專利名稱：X－10信號同步發(fā)射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X-10信號處理系統(tǒng)，尤其涉及到一種可與X-10信號發(fā)射控制器進行同步動作的X-10信號發(fā)射器。
背景技術(shù)：
家居智能化技術(shù)起源于美國，最具代表性的是X-10電力載波技術(shù)，X-10是一種電力載波(PLC)協(xié)議，X-10的控制信號通過原有的電線傳播，接收器就可以按照電力線上傳遞的控制信號來控制家電完成開、關(guān)和燈的調(diào)明、調(diào)暗動作了，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各個設(shè)備的資源共享。因其布線簡單、功能靈活，安裝便捷，擴展容易而被人們廣泛接受和應(yīng)用。
然而X-10產(chǎn)品在我國的應(yīng)用例子并不多見，X-10的一些技術(shù)限制了在我國的推廣使用，其中抗干擾性能差是推廣應(yīng)用的一個瓶頸，究其原因如下1.我國的電網(wǎng)波動較大，接入的干擾噪聲較多并且沒有進行較好的抑制。這給X-10在我國的推廣應(yīng)用帶來相當(dāng)大的困難。如在美國電力線一般是0.2～2mV的噪音(干擾信號強度)，中國電力線一般會有10～20mV的噪音。在不同的城市里，老區(qū)的電力線噪音比較大，并分布在13-27mV之間；新區(qū)的電力線噪音比較小，多數(shù)分布在5-15mV之間。
2.長距離的傳輸會導(dǎo)致信號衰竭，這也會在我們家庭電路中有所體現(xiàn)，接觸不良或者輕微的漏電的同時，X-10信號也被削弱了，當(dāng)然最上要的還是有些電器是要吸收X-10信號的！根據(jù)經(jīng)驗，大屏幕電視機、電腦的主機和顯示器、UPS不間斷電源等等都可以稱作是X-10信號的殺手。還有些抑制電力線噪聲的設(shè)備，也會在一定程度上削弱X-10信號。
3.信號干擾低壓電力線一般由銅或其他電的良導(dǎo)體加工而成，其本身的阻抗很小。對不同頻率的信號，其阻抗略有變化且相對穩(wěn)定。因此，電力線本身的阻抗并不是產(chǎn)生干擾的主要原因。對于干擾問題分析從技術(shù)角度而言，利用電力線作為傳輸媒介，主要存在著以下幾個干擾因素。
(1)脈沖噪聲是電力線上最大的噪聲源。噪聲具有突變、高能和覆蓋頻率范圍廣的特點，對載波信號影響很大，不僅會造成信號誤碼率升高，而且可能使接收設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生自干擾，嚴(yán)重影響整個系統(tǒng)的工作。
(2)信號衰減和阻抗變化，由于家用電器啟停隨機性大引起。如冰箱易造成電力負載變化大，使得電力線阻抗可從0.1Ω變到100Ω，信號衰減從55dB到100dB。
(3)持續(xù)諧波干擾。如開關(guān)電源產(chǎn)生的主諧波頻率在50kHz以上，處于載波信號的頻率范圍。
為解決上述問題，目前已在以下幾個方面做了改進首先，在線路進入用戶住宅前采用新型的耦合器，該耦合器不僅能增強發(fā)送信號，更重要的是進行濾波；其次，在X-10的發(fā)射端也增加放大和耦合電路，通過帶通濾波器以限制輸出信號的頻譜和減少諧波分量的電平；最后，在接收端除通過帶通濾波器，來改善信噪比，再采用看門狗技術(shù)保證控制器快速復(fù)位。
但其不足之處在于這些改進方式只是在一定程度上對X-10的運用帶來幫助，但效果不甚理想，對信號極弱的區(qū)域顯的束手無力，且這種耦合方式本身就會帶來耦合衰減(理論上可以將器的內(nèi)阻做得相當(dāng)小來減少耦合衰減)。
4.目前市場上有一種轉(zhuǎn)發(fā)器，其原理是將接收到X-10信號(指完整的一條指令，例如開)進行解碼后，再將此指令的信號發(fā)射入電網(wǎng)，可以解決部分信號處理的問題，但不足之處在于原本X-10信號的發(fā)射指令的時間較長為0.8秒，經(jīng)過該轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)，1.8秒后X-10接收器方可動作，在時間上會產(chǎn)生滯后；如果X10信號發(fā)射器連續(xù)發(fā)射出各種各樣的控制信號指令，例如，調(diào)亮，調(diào)暗，開，關(guān)，等指令，由于該轉(zhuǎn)發(fā)器接收與發(fā)射不能同時進行，對連續(xù)的不同指令信號的識別會出現(xiàn)混亂，造成部分指令不能轉(zhuǎn)發(fā)；由于時間的滯后，還有可能轉(zhuǎn)發(fā)器與發(fā)射器同時發(fā)射不同的兩條指令，造成其兩個信號相互干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種具有檢測功能且能與原X-10信號可同步運作的X-10信號同步發(fā)射器，來實現(xiàn)高速、可靠、同步控制。
本發(fā)明是通過如下方式達到的1.在同步發(fā)射器上設(shè)有檢測按鈕、測試碼盤、測試檔位開關(guān)、及指示燈，內(nèi)部設(shè)有相應(yīng)的電路裝置。首先將該同步發(fā)射器接入到配電箱中進行測試，調(diào)節(jié)測試碼盤到不同的組別，按下測試按鈕，并配合使用測試檔位開關(guān)，看所有X-10的設(shè)備是否都能響應(yīng)，以找到與該設(shè)備相對應(yīng)的測試碼盤組別。
