基于高效调制解调电力线载波通信技术的家电控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于高效调制解调电力线载波通信技术的家电控制系统，包括连接在电力线上的若干家电，所述的若干家电通过家电监控模块连接至所述电力线上，所述电力线上还连接有电力线通信模块；所述家电监控模块通过所述电力线与所述电力线通信模块通信。本实用新型专利技术的电力线通信模块相当于物联网节点的通信模块。高效调制解调技术保证通信模块的数据码率更高，抗干扰能力更强，通信距离系列化等优点。本实用新型专利技术的基于高效调制解调通信技术的电力线载波家电控制系统，既解决了原来需要单独铺设通信模块控制线路或占用无线通信频点的缺点，又解决了原有的电力载波外置家电通信模块通信不可靠的缺点。很好实现了远程智能家电的控制，节省了改造成本，有效利用了现有家电控制器和电力线条件。

Home appliance control system based on high power modulation and demodulation power line carrier communication technology

The utility model discloses an electric household appliance control system based on high efficiency modulation and demodulation of power line carrier communication technology, including some electrical appliances connected to the electric power line. The electrical appliances are connected to the electric power line through the household appliance monitoring module. The electric power line is also connected with a power line communication module. The module communicates with the power line communication module through the power line. The power line communication module of the utility model is equivalent to the communication module of the node of the Internet of things. The efficient modulation and demodulation technology ensures that the data rate of the communication module is higher, the anti-interference ability is stronger, and the communication distance is serialized. The power line carrier electrical appliance control system based on high efficiency modulation and demodulation communication technology not only solves the shortcomings of the original need to lay the communication module to control the line or occupy the wireless communication frequency, but also solves the shortcomings of the original power carrier external appliance communication module. It realizes the control of remote intelligent household appliances, saves the cost of transformation, and effectively utilizes the existing household appliances controller and power line conditions.

