本發(fā)明一種電力線載波通訊方法，特別涉及需要集中供電的智能控制用電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力載波通信(Power Line Communication，PLC)是利用電力線作為信息傳輸媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。該技術(shù)的最大優(yōu)勢是依托電力線網(wǎng)絡(luò)，不需要重新布線，具有施工、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。

電力線載波通訊具有很明顯的優(yōu)勢，但是多年來除了電網(wǎng)抄表、電話網(wǎng)絡(luò)、部分路燈等有所應(yīng)用之外并沒有大規(guī)模的應(yīng)用。原因很多，技術(shù)復(fù)雜造價(jià)高，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境干擾嚴(yán)重，系統(tǒng)不可靠，只有受控的網(wǎng)絡(luò)有所涉及，如上述的電網(wǎng)抄表但是也并沒有普及。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)復(fù)雜和成本高的不足，本發(fā)明的目的是提供一種簡單可靠的電力線載波通訊方法，以解決專用集成電路成本高，技術(shù)復(fù)雜，推廣困難等問題。

本發(fā)明所述的一種電力線載波通訊方法，該方法的系統(tǒng)包括：控制主機(jī)和多個(gè)終端控制器組成設(shè)備網(wǎng)絡(luò)?？刂浦鳈C(jī)與系統(tǒng)外部電網(wǎng)連接，為系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備提供電力。載波信號調(diào)制控制指令后由控制主機(jī)輸出到內(nèi)部電力線上，控制主機(jī)輸出電能和載波信號的混合信號。終端控制器收到載波信號解調(diào)出控制指令，完成指令功能。終端控制器如果需要回復(fù)通訊數(shù)據(jù)調(diào)制載波信號，發(fā)送到內(nèi)部電力線上回傳給控制主機(jī)，控制主機(jī)接收終端控制器回傳的載波信號，解調(diào)后得到回復(fù)數(shù)據(jù)指令。

控制主機(jī)發(fā)送的控制指令載波信號是(ASK)幅度調(diào)制的信號。終端控制器發(fā)送回傳通訊信號是(FSK)頻率調(diào)制的信號。

系統(tǒng)中使用低功耗阻波電路，用以降低對通訊載波的衰減，實(shí)現(xiàn)在不增加過多電力消耗的情況下達(dá)到高可靠通訊、遠(yuǎn)距離控制的目的。

為了降低終端控制器發(fā)送控制數(shù)據(jù)的衰減，終端控制器只在需要發(fā)送載波數(shù)據(jù)的瞬間連接電力線，通訊結(jié)束后斷開連接。

控制主機(jī)和終端的通訊載波選擇在20至500KHz的頻率范圍，要求通訊速度快的選擇高載波頻率，長距離的通訊線路可以選擇比較低載波頻率，通訊載波頻率根據(jù)需求折中選擇，控制主機(jī)和終端優(yōu)選相同的載波頻率，也可根據(jù)需求選擇不同載波頻率。

控制主機(jī)發(fā)出的調(diào)幅載波信號幅度在5V至50V之間，優(yōu)選24V。

終端發(fā)出的調(diào)頻載波信號幅度3V至12V，優(yōu)選使用3.3V或者5V，發(fā)射電流一般不超過500mA?，F(xiàn)有技術(shù)主機(jī)接收毫伏級的通訊信號就可以可靠的接收解調(diào)，但不乏會(huì)對電路進(jìn)行優(yōu)化從而達(dá)到更高性能。

本發(fā)明的效果是應(yīng)用該方法，系統(tǒng)可以利用雙向的載波信號實(shí)現(xiàn)半雙工、全雙工的傳輸控制信號，系統(tǒng)通訊距離達(dá)到2公里，總線上控制終端數(shù)量可以達(dá)到數(shù)百個(gè)，終端控制器靜態(tài)功耗可以做到毫瓦級。

附圖說明

本發(fā)明的具體實(shí)施例在附圖中示出，并在隨后的描述中結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例具體說明。

圖1示出了本發(fā)明一種電力線載波通訊方法的系統(tǒng)連接示意圖。

圖2示出了本發(fā)明的控制主機(jī)原理框圖。

圖3示出了本發(fā)明的控制終端原理框圖。

圖4示出了本發(fā)明的控制主機(jī)電路簡圖。

圖5示出了本發(fā)明的控制終端電路簡圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了應(yīng)用本發(fā)明一種電力線載波通訊方法的系統(tǒng)連接示意圖：包括控制主機(jī)和連接在電力總線上的若干個(gè)終端控制器，系統(tǒng)外部電網(wǎng)通過控制主機(jī)將電能輸送到內(nèi)部電力線供應(yīng)給多個(gè)終端控制器以及所控制的用電器。

