一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统和方法.pdf

一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统和方法，属于蓝牙通信领域和载波通信领域。蓝牙传输模块，通过蓝牙实现蓝牙信号的发送与接收；电力线载波传输模块，通过电力载波信道实现数据的传输；微控制器模块：实现载波与蓝牙信号强度的检测，信号强度的比较以及信道的切换；蓝牙传输模块、电力载波传输模块分别与微控制器模块连接。将本发明应用于智能家居系统中，可通过载波或蓝牙控制冰箱、空调等家用电器，同时也可通过手机与家用路由连接，实现网上自动缴费功能，为实现家居环境的智能化提供了强有力的保障。

权利要求书1.  一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统，其特征在于包括：蓝牙传输模块，通过蓝牙实现蓝牙信号的发送与接收；电力线载波传输模块，通过电力载波信道实现数据的传输；微控制器模块：实现载波与蓝牙信号强度的检测，信号强度的比较以及信道的切换；蓝牙传输模块、电力载波传输模块分别与微控制器模块连接。2.  根据权利要求1所述的一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统，其特征在于：蓝牙传输模块包括：蓝牙信号发送模块、蓝牙信号接收模块；电力线载波传输模块包括：载波信号发送模块、载波信号接收模块。3.  根据权利要求1或2所述的一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统，其特征在于：可以应用于智能家居系统中，使得信息在家用器件与路由器之间可以采用双信道传输模式，从而信息可以从一条更优的信道来传送。4.  根据权利要求1或2所述的一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统，其特征在于：微控制器模块负责载波与蓝牙信号强度的检测，信号强度的比较以及信道的切换；微控制器模块包含载波信号强度检测器、蓝牙信号强度检测器和微处理器；载波信号强度检测器用于检测载波信号强度；蓝牙信号强度检测器用于检测蓝牙信号强度；载波信号强度检测器与蓝牙信号强度检测器分别与微处理器相连接；微处理器对接收到的蓝牙信号强度与载波信号强的平均值进行寄存，并且与已经预设的门限值进行比较来选择信道，再根据当前传输信道与比较结果来判断是否需要自动切换；若选择信道与当前信道一样，则不需要切换，若不一样，则自动切换成所选信道。5.  一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换方法，其特征在于包括以下步骤；步骤1、信源发起信号传输；步骤2、对接收信号的检测与比较；步骤3、信宿根据接收信号的检测与比较的结果发送反馈帧来建议信源切换至更优的信道发送剩余信息；步骤4、信源切换至更优信道；步骤5、隔一段周期，信宿以此类推发送反馈帧来确保信道检测与评估的实时性。

说明书一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统和方法
技术领域
本发明涉及一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统和方法，属于蓝牙通信领域和载波通信领域。
背景技术
目前，家用控制器(如遥控器)利用红外线感应，以实现对家用电器的控制操作。然而红外线信号容易受各种热源，光源，射频辐射以及热气流的干扰。因此，如今用户的智能家居体验并不理想。本发明通过提供一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统和方法，采用并行通道，使得两个信道既可以独立工作，又能够自动切换来相互协作。本发明有效的保证了信息传输的高效与可靠，为实现真正便捷的智能化家居环境提供了有力的保障。
发明内容
本发明提供了一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统和方法，适用于智能家居环境。
一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统，包括：
蓝牙传输模块，通过蓝牙实现蓝牙信号的传输；
电力线载波传输模块，通过电力载波信道实现数据的传输；
微控制器模块：实现载波与蓝牙信号强度的检测，信号强度的比较以及信道的切换；
蓝牙传输模块、电力载波传输模块分别与微控制器模块连接。
蓝牙传输模块包括：蓝牙信号发送模块、蓝牙信号接收模块；
电力线载波传输模块包括：载波信号发送模块、载波信号接收模块。
一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换方法，包括以下步骤；
步骤1、信源发起信号传输。
步骤2、信宿根据接收信号的检测与比较结果发送反馈帧来建议信源切换至更优的信道发送剩余信息。
步骤3、信源切换至更优信道。
步骤4、隔一段周期，信宿以此类推发送反馈帧来确保信道检测与评估的实时性。
优选地，本发明使得信息能够在控制器(如遥控器，手机)与家用器具之间进行双向传输。
