CN104932282A - 一种基于2.4g频段的交互式控制开关 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于2.4G频段的交互式控制开关，包括用于处理该控制开关的所有交互数据的中央处理模块，用于检测当前所处的频段并自动加入到该频段内的频段检测模块，用于将控制开关自身的状态参数发送至控制中心，并且接受控制中心发出的控制信号的无线通讯模块，用于报警的报警模块，以及用于自动切换电器工作状态的自动切换开关，该交互式控制开关，价格便宜，操作简单，实现一键傻瓜操作，体积小，安装方便，对已有的家用电器网络仍然使用，能够有效起到远程监控的作用。
Description
技术领域
本发明属于物联网无线通信领域，具体涉及一种基于2.4G频段的交互式控制开关。
背景技术
在全世界范围内，物联网正在蓬勃的发展，在物联网中末端的支点都是使用无线信号来通信的，在使用无线信号的时候遇到的最大的问题就是干扰，这是无线通信的重点也是难点。在物联网行业中经常使用的无线信号是2.4g频段，2.4g频段又被分成了16个频段（11到26频段），在一个测试系统安装的时候我们都要先检测一下这16个频段内的干扰情况，最后选择一个干扰最小的频段使用。在检测干扰信号的时候我们一般使用的是手持式频谱仪，使用手持式频谱仪主要有三个弊端：
1、价格太贵。
2、仪器太复杂，操作不方便，使用人员需经过专业培训。
3、仪器的体积和重量较大，携带不方便。
无线监测项目在安装的时候还遇到一个很麻烦的问题是网关的位置如何选择，在一个监测网络中网关负责收集所有支点的数据，而它在整个网络中的位置又决定了整个网络数据到达网关的效率和数据的丢包率，所以网关在网络中的位置很重要。
目前流行的概念数字家庭，指的是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台，是在家庭范围内实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电数字家庭器、自动化设备、照明设备、保安(监控)装置及水电气热表设备、家庭求助报警等设备互连和管理，以及数据和多媒体信息共享的系统。家庭网络系统构成了智能化家庭设备系统，提高了家庭生活、学习、工作、娱乐的品质，是数字化家庭的发展方向。
数字家庭概念虽然炒的很火，但是，真正的实现起来却很困难，市场真正需要的还是远程监控部分，但是，远程监控部分的环节仍很薄弱，尤其是对于已有的家庭电器网络，很难做到有效监控。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于2.4G频段的交互式控制开关，解决了现有技术中家庭电器网络远程监控难的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于2.4G频段的交互式控制开关，包括
中央处理模块，用于处理该控制开关的所有交互数据，并管理各模块的协调工作；
频段检测模块，用于检测当前所处的频段并自动加入到该频段内；
输入输出端口，用于将该控制开关接入到已有的电器设备网络或者新装的电器设备网络，用于提供信号的输入输出通道；
无线通讯模块，用于将控制开关自身的状态参数发送至控制中心，并且接受控制中心发出的控制信号；
报警模块，当该控制开关自身出现故障时，或者脱离当前电器网络无法连接到控制中心时，发出报警信号；
自动切换开关，用于在控制中心发出控制信号时，或者该控制开关发生故障时，或者与该控制开关连接的电器设备发生故障时，自动切换与该控制开关连接的电器设备的工作状态。
还包括过流保护模块，用于在与该控制开关连接的电器设备发生过流情况时，自动切断电器设备的工作。
还包括过压保护模块，用于在与该控制开关连接的电器设备发生过压情况时，自动切断电器设备的工作。
还包括过热保护模块，用于在与该控制开关连接的电器设备或者该控制开关发生过热情况时，自动切断电器设备的工作。
所述中央处理模块的中央处理器为FPGA芯片、ARM芯片、DSP芯片中的一种。
所述中央处理器为Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA芯片中的一种。
所述中央处理器为FPGA中的XC6SLX16芯片。
所述无线收发模块为Zigbee模块。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、该交互式控制开关，价格便宜，操作简单，实现一键傻瓜操作，体积小，安装方便，对已有的家用电器网络仍然使用，能够有效起到远程监控的作用。
2、包括过流保护模块、过压保护模块、过热保护模块，使得该控制开关具有可靠性高，可控性高的特点。
具体实施方式
下面对本发明的结构及工作过程作进一步说明。
一种基于2.4G频段的交互式控制开关，包括
中央处理模块，用于处理该控制开关的所有交互数据，并管理各模块的协调工作；
频段检测模块，用于检测当前所处的频段并自动加入到该频段内；
输入输出端口，用于将该控制开关接入到已有的电器设备网络或者新装的电器设备网络，用于提供信号的输入输出通道；
无线通讯模块，用于将控制开关自身的状态参数发送至控制中心，并且接受控制中心发出的控制信号；
报警模块，当该控制开关自身出现故障时，或者脱离当前电器网络无法连接到控制中心时，发出报警信号；
自动切换开关，用于在控制中心发出控制信号时，或者该控制开关发生故障时，或者与该控制开关连接的电器设备发生故障时，自动切换与该控制开关连接的电器设备的工作状态。
