CN205139260U - 一种具有电异常预警功能的智能家居门 - Google Patents

Abstract

一种具有电异常预警功能的智能家居门，本实用新型涉及智能家居安防领域，其旨在解决现有智能家居安防设备不能检测智能家居线路中异常电源，不能区分恶意入侵断电与大规模区域断电，不利于灾害发生时住户逃生，缺乏反馈控制、有效通信且备用电源启动不及时等技术问题。该结构特征包括用于市电有效值检验的中控预警模块：接收市电，还发出控制信号；用于市电频率检验的过零检测单元：接收市电并输出检测信号；判别模块：接收检测信号并输出判别信号至中控预警模块驱动电路：接收控制信号，输出驱动脉冲；与门转轴连接的电机：接收驱动脉冲。本实用新型用于智能家居系统电异常预警。

Description

一种具有电异常预警功能的智能家居门

技术领域

本发明涉及智能家居安防领域，具体涉及一种具有电异常预警功能的智能家居门。

背景技术

随着科技的不断进步和生活水平的逐渐提高，各式各样的智能家居设备进入了人们的生活。然而，恶意入侵设备也随之越来越具有隐藏性，甚至不用切断电源的情况下，进行破坏性入侵。现有智能家居设备，一般都以市电的电参数为设计标准，几乎无法应对电源端出现的突发情况或其他蓄意破坏行为：断电、电源频率或幅值受外界恶意干扰；即，智能家居设备出现断电、电源频率或幅值受外界恶意干扰情况时，立即就故障或失灵。特别地，智能家居安防设备或门禁设施，处理电源事件不智能；具有断电保护报警装置的智能家居安防设备或门禁设施，不能区分非恶意电源事件，容易误报警，造成不必要的损失；多数安防设备或门禁设施，安装有断电自锁隔离装置，这在火灾和地震等灾害发生时，不利于住户逃生；现有断电预警装置，不能够检测由恶意干扰电源频率或幅值造成智能家居设备失灵或故障的事件，即对智能家居设备工作频率和功率进行干扰，使其失灵或处于非正常工作状态，并且，该入侵方式并不会触发备用电源（断电触发制），设备将持续受到“坏”电源的驱动，导致长时间处于异常工作状态而损坏或故障失灵。

此外，现有恶意入侵行为，一般地，针对一条街区中单户实施地盗窃或破坏；具体地，针对智能家居安防设备或门禁设施的电源或电路线进行破坏。

发明内容

针对上述现有技术，本发明目的在于提供一种具有电异常预警功能的智能家居门，其旨在解决现有智能家居安防设备不能检测智能家居线路中异常电源，不能区分恶意入侵断电与大规模区域断电，不能够检测由恶意干扰电源频率或幅值造成智能家居设备失灵或故障的事件，不利于灾害发生时住户逃生，缺乏反馈控制、有效通信且备用电源启动不及时等技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有电异常预警功能的智能家居门，包括用于市电有效值检验的中控预警模块：接收市电，还发出控制信号；用于市电频率检验的过零检测单元：接收市电并输出检测信号；判别模块：接收检测信号并输出判别信号至中控预警模块；驱动电路：接收控制信号，输出驱动脉冲；与门转轴连接的电机：接收驱动脉冲；所述的中控预警模块，包括模/数转换器：接收市电，并输出带有市电有效值特征的数字信号；所述的中控预警模块，还包括处理器：接收模/数转换器的数字信号；所述的处理器，包括相互匹配的现场编程门阵列和数字处理器；所述的模/数转换器，通过连接降压保护器的方式接收市电。

上述方案中，优选地，所述的市电，包括本户市电和相邻街区市电。

上述方案中，优选地，所述的过零检测单元，包括第一过零检测单元和第二过零检测单元。

上述方案中，优选地，所述的中控预警模块，还连接有应急电源，通信节点和/或反馈节点。

上述方案中，优选地，所述的驱动电路，包括依次连接的脉冲定时调制单元，开关电路和单相电机单元。

与现有技术相比，本发明是非常规的，却产生了令人意想不到的突破性有益效果：不论是发生恶意电入侵，还是发生智能家居系统电路故障，都能够提供应急操作；能够区分单户断电和大规模区域断电；能够实时地进行市电频率和有效值检测，判断是否有恶意破坏行为和智能家居系统电路故障；及时的应急通信；具有反馈式控制，提供极高的人性化体验。

