一种智能家庭网关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及网络通信技术领域,尤其涉及到一种智能家庭网关。
【背景技术】
[0002]随着计算机网络科技的发展,智能家庭网关已经发展成为当前一项热门技术,智能家庭网关作为智能家居内外连接通信的核心,一方面实现家庭内部各智能家电设备间的连接,另一方面实现家庭智能家电设备与互联网的连接。由于家电设备,电源插座等数量繁多及安放位置的因素,造成家庭内部的电器布线困难,且重新布线还会破坏房间的已有装修。基于PC机的家庭网关往往需要时刻处于运行状态,功耗大,体积大,价格昂贵,此外,现有的一些智能家庭网关,实现比较复杂,同时对带宽的要求也比较高,成本比较高,抗干扰能力较差。
【实用新型内容】
[0003]针对上述现有技术,本实用新型要解决的技术问题是:传统网关功耗大、体积大、价格昂贵、抗干扰能力较差等缺点。
[0004]为了解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种智能家庭网关,其特征在于:包括微处理器控制模块、电参数监测模块、开关量监测模块、开关量执行模块,其中:
[0006]所述电参数检测模块用于检测家庭电网中的电压电流变化信号,将监测到的电压电流变化信号输入到微处理器控制模块;
[0007]所述开关量检测模块用于监测家庭电网中的断路信号,将监测到的信号输入到微处理器控制模块;
[0008]所述微处理器控制模块用于接收所述电参数监测模块和所述开关量监测模块发送的电压电流变化信号和断路信号,控制所述开关量执行模块控制家用智能设备的开关。
[0009]具体的,所述微处理器控制模块包括CC2530芯片,所述电参数监测模块包括电压、电流互感电路和ADE7753芯片,所述互感电路中有互感线圈,所述互感线圈都是一侧连接被监测电路,另一侧通过互感电路连接所述ADE7753,当所述被监测电路的电压或者电流变化超过了一定的范围,则所述ADE7753输出电信号至所述CC2530,所述开关量监测模块包括线性光耦tlp521,所述线性光耦tlp521 —边设置在所述被监测电路中,另一边通过电路连接所述CC2530,开关量执行模块是一个继电器,设置在与家电设备串联的电路里,所述CC2530接收所述电参数检测模块的电流、电压信号和所述开关量监测模块的断路信号,通过输出信号控制所述开关量执行模块。
[0010]优选的,所述智能家庭网关还包括一个串口通讯模块,所述串口通讯模块包括MAX232芯片,实现所述微处理器控制模块通过所述串口通讯模块与PC通讯的功能。
[0011]优选的,所述微处理器控制模块还包括一个无线单元,所述无线单元是CC2530的RF_P25引脚和RF_P26引脚上连接着天线电路,所述微处理器控制模块通过所述无线单元与家用智能设备交互,实现对家用智能设备的调整、控制。
[0012]与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
[0013]1、本实用新型的参数监测可以对电路中的多项参数(开关量、电压、电流)信号进行监测,然后传给微处理器,微处理器发出指令并及时做出调整和措施来维持设备的正常工作运行,监测更全面,效果更可靠。
[0014]2、本实用新型采用了含有MAX232的串口通讯模块,可以提高抗干扰能力,因为元件对电源噪声很敏感,所以加了去耦电容。
[0015]3、本实用新型采用cc2530作为微处理器,因为cc2530工作功耗小,成本,精确度高,成本低,使用方便。
[0016]4、本实用新型的电参数监测模块采用型号为GCT210BF-501A/20mA的微型电流互感器PCB板设计,安装、改造简便,抗干扰能力强。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型结构示意图;
[0018]图2为本实用新型的微处理器控制及通讯电路图;
[0019]图3为本实用新型的电参数监测电路图。
[0020]图中附图标记说明如下:1、电参数监测模块;2、微处理器控制模块;3、串口通讯模块;4、开关量监测模块;5、开关量执行模块;6、DB9串口接口 ;7、ZigBee模块(设置在智能家电设备上)。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
[0022]如图1、图2、图3所示,本实用新型提供一种智能家庭网关,包括电参数监测模块1、微处理器控制模块2、串口通讯模块3、开关量监测模块4、开关量执行模块5。微处理器控制模块2包括芯片cc2530,cc2530的RF_P25引脚和RF_P26引脚上连接着天线电路。电参数监测模块I包括电压、电流互感电路,互感电路中有互感线圈,互感线圈都是一侧连接被监测电路,另一侧通过互感电路连接ADE7753,本实施例中被监测电路为芯片ADE7753的供电电路(因为芯片的供电电路连接家庭用电系统,220v市电经过变压器整流、降压为ADE7753供电,所以监测芯片供电电路的情况就等于监测了家庭用电电路的情况),当芯片ADE7753的供电电路电压或电流变化时,互感线圈产生相应的互感电压、电流信号至所述ADE7753,ADE7753是一款带串行接口和脉冲输出的高精度电能计量1C,当监测电路的电压或者电流变化超过了一定的范围,则ADE7753输出电信号至cc2530,同样的,开关量监测模块4包括线性光耦tlp521,线性光耦tlp521 —边设置在被监测电路中,另一边通过电路连接cc2530,当被监测电路断电时,线性光耦tlp521可以将断路信号传送至cc2530的P1_0引脚。