一种家庭电网的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于输变电技术领域，具体涉及一种家庭电网。
【背景技术】
[0002] 输变电技术是电厂发电到用户用电的重要技术，为人类文明提供了重要的基础。 目前，家庭电网的入户标准为220V/50HZ或110V/60HZ，由于楼宇或小区电网复杂，因此入户 电压需进行滤波隔离，以免干扰家庭电网的运行，保证入户电压和频率都满足要求。
[0003] 随着电子技术在现实生活中的广泛应用，人们越来越感受到电子产品为生活所带 来的各种便利。家庭电网中涉及各种电器，而绝大多数是涉及开关量的设备，如电灯、开关、 插座等，也有冰箱、空调等具有多种状态的设备。具体说来，最常用的家庭电器及元件有单 态的、双态的和多态的，单态的电器元件有插座、监控摄像头等;双态的有电灯、开关、光学 声学传感器、具有开关功能的插座等；多态电器有温度可调的空调、冰箱、光强可调的电灯 等。
[0004] 统筹管理各个家庭电器的状态对构建智能家居有积极意义，家庭电网成为现代智 能家居的基础。现代智能家居，不但要求功能多样，管理方便，使用简单，还要设计安装快 捷，节约材料等要求，以符合现代都市对绿色低碳生活的要求。目前，家庭电器的开关控制 通常是采用人为实地开关，部分较先进的采用实体遥控器进行控制，难以实现异地控制和 开关对不同电器的任意控制。
[0005] 如何实现这些基础电器的智能管理功能，提高智能家居的安全性，防止被入侵，并 降低成本，成为目前亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种家庭电 网，其具有控制逻辑简单、易编辑，安全性高，成本低等优点。
[0007] 解决本发明技术问题所采用的技术方案是该家庭电网，包括电力线、连接至所述 电力线上的多个电器以及与所述电器对应的控制器，还包括现场控制单元和中央控制单 元，其中：
[0008] 所述现场控制单元，包括与所述控制器连接的调制器和与所述电器连接的解调 器，所述调制器用于生成并发射开关控制信号，所述解调器用于接收并提取电器控制信号；
[0009] 所述中央控制单元，分别与所述调制器和所述解调器连接，用于接收所述调制器 的所述开关控制信号并生成相应的开闭控制信号，并将所述开闭控制信号发送至所述解调 器，所述解调器接收所述开闭控制信号作为所述电器控制信号。
[0010]优选的是，所述中央控制单元能接收任意频率的所述开关控制信号以及生成并发 出任意频率的所述开闭控制信号，所述电器受唯一频率的所述电器控制信号控制其开闭， 不同所述电器的开关控制信号频率各不相同；所述开关控制器具有与其对应的所述电器相 同的唯一频率的所述开关控制信号，不同所述电器控制器的开闭开关控制信号频率各不相 同。
[0011] 优选的是，所述中央控制单元包括接收模块、查询模块、存储模块和发送模块，其 中：
[0012] 所述接收模块，与所述调制器通过所述电力线连接，用于接收所述开关控制信号， 并将所述开关控制信号传送至所述查询模块；
[0013] 所述存储模块，与所述接收模块连接，用于预存包括所述开关控制信号和所述开 闭控制信号的设定规则的映射表，所述开关控制信号和所述开闭控制信号一一对应；
[0014] 所述查询模块，与所述存储模块和所述发送模块连接，所述查询模块根据所述开 关控制信号查询所述映射表，并将得到的所述开闭控制信号传送至所述发送模块；
[0015] 所述发送模块，与所述解调器通过所述电力线连接，用于接收所述开闭控制信号， 并将所述开闭控制信号发送至所述解调器。
[0016] 优选的是，所述中央控制单元还包括通信模块，所述通信模块使得所述中央控制 单元能与用户能通过设置终端进行信息交互，交互信息更新并存储至所述映射表中；
[0017] 所述设置终端，能与所述中央控制单元以无线方式连接，用于供用户设置所述电 器的状态、设置所述电器的定时控制、设置所述开关与所述电器的对应关系，以及设置一个 或几个所述控制器对所述电器的控制对应关系，以及对所述控制器与所述电器当前状态的 监控。
[0018] 优选的是，所述电器具有单态模式或双态模式或多态模式，每一状态模式均具有 一个标识地址，单一所述标识地址在所述映射表中与所述控制器具有唯一的对应频率，或 多个所述标识地址组合在所述映射表中与所述控制器具有唯一的对应频率。
[0019] 优选的是，所述设置终端包括手机、PAD，所述设置终端与所述中央控制单元通过 无线网络通信。
[0020] 优选的是，多个所述控制器通过所述电力线并联连接，所述控制器与所述调制器 串联接连;多个所述电器通过所述电力线并联连接，所述电器与所述解调器串联连接。
