专利名称：家庭能源远程访问及控制系统和方法
技术领域：
本发明涉及信息访问和控制技术，尤其涉及一种家庭能源远程访问及控制的系统和方法。
背景技术：
随着科技的发展，人们对能源的使用越来越智能化，现有技术已经能实现通过无线通信对能源进行控制，但是，无线通信毕竟在设备布置方面相对于有线通信更为复杂，而且，相对于电力线系统，需要重新架设网络，成本较高。而在一些距离较短、空间固体障碍较多的场合，无线信号甚至难以传递，这对通信的可靠性造成了极其恶劣的影响，不能较好地满足用户对家用电器的远程访问及控制。并且，现有的能源系统通常只是针对电器设备设置的，而对于其他能源，如自来水、煤气等能源都不涉及。因此，用户通常需要分开进行电费、水费和煤气费的支付，而不能在一个统一的平台上支付这些费用。因此，希望可以提出一种用于解决上述问题的家庭能源远程访问及控制的系统和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种家庭能源远程访问及控制的系统和方法，以便于用户对家庭能源方便、快捷地进行访问和控制。根据本发明的一个方面，提供了一种家庭能源远程访问及控制系统，该系统包括:电力线载波通信模块，位于电器设备上，基于低压电力线载波采集并发送各电器设备的相关数据、接收电力线上传输的各种指令，且根据指令的内容对电器设备进行相应的操作；控制中心服务器，基于低压电力线载波接收相关数据予以存储，并基于电力线载波通信模块向各电器设备转发各种指令；通信衔接模块，用于衔接低压电力线载波和其他通信媒介；通信终端设备，基于其他至少一种通信媒介和通信衔接模块与控制中心服务器相连并进行相关数据的交互和指令的发送。根据本发明的另一个方面，还提供了一种家庭能源远程访问及控制方法，包括以下步骤:基于低压电力线载波采集并发送各电器设备的相关数据、接收电力线上传输的各种指令，且根据指令的内容对电器设备进行相应的操作；基于低压电力线载波接收相关数据予以存储，并向各电器设备转发各种指令；衔接低压电力线载波和其他通信媒介；基于其他至少一种通信媒介和低压电力线载波，进行相关数据的交互和指令的发送。与现有技术相比，本发明具有以下优点:本发明应用简便，无需对电力线做任何的改装，即可实现通过电力线对家庭能源进行访问和控制的功能，相对于无线网络作为物理搭建载体，较大地节省了额外布置设备的成本。
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为根据本发明一个优选实施例的家庭能源远程访问及控制系统的示意性框图；图2为根据本发明一个优选实施例的家庭能源远程访问及控制系统的架构图；图3为根据本发明另一个优选实施例的家庭能源远程访问及控制方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细描述。本发明主要解决的技术问题是提供一种根据现有的通信设施实现家庭能源远程访问及控制，增强能源访问及控制的灵活性和可靠性。为解决该技术问题，本发明提供了一种系统及实现方法。需要说明的是，由于本系统主要基于电力线进行通信，因此，本系统必然涉及相关的电力线通信装置或设备，而且，这些装置或设备采用的都是常规技术，例如集中器、电能计量表，为了简明起见，在下文将不再赘述。根据本发明的一个方面，提供了一种家庭能源远程访问及控制系统。请参考图1，图1为根据本发明一个优选实施例的家庭能源远程访问及控制系统的示意性框图。如图1所示，本发明所提供的家庭能源远程访问及控制系统包括:电力线载波通信模块101，位于电器设备上，基于低压电力线载波采集并发送各电器设备的相关数据、接收电力线上传输的各种指令，且根据指令的内容对电器设备进行相应的操作。具体地，本系统所涉及的电器设备，其上都安装有电力线载波通信模块，该模块本身用于电力线的通信，其中所装有的芯片可以包括智能仪表SOC PL3106、PL3201或PL3000