2.當(dāng)信號控制器開啟，發(fā)出X-10信號后，同步發(fā)射器內(nèi)對電力線上的信號進行采集、放大、整形、輸出到微處理器中進行處理后，立即向電力線上發(fā)射同樣的120K信號，實現(xiàn)對信號衰減區(qū)域的彌補，從而使得在同一組別上的X-10設(shè)備得以集中控制。


1.圖1本發(fā)明的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；2.圖2本發(fā)明的電路原理示意圖；3.圖3本發(fā)明實現(xiàn)信號同步原理示意圖；4.圖4本發(fā)明流程圖具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4詳述本發(fā)明
具體實施例方式本發(fā)明主要包括同步發(fā)射器本體5、檢測按鈕3、測試碼盤1、測試檔位開關(guān)2、及指示燈4，內(nèi)部設(shè)有相應(yīng)的電路裝置；其中電路裝置主要由以下功能模塊組成1. 001接收120K信號靈敏度調(diào)節(jié)開關(guān)；分三檔，低、中、高，所響應(yīng)電力線上的X-10 120K信號靈敏度分別為20mv、10mv、5mv。
2. 002 27V直流電源部分處理；為發(fā)射X-10 120K信號處理部分(003)提供27V電源。
3. 003向電力線發(fā)射120K信號處理電路；能接受(010)MCU的指令向電力線進行發(fā)射X-10 120K信號。
4. 004 5.1V電源；為MCU提供電源。
5. 005 晶振；為MCU提供標(biāo)準(zhǔn)的3.84MHZ時鐘振蕩源。
6. 006 A-P根碼選擇開關(guān)；與碼盤對應(yīng)(A-P)16組可選組別。
7. 007 電力線信號采集器；進行電力線上任何信號的采集處理。
8. 008 信號放大整形輸出；9. 009 CPU復(fù)位電壓處理器；10. 010 微處理器；11. 011 發(fā)射X-10 120K信號測試按鈕；12. 012 信號指示和電源指示燈；13. 013 50HZ采集器；在同步發(fā)射器上設(shè)有檢測按鈕、測試碼盤、測試檔位開關(guān)、及指示燈，內(nèi)部設(shè)有相應(yīng)的電路裝置。首先將該同步發(fā)射器接入到配電箱中進行測試，調(diào)節(jié)測試碼盤到不同的組別，按下測試按鈕，并配合使用測試檔位開關(guān)，看所有X-10的設(shè)備是否都能響應(yīng)，以找到與該設(shè)備相對應(yīng)的測試碼盤組別。這時將該同步發(fā)射器設(shè)在信號控制器與因信號衰減而不能正常工作設(shè)備之間，當(dāng)信號控制器開啟，發(fā)出X-10信號，如圖3所示，X-10信號是在頻率為50HZ每半個周期為10ms的波上從過零點開始發(fā)出三個間隔一樣，脈寬為1ms的X-10 120K信號，當(dāng)本發(fā)明裝置在電力線上從過零點開始并在200uS區(qū)間內(nèi)采集到10個120K的方波信號時，立即發(fā)射出脈寬為1.5ms時間的120K信號，并且該同步器發(fā)射的120K與原信號120K相位達到同步，完成了第一個120K信號的轉(zhuǎn)發(fā)，第二個與第三個由于是跟第一個信號來發(fā)射的，它的發(fā)射時間固定的，所以可以通過零點開始用延時來達到同步發(fā)射。該信號將在電力線上進行發(fā)射傳遞，同時點亮指示燈閃1次，使得原X10信號發(fā)射器能夠控制離其電力線更遠的X-10設(shè)備。由于X10接收器只采樣第一個1mS脈寬的120K信號，本發(fā)明的發(fā)射時間為1.5ms與原電力線上1ms進行了疊加，而發(fā)射起始時間隔相差很小，可能只有幾微秒，在實際操作中感覺在用X10信號發(fā)射器進行控制時，所有設(shè)備的控制命令全部是由X10信號器發(fā)出的，無中間間隔感，故認(rèn)為是一種同步進行。
權(quán)利要求
1.一種X-10信號同步發(fā)射器，包括有采樣電路、信號處理電路及信號發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于采集器在電力線上從過零點開始并在200uS區(qū)間內(nèi)采集到10個120K的方波信號時，立即發(fā)射出脈寬為1.5ms時間的120K信號，并且該同步器發(fā)射的120K與原信號120K相位達到同步，完成了第一個120K信號的轉(zhuǎn)發(fā)，第二個與第三個信號跟第一個信號來發(fā)射的，它的發(fā)射時間固定。具有檢測功能且能與原X-10信號可同步運作來實現(xiàn)高速、可靠、同步控制的特點。
全文摘要
一種X－10信號同步發(fā)射器，包括有采樣電路、信號處理電路及信號發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于采集器在電力線上從過零點開始并在200uS區(qū)間內(nèi)采集到10個120K的方波信號時，立即發(fā)射出脈寬為1.5ms時間的120K信號，并且該同步器發(fā)射的120K與原信號120K相位達到同步，完成了第一個120K信號的轉(zhuǎn)發(fā)，第二個與第三個信號跟第一個信號來發(fā)射的，它的發(fā)射時間固定。
文檔編號H04B3/54GK1866769SQ20051007368
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者李龍 申請人:福州航普利智能科技有限公司