[发明专利]基于多格式自适应通信的家庭智能开关控制终端及方法

权利要求书

1.基于多格式自适应通信的家庭智能开关控制终端，其特征在于：包括HMI人机界面单元、集中控制单元和多路可扩展分路计量控制单元，

所述集中控制单元分别与HMI人机界面单元、多路可扩展分路计量控制单元相连接，

各可扩展分路计量控制单元分别通过电力线与用户负载相连接，

所述集中控制单元，包括多格式自适应通信模块接口、电力线宽带载波通信模块接口、RS-485通信模块接口、RS-232通信模块接口、集中控制器、存储电路、时钟电路、看门狗电路，所述多格式自适应通信模块接口、电力线宽带载波通信模块接口、RS-485通信模块接口、RS-232通信模块接口、存储电路、时钟电路、看门狗电路分别与集中控制器相连接，所述集中控制单元通过其内部的电力线宽带载波通信模块接口与远程的控制终端相连接，

所述多格式自适应通信模块接口连接有红外通信模块、WiFi通信模块、蓝牙通信模块、ZigBee通信模块，

各可扩展分路计量控制单元均包括RS-485通信模块接口、交流采样电路、CT/PT变换电路、继电器控制电路和计量控制器，所述RS-485通信模块接口、交流采样电路、CT/PT变换电路、继电器控制电路分别与计量控制器相连接；

所述多格式自适应通信模块接口内设置有协议转换器，所述协议转换器用于根据统一查询报文来识别连接的硬件，进行协议转换后通信；

所述协议转换器包括主控制器、WiFi通信接口、红外通信接口、蓝牙通信接口、ZigBee通信接口，所述主控制器负责协调各接口的任务调度，内存管理、任务间通讯、参数配置，各通信接口负责自身链路的建立、维护以及数据的接收、发送；

所述协议转换器控制ZigBee通信接口的通讯过程如下：

协议转换器工作在节点模式，启动后自动搜索，并将自身添加至ZigBee网络内，成为整个ZigBee网络的一节点，ZigBee节点通过无线网络发送至协议转换器的数据，经MAC过滤、协议解析后被协议转换器识别，并转发至485通信通道、RS-232通信通道、以太网通或者光纤通道；485通信通道、RS-232通信通道、以太网通或者光纤通道接收到的数据，经过MAC过滤、协议解析后被转发至ZigBee网络通道，完成协议转换。

2.根据权利要求1所述的基于多格式自适应通信的家庭智能开关控制终端，其特征在于：所述多格式自适应通信模块接口采用统一硬件接口及内部协议，由统一查询报文来识别连接的硬件，且集中控制单元自适应切换相应协议进行通信。

3.根据权利要求1所述的基于多格式自适应通信的家庭智能开关控制终端，其特征在于：还包括电源电路，所述电源电路的输出电压为24V，分别为HMI人机界面单元、集中控制单元和多路可扩展分路计量控制单元提供工作电压。

4.根据权利要求1所述的基于多格式自适应通信的家庭智能开关控制终端，其特征在于：所述CT/PT变换电路采用互感器隔离模式，所述交流采样电路内设置有RN8209芯片。

5.根据权利要求4所述的基于多格式自适应通信的家庭智能开关控制终端，其特征在于：所述计量控制器采用LPC812M101JDH20控制器，所述LPC812M101JDH20控制器通过SPI总线与RN8209芯片相连接。

6.根据权利要求1所述的基于多格式自适应通信的家庭智能开关控制终端，其特征在于：所述电力线宽带载波通信模块接口选用工作频点在2～12MHz，调制方式为OFDM的电力线通讯专用芯片；所述集中控制器采用STM32F207VET6控制器，所述HMI人机界面单元采用分辨率为800*480电阻屏。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的基于多格式自适应通信的家庭智能开关控制终端的控制方法，其特征在于：包括远程控制模式和本地控制模式，所述远程控制模式，包括以下步骤，

(A1)集中控制单元通过电力线宽带载波通信模块接口接收来自电力线远程的控制终端的控制指令；

(A2)由电力线宽带载波通信模块接口解调，并通过集中控制器解析指令内容；

(A3)通过集中控制器针对指令内容转换成相应DL/T 645-2007协议，并通过RS-485通信模块接口发送至对应路的可扩展分路计量控制单元，或由多格式自适应通信模块将控制内容转发给家电设备，

(A4)可扩展分路计量控制单元在接收到来自集中控制单元的指令内容后，通过内部计量控制器解析后执行相应动作，同时对用户端的电压、电流、功率、电量参数进行计量以及控制用户电源通断；

(A5)执行完毕后，可扩展分路计量控制单元再通过RS-485通信模块接口返回结果报文，或将多格式自适应通信模块接收到的家电设备返回信息转换成报文，上述的两种报文由集中控制单元接收处理后，先通过电力线宽带载波通信模块接口转发至远程的控制终端，而后再由集中控制器通过RS-232通信模块接口使用Modbus协议将结果状态发送至HMI人机界面单元显示刷新，至此完成远程控制；

所述本地控制模式包括以下步骤，

(B1)集中控制单元通过RS-232通信模块接口使用Modbus协议获取用户在HMI人机界面单元上的操作指令；

(B2)集中控制单元通过其内部的集中控制器分析操作指令，并将其转换成相应DL/T645-2007协议通过RS-485通信模块接口发送至可扩展分路计量控制单元或由多格式自适应通信模块将控制内容转发给家电设备；

(B3)可扩展分路计量控制单元在接收到来自集中控制单元的指令内容后，通过内部计量控制器解析后执行相应动作，同时对用户端家电设备的电压、电流、功率、电量参数进行计量以及控制用户电源通断；

(B4)执行完毕后，可扩展分路计量控制单元再通过RS-485通信模块接口返回结果报文，或将多格式自适应通信模块接收到的家电设备返回信息转换成报文，上述的两种报文由集中控制单元接收处理后，先通过电力线宽带载波通信模块接口转发至远程的控制终端，而后再由集中控制器通过RS-232通信模块接口使用Modbus协议将结果状态发送至HMI人机界面单元显示刷新，至此完成本地控制。