坐寸ο电力线载波通信模块基于低压电力线载波采集所对应电器设备的相关数据，这些数据包括各电器设备的电压、电流、功率、电量或/和电费余额等与电有关的数据。采集完这些数据后，该模块自动地将这些数据发送出去，以便于接收这些数据的装置对电器设备进行实时地监控和管理。除了采集和发送与电器设备有关的电数据外，该模块还可以在低压电力线上接收对电器设备进行相关操作的指令，以便对电器设备进行远程、智能地操作。其中，这些进行相关操作的指令包括启动电器、关闭电器、暂停电器的工作过程或进入电器本身所具有的其他工作模式。以电饭煲为例，电饭煲的工作模式除了启动、关闭外，一般还包括保温、煮粥、炖汤等模式，如果安装在电饭煲上的电力线载波通信模块接收到开启电饭煲并进入保温模式的指令后，则该模块基于电力线智能地对电饭煲的工作模式进行管理，使电饭煲进入到保温模式。优选地，当电力线载波通信模块不能基于电力线使电器设备进入正常的工作模式时，该模块将基于电力线向外发送报警信号，以便于外界装置对电器设备进行及时、安全地处理。同样以电饭煲为例，当电力线载波通信模块接收到开启电饭煲并进入保温模式的指令后，正常情况下，电饭煲将进入到保温模式，但是，由于外界因素或电饭煲本身因素的影响，电饭煲进入到了煮粥模式。由于保温模式和煮粥模式下所消耗的功率不同，因此，电力线载波通信模块基于采集的功率数据获知电饭煲已进入非正常工作模式，则自动地向外发送警报信号，以使外界装置尽快地对电饭煲进行处理，这些处理的方式可以为重启电饭煲或者直接断开电饭煲的电源等。控制中心服务器102，基于低压电力线载波接收相关数据予以存储，并基于电力线载波通信模块向各电器设备转发各种指令。具体地，控制中心服务器安装在电力公司，以便用于电力公司实时获取各用户的用电情况及家用电器使用情况，对用户的用电进行科学、灵活地管理。该服务器除基于低压电力线载波接收来自电器设备的有关电数据外，还接收下文将要叙述的通信终端设备所发送的一些数据和指令。接收来自各设备的数据后，控制中心服务器将这些数据予以存储并更新，以便与控制中心服务器相连的其他设备从中获悉相关电器的实时工作状态。通常，控制中心服务器并不主动地向各电器设备发送各种指令，只是负责将其他设备的相关指令予以转发到各电器设备上，其中，所述的其他设备主要指下文中的通信终端设备。通信衔接模块103，用于衔接低压电力线载波和其他通信媒介。具体地，由于电力线载波和其他通信方式不同，因此，当其他通信方式上传输的信号传送到电力线上，需要对该信号做转换和衔接处理，而通信衔接模块正是为此服务的。通信衔接模块接收到其他通信媒介发往电力线上的信号或者接收到电力线上发往其他通信媒介上的信号后，对两者的信号相互转换，以使得信号准确无误地在信道上传输，最终到达目的地。常用的通信媒介包括有线通信媒介和无线通信媒介，其中，有线通信媒介包括光纤、电话线或网线，无线通信媒介主要为电磁波，相应地，无线通信方式包括GSM、GPRS、CDMA或WCDMA等。通信终端设备104，基于其他至少一种通信媒介和通信衔接模块与控制中心服务器相连并进行相关数据的交互和指令的发送。具体地，通信终端设备包括但不限于手机或电脑，还可以是其他能和控制中心服务器进行通信的其他电子产品。在该通信终端设备上，安装有与控制中心服务器通信的统一软件，该软件从控制中心服务器上进行统一的下载。用户通过该软件远程登录成功后，通过通信终端设备的输入装置(如键盘和/或鼠标)向控制中心服务器发送指令。当然，该软件针对不同用户配置有不同的账号和密码，以便于用户对相应账号下的电器设备进行访问和管理。一般地，通信终端所使用的通信媒介并非电力线载波，而是无线电磁波或者光纤、电话线、网线。因此，通信终端设备从控制中心获取相关数据或通过控制中心服务器将指令转发到电器设备上的电力线载波通信模块或者时，必须通过通信衔接模块以完成信号的转换。