本发明提供了一种电力线载波与无线蓝牙双信道自动切换系统与方法，主要适用于智能家居环境中。系统被安装于各种家用器件(如电视机，空调，电冰箱，路由器)中使得在家用器件与路由器之间能够采用双信道传输模式，从而信息可以从一条更优的信道来传送。
本发明优点在于方便了用户对家用器具的控制以实现家居环境的智能化。
通过本系统，控制器可以实现：
(1)对多个家用器具的统一控制。
(2)获得并设置各家用器具的参数来进行适当的操作，维护或保养(如网上自动缴费)。
本发明的蓝牙传输模块实现蓝牙信号的发送与接收，电力线载波传输模块实现载波信号的发送与接收，微控制器模块实现载波与蓝牙信号强度的检测，信号强度的比较以及信道的切换，本发明通过对蓝牙信道和载波信道上的接收信号强度进行比较，以选择一条更优的信道进行数据传输。 这两个信道既可以独立工作，又可以通过自动切换来进行相互协作。
因此，本发明有效的保证了信号传输的可靠性。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：
图1为本发明的结构方框图。
图2为蓝牙传输模块蓝牙信号传输示意图。
图3为电力线载波传输模块载波信号传输示意图。
图4为信道选择的工作流程图。
图5为第一比较模块的工作流程图。
图6为第二比较模块的工作流程图。
图7为第三比较模块的工作流程图。
图8为本发明的应用实例图。
具体实施方式
下面结合附图和实例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明。
图1是本发明所提供的一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统的结构方框图。其中，系统包括三大模块：蓝牙传输模块1，电力线载波传输模块2以及微控制器模块3。蓝牙传输模块1与电力线载波传输模块2分别与微控制器模块3相连接。
实施例1：根据本发明所提供的一种电力线载波和无线蓝牙自动切换系统和方法，系统被安装于各种家用器件(如电视机，空调，电冰箱，路 由器)中。系统的通信由信源发起，信号通过信道到达信宿。图2是蓝牙传输模块蓝牙信号传输示意图。
信源蓝牙传输模块11：一种电力线载波和无线蓝牙自动切换系统被安装于各种家用器件(如电视机，空调，电冰箱，路由器)中。因此，信源蓝牙传输模块可以涉及智能家居系统中所有需要发起信息传输的器件。
一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统，包括：
蓝牙传输模块，实现蓝牙信号的发送与接收；
蓝牙传输模块包括：蓝牙信号发送模块，蓝牙信号接收模块；
蓝牙信号的发送与接收涉及信源蓝牙传输模块11、蓝牙信道12、信宿蓝牙传输模块16以及信宿微控制器模块15。
蓝牙传输模块包括：收发天线13和开关控制器14。
信源蓝牙传输模块11：可以涉及智能家居系统中所有需要发起信息传输的器件。
信源蓝牙传输模块11包括：信源收发天线和信源开关控制器。
信源收发天线可以进行蓝牙信号的发送和接收，然而在信源蓝牙传输模块11中，信源收发天线主要负责蓝牙信号的发送。
信源开关控制器控制信源收发天线，并且使其发挥发送天线的作用。
蓝牙信道12：可以传输频率在蓝牙频段范围内(2.4GHZ)的电磁波的自由空间。蓝牙信道可能遭受空间噪声的干扰。
信宿蓝牙传输模块16：信宿蓝牙传输模块16在硬件上与信源蓝牙传输模块11相同，其中包括：信宿收发天线13和信宿开关控制器14。
信宿收发天线13可以进行蓝牙信号的发送和接收，然而在信宿蓝牙传输模块16中，信宿收发天线13主要负责蓝牙信号的接收。
开关控制器14控制信宿收发天线13，并且使其发挥接收天线的作用。
信宿微控制器模块15：信宿微控制器模块15在蓝牙信号传输中负责蓝牙信号强度的检测与比较。
信宿微控制器模块15为微控制器模块3选用器件的其中之一。
实施例2：根据本发明所提供的一种电力线载波和无线蓝牙自动切换系统和方法，系统被安装于各种家用器件(如电视机，空调，电冰箱，路由器)中。系统的通信由信源发起，信号通过信道到达信宿。图3是电力线载波传输模块载波信号传输示意图。
一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统，包括：
电力线载波传输模块，通过电力载波信道实现数据的传输，实现载波信号的发送与接收；
电力线载波传输模块包括：信源载波传输模块21，信宿传输模块29；
电力线载波传输模块涉及信源载波传输模块21，载波信道22，信宿传输模块29以及信宿微控制器模块15。
信宿传输模块29包括：发送低噪声功率放大器23，接收硬件滤波器24，接收低噪功率放大器25，接收硬件滤波器26。
信源载波传输模块21：一种电力线载波和无线蓝牙自动切换系统被安装于各种家用器件(如电视机，空调，电冰箱，路由器)中。
信源载波传输模块21可以涉及智能家居系统中所有需要发起信息传输的器件。信源载波传输模块21在硬件构造上与信宿载波传输模块上相同，也包括：发送低噪声功率放大器23，接收硬件滤波器24，接收低噪功率放大器25，接收硬件滤波器26；在信源载波传输模块21中，接收硬件滤波器、接收低噪功率放大器和接收硬件滤波器并不处于工作状态。
