在電力線通信中利用常用電源的振幅變化的調(diào)光控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力線通信裝置及方法，尤其涉及為了克服電力線通信的惡劣的信道 環(huán)境而通過改變借助電力線供給的常用電源的電壓（振幅）來發(fā)送從發(fā)送端所要傳遞的數(shù) 據(jù)，并在接收端通過檢測借助電力線供給的電源的電壓來接收數(shù)據(jù)的在電力線通信中利用 常用電源的振幅變化的調(diào)光控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力線通信（PLC ;Power Line Communication)為使用電力線來作為通信線，利用 高頻率過濾器來分離IOOkHz~30MHz的通信信號而進(jìn)行發(fā)送及接收的方法，借助頻率多重 分隔方式來使電源和通信信號多重化并同時傳送，通常使用60Hz的電源及使用數(shù)十kHz~ 數(shù)MHz的高頻率信號來作為通信信號。圖Ia及圖Ib簡要示出電力線通信的發(fā)送端及接收 端中的遠(yuǎn)離。
[0003] 電力線通信可適用于照明、家庭網(wǎng)絡(luò)等多種領(lǐng)域，其中察看路燈雙向管制系統(tǒng)的 例，位于路燈分電箱內(nèi)的主（Master)調(diào)制解調(diào)器以電力線作為媒介來傳送調(diào)光指令，位于 路燈柱內(nèi)的次（Slave)調(diào)制解調(diào)器接收指令來以與指令相對應(yīng)地控制調(diào)光用穩(wěn)定器，從而 控制燈的亮度。
[0004] 如上所述，利用電力線通信的路燈雙向管制系統(tǒng)無需其他線路施工地在現(xiàn)有個別 路燈柱和分電箱設(shè)置電力線通信系統(tǒng)，在發(fā)生負(fù)責(zé)管理的公務(wù)人員進(jìn)行查巡或上訪人員投 訴的情況之前，可通過中央控制系統(tǒng)來實時一目了然地掌握個別路燈的情況，當(dāng)個別路燈 漏電、穩(wěn)定器及燈發(fā)生故障時，即可阻斷電源，并向管理負(fù)責(zé)人的手機(jī)或中央控制室通知與 所發(fā)生的情況相關(guān)的信息。
[0005] 如上所述，電力線通信具有無需其他通信線路、設(shè)置簡單、無需其他通信費用的優(yōu) 點。
[0006] 但是，由于有限的傳送電力，電力線通信在通信距離方面存在局限性，并具有產(chǎn)生 如電動馬達(dá)等的非同期性地產(chǎn)生的噪音、在60Hz的常數(shù)倍頻率產(chǎn)生的高頻率噪音、當(dāng)開啟 或關(guān)閉電子設(shè)備的開關(guān)時所產(chǎn)生的獨立的脈沖噪音等的高負(fù)荷干擾和雜音，并由于基于環(huán) 境的阻抗的變化而存在信號衰減的不確定性的缺點。
[0007] 具體察看發(fā)生上述的電力線通信的缺點的理由則如下。首先，電力線本來以傳遞 電能為目的來制造，因而被設(shè)計成適用于60Hz的低頻率電信號。即，與高頻率信號的傳遞 特性無關(guān)，由此僅以滿足絕緣條件來制造的電力線的包覆和任意設(shè)置的支路及各種負(fù)荷設(shè) 備成為對電力線信號特性產(chǎn)生影響的主要原因。
[0008] 因此，由于電力線的這種特性，隨著頻率增加，作為相對高頻率信號的通信信號將 經(jīng)歷較大的衰減，并且需承受基于分岔的信號損失和信號扭曲，由于存在在電能傳遞過程 中所產(chǎn)生的基于熱的背景雜音及無法由絕緣包覆阻擋的外部的多種干擾信號，因而切實需 要用于克服這種電力線通信的缺點的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] (一）要解決的技術(shù)問題
[0010] 為了解決上述問題，本發(fā)明的第一目的在于，提供無需用于傳送控制信號的其他 通信線路、設(shè)置簡單、無需通信費用，并通過去除傳送電力的限制來不受距離的限制，從而 只要是傳遞220V/60HZ電壓的范圍，均可實現(xiàn)電力線通信的在電力線通信中利用常用電源 的振幅變化的調(diào)光控制裝置及方法。
[0011] 并且，本發(fā)明的第二目的在于，提供不僅使得負(fù)荷干擾及雜音的影響少，并使信號 衰減的不確定性消失，而且無需利用頻率調(diào)制裝置的頻率調(diào)制技術(shù)，無需其他耦合器裝置 的在電力線通信中利用常用電源的振幅變化的調(diào)光控制裝置及方法。
[0012] 并且，本發(fā)明的第三目的在于，提供無其他線路工程地在現(xiàn)有的路燈分電箱和個 別路燈柱分別設(shè)置包括電壓變化裝置（位于路燈分電箱內(nèi)）和電壓檢測裝置等的燈電源裝 置（位于個別路燈柱內(nèi)），并可根據(jù)環(huán)境急需要來控制（調(diào)光）路燈的亮度，由此可適用于 可節(jié)能的路燈燈調(diào)光控制方式的在電力線通信中利用常用電源的振幅變化的調(diào)光控制裝 置及方法。