其中，通信终端设备和控制中心服务器进行数据交互，具体包括以下方式:通信终端设备主动向控制中心请求发送与相关电器设备相关的电数据，如电压、电流、功率、电量或/和电费余额等，控制中心通过通信衔接模块和低压电力线载波获取该请求后，根据该通信终端设备的账户信息返回相应的数据到通信终端设备；另外，控制中心服务器在某些情况下，如电器设备的工作不正常、电费余额不足等，主动地向通信终端设备发送相关数据，这些数据如电器设备的非正常参数、电费余额、催缴信息等。进一步地，通信终端设备向控制中心服务器所发送这些相关数据和指令的类型可以同上文所述，也可以小于上文所述的范围。例如，数据可以仅为电费和/或剩余电量。其中，所述通信终端设备将指令发送到控制中心服务器，具体包括:通信终端设备基于至少一种通信媒介和通信衔接模块向控制中心服务器发送进行电器设备操作的相关指令，控制中心服务器接收这些指令后，基于低压电力线载波向相关电器设备上的电力线载波通信模块转发所接收的指令，然后控制电器设备进行相应操作，如上文的控制电饭煲进入开启并保温状态。优选地，本系统还包括用水数据自动采集装置和用气数据自动采集装置，其分别用于采集用户的用水数据和用气数据，其中，用水数据包括当前所使用的用水量、水费余额，用气数据包括当前所使用煤气的用量、煤气费余额。通常，上述两个采集装置分别安装在水表和煤气表的一侧，并基于低压电力线或者其他通信媒介与控制中心服务器相连，该装置采集相关数据后，主动向控制中心服务器发送所采集的数据。由此，控制中心服务器获取这些用水、用气数据后予以存储，而通信终端设备也可以从控制中心服务器获取这些数据。进一步地，当用户使用的能源已欠费或即将欠费时，控制中心服务器将向相应的通信终端设备发送提醒消息，例如发送信息到该用户的手机上或发送邮件到该用户的邮箱，以提醒用户及时续费。优选地，本系统还包括缴费模块，给用户提供网上支付各种能源使用费的平台，如支付电费、水费或煤气费。该模块安装于通信终端设备上，并基于至少一种通信媒介和通信衔接模块与控制中心服务器相连。当用户在通信终端设备上完成缴费后，通信终端设备自动将与该用户对应的能源信息同步到控制中心服务器上。进一步地，当用户从欠费状态更新为费用余额充足状态时，控制中心服务器停止向该用户的通信终端设备发送提醒消息。为了更好地理解本实施例所提供的系统，请参考图2，图2为本发明一个优选实施例的家庭能源远程访问及控制系统的架构图，图中的箭头代表信号的传输方向。图2示出了本系统的一些基本配置要素，包括控制中心服务器、网络、以手机、电脑为代表的通信终端设备、通信衔接模块、低压电力线通信资源以及安装在电器设备上的电力线载波通信模块。各模块或装置的具体工作过程如上文所述，为简明起见，不再详述。与现有技术相比，本发明所提供的家庭能源远程访问及控制系统具有以下优点:I)本系统无需对电力线做任何的改装，即可实现通过电力线对家庭能源进行访问和控制的功能，相对于无线网络作为物理搭建载体，较大地节省了额外布置设备的成本；2)本系统还可以基于网上缴费的模式，为用户缴纳电费、水费、煤气费等多种能源费用带来便利；3)本系统通过在电器中安装载波通信模块，实现了对电器设备进行远程访问和控制，特别对于都市上班族来说，本系统解决了因时间紧凑而不能及时管理家庭用电设备而造成能源浪费的问题，在节能的同时也给他们节约了等待电器运行的时间；4)本系统结合现有的通信工具和家庭能源进行交互，提高了服务的灵活性。根据本发明的另一个方面，还提供了一种家庭能源远程访问及控制方法，包括以下步骤:步骤S301，基于低压电力线载波采集并发送各电器设备的相关数据、接收电力线上传输的各种指令，且根据指令的内容对电器设备进行相应的操作。具体地，所述基于低压电力线载波采集各电器设备的相关数据是指电压、电流、功率、电量或/和电费余额等与电有关的数据。采集完这些数据后，实时地将这些数据发送出去，以便于接收这些数据的装置对电器设备进行实时地监控和管理。除了采集和发送与电器设备有关的电数据外，还需要在低压电力线上接收对电器设备进行相关操作的指令，以便对电器设备进行远程、智能地操作。