还包括过流保护模块，用于在与该控制开关连接的电器设备发生过流情况时，自动切断电器设备的工作。
还包括过压保护模块，用于在与该控制开关连接的电器设备发生过压情况时，自动切断电器设备的工作。
还包括过热保护模块，用于在与该控制开关连接的电器设备或者该控制开关发生过热情况时，自动切断电器设备的工作。
所述中央处理模块的中央处理器为FPGA芯片、ARM芯片、DSP芯片中的一种。
所述中央处理器为Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA芯片中的一种。
所述中央处理器为FPGA中的XC6SLX16芯片。
所述无线收发模块为Zigbee模块。
本实施例采用Xilinx公司的Spartan-6系列芯片中的XC6SLX16芯片作为主处理器，XC6SLX16芯片的时钟波形中TFCLK为参考时钟下降沿时间，TRCLK为参考时钟上升沿时间，其上升沿时间及下降沿时间均采集的是波形幅值的20%~80%之间。
Spartan-6 系列不仅拥有业界领先的系统集成能力，同时还能实现适用于大批量应用的最低总成本。该系列由13个成员组成，可提供的密度从3840个逻辑单元到147443个逻辑单元不等。与上一代Spartan系列相比，该系列功耗仅为其50%，且速度更快、连接功能更丰富全面。Spartan-6系列采用成熟的45nm低功耗铜制程技术制造，实现了性价比与功耗的完美平衡，能够提供全新且更高效的双寄存器6输入查找表 (LUT)逻辑和一系列丰富的内置系统级模块，其中包括18Kb(2x9Kb) Block RAM、第二代 DSP48A1 Slice、SDRAM 存储器控制器、增强型混合模式时钟管理模块、SelectIO? 技术、功率优化的高速串行收发器模块、PCI Express兼容端点模块、高级系统级电源管理模式、自动检测配置选项，以及通过 AES 和 Device DNA 保护功能实现的增强型IP安全性。这些优异特性以前所未有的易用性为定制 ASIC 产品提供了低成本的可编程替代方案。Spartan-6 FPGA可为大批量逻辑设计、以消费类为导向的 DSP 设计以及成本敏感型嵌入式应用提供最佳解决方案。Spartan-6FPGA奠定了坚实的可编程芯片基础，非常适用于可提供集成软硬件组件的目标设计平台，以使设计人员在开发工作启动之初即可将精力集中到创新工作上。
1.Spartan-6 FPGA逻辑单元评级充分体现了最新6输入 LUT 架构所具备的更强大的逻辑单元能力。
2.每个Spartan-6 FPGA Slice均包含4个LUT和8个触发器。
3.每个 DSP48A1 Slice内含一个18x18乘法器、一个加法器及一个累加器。
4.Block RAM大小基本为18Kb。每个模块还可以作为两个独立的9Kb模块使用。
5.每个CMT内含两个DCM和一个PLL。
6.在-3N 速度级别下不支持存储器控制器模块。
技术人员可根据涉及输入的需要选择适合项目的具体型号。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于2.4G频段的交互式控制开关，其特征在于：包括
中央处理模块，用于处理该控制开关的所有交互数据，并管理各模块的协调工作；
频段检测模块，用于检测当前所处的频段并自动加入到该频段内；
输入输出端口，用于将该控制开关接入到已有的电器设备网络或者新装的电器设备网络，用于提供信号的输入输出通道；
无线通讯模块，用于将控制开关自身的状态参数发送至控制中心，并且接受控制中心发出的控制信号；
报警模块，当该控制开关自身出现故障时，或者脱离当前电器网络无法连接到控制中心时，发出报警信号；
自动切换开关，用于在控制中心发出控制信号时，或者该控制开关发生故障时，或者与该控制开关连接的电器设备发生故障时，自动切换与该控制开关连接的电器设备的工作状态。
2.根据权利要求1所述的基于2.4G频段的交互式控制开关，其特征在于：还包括过流保护模块，用于在与该控制开关连接的电器设备发生过流情况时，自动切断电器设备的工作。
3.根据权利要求1所述的基于2.4G频段的交互式控制开关，其特征在于：还包括过压保护模块，用于在与该控制开关连接的电器设备发生过压情况时，自动切断电器设备的工作。
4.根据权利要求1所述的基于2.4G频段的交互式控制开关，其特征在于：还包括过热保护模块，用于在与该控制开关连接的电器设备或者该控制开关发生过热情况时，自动切断电器设备的工作。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于2.4G频段的交互式控制开关，其特征在于：所述中央处理模块的中央处理器为FPGA芯片、ARM芯片、DSP芯片中的一种。
6.根据权利要求5所述的基于2.4G频段的交互式控制开关，其特征在于：所述中央处理器为Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA芯片中的一种。
7.根据权利要求6所述的基于2.4G频段的交互式控制开关，其特征在于：所述中央处理器为FPGA中的XC6SLX16芯片。
8.根据权利要求1所述的基于2.4G频段的交互式控制开关，其特征在于：所述无线收发模块为Zigbee模块。
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