專利名稱：一種大功率直流電壓源總線的通訊組網(wǎng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣方法類，具體是一種大功率直流電壓源總線的通訊組網(wǎng)控制方法。
背景技術(shù)：
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，以智能照明、智能安防、家電遠(yuǎn)程控制等功能為代表的智能家居系統(tǒng)得到了快速發(fā)展。智能家居系統(tǒng)融合傳感技術(shù)、自動(dòng)化、遠(yuǎn)程通訊控制技術(shù)于一體，通過(guò)將各種家用電氣設(shè)備接入具有雙向通訊功能的總線網(wǎng)絡(luò)，從而賦予其更多、更為靈活的控制方式。然而傳統(tǒng)的家庭住宅其布線結(jié)構(gòu)一般只提供兩線制的交流電源總線，要實(shí)現(xiàn)智能家居設(shè)備的組網(wǎng)控制，需要鋪設(shè)專用的通訊總線網(wǎng)絡(luò)，不僅改造過(guò)程復(fù)雜而且 改造成本巨大。在免布線的智能家居通訊組網(wǎng)控制方面，目前已有的技術(shù)主要為低壓工頻交流電源載波通訊和短程無(wú)線通訊兩種方式，前者受到越來(lái)越多的電力電子電源設(shè)備以及配電網(wǎng)自身擾動(dòng)的影響難以保證組網(wǎng)通訊過(guò)程的通訊速率和通訊可靠性；后者受到越來(lái)越多的無(wú)線通訊設(shè)備干擾影響，在家居環(huán)境下也具有較低的通訊可靠性，且由于無(wú)線組網(wǎng)信號(hào)泄露，還容易造成其它的安全隱患。在針對(duì)智能家居應(yīng)用中家用電器設(shè)備電源配送和通訊組網(wǎng)控制方面，目前還沒(méi)有一種拓?fù)浜?jiǎn)單、布線靈活、通訊可靠、通訊速率高的兩線制總線控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足以及智能家居系統(tǒng)中直流供電設(shè)備所占比重的顯著增長(zhǎng)，提供一種方案合理、接線簡(jiǎn)單、成本低，并能提升系統(tǒng)靈活性的大功率直流電壓源總線的通訊組網(wǎng)控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種大功率直流電壓源總線的通訊組網(wǎng)控制方法，其特征在于采用一大功率交流-直流轉(zhuǎn)換電源將配電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓源；轉(zhuǎn)換后的直流電壓源通過(guò)高頻阻波器連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)該網(wǎng)絡(luò)連接至全部需要通訊組網(wǎng)控制的智能家居設(shè)備以及唯一的中央控制器；連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)的智能家居設(shè)備與中央控制器，其電源輸入接口均設(shè)有高頻阻波器，其通訊接口通過(guò)直流隔離電容與高頻脈沖變壓器連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)；中央控制器對(duì)全部連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)的智能家居設(shè)備編制唯一非重復(fù)的數(shù)字身份編號(hào)，通訊過(guò)程中，中央控制器首先通過(guò)發(fā)送一個(gè)與目標(biāo)智能家居設(shè)備數(shù)字身份編號(hào)一致的數(shù)字編碼激活與目標(biāo)對(duì)象的通訊連接，然后中央控制器采用主從問(wèn)答的方式完成與目標(biāo)智能家居設(shè)備的指令傳輸和數(shù)據(jù)交換(中央控制器作為主機(jī)，目標(biāo)智能家居設(shè)備作為從機(jī))；對(duì)連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)智能家居設(shè)備，中央控制器采用時(shí)間段分割和輪流查詢的方式逐個(gè)完成指令傳輸與數(shù)據(jù)交換任務(wù)。本發(fā)明的中央控制器與智能家居設(shè)備，其通訊接口采用高頻交流調(diào)幅方式實(shí)現(xiàn)通訊信號(hào)的發(fā)送，通訊信號(hào)發(fā)送時(shí)，首先將待發(fā)送的原始數(shù)字通訊脈沖與高頻振蕩器產(chǎn)生的高頻交流信號(hào)通過(guò)乘法運(yùn)算電路(如邏輯與門(mén)電路、模擬乘法器)進(jìn)行幅值調(diào)制，而后通過(guò)脈沖功率放大器、直流隔離電容連接至發(fā)送高頻變壓器的一次側(cè)，發(fā)送高頻變壓器的二次側(cè)通過(guò)直流隔離電容與兩線制布線網(wǎng)絡(luò)直接連接；通訊信號(hào)接收端，接收高頻變壓器一次側(cè)通過(guò)直流隔離電容與兩線制布線網(wǎng)絡(luò)直接連接，接收高頻變壓器二次側(cè)依次與帶通濾波器、信號(hào)放大器、檢波電路連接，被調(diào)幅的高頻載波交流通訊信號(hào)從發(fā)送高頻變壓器通過(guò)兩線制布線網(wǎng)絡(luò)傳輸至接收高頻變壓器，其中高頻交流載波通訊信號(hào)通過(guò)直流隔離電容與及接收高頻變壓器傳輸至帶通濾波器，并經(jīng)過(guò)信號(hào)放大器、檢波電路處理得到與被發(fā)送的原始數(shù)字通訊脈沖一致的數(shù)字通訊脈沖。