[发明专利]基于PLC智能家居网关装置

说明书

技术领域

本发明属于涉及智能家居领域，具体地说是一种基于PLC智能家居网关装置。

背景技术

家庭智能网关是实现家庭网络与外部公共网络互联的关键技术。它主要完成家庭内部网络各种不同通信协议之间的转换和信息共享，以及同外部通信网络之间的数据交换功能，同时该网关一般还负责家庭智能设备的管理和控制。通过家庭智能网关可以对家庭内部网络中的家用电器、智能设备等进行中央监控和远程监控，可以随时随地地监视家中的用电安全情况，可以自动报警等。人们还可以通过使用家庭智能网关对水、电、煤气表进行自动的采集和抄收、结算等。目前市场上的智能家庭门户网关设备普遍功能比较单一，侧重于家居智能化的某个方面，造成家里设备众多，纷杂无序，无法实现将家中所有的设备进行统一的管理与控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适合于各类家庭使用的智能家庭门户网关，融合家庭智能电表、智能用电管理、智能家居、家庭网络接入等功能的高度集成的智能家居网关装置，打造舒适、智能、高效、绿色的家居生活环境。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下。

一种基于PLC智能家居网关装置，包括作为中央控制的主控单元；用于与用户进行信息交互的交互单元，所述交互单元与主控单元相连；用于计量家庭用电量的计量单元，所述计量单元与主控单元、220V输入电路相连；用于宽带网络接入、室内无线网络信号覆盖及与其它通讯终端的通信的无线路由通信单元，所述无线路由通信单元与主控单元相连；用于室内电力线载波通信的PLC通信单元，所述PLC通信单元分别与主控单元、220V电力线相连；用于家庭用电负荷控制的限电执行单元，所述的限电执行单元分别与主控单元、家庭电路输入电路相连；用于为各个模块供电的电源单元，所述电源单元分别与主控单元、交互单元、计量单元、无线路由通信单元、PLC通信单元及限电执行单元相连。

作为本发明的限定：所述的主控单元包括嵌入式CPU、存储电路、外围电路组成，其中存储电路主要包括SDRAM、FLASH存储芯片。

作为本发明进一步限定：所述的交互单元包括用于显示和输入的触摸屏。

作为本发明的限定：所述的计量单元包括MCU芯片、电能计量芯片、存储芯片、电流/电压取样电路、串口通信电路，所述计量单元通过电流/电压取样电路采集家庭输入电信号，通过电能计量芯片和MCU芯片处理，并根据需要与主控单元通过串口进行通信，将相关的计量数据送到主控单元进行分析处理。

作为本发明更进一步限定：所述的无线路由通信单元包括网络通信芯片、WiFi射频芯片、一个WAN口、两个LAN口及外围电路；无线路由通信单元将家庭户外的宽带网络通过家庭网关与家庭局域网络进行交互；通过以太网协议、总线或USB与主控单元进行通信，将经过处理过的计量数据传送到互联网端服务器；通过WiFi信号覆盖整个家庭区域，实现智能手机、平板电脑等智能终端设备上传下载业务；通过WiFi与灯控装置、门控装置等智能控制设备进行数据通信，实现智能家居控制。

作为本发明的另外一种限定：所述的PLC通信单元含有电力线载波芯片和相应信号调制解调电路，电力线载波芯片通过串行接口、总线或TCP/IP方式与主控单元进行信号数据传输，将来自主控单元的数据耦合到电力线上或将来自电力线上的数据信号调制解调并传输到主控单元。

作为本发明的最后一种限定：所述的限电执行单元包括控制家庭整体电路通断的执行电路，限电执行单元根据网关上预设定的家庭总电量指标或远程的操控行为，用于对家庭整体电路进行通断控制地执行。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，本发明所取得的技术进步如下。

(1)将智能电表功能、智能家居及宽带接入、无线覆盖功能完全整合，数据信息资源充分利用，简化家居智能化设备，使得智能家居设备高度集成统一，节约资源；

(3)具有家庭限电功能，可以完全由远端控制家庭电路的通断，还可以在不切断总电路的情况下，根据城市对居民家庭用电负荷指标，并按照电器优先级别，关闭不必要的电器，减少家庭用电负荷。

(4)具有峰谷/阶梯电合理利用功能，可以直观的将峰/谷时段、不同用电阶梯段的用电量、电价、电费等用户需要的数据进行显示或传送到用户个人智能终端上，并给出合理的用电建议。

综上可见，本发明结构简单、将智能电网、物联网、互联网进行整合为一个整体，有利于标准的统一和规范，融合家庭智能电表、智能用电管理、智能家居、家庭网络接入等功能的高度集成的智能家居网关装置，打造舒适、智能、高效、绿色的家居生活环境。