其中，这些进行相关操作的指令包括启动电器、关闭电器、暂停电器的工作过程或进入电器本身所具有的其他工作模式。以电饭煲为例，电饭煲的工作模式除了启动、关闭外，一般还包括保温、煮粥、炖汤等模式，如接收到开启电饭煲并进入保温模式的指令后，则控制电饭煲进入特定工作模式，即进入保温模式。优选地，当电器设备出现失控状态时，不能进入特定的工作模式，则立即基于电力线向外发送报警信号，以便于外界相关装置对电器设备进行及时、安全地处理。同样以电饭煲为例，预定的工作模式为保温模式，如果电饭煲在受控情况下进入的是煮粥模式，由于两模式下电饭煲所消耗的功率不同，基于电数据的异常，则实时地向外发送警报信号，以使外界相关装置可以尽快对电饭煲进行处理，这些处理的方式可以为重启电饭煲或直接断开电饭煲的电源等。步骤S302，基于低压电力线载波接收相关数据予以存储，并向各电器设备转发各种指令。具体地，基于低压电力线载波接收的相关数据除来自电器设备的有关电数据外，还包括下文将要叙述的通信终端设备所发送的一些数据和指令。接收来自各设备的数据后，将这些数据予以存储并更新，以便获悉相关电器的实时工作状态。通常，步骤S301所接收电力线上传输的各种指令，通常来自于电力线载波通信以外的其他媒介，这些指令通过转换后在电力线上进行转发并最终传输到电器设备。步骤S303，衔接低压电力线载波和其他通信媒介。具体地，由于电力线载波和其他通信方式不同，因此，当其他通信方式上传输的信号传送到电力线上，需要对该信号做转换和衔接处理。其中，其他通信媒介包括有线通信媒介和无线通信媒介，其中，有线通信媒介包括光纤、电话线或网线，无线通信媒介主要为电磁波。步骤S304，基于其他至少一种通信媒介和低压电力线载波，进行相关数据的交互和指令的发送。具体地，通过其他至少一种通信媒介，基于信号的转换和衔接，收发来自低压电力线上的数据或指令。同样地，其中收发的数据为与相关电器设备相关的电数据，包括电压、电流、功率、电量或/和电费余额等，所述指令的内容包括开启、关闭、暂停电器的工作过程或进入电器本身所具有的其他工作模式。进一步地，当这些电数据出现非正常状态时，实时地将这些数据从电器设备一端沿着低压电力线反馈出去，以等待外界相关装置对相应电器设备进行实时处理。本发明所提供的家庭能源远程访问及控制方法具有以下优点:I)本发明提供的方法基于低压电力线载波信号和其他通信媒介上信号的相互转换，充分利用了现有的通信资源，不仅提高了通信的效率和灵活性，还节约了额外配置其他通信设施的成本；2)相对于基于纯无线网络作为通信载体，特别在距离较短但空间固体障碍较多的情况下，本方法提高了通信的可靠性。以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种家庭能源远程访问及控制系统，该系统包括: a)电力线载波通信模块，位于电器设备上，基于低压电力线载波采集并发送各电器设备的相关数据、接收电力线上传输的各种指令，且根据指令的内容对电器设备进行相应的操作； b)控制中心服务器，基于低压电力线载波接收相关数据予以存储，并基于电力线载波通信模块向各电器设备转发各种指令； c)通信衔接模块，用于衔接低压电力线载波和其他通信媒介； d)通信终端设备，基于其他至少一种通信媒介和通信衔接模块与控制中心服务器相连并进行相关数据的交互和指令的发送。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述相关数据包括各电器的电压、电流、功率、电量或/和电费余额。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述指令的内容包括开启、关闭、暂停电器的工作过程或进入电器本身所具有的其他工作模式。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述其他通信媒介包括有线通信媒介和无线通信媒介，其中， 有线通信媒介包括光纤、电话线或网线； 无线通信媒介为电磁波。
