專利名稱：基于電力線通訊的路燈節(jié)電控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于電力線通訊的路燈節(jié)電控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力通訊控制技術(shù)，尤其涉及一種基于電力線通訊的路燈 節(jié)電控制系統(tǒng)。背景^支術(shù)
隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的提高，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)得到迅猛的 發(fā)展。普通的有線技術(shù)作為傳統(tǒng)的通訊模式，其穩(wěn)定性占有優(yōu)勢，但有線通訊 鋪線工程浩大，而且容易遭到人為破壞。
以電力線作為載波信號的傳播媒介的革命正在興起。但鑒于我國電網(wǎng)特性， 以電力線作為通信傳輸介質(zhì)，其信號衰減大、線路阻抗變化大、具有高噪聲等 問題，使得誤碼率升高，通信質(zhì)量質(zhì)量嚴(yán)重下降，導(dǎo)致基于電力線載波通訊作 為路燈數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控進(jìn)行實(shí)時(shí)通信得不到廣泛應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種基于電力線通訊的路燈節(jié) 電控制系統(tǒng)，以克服電力線信號衰減大、線路阻抗變化大、具有高噪聲的缺點(diǎn)， 實(shí)現(xiàn)基于電力線載波通訊。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 基于電力線通訊的路燈節(jié)電控制系統(tǒng)，包括節(jié)能控制單元、主機(jī)、復(fù)數(shù)個
從機(jī)，其特征在于所述主機(jī)包括信號調(diào)制解調(diào)單元、信號接收單元、信號發(fā) 射單元、電力耦合單元，所述從機(jī)包括電力耦合單元、信號接收單元、信號發(fā) 射單元、信號調(diào)制解調(diào)單元、單片機(jī)控制單元、執(zhí)行單元，其中
所述節(jié)能控制單元預(yù)設(shè)路燈電參數(shù)，系統(tǒng)開關(guān)機(jī)時(shí)間，自動控制電壓和電
流;
主機(jī)中，信號調(diào)制解調(diào)單元跟蹤、捕獲電網(wǎng)信號，檢測電力線狀態(tài)，將節(jié)
能控制單元發(fā)送來的信號加密、調(diào)制然后發(fā)送到信號發(fā)射單元；信號發(fā)射單元 將收到的信號進(jìn)行放大通過電力耦合單元到電力線上，再發(fā)送到各個從機(jī)；
從機(jī)中，電力耦合單元接收電力線上的載波信號，信號接收單元對接收到 的信號濾波后發(fā)送到信號調(diào)制解調(diào)單元，調(diào)制解調(diào)單元對信號解調(diào)和解密，發(fā) 送給單片機(jī)控制單元，單片機(jī)控制單元根據(jù)收到的信號控制執(zhí)行單元動作。
優(yōu)選地，所述調(diào)制解調(diào)單元采用SC1128芯片。
優(yōu)選地，所述單片才幾控制單元采用AT89C2051芯片。
從以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型采用SC1128芯片電力載波通信控制 終端設(shè)計(jì)，通過擴(kuò)頻通信技術(shù)來克服干擾，實(shí)現(xiàn)路燈電力線的通信功能，并且 采用了直接序列擴(kuò)頻、數(shù)字信號處理、直接數(shù)字頻率合成等新技術(shù)，具有較強(qiáng) 的抗干擾及抗衰減性能；再由于節(jié)能控制單元的穩(wěn)壓作用減少了可變信號衰減、 線路阻抗變化、脈沖噪聲以及等幅振蕩波干擾等不利于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蛩兀谠?聲頻帶很寬的信道環(huán)境下能實(shí)現(xiàn)可靠通信，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠實(shí)現(xiàn)通訊，避
免了新的通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)投資。

圖l是本實(shí)用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本實(shí)用新型電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 參見圖l所示，主機(jī)l包括電力耦合單元，信號接收單元，信號發(fā)射單元， 節(jié)能控制單元。主機(jī)l外接的上位機(jī)。從機(jī)2、從機(jī)3包括電力耦合單元，信號 接收單元，信號發(fā)射單元，執(zhí)行單元，再去控制燈具，所述從機(jī)為復(fù)數(shù)個。數(shù) 據(jù)由主機(jī)1通信設(shè)備發(fā)出，經(jīng)通信接口模塊，存入微控制器處理中的一段緩沖 區(qū)內(nèi)，再經(jīng)編碼處理后進(jìn)行通信調(diào)制，最后耦合到電力線上。在電力線的另一 端，數(shù)據(jù)經(jīng)解耦后從電力線上接收下來再解調(diào)到單片機(jī)控制單元，最后經(jīng)通信 接口到從機(jī)2通信設(shè)備中，通過執(zhí)行裝置控制，從而達(dá)到燈具控制、電纜防盜、 隔盞亮燈等目的。