本發(fā)明通過(guò)兩線制布線網(wǎng)絡(luò)的直流頻段配送大功率直流電源，通過(guò)高頻交流頻段雙向傳輸高頻調(diào)幅交流信號(hào)，充分利用兩線制布線網(wǎng)絡(luò)在不同頻帶的信號(hào)傳輸能力，將大功率直流電源配送至多個(gè)智能家居設(shè)備的同時(shí)實(shí)現(xiàn)其通訊組網(wǎng)控制；直流電壓源的出口和所有連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電源輸入接口均設(shè)有高頻阻波器，這使得兩線制布線網(wǎng)絡(luò)的高頻交流頻段僅用于高頻調(diào)幅交流信號(hào)的傳輸，通訊過(guò)程抗干擾能力強(qiáng)，通訊速率和可靠性高。當(dāng)兩線制布線網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)形拓?fù)鋾r(shí)還能實(shí)現(xiàn)供電和通訊線路的雙重冗余，抵御單點(diǎn)線路中斷故障。本發(fā)明的中央控制器接入互聯(lián)網(wǎng)后可實(shí)現(xiàn)全部通訊組網(wǎng)控制設(shè)備的遠(yuǎn) 程監(jiān)控功能。本發(fā)明基于大功率直流供電電源，采用兩線制總線并支持樹(shù)形、星形、環(huán)形布線拓?fù)涞闹悄芗揖釉O(shè)備通訊組網(wǎng)控制方法，達(dá)到簡(jiǎn)化線路結(jié)構(gòu)并提升系統(tǒng)靈活性的效果；方案合理、接線簡(jiǎn)單、成本低，適用于多種需要大功率電源配送與通訊組網(wǎng)控制的場(chǎng)合。


附圖為本發(fā)明示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖所示，一種大功率直流電壓源總線的通訊組網(wǎng)控制方法，其特征在于A、用大功率交流-直流轉(zhuǎn)換電源2將配電網(wǎng)交流電源I轉(zhuǎn)換為直流電壓源，轉(zhuǎn)換后的直流電壓源輸出通過(guò)高頻阻波器3連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)4 ；B、兩線制布線網(wǎng)絡(luò)4上連接有中央控制器5、智能家居設(shè)備6，智能家居設(shè)備6在兩線制布線網(wǎng)絡(luò)4上的連接數(shù)量有多個(gè)，智能家居設(shè)備6其內(nèi)部構(gòu)造在通訊接口部分和輸入電源接口部分與中央控制器5相同；C、中央控制器5、智能家居設(shè)備6主要由數(shù)字控制器11、輸入電源模塊、通訊發(fā)送模塊、通訊接收模塊構(gòu)成，其中輸入電源模塊由高頻阻波器7、電源電壓調(diào)整器10構(gòu)成，通訊發(fā)送模塊由高頻調(diào)幅載波模塊13、發(fā)送高頻變壓器電路8構(gòu)成，通訊接收模塊由接收高頻變壓器電路9，帶通濾波、信號(hào)放大、檢波模塊12構(gòu)成；D、中央控制器5、智能家居設(shè)備6均通過(guò)由高頻阻波器7和電源電壓調(diào)整10構(gòu)成的輸入電源模塊從兩線制布線網(wǎng)絡(luò)4上獲得大功率直流電源；E、進(jìn)行通訊組網(wǎng)控制時(shí)，中央控制器5的數(shù)字控制器11先通過(guò)高頻調(diào)幅載波模塊13、發(fā)送高頻變壓器電路8向兩線制布線網(wǎng)絡(luò)4發(fā)送一串與通訊目標(biāo)-被選定智能家居設(shè)備6數(shù)字身份編號(hào)一致的編碼信號(hào)，被該編碼信號(hào)調(diào)制的高頻調(diào)幅交流信號(hào)通過(guò)兩線制布線網(wǎng)絡(luò)4傳輸至全部智能家居設(shè)備6的接收高頻變壓器電路9，并經(jīng)過(guò)帶通濾波、信號(hào)放大、檢波模塊12處理得到編碼信號(hào)。F、編碼信號(hào)被通訊目標(biāo)-選定的智能家居設(shè)備6的數(shù)字控制器11識(shí)別后，中央控制器5與選定的智能家居設(shè)備6的通訊回路被激活，中央控制器5與選定的智能家居設(shè)備6的指令傳輸和數(shù)據(jù)交換采用主從問(wèn)答方式完成，中央控制器5為主機(jī)，選定的智能家居設(shè)備6為從機(jī)；G、中央控制器5通過(guò)分時(shí)發(fā)送不同的編碼信號(hào)，激活與不同智能家居設(shè)備6之間的通訊回路，采用輪詢的方式與連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)4的全部智能家居設(shè)備6實(shí)現(xiàn)指令傳輸與數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明的高頻調(diào)幅載波模塊13能將數(shù)字控制器11發(fā)出的原始數(shù)字通訊脈沖調(diào) 制為高頻交流調(diào)幅信號(hào)，調(diào)制采用乘法運(yùn)算電路如模擬開(kāi)關(guān)、邏輯與門(mén)電路、模擬乘法器實(shí)現(xiàn)，通訊信號(hào)在兩線制布線網(wǎng)絡(luò)4、發(fā)送高頻變壓器電路8、接收高頻變壓器電路9中的傳輸形式均為高頻調(diào)幅交流信號(hào)。