[发明专利]一种区域总线供电与本地无线供电相结合的智能家居系统

权利要求书

1.一种区域总线供电与本地无线供电相结合的家居智能化系统，包括总线供电主机、总线节点和无线接入模块，总线供电主机通过一对总线向总线节点供电，同时通过该总线与总线节点通信；总线节点通过无线电磁感应方式向无线接入模块供应电能，并进行无线数据通信。

2.根据权利要求1所述的家居智能化系统，其特征在于：总线供电主机与总线节点间的总线的通信方法采用直流电源线载波通信方式，或者采用电源与通信信号分时复用的方法。

3.根据权利要求1或2所述的家居智能化系统，其特征在于：总线供电主机与无线接入模块之间实现数据透明传输。

4.根据权利要求1所述的家居智能化系统，其特征在于：每个系统有一个总线供电主机，至少一个总线节点，总线节点之间并联连接在总线供电主机上。

5.根据权利要求4所述的家居智能化系统，其特征在于：无线接入模块设置在总线节点0-10cm处，当无线接入模块不使用或者不设置无线接入模块时，总线节点内部的无线发射电路关闭。

6.根据权利要求4或5所述的家居智能化系统，其特征在于：总线节点埋在墙面内部或放置在柜子内。

7.根据权利要求1所述的家居智能化系统，其特征在于：每个无线接入模块具有各自的地址，地址设置采用拨码开关或者生产时直接在无线接入模块程序内部编号；无线接入模块通过总线供电主机的软件设置接入。

8.根据权利要求1或2或7所述的家居智能化系统，其特征在于：每个无线接入模块为功能单元模块：安防模块、开关控制模块、灯光控制模块、红外遥控模块或窗帘控制模块。

9.根据权利要求8所述的家居智能化系统，其特征在于：安防模块外接各种探测器或紧急按扭，其中探测器为红外入侵探测器、门磁开关、煤气探测器或烟雾探测器；开关控制模块用来控制电灯、空调、风扇、电饭煲、热水器等电源的开和关；灯光控制模块用来调节灯光强度；红外遥控模块通过学习记录遥控器的编码，实现空调、电视、家庭影院的遥控功能；窗帘控制模块实现对电动窗帘的控制。

10.根据权利要求1所述的家居智能化系统，其特征在于：

所述总线供电主机包括第一控制器MCU1，和分别和第一控制器MCU1连接的网络接口、操作键盘与显示、总线供电/通信电路组成；其中，第一控制器MCU1控制总线供电主机的数据传输；网络接口可与外部通信；操作键盘与显示部分提供系统与外部的人机界面，可进行第一控制器的系统参数的设置和控制；总线供电/通信电路由驱动电路DR1、三极管Q1、Q2、电阻R1、比较器U1组成；其中第一驱动电路DR1的输入与第一控制器MCU1的一个输出口相连，第一驱动电路DR1输出互补的控制信号控制PMOS管Q1和NMOS管Q2；当MOS管Q1导通、Q2关断时总线向外供电，MOS管Q2导通、Q1关断时总线进行数据通信；电阻R1的一端与Q1的漏极相连，另一端与Q2的源极相连；

所述总线节点包括第二控制器MCU2，和分别和第二控制器MCU2连接的总线供电/通信接口电路、无线供电电路1、无线通信电路1；其中，第二控制器MCU2控制总线节点的供电及数据的传输；总线供电/通信接口电路由第二驱动电路DR2、三极管Q3、二极管D1以及滤波网络C1、L1、C2组成；无线供电电路1由第三驱动电路DR3、MOS管Q4、Q5、谐振电容C3、谐振电感L2和无线电能传输管理芯片MG1组成，谐振电容C3、谐振电感L2组成谐振槽，向无线接入模块提供能量；无线通信电路1包括无线通信芯片CM1和天线T'1；其中总线供电/通信接口电路的一个输入端与系统地相连，另一个输入端与三极管Q3的集电极以及二极管D1的阴极相连，三极管Q3的发射极与二极管D1的阳极相连；第二驱动电路DR2的输入端与第二控制器MCU2的一个输出口相连，第二驱动电路DR2的输出信号与三极管Q3的基极相连；C1、L1、C2构成CLC滤波网络，在C2上得到一个稳定电压，为系统提供电源；无线供电电路部分通过第二控制器MCU2控制无线电能管理芯片MG1，无线电能管理芯片MG1输出控制信号控制第三驱动电路DR3，第三驱动芯片DR3输出互补信号控制MOS管Q4和MOS管Q5，Q4的漏极与Q5的源极相联，构成一个D类放大器；该电路的输出驱动C3、L2构成的谐振电路；

所述无线接入模块包括由第三控制器MCU3，和分别和第三控制器MCU3连接的无线供电电路2、无线通信电路2、拨码开关和控制电路；其中控制电路根据模块功能不同，采用不同的电路；无线供电电路2包括谐振电感L3、谐振电容C4、C5，谐振电感L3和谐振电容C4、C5构成谐振槽，从总线节点接收能量；无线通信电路2包括无线通信芯片CM2和天线T2；其中无线供电电路的L3和C4构成串联谐振电路，经无线电能接收芯片SG1后输出稳定电能为系统提供电源；

Q1导通、Q2关闭时电路向外供电；Q1关断、Q2导通时，总线出现低电平，MCU1通过发出不同低电平宽度的脉冲表示“0”和“1”；总线供电主机Q1关断、Q2导通时，总线节点的Q3开通，可以调节总线主机输出的低电平宽度，以此表示从机向主机发送的数据；

总线节点的C3、L2构成谐振槽的谐振频率与无线接入模块的L3、C4、C5构成谐振槽的谐振频率接近，总线节点向无线接入模块提供电能；总线节点与无线接入模块通过无线通信芯片CM1、天线T'1和无线通信芯片CM2、天线T'2进行数据通信。