[0013] 并且，本發(fā)明的第四目的在于，提供與現(xiàn)有的通過電壓變化的調(diào)光系統(tǒng)不同，可在 通過數(shù)據(jù)通信來可控制的調(diào)光步驟中，當(dāng)發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的位數(shù)為η時，可控制2η步驟，不 僅如此，在增加位數(shù)方面可以無限制性要素地控制更多步驟的在電力線通信中利用常用電 源的振幅變化的調(diào)光控制裝置及方法。
[0014] (二）技術(shù)方案
[0015] 用于實現(xiàn)上述的目的的本發(fā)明的特征在于，在電力線通信中利用常用電源的振 幅變化的調(diào)光控制裝置中，利用發(fā)送端的電壓變化裝置來以輸入電源波形的零電壓（Zero Crossing)點為開始點，以規(guī)定周期的電壓作為單位時間來發(fā)生規(guī)定電壓程度的變化，由此 發(fā)送包含發(fā)送數(shù)據(jù)的已變化的電源電壓，在接收端的電壓檢測裝置檢測通過電力線供給的 上述已變化的電源電壓，以零電壓點為開始點來測定真有效值（RMS ;Root Mean Square)電 壓，來從上述已變化的電源電壓接收上述發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0016] 并且，本發(fā)明的在電力線通信中利用常用電源的振幅變化的調(diào)光控制裝置在上述 輸入電源波形的電壓不恒定的情況下，若發(fā)送數(shù)據(jù)為高（high)電平1，則上述電壓變化裝 置在上述單位時間內(nèi)不發(fā)生上述規(guī)定電壓程度的電壓變化，若發(fā)送數(shù)據(jù)為低（Low)電平0， 則上述電壓變化裝置在上述單位時間內(nèi)發(fā)生規(guī)定電壓程度的電壓變化。因此，忽略慢慢變 化的量。
[0017] 并且，本發(fā)明的在電力線通信中利用常用電源的振幅變化的調(diào)光控制裝置，其特 征在于，上述電壓檢測裝置在初期測定通過上述電力線接收的電源電壓的真有效值電壓， 與所測定的電壓無關(guān)地將波形設(shè)定成高電平1，之后在每個所設(shè)定的單位時間測定真有效 值電壓，若所測定的真有效值電壓為與初期測定的電壓相比下降臨界電壓以上的電壓，則 將第一數(shù)據(jù)確定為低電平〇并開始接收數(shù)據(jù)，之后，將測定電壓與之前電壓進(jìn)行比較，若其 變化小于上述臨界電壓，則與之前數(shù)據(jù)相同地確定接收數(shù)據(jù)，若其變化為上升到上述臨界 電壓以上的變化，則將接收數(shù)據(jù)確定為高電平1，若其變化為下降到上述臨界電壓以上的變 化，則將接收數(shù)據(jù)確定為低電平0。
[0018] 并且，本發(fā)明的在電力線通信中利用常用電源的振幅變化的調(diào)光控制裝置，其特 征在于，上述電壓檢測裝置通過對從上述發(fā)送端接收的數(shù)據(jù)改變脈沖寬度調(diào)制（PffM)信號 的占空比（DUTY)來用作燈光調(diào)光（Dimming)及調(diào)節(jié)電動機(jī)速度的控制信號。
[0019] 并且，本發(fā)明的在電力線通信中利用常用電源的振幅變化的調(diào)光控制裝置，其特 征在于，上述電壓變化裝置設(shè)于路燈分電箱，上述電壓檢測裝置設(shè)于個別路燈柱內(nèi)的燈電 源裝置，上述電壓變化裝置包括：兩級抽頭單卷變壓器，為了一邊向負(fù)荷供給電力一邊改變 電壓，由調(diào)光開關(guān)連接第一線圈的下端和第二線圈的上端；旁通開關(guān)，上述旁通開關(guān)的一端 與向上述第一線圈的上端供給的輸入電源相連接，上述旁通開關(guān)的另一端與用于連接上述 第一線圈的下端和上述負(fù)荷的電源線路相連接；第一開關(guān)，上述第一開關(guān)的一端與上述第 二線圈的第一抽頭相連接，上述第一開關(guān)的另一端與共用線相連接；第二開關(guān)，上述第二開 關(guān)的一端與上述第二線圈的第一抽頭相連接，上述第二開關(guān)的另一端與連接于上述共用線 的第一電阻相連接；第三開關(guān)，上述第三開關(guān)的一端與上述第二線圈的第二抽頭相連接， 上述第三開關(guān)的另一端與上述共用線相連接；以及第四開關(guān)，上述第四開關(guān)的一端與上述 第二線圈的第二抽頭相連接，上述第四開關(guān)的另一端與連接于上述共用線的第二電阻相連 接。
[0020] 并且，用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的在電力線通信中利用常用電源的振幅變化的 調(diào)光控制方法，其特征在于，利用發(fā)送端的電壓變化裝置來以輸入電源波形的零電壓點為 開始點，以規(guī)定周期的電壓作為單位時間來發(fā)生規(guī)定電壓程度的變化，由此發(fā)送包含發(fā)送 數(shù)據(jù)的已變化的電源電壓，在接收端檢測通過電力線供給的上述已變化的電源電壓，以零 電壓點為開始點來測定真有效值電壓，來從上述已變化的電源電