[0021] 优选的是，所述中央控制单元为可编程控制器，且设置于入户后的所述电力线的 始端。
[0022] 优选的是，所述电器包括能接入所述电力线的电灯、插座、冰箱、空调的至少一种， 所述控制器包括开关、插座的至少一种。
[0023] 优选的是，所述家庭电网在入户前与小区电网设置有隔离电源，以保证所述家庭 电网的入户电压和频率。
[0024] 本发明的有益效果是:该家庭电网通过将电器以及与电器对应的控制器均设置在 电力线上，具有如下优点:布线简洁美观，无需重新改变布线的结构，控制逻辑简单易编辑； 使用终端设备选择控制逻辑关系，便于对家用电器进行操作和定时控制，操作简单便于管 理;提高了智能家居的安全性，防止被入侵，并降低成本。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明实施例中智能家庭电网的结构示意图；
[0026] 图2为图1中智能家庭电网中控制信号的流向示意图；
[0027] 图3为调制器和解调器的信号变换示意图；
[0028] 图中：
[0029] 1-现场控制单元；11 一调制器;12-解调器；
[0030] 2-中央控制单兀;3 -电器;4 一控制器;5-设置终端。
【具体实施方式】
[0031] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方 式对本发明家庭电网作进一步详细描述。
[0032] 在日常生活中，基础电器都必须连接到家庭电网的电力线上，通过增设控制部件， 利用现有的电力线就可以实现家居智能管理;若采用无线方式，则需要首先要升级电器，即 在每个基础电器上都先配置无线连接装置才能实现智能管理，从而增加了成本，难度也较 高。可见，有线方式比无线方式更合适实现基础电器的智能管理。
[0033]本发明提供一种具有有线广播功能的智能家庭电网，将开关控制信号设定在原本 只能传输电能的电力线上进行传输。在实现这些基础电器的智能管理功能的基础上，提高 智能家居的安全性，防止被入侵，并降低成本。这里的广播指的是，中央控制单元通过查询 电器控制对应关系表，发出固定频率的信号(这就是一种广播），向所有的基础电器发出广 播，但是只有符合频率的某个基础电器可以响应这个信号。
[0034] 一种家庭电网，如图1所示，包括电力线、连接至电力线上的多个电器3以及与电器 3对应的控制器4,还包括现场控制单元1和中央控制单元2,同时参考图2,其中：
[0035] 现场控制单元1，包括与控制器4连接的调制器11和与电器3连接的解调器12,调制 器11用于生成并发射开关控制信号，解调器12用于接收并提取电器控制信号；
[0036] 中央控制单元2,分别与调制器11和解调器12连接，用于接收调制器11的开关控制 信号并生成相应的开闭控制信号(也即提取调制器11的开关控制信号以及根据设定规则生 成相应的开闭控制信号），并将开闭控制信号发送至解调器12,解调器12接收开闭控制信号 作为电器控制信号。
[0037] 其中，中央控制单元2能接收任意频率的开关控制信号以及生成并发出任意频率 的开闭控制信号，电器3受唯一频率的电器控制信号控制其开闭，不同电器3的开关控制信 号频率各不相同；控制器4具有与其对应的电器3相同的唯一频率的开关控制信号，不同控 制器4的开闭控制信号频率各不相同。图1中，冰箱、空调等电器的控制信号频率、电器与控 制器之间的对应关系设置仅为举例，事实上，为保证控制关系的正确性，每个电器的控制信 号频率都是不一样的，对应关系也可以随意变换。
[0038] 在本实施例的家庭电网中，将信号与电能都在电力线上进行传输，实现有线广播 对电器3的控制。中央控制单元2可以发出或接收任意频率的信号，电灯等电器3只能接收唯 一频率的信号控制，开关、插座等具有控制开闭功能的控制器4只能发出唯一频率的信号， 每个电器3和每个控制器4都只能接收或发出的频率都必须不同，保证控制的正确性。
[0039]在物理连接关系上，多个控制器4通过电力线并联连接，控制器4与调制器11串联 接连;多个电器3通过电力线并联连接，电器3与解调器12串联连接，并联控制能有效保证各 个电器3的独立性。这里的电器3包括能接入电力线的电灯、插座、冰箱、空调、电视机的至少 一种，控制器4包括开关、插座的至少一种，实现多样性电器3的控制。例如：电视机端的解调 器12与电视机开关连接，如果解调器12接收到关机的频率的信号，就关闭电视机开关，关闭 电视机。这样组建的家庭电网，所有电器3和控制器4都独立并联在家庭电网内，布线简洁美 观，逻辑简单，不容易出错，由中央控制单元2统一控制其中的电器3和控制器4以及操作，无 需重新改变布线的结构。
[0040] 具体的，中央控制单元2包括接收模块、查询模块、存储模块和发送模块，其中：
[0041] 接收模