特征在于所述電力線(2)在電力主干網(wǎng)至室內(nèi)家庭電力網(wǎng)的輸入口間串接有濾波器(4)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種采用電力線作為信號(hào)傳輸線的網(wǎng)絡(luò)家電,包括中央控制器1、電力線2、電器及終端3、電力載波通訊接口5、6及濾波器4。所述電器及終端3通過電力載波接口5與電力線2相連,中央控制器1通過電力載波通訊接口6接入電力線2,在電力線2的入口處還串接有濾波器4。此方案不需要專用網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)連接線,僅通過電力線作為信號(hào)傳輸線將各種家電與中央控制器連接起來,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)家電的通訊目的,同時(shí)還具有安裝方便,使用簡(jiǎn)單,成本低廉等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK2471008SQ01207788
公開日2002年1月9日 申請(qǐng)日期2001年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者熊小軍 申請(qǐng)人:熊小軍