5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述通信终端设备和控制中心服务器进行数据交互，具体包括: 通信终端设备主动向控制中心请求发送相关电器设备的相关数据，控制中心根据请求予以响应，返回相关数据到通信终端设备，或/和， 控制中心服务器主动向通信终端设备发送相关数据。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制中心向通信终端设备主动发送电费余额数据或催缴信息。
7.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述通信终端设备进行指令的交互，具体包括: 通信终端设备向控制中心服务器发送对相关电器设备进行相应操作的指令； 控制中心服务器接收指令后，基于低压电力线载波向相关电器设备上的电力线载波通信模块转发指令，对电器设备进行相应操作。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用水数据自动采集装置和用气数据自动米集装置，其分别位于水表和气表的一侧，基于低压电力线载波或其他通信方式与控制中心服务器相连，并分别向控制中心服务器发送用水和用气的相关数据。
9.根据权利要求1或8所述的系统，其特征在于，还包括: 缴费模块，用于缴纳电费、水费或煤气费，其安装于通信终端设备上，并基于至少一种通信媒介和通信衔接模块与控制中心服务器相连。
10.一种家庭能源远程访问及控制方法，该方法包括以下步骤: 基于低压电力线载波采 集并发送各电器设备的相关数据、接收电力线上传输的各种指令，且根据指令的内容对电器设备进行相应的操作； 基于低压电力线载波接收相关数据予以存储，并向各电器设备转发各种指令；衔接低压电力线载波和其他通信媒介； 基于其他至少一种通信媒介和低压电力线载波，进行相关数据的交互和指令的发送。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述相关数据包括各电器的电压、电流、功率、电量或/和电费余额。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述指令的内容包括开启、关闭、暂停电器的工作过程或进入电器本身所具有的其他工作模式。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述其他通信媒介包括有线通信媒介和无线通信媒介，其中， 有线通信媒介包括光纤、电话线或网线； 无线通信媒介为电磁波。
14.根据权利要求10-13任一项所述的方法，其特征在于，所述进行指令的发送，具体包括: 基于其他至少一种通信媒介，发送对相关电器设备进行相应操作的指令； 接收指令后，基于低压电力线载波对电器 设备进行相应操作。
全文摘要
本发明提供了一种家庭能源远程访问及控制系统，该系统包括电力线载波通信模块，位于电器设备上，基于低压电力线载波采集并发送各电器设备的相关数据、接收电力线上传输的各种指令，且根据指令的内容对电器设备进行相应的操作；控制中心服务器，基于低压电力线载波接收相关数据予以存储，并基于电力线载波通信模块向各电器设备转发各种指令；通信衔接模块，用于衔接低压电力线载波和其他通信媒介；通信终端设备，基于其他至少一种通信媒介和通信衔接模块与控制中心服务器相连并进行相关数据的交互和指令的发送。相应地，还提供了一种家庭能源远程访问及控制方法。本发明为用户进行家庭能源的远程访问及控制带来了便利。
文档编号H04L12/28GK103209104SQ20131006661
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月3日 优先权日2013年3月3日
发明者周斌 申请人:北京福星晓程电子科技股份有限公司