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

摘要

本发明涉及智能家居控制领域，尤其是指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，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。本专利具有以下优点：安全；总线节点可以直接埋在墙面内部，与外墙面无接触，不会引起安全问题。可靠；现场功能单元模块与总线节点之间没有连接线，不会因接触不良产生故障。而功能单元模块与人体接触后，即使存在静电放电现象也不会影响系统。灵活；现场功能单元模块可以根据需要灵活改变设置或更换位置。

主权项

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，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；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。