[发明专利]一种电力线载波通讯方法

说明书

技术领域

本发明一种电力线载波通讯方法，特别涉及需要集中供电的智能控制用电系统。

背景技术

电力载波通信(Power Line Communication，PLC)是利用电力线作为信息传输媒介进行数据传输的一种特殊通信方式。该技术的最大优势是依托电力线网络，不需要重新布线，具有施工、运行成本低等特点。

电力线载波通讯具有很明显的优势，但是多年来除了电网抄表、电话网络、部分路灯等有所应用之外并没有大规模的应用。原因很多，技术复杂造价高，网络环境干扰严重，系统不可靠，只有受控的网络有所涉及，如上述的电网抄表但是也并没有普及。

发明内容

针对现有技术复杂和成本高的不足，本发明的目的是提供一种简单可靠的电力线载波通讯方法，以解决专用集成电路成本高，技术复杂，推广困难等问题。

本发明所述的一种电力线载波通讯方法，该方法的系统包括：控制主机和多个终端控制器组成设备网络。控制主机与系统外部电网连接，为系统内部设备提供电力。载波信号调制控制指令后由控制主机输出到内部电力线上，控制主机输出电能和载波信号的混合信号。终端控制器收到载波信号解调出控制指令，完成指令功能。终端控制器如果需要回复通讯数据调制载波信号，发送到内部电力线上回传给控制主机，控制主机接收终端控制器回传的载波信号，解调后得到回复数据指令。

控制主机发送的控制指令载波信号是(ASK)幅度调制的信号。终端控制器发送回传通讯信号是(FSK)频率调制的信号。

系统中使用低功耗阻波电路，用以降低对通讯载波的衰减，实现在不增加过多电力消耗的情况下达到高可靠通讯、远距离控制的目的。

为了降低终端控制器发送控制数据的衰减，终端控制器只在需要发送载波数据的瞬间连接电力线，通讯结束后断开连接。

控制主机和终端的通讯载波选择在20至500KHz的频率范围，要求通讯速度快的选择高载波频率，长距离的通讯线路可以选择比较低载波频率，通讯载波频率根据需求折中选择，控制主机和终端优选相同的载波频率，也可根据需求选择不同载波频率。

控制主机发出的调幅载波信号幅度在5V至50V之间，优选24V。

终端发出的调频载波信号幅度3V至12V，优选使用3.3V或者5V，发射电流一般不超过500mA。现有技术主机接收毫伏级的通讯信号就可以可靠的接收解调，但不乏会对电路进行优化从而达到更高性能。

本发明的效果是应用该方法，系统可以利用双向的载波信号实现半双工、全双工的传输控制信号，系统通讯距离达到2公里，总线上控制终端数量可以达到数百个，终端控制器静态功耗可以做到毫瓦级。

附图说明

本发明的具体实施例在附图中示出，并在随后的描述中结合优选实施例具体说明。

图1示出了本发明一种电力线载波通讯方法的系统连接示意图。

图2示出了本发明的控制主机原理框图。

图3示出了本发明的控制终端原理框图。

图4示出了本发明的控制主机电路简图。

图5示出了本发明的控制终端电路简图。

具体实施方式

图1示出了应用本发明一种电力线载波通讯方法的系统连接示意图：包括控制主机和连接在电力总线上的若干个终端控制器，系统外部电网通过控制主机将电能输送到内部电力线供应给多个终端控制器以及所控制的用电器。

图2示出了本发明的控制主机原理框图：控制主机包括系统外部电网1、主机阻波器2、设备隔离电源3、调幅发射电路4、调频接收电路5、主机微控制器6、通讯接口7。

图3示出了本发明的控制终端原理框图：终端包括调幅接收电路8、调频发射开关9、调频发射电路10、终端控制器电源11、终端微控制器12、终端阻波器13、通讯接口14、用电器15。

图2所示控制主机连接系统外部电网1，设备隔离电源3在主机阻波器2之前连接电网，为设备中的其他电路提供电源，在主机阻波器2之后接入调幅发射电路4和调频接收电路5，主机微控制器6通过通讯接口7和上位系统进行通讯，主机微控制器6控制调幅发射电路4，在需要发送控制指令时输出经过调制的载波信号，主机微控制器6从调频接收电路5接收解调后的数据信号。