附图说明

图1为本发明的模块示意图；

图2为本发明的具体实施例示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明的模块示意图，一种具有电异常预警功能的智能家居门，包括用于市电有效值检验的中控预警模块：接收市电；用于市电频率检验的过零检测单元：接收市电并输出检测信号；判别模块：接收检测信号并输出判别信号至中控预警模块。

实施例1

图2为本发明的具体实施例示意图，所述的市电，包括本户市电和相邻街区市电。所述的相邻街区市电，包括多条相邻街区市电，通过独立隐藏线路，连接中控预警模块。所述的中控预警模块，通过第一变压器T1、第二变压器T2分别接收本户市电和相邻街区市电。所述的中控预警模块预设电异常值偏离范围为±30%，维持时间为1分钟。所述的中控预警模块根据智能家居系统用电消耗的稳定性预设电异常偏离范围。所述的中控预警模块，包括模/数转换器：接收市电，并输出带有市电有效值特征的数字信号；处理器：接收模/数转换器的数字信号。所述的模/数转换器，通过连接降压保护器的方式接收市电，降压保护器采用分压电阻。

所述的过零检测单元，包括第一过零检测单元和第二过零检测单元。所述的过零检测单元，包括依次连接的数字隔离器，整流桥电路和电压比较电路。数字隔离器选用直接电容式，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C7和第四电容C8。

所述的判别模块，包括异或门U1A：接收检测信号；连接异或门U1A的反相器U2A：与异或门U1A构成同或门；积分器：连接同或门的输出端；连接积分器的振荡器OSC：输出60赫兹谐振脉冲。所述的中控预警模块，还连接有带有电异常触发制功能的应急电源，通信节点和/或反馈节点。所述的处理器，包括相互匹配的现场编程门阵列FPGA和数字处理器DSP。

实施例2

所述的过零检测单元，包括接收市电的第一数字隔离器:第一电容C1和第二电容C2;接收第一数字隔离器输出的整流桥：包括四个二极管D1、D2、D3和D4；电压比较电路：将整流桥的输出与分压电阻电压作比较，完成过零检测；电压比较电路还连接一个阈值电压开关D5。

实施例3

所述的判别模块，其中的积分器，包括并联的第五电容C4和电阻R6。积分器的时间常数需要大于市电二分之一的占空系数，并小于市电的占空系数，以至于在两个过零检测单元出现不一致的脉冲时，能够发出“喘息”电脉冲，振荡器OSC接收到“喘息”脉冲时，将不足以继续发出60赫兹脉冲，现场编程门阵列FPGA的计数环路受到破坏，触发电异常事件。

实施例4

本发明装置识别深度隐藏的电入侵。在智能家居负载电源接入前端，受到恶意电干扰；恶意电干扰为频率大幅扰动，破坏市电占空系数，进一步使智能家居设备处于非正常工作状态，长时间的非正常工作即可使其故障或失灵，这对门禁与智能安防设备是致命的；而中控预警模块检测的市电电压幅值不会发生异常，但在第一过零检测单元处，会输出随扰动频率变化的过零信号，在异或门U1A处，输出间断的高电平，反相器U2A将输出间断的低电平，积分器发出“喘息”脉冲，振荡器OSC输出低于60赫兹的脉冲，现场编程门阵列FPGA计数环受到破坏，进一步通知数字处理器DSP，数字处理器DSP根据现场编程门阵列FPGA计数环是否受到随机多次破坏（单次破坏后无电输出，判定为无意断电或智能家居线路故障，但也会激活反馈节点通知用户），如果是，将判定为恶意入侵，同时激活通信节点和反馈节点，实现报警并通知用户。

实施例5

所述的脉冲定时调制单元200，包括调制脉冲发生器4：输入端连接FPGA的时钟输出端，接收FPGA控制时钟Clock；第一反相器5：输入端连接调制脉冲发生器4的输出端；第一可编程延时器6：输入端连接第一反相器5的输出端；第二反相器24：输入端连接第一可编程延时器6的输出端；第一场效应管Q1：栅极连接第二反相器24的输出端，源极接有电感L1；电感L1一端为High_V；用于消除判决延时的开关电路：与调制脉冲发生器4的输出端连接，与第一可编程延时器6的输出端连接；第二场效应管Q2:栅极连接开关电路，漏极连接第一场效应管Q1的源极；肖特基同步整流二极管D1：正极、负极分别连接第二场效应二极管的源极、漏极；肖特基同步整流二极管D1正极为Low_V。

