[发明专利]主从式直流载波通信系统及其控制流程

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种主从式直流载波通信系 统及其控制方法。

背景技术

在工业控制领域的集中——分布式控制系统中，常采用 PROFIBUS、LONWOKS、CAN、FF等工业现场控制总线。其特 点在于，各分布式节点需要具备独立于总线的电源系统，而且总 线极性必须连接准确，才能正常进行数据交互。

在载波通信系统中，目前常采用的是电力线载波通信系统， 即主机把需传送的数据信息以高频波的方式加载在基频电力线 上，从而实现向各节点的从机供给电源的同时完成数据的传输。 这种系统的特点是各节点的从机需要有专用的、比较复杂的数据 调制和数据解调模块，而且为了同时接收电源和数据，从机采用 变压器隔离的方式提供自身工作需要的交流电源，通过整流、滤 波等方式把外部提供的交流信号转换为从机工作需要的直流信 号。

在诸如电子雷管网路、智能传感网路等系统中，维持各节点 从机工作需要的能量较小，便于从机直接提供工作电源，有利于 对网路的维护，而且需要从机的体积越小越好。因此，采用上述 电力线载波通信系统构建网路存在以下缺陷：

1.各节点从机需要有专门的模块来收发数据，成本较高。

2.交流载波极大增加了从机电源系统的复杂性。

3.节点从机采用的各模块之间性能差异极大，如隔离变压 器等模块难以集成。

基于上述考虑，在诸如电子雷管网路、智能传感网路等系统 中，需采用直流载波通信的方式实现主从机之间的通信。专利文 件ZL200420115361.2、ZL200420115363.1和ZL200420115362.7 中给出了电子雷管通信接口的构成方式，简化了电路结构，减小 了数据接收时对从机所储能量的消耗，提高了从机工作的可靠性 并能同时保持较高的通信速率。但其技术方案仍存在以下问题：

1.采用电阻分压或稳压管整流的方式构成数据接收电路， 导致从机功耗较大，增加了主机的负荷。

2.通信接口置于整流电桥之后，对于采用双极性数据高速 传输的系统，不再适用。

专利ZL200420084237.4提供的从机通信接口中，采用专用 模块实现数据的接收和发送，但可集成性较差，同样无法满足小 型从机的应用要求。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的缺陷，提供一种双线 无极性区分的、能在主机向从机提供直流工作电源的同时进行单 工双向数据传输的主从式直流载波通信系统及其控制方法，从而 最大程度地简化了主机和从机的设计和连接，使之适用于诸如电 子雷管网路、智能传感网路等类似小型从机系统。

本发明的具体技术方案如下：

一种主从式直流载波通信系统，由一台主机、一台或者多台 从机、以及连接主机和从机的信号总线组成，从机并联在由主机 引出的信号总线之间。尤其是：

作为本发明主从式直流载波通信系统的一方面，主机可包含 主机时钟电路、主机电源系统、主机通信接口、和主机控制模块。 主机电源系统的工作电压输出端同时连接主机时钟电路、主机控 制模块、和主机通信接口，主机电源系统的通信电压输出端连接 到主机通信接口，其余一端接地。主机时钟电路一端连接主机控 制模块，一端连接主机电源系统的工作电压输出端，其余一端接 地。主机通信接口一端连接主机控制模块，一端连接主机电源系 统的工作电压输出端，一端连接主机电源系统的通信电压输出 端，一端接地，其余两端通向主机外部，构成信号总线。主机控 制模块其余一端接地。

上述主机设计方案的优点在于：

其一，主机电源系统通过其工作电压输出端向主机内部各模 块提供工作电源，通过通信电压输出端向从机提供供电电源，这 就使得对从机的供电电源与其自身工作所需工作电源独立工作， 从而避免了主机工作产生的噪声对主、从机之间的通信可能产生 的影响。

其二，主机向从机提供直流电，从而避免了采用交流供电时 所需的较为复杂的交/直流转换环节，因此从机中只需设计简单的 线性电源系统即可，这就提高了从机的可靠性和可集成性。