圖2示出了本發(fā)明的控制主機(jī)原理框圖：控制主機(jī)包括系統(tǒng)外部電網(wǎng)1、主機(jī)阻波器2、設(shè)備隔離電源3、調(diào)幅發(fā)射電路4、調(diào)頻接收電路5、主機(jī)微控制器6、通訊接口7。

圖3示出了本發(fā)明的控制終端原理框圖：終端包括調(diào)幅接收電路8、調(diào)頻發(fā)射開關(guān)9、調(diào)頻發(fā)射電路10、終端控制器電源11、終端微控制器12、終端阻波器13、通訊接口14、用電器15。

圖2所示控制主機(jī)連接系統(tǒng)外部電網(wǎng)1，設(shè)備隔離電源3在主機(jī)阻波器2之前連接電網(wǎng)，為設(shè)備中的其他電路提供電源，在主機(jī)阻波器2之后接入調(diào)幅發(fā)射電路4和調(diào)頻接收電路5，主機(jī)微控制器6通過通訊接口7和上位系統(tǒng)進(jìn)行通訊，主機(jī)微控制器6控制調(diào)幅發(fā)射電路4，在需要發(fā)送控制指令時(shí)輸出經(jīng)過調(diào)制的載波信號，主機(jī)微控制器6從調(diào)頻接收電路5接收解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號。

圖3所示終端控制器連接在內(nèi)部電力線上，內(nèi)部電力線接入終端控制器后連接調(diào)幅接收電路8，接收總線上傳輸?shù)妮d波信號，解調(diào)后傳送給終端微控制器12。終端微控制器12控制調(diào)頻發(fā)射開關(guān)9和調(diào)頻發(fā)射電路10；調(diào)頻發(fā)射電路10通過調(diào)頻發(fā)射開關(guān)9接入電力總線。在需要發(fā)射調(diào)頻載波信號時(shí)，微控制器12先打開調(diào)頻發(fā)射開關(guān)9，再控制調(diào)頻發(fā)射電路10，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)調(diào)制后發(fā)送到電力總線，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，斷開調(diào)頻發(fā)射開關(guān)9。內(nèi)部電力線通過終端阻波器13輸出電力給用電器15。終端電源11連接于終端阻波器和用電器之間，將電力總線的電壓轉(zhuǎn)變成其他電路需要的電壓。微控制器12根據(jù)接收到的指令通過通訊接口14控制用電器15完成相應(yīng)的功能。

圖4所示控制主機(jī)電路簡圖，系統(tǒng)外部電網(wǎng)通過LC阻波器后接入內(nèi)部電力線。頻率發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)幅信號的基頻信號，信號放大驅(qū)動(dòng)器受控于主機(jī)微控制器，將該基頻信號放大后通過變壓器耦合到內(nèi)部電力線上。由終端發(fā)出的調(diào)頻載波信號通過LC帶通濾波器和隔離耦合變壓器，將信號耦合到調(diào)頻接收電路，由調(diào)頻接收電路解析成控制指令傳送給主機(jī)微控制器解析。上行控制網(wǎng)絡(luò)通過通訊接口與主機(jī)微控制器連接組成完整的控制系統(tǒng)。

圖5所示終端控制器電路簡圖，系統(tǒng)內(nèi)部電力線接入終端控制器后經(jīng)過電容將信號耦合到接收LC濾波器，經(jīng)過濾波后的信號進(jìn)入調(diào)幅接收電路，解析后的指令傳送給終端微控制器，終端控制器分析指令內(nèi)容發(fā)送給用電器或直接控制用電器完成相應(yīng)動(dòng)作。如果需要回傳通訊，首先打開調(diào)頻輸出開關(guān)，控制受控頻率發(fā)生器根據(jù)回傳指令發(fā)出調(diào)頻信號，經(jīng)過信號放大驅(qū)動(dòng)器，輸出給耦合變壓器，將信號耦合到內(nèi)部電力線。內(nèi)部電力線通過阻波器輸出電能給用電器使用。

以上對本發(fā)明一種電力線載波通訊方法的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解所述實(shí)施例描述的電路示意及原理并非本發(fā)明的所有可能的方式，在不背離本發(fā)明主旨的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對本實(shí)施例做出若干修改和改進(jìn)，這些修改和改進(jìn)也落入本發(fā)明權(quán)利要求的范圍。對發(fā)明中描述的用于說明該方法的調(diào)頻調(diào)幅電路的更改替換并不超過本發(fā)明的保護(hù)范圍。