[发明专利]一种电力线通信系统

权利要求书

1.一种电力线通信系统的实现方法，包含一个主机和多个从机，主机和各从机接于专用的同一单相电力线上，主机通过电力线向从机发送指令或信息，从机执行相应操作，从机不发送信息，其特征在于，

在主机单片机模块发送指令或信息期间由主机控制市电电源的通断，发送由周波序列编码表达的从机地址和指令信息，在电力线市电电源断电期间各从机由超级电容储能供电；

主机发送信号过程：主机发送周波的正半周或负半周信号，是在周波检测模块检测到至少一个真实周波后的过零点发送，当主机过零检测电路的输出端从低电平跳变为高电平之后所接通周波的一个正半周市电电源，为发送周波的一个正半周；当主机过零检测电路的输出端从高电平跳变为低电平之后所接通周波的一个负半周市电电源，为发送周波的一个负半周，发送时主机周波检测模块同时检测所发送周波信号的正电平保持时间或负电平保持时间，如果超差则重发；

从机接收信号过程：电力网周波正半周输入到所述正电压比较器时其比较器输出端从低电平跳变为高电平，然后又从高电平跳变为低电平，其高电平保持时间对于电力网周波是一固定值称为正电平保持时间，同样，电力网周波负半周经过反相器转换后输入到所述负电压比较器时，其输出端从低电平跳变为高电平，然后又从高电平跳变为低电平，其高电平保持时间对于电力网周波是一固定值称为负电平保持时间；

在主机单片机模块向从机发送一帧指令或信息时，当主机和从机的过零检测电路的输出端从低电平跳变为高电平，然后又从高电平跳变为低电平，其高电平保持时间如果在周波半波时间平均值的设置误差范围内，同时检测到正电压比较器的高电平保持时间在正电平保持时间平均值的设置误差范围内，则所检测到的周波为真实的正半周；同样，当过零检测电路的输出端从高电平跳变为低电平，然后又从低电平跳变为高电平，其低电平保持时间如果在周波半波时间平均值的设置误差范围内，同时检测到负电压比较器的高电平保持时间在负电平保持时间平均值的设置误差范围内，则所检测到的周波为真实的负半周；

所述周波半波时间平均值、正电平保持时间的平均值和负电平保持时间的平均值，先以计算值为基础保存在相应的存储器中，再以测量的平均值替换之，每工作日测量并替换一次，由主机在不发送指令时检测到的一组连续真实的周波半波时间、正电平保持时间和负电平保持时间，共检测到10组分别取其平均值替换存储器中的相应平均值，并在替换后发送给各从机保存，主机和从机的所述半波时间平均值、电平保持时间的设置误差范围根据电力网允许周波时间误差范围，按比例由主机统一设置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主机发送的信号帧格式包括：

将每个正半周所表示的数值大小设为1，每个负半周所表示的数值大小设为2，每个十六进制字符的编码占用2至6个周波，其中最后一个周波为空，“为空”即不发送该周波，作为一个十六进制字符编码的结束标记；

信号帧的第1周波的正半周和第2周波的正半周表示指令帧起始位；

信号帧的第1周波的负半周和第2周波的负半周表示信息帧起始位；

前1周波为空并且和下1周波负半周构成停止位，一个十六进制字符包括结束标记最多占用6个周波，另外，起始位和停止位各占用2个周波，这里设定第一个十六进制字符表示从机地址，“0”表示不指定从机地址，信号帧中数据位可由一个或几个十六进制字符来表达各种代码、汉字、简单图形。

3.一种电力线通信系统的装置，其特征在于，主机包含电源模块、通信电子开关、周波检测模块、单片机模块；从机包含电源模块、周波检测模块、单片机模块，所述从机电源模块输出端并联一个1﹒5F超级电容作断电储能；

主机和从机各包含一个过零检测电路和二个电压比较器，所述二个电压比较器一个为正电压比较器，另一个为负电压比较器，过零检测电路和二个电压比较器均采用滞回电压比较器组成，在主机一端的电力线上串接一个通信电子开关，主机单片机模块控制所述电力线的市电电源通断；

主机在所述通信电子开关的市电电源一侧，从机在所述通信电子开关市电受控一侧的电力线上，主机和从机分别从所述通信电子开关一侧的电力线路上经电阻降压后分三路，其中两路分别接于过零检测电路和正电压比较器的信号输入端，另一路经反相器接于负电压比较器的信号输入端。