发送低噪声功率放大器23可以对即将通过电力线传送的载波信号进行功率放大。
载波信道22：载波信道22为电力线，可以传输频传输电力线载波信号。
信宿传输模块29在硬件上与信源载波传输模块21相同，信宿传输模块29包括：发送低噪声功率放大器23、接收硬件滤波器24、接收低噪功率放大器25和接收硬件滤波器26。
发送低噪声功率放大器23在此时并不处于工作状态。
接收硬件滤波器24为一般的滤波器，主要用来滤除接收载波信号中的噪声干扰等。
接收低噪功率放大器25用来放大接收载波信号。接收硬件滤波器26用来进一步滤除信号中的一些干扰。
信宿微控制器模块15：信宿微控制器模块15在载波信号传输中负责载波信号强度的检测与比较。
实施例3：一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换系统，包括：
蓝牙传输模块，通过蓝牙实现数据的传输；
电力线载波传输模块，通过电力载波信道实现数据的传输，实现载波信号的发送与接收；
微控制器模块3负责载波与蓝牙信号强度的检测，信号强度的比较以及信道的切换。其中信道选择功能由软件编程来实现。
微控制器模块3的硬件配置：
微控制器模块3包含载波信号强度检测器，蓝牙信号强度检测器，微处理器。
载波信号强度检测器用于检测载波信号强度。
蓝牙信号强度检测器用于检测蓝牙信号强度。
载波信号强度检测器与蓝牙信号强度检测器分别与微处理器相连接。
微处理器对接收到的蓝牙信号强度与载波信号强的平均值进行寄存，并且与已经预设的门限值进行比较来选择信道，再根据当前传输信道与比较结果来判断是否需要自动切换。
若选择信道与当前信道一样，则不需要切换，若不一样，则自动切换成所选信道。
实施例4：一种电力线载波和无线蓝牙双信道自动切换方法，包括以下步骤；
步骤1、信源发起信号传输；
步骤2、信宿根据接收信号的检测与比较结果发送反馈帧来建议信源切换至更优的信道发送剩余信息；
步骤3、信源切换至更优信道；
步骤4、隔一段周期，信宿以此类推发送反馈帧来确保信道检测与评估的实时性。
优选地，本发明使得信息能够在控制器(如遥控器，手机)与家用器具之间进行双向传输。
图4是微控制器实现信道选择功能的工作流程图，由软件编程来具体实现。
软件编程包括第一比较模块S1，第二比较模块S2以及第三比较模块S3.第一比较模块，第二比较模块和第三比较模块依次相连，循环往复。
通过软件编程，一系列门限值已经被预设，并且存储于微处理器中。门限值将要与由载波信号强度检测器和蓝牙信号强度检测器所测量出的信号强度进行比较。信号强度的比较通过三个模块组成：第一比较模块S1，第二比较模块S2以及第三比较模块S3。
图5，图6，图7分别为第一比较模块S1，第二比较模块S2，第三比 较模块S3的工作流程图，具体由软件编程实现。
如图5所示，第一比较模块的工作流程，含有步骤如下：
步骤1、获取蓝牙，载波信号强度；
步骤2、判断蓝牙信号强度大于等于x；是，转向步骤3；否，转向步骤4；
步骤3、保持蓝牙信道传输；
步骤4、进入第二比较模块。
如图6所示，第二比较模块的工作流程，含有步骤如下：
步骤1、判断蓝牙信号强度大于等于有y；是，转向步骤2；否，转向步骤8；
步骤2、判断蓝牙信号强度大于等于有m；是，转向步骤3；否，转向步骤4；
步骤3、选择电力线载波信道。
步骤4、判断蓝牙信号强度大于等于有n；是，转向步骤5；否，转向步骤6；
步骤5、选择无线信道，
步骤6、选择无线信道，
步骤8、进入第三比较模块。
如图7所示，第三比较模块的工作流程，含有步骤如下：
步骤1、判断蓝牙信号强度大于等于有n；是，转向步骤2；否，转向步骤3；
步骤2、选择电力线载波信道。
步骤3、保持当前信道并延时；进入第三比较模块。
实施例5：图8是本发明提供的一种电力线载波和无线蓝牙自动切换 系统的应用示例图。
如图8所示，在智能家居环境中，家用器件100(如空调、电冰箱、洗衣机、电表、水表等)以及路由器110都安装了该系统。
因此，家用器件与路由器之间可以通过无线蓝牙和电力线载波双信道来进行信息传输。
由于通用的控制器120(如手机，遥控器等)一般没有电力线接口并且是可移动的，电力线载波信道并不适合。
因此，路由器110与通用控制器120之间只可以通过蓝牙信道进行通信。
以此类推，家用器件100与通用控制器120之间也只可以通过蓝牙信道进行通信。当控制器120对家用器件进行控制(如遥控器换台)或者传输信息给家用器件(如付电费后使电表存电值增加)时，控制器120可以选择蓝牙信道直接向家用器件传输信息；或者可以通过蓝牙信道将信息传输给路由器110，再由路由器110选择一条更优的信道来向家用器件100传输信息。相同的，家用器件100既可以直接用蓝牙信道向控制器120传输信息，也可以通过向路由器110传输信息来使用一条相对更优的信道。
因此，在路由器110和家用器件100之间采用了双信道模式，保证了信息的有效快速传输。为智能化家居环境提供了强有力的保障。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种合理的省略，替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能来实现实质相同的结果则属于本发明的范围。