所述的开关电路，包括截止电路，导通电路，还包括RS触发器31：Q端连接第二场效应管Q2的栅极。

所述的截止电路，包括缓冲寄存器7：输入端连接第一可编程延时器6的输出端ID；第一升值计数器19；时钟端CLK连接缓冲寄存器7的输出端；第一与门8：输入端口连接High_V和编程序列Pro.bit；第一或非门9：输入端口连接有第一与门8的输出端，输出端连接第一升值计数器19的计数端UP；第三反相器12：输入端为预设端Preset；第一或门11：输入端口连接第三反相器12的输出端和缓冲寄存器7的输出端；第二或非门10：输入端口连接有第一或门11的输出端和第一或非门9的输出端，输出端连接到第一或非门的输入端口；第二可编程延时器21：激活计数端A连接第一升值计数器19的计数端-Q，延时端D连接第一可编程延时器的输出端ID；第四反相器28：输入端连接第二可编程延时器21的输出端Y；第三或非门27：输入端口分别连接第四反相器28的输入端和输出端；第二与门25；第二或门26：输入端口连接有第三或非门27的输出端和第二与门25的输出端；第五反相器23：输入端和输出端连接第二与门25的输入端口；第二或门26的输出端连接RS触发器31的R端。

所述的导通电路，包括第二升值计数器20：时钟端CLK连接调制脉冲发生器4的输出端；第三或门13：输入端口连接第三反相器12的输出端和High_V；第四或非门14：输入端口连接有第三或门13的输出端；第五或非门18：输入端口连接有第四或非门14的输出端，输出端连接第二升值计数器20的计数端UP；第三与门17：输入端口连接有缓冲寄存器7的输出端，输出端连接到第五或非门18的输入端口；第四与门16：输入端口设置有监测点Checkpoint，输出端连接到第三与门17的输入端口；基准电源Ref_1：正极接地；比较器15：高电平端连接基准电源Ref_1的负极，输出端连接到第四与门16的输入端口；第三可编程延时器22：激活计数端A连接第二升值计数器20的Q端，延时端D连接第一可编程延时器6的输出端ID；第六反相器30：输入端连接第三可编程延时器22的输出端Y；第五与门29：输入端口连接第六反相器30的输出端和输入端，输出端连接RS触发器31的S端。

实施例6

在实施例4和实施例5基础上，用户通过反馈节点，控制中控预警模块，其发出控制信号，驱动电路接收控制信号后驱动电机转动，选择性地让门打开或关闭。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有电异常预警功能的智能家居门，其特征在于，包括

用于市电有效值检验的中控预警模块：接收市电，还发出控制信号；

用于市电频率检验的过零检测单元：接收市电并输出检测信号；

判别模块：接收检测信号并输出判别信号至中控预警模块；

驱动电路：接收控制信号，输出驱动脉冲；

与门转轴连接的电机：接收驱动脉冲；

所述的中控预警模块，包括

模/数转换器：接收市电，并输出带有市电有效值特征的数字信号；

所述的中控预警模块，还包括

处理器：接收模/数转换器的数字信号；

所述的处理器，包括相互匹配的现场编程门阵列和数字处理器；

所述的模/数转换器，通过连接降压保护器的方式接收市电；

所述的过零检测单元，包括第一过零检测单元和第二过零检测单元。

2.根据权利要求1所述的一种具有电异常预警功能的智能家居门，其特征在于，所述的市电，包括本户市电和相邻街区市电。

3.根据权利要求1所述的一种具有电异常预警功能的智能家居门，其特征在于，所述的中控预警模块，还连接有应急电源，通信节点和/或反馈节点。

4.根据权利要求1所述的一种具有电异常预警功能的智能家居门，其特征在于，所述的驱动电路，包括依次连接的脉冲定时调制单元，开关电路和单相电机单元。