【技术实现步骤摘要】
基于高效调制解调电力线载波通信技术的家电控制系统
本技术专利属于物联网产品
，具体涉及一种远程家电控制系统。
技术介绍
随着工业4.0的提出，工业已经从信息化向智能化方向发展。而物联网又是智能化的重要组成部分。如何将现有的家电接入到物联网的生态中，是本领域技术人员直接需要面对的问题。现在的智能家电接入物联网系统中往往是，通过外加带有远程控制的通信模块来完成，该方式需要单独铺设通信模块的控制线路，一方面通信方式比较落后，另一方面需要额外架设控制线及增设硬件，如此建设和维护的成本也非常高。目前也有一部分技术手段采用的是通过电力线载波的外置家电通信模块，该方法虽然解决了架设控制线的问题，但是易受电力线本身固有的脉冲干扰，通信不可靠的问题又出现了。
技术实现思路
为克服现有技术中的不足，本技术的目的在于提供一种基于高效调制解调电力线载波通信技术的家电控制系统，该系统可以很好的实现远程智能家电的控制，节省了改造成本，有效利用了现有家电和电力线条件。为解决上述技术问题，实现上述技术效果，本技术通过以下技术方案实现：一种基于高效调制解调电力线载波通信技术的家电控制系统，包括连接在电力线上的若干家电、与之相对应的若干家电监控模块、用于远程监控的上位机和用于移动监控/的智能移动终端。所述的若干家电监控模块中均含有电力线通信模块，所述的若干家电通过所述的若干家电监控模块中含有的所述电力线通信模块连接至所述电力线上，所述的上位机通过单独的所述电力线通信模块连接至所述电力线上；所述家电监控模块通过所述电力线和所述电力线通信模块通信与所述上位机通信，并接受其控制；所述智能移动终端通过无线信道与所述上位机通信。所述电力线通信模块包括一数字信号处理器，所述数字信号处理器的输出端连接有一调制信号形成模块，所述调制信号形成模块连接有一功率放大模块，所述功率放大模块连接有发射耦合网络模块，所述发射耦合网络模块连接至所述电力线；所述数字信号处理器的输入端连接有一带通滤波模块，所述带通滤波模块连接有一自动增益模块，所述自动增益模块连接有一选频放大模块，所述选频放大模块连接有一接收耦合网络模块，所述接收耦合网络模块连接至所述电力线。进一步的，所述数字信号处理器连接有传感器和/或家电控制器。本技术的技术原理如下：1）信号发射所述数字信号处理器将需要发送的信息组成规定格式的编码数据包，逐位进行多元位置相移键控（MPPSK）调制后，通过调制信号模块进行信号成形，以及通过功率放大模块进行功率放大，得到适合于电力线传输的信号波形和电平，再经所述发射耦合网络模块输出到电力线上传输。所述发射耦合网络模块实际上是一个带通滤波器，一方面将50Hz/220V的低频高压与电力线通信模块相隔离，另一方面将高频低压的发送信号耦合到电力线上传输。2）信号接收接收耦合网络的作用与发送耦合网络类似，用于将对方的发送信号从电力线上耦合给电力线通信模块的选频放大模块进行选频放大（带通滤波和放大）。由于电力载波信道具有强烈起伏和深度衰减，电力线通信模块通过自动增益控制模块对接收放大器进行了大动态范围（50dB以上）的自动增益控制（AGC），并采用了两级专门设计的陶瓷滤波器来最大限度地抑制通信频带外的干扰。最后由数字信号处理器的模数转换器将接收信号数字化。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术的电力线通信模块相当于物联网节点的通信模块。高效调制解调技术保证通信模块的数据码率更高，抗干扰能力更强，通信距离系列化等优点。本技术的基于高效调制解调通信技术的电力线载波家电控制系统，既解决了原来需要单独铺设通信模块控制线路或设置无线传感网节点并占用无线通信频点的缺点，又解决了原有的电力载波外置家电通信模块通信因传输距离拉远后不可靠的缺点。很好地实现了远程智能家电的控制，节省了改造成本，有效利用了现有家电的人工控制盒与电力线条件。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术系统的框架示意图。图2是本技术的电力线通信模块的系统框架图。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本技术。此处所作说明用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。参见图1所示，一种基于高效调制解调电力线载波通信技术的家电控制系统，包括连接在电力线2上的若干家电（本实施例采用空调）1，所述的若干家电1通过家电监控模块3连接至所述电力线2上，所述电力线2上还连接有电力线通信模块4；所述家电监控模块3通过所述电力线2和所述电力线通信模块4与所述上位机（本实施例采用壁挂式平板电脑）6通信；所述智能移动终端5（本实施例选用智能手机）与所述上位机6通过无线信道（本实施例选用4G移动通信网络）通信。进一步的，所述数字信号处理器401连接有传感器（本实施例选用温度传感器）。进一步的，所述数字信号处理器401连接有家电控制器（本实施例选用宾馆客房门口的空调控制与调节开关）。参见图2所示，所述电力线通信模块4包括一数字信号处理器401，所述数字信号处理器401的输出端连接有一调制信号形成模块402，所述调制信号形成模块402连接有一功率放大模块403，所述功率放大模块403连接有发射耦合网络模块404，所述发射耦合网络模块404连接至所述电力线2；所述数字信号处理器401的输入端连接有一带通滤波模块408，所述带通滤波模块408连接有一自动增益模块407，所述自动增益模块407连接有一选频放大模块406，所述选频放大模块406连接有一接收耦合网络模块405，所述接收耦合网络模块405连接至所述电力线2。进一步的，所述电力线通信模块4通过无线传输模块连接有智能移动终端5。进一步的，所述电力线通信模块4通过有线传输模块连接有上位机6。本实施中通过对数字信号处理器的编程，完成对接收信号的两级数字滤波（带通和低通）MPBPSK解调、数据解包、信道译码和远程控制命令的解析与执行（例如控制空调的开、关与温度等，这一部分再加上对于温度传感器参数的采集，即构成了完整的空调监控模块的功能。而在本实施例中，是将所述电力线通信模块4直接与现有的手动空调控制器及其液晶显示面板和控制按钮全部集成在标准的空调控制盒中，从而构成了完整而紧凑的智能空调远程控制模块，即本技术所述的家电监控模块）。为了规避电力线低频段的强电磁干扰，本实施例中调制信号的载频选在250kHz以上频段。同时，为了适应不同的应用场景和用户需求，本实施例的电力线通信模块可以按照数据码率和通信距离系列化（从几百bps到几十kbps）和网络化（即任一家电控制模块均可为其它家电控制模块提供中继转发服务，以倍增总体通信距离），家电控制模块也可以通过更换或添加不同的传感器/控制器/无线收发器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高效调制解调电力线载波通信技术的家电控制系统，包括连接在电力线（2）上的若干家电（1），其特征在于：所述的若干家电（1）通过家电监控模块（3）连接至所述电力线（2）上，所述电力线（2）上还连接有电力线通信模块（4）；所述家电监控模块（3）通过所述电力线（2）与所述电力线通信模块（4）通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于高效调制解调电力线载波通信技术的家电控制系统，包括连接在电力线（2）上的若干家电（1），其特征在于：所述的若干家电（1）通过家电监控模块（3）连接至所述电力线（2）上，所述电力线（2）上还连接有电力线通信模块（4）；所述家电监控模块（3）通过所述电力线（2）与所述电力线通信模块（4）通信。2.根据权利要求1所述的基于高效调制解调电力线载波通信技术的家电控制系统，其特征在于：所述电力线通信模块（4）包括一数字信号处理器（401），所述数字信号处理器（401）的输出端连接有一调制信号形成模块（402），所述调制信号形成模块（402）连接有一功率放大模块（403），所述功率放大模块（403）连接有发射耦合网络模块（404），所述发射耦合网络模块（404）连接至所述电力线（2）；所述数字信号处理器（401）的输入端连接有一带通滤波模块（408），所述带通滤波模块（408）连接有一自动增益模块（407），所述自动增益模块（407...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴乐南，史亚光，苏建峰，桑爱武，
申请(专利权)人：苏州东奇信息科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32