[发明专利]一种基于电网的分时通信系统

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种基于电网的分时通信系统，特别涉及一种接于同一电网线上，并共用一个电源开关的由多个控制装置组成系统的分时通信方法，及采用该方法的LED点光源显示系统和LED护栏灯显示系统。

(二)背景技术：

现有的基于电网的通信主要是电力线载波通信，它是通过载波方式使信号能够在配电线上进行传输，但这种方法结构复杂需要配置调制解调器、通信收发器、信号放大器等复杂设备，而且由于在供电线路网上实现通信无法摆脱嘈杂噪音等因素的影响，这种通信一直非常困难，更无法在一些简单的应用中推广。

(三)发明内容：

现有的通信系统基本上都需要专用通信线，这种常规通信方法不但结构复杂，而且当通信线路较长时，信号在通信线上损耗就会很大，这样就要配置许多分控制器。某些应用场合不便铺设通信线，例如现有的LED点光源显示系统，如果用于已装修的建筑物或景点中，就要破坏原有装修重新布线再装修。本发明主要解决利用电力线实现数字或模拟信号通信，无须专用通信线的问题。例如，当应用于LED点光源显示系统和LED护栏灯显示系统时，就可以不用设置专用通信线利用原有的照明电路或灯饰电路实现数字信号通信，这时可用宽脉冲表示数字”1”窄脉冲表示数字”0”等方法进行通信。

本发明应用于由多个控制装置组成的系统内部的通信，该系统的各控制装置均接于同一电网线上，并共用同一电源开关，各控制装置采用电源半波整流电路，并共用一个整流二极管。当应用于LED显示时，例如具有多个LED点光源或具有多个LED护栏灯组成的显示系统时，这时每个控制装置就是一个点光源或一个LED护栏灯。一般情况下其共用的整流二极管是装于共用的电源开关处或作为该电源开关整体的一部分以便于安装。当电源开关接通后，电网周波的半波提供系统的工作电源，被整流二极管阻断的另半波时间用于通信，这时由于整流二极管对另半波电流的隔离作用，系统通信电路在通信时大大降低了噪音水平。

系统通信电路中装有电子开关，它是利用电网周波被整流二极管阻断的半波时间，通过接通或关断电子开关实现分时通信。开始一次通信的时间是采用检测电网周波的过零信号的计数值作为时间基准，以使各控制装置在唯一确定的一个电网周波过零时开始通信。接通或关断电子开关的动作时间，是以电网周波的过零时间为基准，并根据电网周波的正负半波时间及检测电网周波过零信号电路和电子开关电路的时间误差，来控制电子开关使之在被整流二极管阻断的每个半波时间的开始时接通，结束时关断。其接通时间是在电网周波过零点附近，关断时间是在接通电子开关后，按半波标准时间并考虑误差的半波结束时关断。电子开关是在每个被整流二极管阻断的半波时间接通和关断，但对于通信信息量不大的应用系统，为了节省软硬件资源只需在需要通信的时间内接通和关断电子开关，而不必在开机后的每个周波都要接通和关断电子开关。例如当用于LED点光源显示或LED护栏灯显示时，它是通过对电网周波上的过零信号作为同步信号，连续地对同步信号进行判定、计数，并用计数值确定通信的时间，该确定通信时间的计数值可以是预置的或由通信内容确定的。该计数值还用于保持具有多个控制装置组成的系统内部的各控制装置间的工作同步，而无须专用通信线。采用同步信号计数值确定通信时间，它可以保持各控制装置在同一周波过零点附近开始一次通信并接通电子开关，这时当系统接通电源开关后首先进行计数值零点校正，是在开机初始计数值设定点由主控制装置向其它控制装置连续发送数个计数值置零信号，用于纠正各控制装置开机时计数值误差。接通或关断电子开关是在电网周波过零点附近，它是由周波过零信号检测电路，单片机电路及电子开关组成，这些电路均存在动作时间误差，电网周波时间也存在运行误差，因此在确定电子开关的接通或关断时间时，须考虑上述时间误差。