本發(fā)明的高頻阻波器3和高頻阻波器7結(jié)構(gòu)相同，均能夠雙向阻斷高頻調(diào)幅載波通訊信號(hào)頻帶以下的交流信號(hào)傳輸路徑，本發(fā)明的帶通濾波、信號(hào)放大、檢波模塊12具有選通高頻調(diào)幅載波通訊信號(hào)并阻斷其他頻帶交流信號(hào)的作用。本發(fā)明的兩線制布線網(wǎng)絡(luò)4配送大功率直流電源至中央控制器5和全部已連接智能家居設(shè)備6時(shí)，能瞬時(shí)同步進(jìn)行中央控制器5與任意選定智能家居設(shè)備6之間的雙向數(shù)據(jù)通訊；通訊過(guò)程與直流電源配送過(guò)程互不影響，通訊過(guò)程兩線制布線網(wǎng)絡(luò)4的直流電源配送無(wú)中斷。
權(quán)利要求
1.一種大功率直流電壓源總線的通訊組網(wǎng)控制方法，其特征在于采用一大功率交流-直流轉(zhuǎn)換電源將配電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓源；轉(zhuǎn)換后的直流電壓源通過(guò)高頻阻波器連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)該網(wǎng)絡(luò)連接至全部需要通訊組網(wǎng)控制的智能家居設(shè)備以及唯一的中央控制器；連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)的智能家居設(shè)備與中央控制器，其電源輸入接口均設(shè)有高頻阻波器，其通訊接口通過(guò)直流隔離電容與高頻脈沖變壓器連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)；中央控制器對(duì)全部連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)的智能家居設(shè)備編制唯一非重復(fù)的數(shù)字身份編號(hào)，通訊過(guò)程中，中央控制器首先通過(guò)發(fā)送一個(gè)與目標(biāo)智能家居設(shè)備數(shù)字身份編號(hào)一致的數(shù)字編碼激活與目標(biāo)對(duì)象的通訊連接，然后中央控制器采用主從問(wèn)答的方式完成與目標(biāo)智能家居設(shè)備的指令傳輸和數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率直流電壓源總線的通訊組網(wǎng)控制方法，其特征在于中央控制器、智能家居控制器由數(shù)字控制器、輸入電源模塊、通訊發(fā)送模塊、通訊接收模塊構(gòu)成，其中輸入電源模塊由高頻阻波器、電源電壓調(diào)整器構(gòu)成，通訊發(fā)送模塊由高頻調(diào)幅載波模塊、發(fā)送高頻變壓器電路構(gòu)成，通訊接收模塊由接收高頻變壓器電路，帶通濾波、信號(hào)放大、檢波模塊構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的大功率直流電壓源總線的通訊組網(wǎng)控制方法，其特征在于對(duì)連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)智能家居設(shè)備，中央控制器采用時(shí)間段分割和輪流查詢的方式逐個(gè)完成指令傳輸與數(shù)據(jù)交換任務(wù)。
全文摘要
本發(fā)明屬于電氣方法類，具體是一種大功率直流電壓源總線的通訊組網(wǎng)控制方法，具體是將配電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓源；通過(guò)高頻阻波器連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)該網(wǎng)絡(luò)連接至全部需要通訊組網(wǎng)控制的智能家居設(shè)備以及唯一的中央控制器；連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)的智能家居設(shè)備與中央控制器，其電源輸入接口均設(shè)有高頻阻波器，其通訊接口通過(guò)直流隔離電容與高頻脈沖變壓器連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)；中央控制器對(duì)全部連接至兩線制布線網(wǎng)絡(luò)的智能家居設(shè)備編制唯一非重復(fù)的數(shù)字身份編號(hào)，采用主從問(wèn)答的方式完成與目標(biāo)智能家居設(shè)備的指令傳輸和數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明方案合理、接線簡(jiǎn)單、成本低，適用于多種需要大功率電源配送與通訊組網(wǎng)控制的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102761120SQ20121021608
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者應(yīng)華 申請(qǐng)人:應(yīng)華