CC2530接收到电参数检测模块I的电流、电压信号和开关量监测模块4的断路信号,输出信号给开关量执行模块5,开关量执行模块5是一个继电器,设置在与家电设备串联的电路里,实现对家电设备的用电控制。另外串口通讯模块3包括一片MAX232芯片,可以实现RS232电平和TTL电平相互转换,串口通讯模块3连接DB9串口实现与PC机的通讯。该微处理器控制模块2还包括无线单元(RF_P25引脚和RF_P26引脚上连接着的天线电路),所述cc2530通过无线单元接收或发射具有ZigBee协议的无线信号,ZigBee模块7 (设置在智能家电设备上)将家用智能设备的数据参数(温度、灯光强度、音量大小)发送给CC2530,cc2530将接收到的信号通过max232转换连接电脑的DB9串口,实现与PC机的通讯,使得管理员可以在PC机软件上实时监测家庭设备的情况,同时,也可以通过天线电路发送数据给ZigBee模块7,ZigBee模块7将数据发至家用智能设备的程序中,从而实现对家用智能设备的调整、控制。在串口发送的情况下,MAX232的T2IN管脚为TTL电平输入管脚,与cc2530的P0_4管脚相连,T20UT管脚为相应的RS-232电平输出管脚,与DB9九孔的母串口的2管脚相连;在串口接收的情况下,MAX232的R2IN管脚为RS-232电平输入管脚,与DB9母串口的3管脚相连,R20UT管脚为相应的TTL电平输出管脚,与cc2530的P0_5管脚相连。MAX232可在电源电压为3-5.5V范围内时正常工作。C1+、C1-、C2+、C2-、V+及V-引脚是MAX232内部的电源变换部分,需要外接电容才能工作,电容(:13,(:14,(:19,021,都选用0.1uF的电容,可以提高抗干扰能力。因为元件对电源噪声很敏感,所以加了 0.1u的去耦电容C1。
[0023]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种智能家庭网关,其特征在于:包括微处理器控制模块、电参数监测模块、开关量监测模块、开关量执行模块,其中: 所述电参数检测模块用于检测家庭电网中的电压电流变化信号,将监测到的电压电流变化信号输入到微处理器控制模块; 所述开关量检测模块用于监测家庭电网中的断路信号,将监测到的信号输入到微处理器控制模块; 所述微处理器控制模块用于接收所述电参数监测模块和所述开关量监测模块发送的电压电流变化信号和断路信号,控制所述开关量执行模块控制家用智能设备的开关。
2.根据权利要求1所述的智能家庭网关,其特征在于所述微处理器控制模块包括cc2530芯片,所述电参数监测模块包括电压、电流互感电路和ADE7753芯片,所述互感电路中有互感线圈,所述互感线圈都是一侧连接被监测电路,另一侧通过互感电路连接所述ADE7753,当所述被监测电路的电压或者电流变化超过了一定的范围,则所述ADE7753输出电信号至所述CC2530,所述开关量监测模块包括线性光耦tlp521,所述线性光耦tlp521 —边设置在所述被监测电路中,另一边通过电路连接所述CC2530,开关量执行模块是一个继电器,设置在与家电设备串联的电路里,所述CC2530接收所述电参数检测模块的电流、电压信号和所述开关量监测模块的断路信号,通过输出信号控制所述开关量执行模块。
3.根据权利要求1所述的智能家庭网关,其特征在于所述智能家庭网关还包括一个串口通讯模块,所述串口通讯模块包括MAX232芯片,实现所述微处理器控制模块通过所述串口通讯模块与PC通讯的功能。
4.根据权利要求2所述的智能家庭网关,其特征在于所述微处理器控制模块还包括一个无线单元,所述无线单元是cc2530的RF_P25引脚和RF_P26引脚上连接着天线电路,所述微处理器控制模块通过所述无线单元与家用智能设备交互,实现对家用智能设备的调整、控制。
【专利摘要】本实用新型涉及网络通信领域,具体为一种智能家庭网关,包括:串口通讯模块、微处理器控制模块、电参数监测模块、开关量监测模块及控制电路,所述串口通讯模块与所述微处理器控制模块连接,所述微处理器控制模块与所述电参数监测模块连接,所述控制电路包括微处理器控制及通讯电路、监测电路。本实用新型可依据实时测得的参数来判断设备是否正常工作,微处理器发出指令并及时做出调整和措施来维持设备的正常工作运行,是一种全天候、适用于各种情况的基于MAX232与ZigBee网络的智能家庭网关,结构紧凑、设计合理,可靠性高,且造价低,操作使用简单,易推广。
【IPC分类】H04L12-66
【公开号】CN204291030
【申请号】CN201520028757
【发明人】徐晓光, 许生, 王品, 周红亮, 吴磊磊, 王剑, 陈振, 马平华, 陆涛, 胡楠, 夏雯娟
【申请人】安徽工程大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月15日