參見圖2所示，為本實(shí)用新型電路原理圖。由圖2可知，耦合電路是載波 信號的輸出和輸入通路，并起隔離220V/50Hz工頻的作用。RV為氧化壓敏電阻 器，吸收雷擊浪涌信號或沖擊浪涌信號，變壓器T1實(shí)現(xiàn)了高壓與低壓的隔離。 因?yàn)檩d波的頻率比較高為100 400kHz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電網(wǎng)的頻率，使栽波信號暢通 無阻，而能夠隔斷高壓。電容C1阻斷低頻高壓，阻止T1變壓器飽和；電阻R1
在離線時(shí)使電容放電，防止在設(shè)備插頭的兩端出現(xiàn)高壓。TVS是瞬變抑制二極管， 它可以有效地避免后面電路被高壓擊穿。Dl、 D2為防止高壓擊穿放大電路，作 用相當(dāng)于一個具有強(qiáng)大吸收電流能力的穩(wěn)壓二極管，但它的動態(tài)電阻比較大， 所以還需要Dl和D2這兩個肖特基二極管進(jìn)一步把電壓鉗制在電源電壓左右。 信號輸入通道接一個浪涌保護(hù)二極管TVS，經(jīng)電阻R2隔離后接D1、 D2二極管鉗 位電路輸出給接收電路部分的前級濾波器，前級濾波器C7、 C8、 C9、 CIO、 Ll、 L4組成，通過U4前級》文大，U4前級放大由R3、 R4、 R5、 R6、 Cll、 C15組成， 其中C15、 Cll、 R6后級濾波器，信號通過PC1光耦隔離達(dá)到U2專用擴(kuò)頻調(diào)制/ 解調(diào)器模塊，通過U2數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)存入單片機(jī)Ul微控制器處理中的一段緩沖 區(qū)內(nèi)，再經(jīng)編碼處理后到U2進(jìn)行通信調(diào)制輸出，經(jīng)PC2光耦隔離，其中，R15、 R16為上拉電阻，送到U5將信號放大通過T1最后耦合到電力線上。L2、 L3、 C22、 C21、 C20、 Rll、 C18組成帶通濾波器。當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)完成，則系統(tǒng)回到檢測狀態(tài)， 等待新一輪數(shù)據(jù)收發(fā)的啟動。
在電力線的另一端由從機(jī)接收數(shù)據(jù)，工作原理同上，通過執(zhí)行裝置控制燈 具運(yùn)行，每個從機(jī)代表一種請求信息，由用戶自行定義。對于發(fā)射信號，原理同 上，均是檢測電力線狀態(tài)，對于要接收、發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理、調(diào)制、放 大后發(fā)送到電力線上；在接收數(shù)據(jù)時(shí)將根據(jù)收到信號的強(qiáng)度自動調(diào)節(jié)前端放大 的增益，自動適應(yīng)電力線上的環(huán)境變化；然后經(jīng)過解調(diào)和解密，將信號加密發(fā) 送，在接收端再解密，將還原的數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)控制電路，收發(fā)雙方有相同的
編碼才可以互相通訊。Ul串行口 P3. 0和P3. 1是SC1128芯片及電力線與上位 PC機(jī)通訊口， R27、 R28、 R29、 R30、 D7、 D8、 C31、 Ql、 Q2等組成RS232通訊 接口的轉(zhuǎn)換電路；BT是待機(jī)電池；D6是充電二極管；U6存儲芯片是一個采用 12C總線的動態(tài)存儲芯片，作為單片機(jī)控制單元與U2芯片動態(tài)存儲器；R9、 C12、 C13、 D3、 D4組成帶通濾波器。 一組電源由T2、 C2、 BR1、 C3、 C4、 U3、 C5、 C6 組成，為模擬信號處理芯片組提供電源，另一組電源由C32、 T3、 BR2、 C33、 C34、 U7、 C35、 C36組成，為數(shù)字信號處理芯片組提供電源，C2和T2的初級，C32 和、T3的初級均是阻抗器，可以過濾高次諧波的干擾，提高穩(wěn)壓電路穩(wěn)定性和 抗干擾能力，減少紋波系數(shù)，提高整體性能和可靠性。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡跟本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所 做的均等變化與修飾，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1、基于電力線通訊的路燈節(jié)電控制系統(tǒng)，包括節(jié)能控制單元、主機(jī)、復(fù)數(shù)個從機(jī)，其特征在于所述主機(jī)包括信號調(diào)制解調(diào)單元、信號接收單元、信號發(fā)射單元、電力耦合單元，所述從機(jī)包括電力耦合單元、信號接收單元、信號發(fā)射單元、信號調(diào)制解調(diào)單元、單片機(jī)控制單元、執(zhí)行單元，其中所述節(jié)能控制單元預(yù)設(shè)路燈電參數(shù)，系統(tǒng)開關(guān)機(jī)時(shí)間，自動控制電壓和電流；主機(jī)中，信號調(diào)制解調(diào)單元跟蹤、捕獲電網(wǎng)信號，檢測電力線狀態(tài)，將節(jié)能控制單元發(fā)送來的信號加密、調(diào)制然后發(fā)送到信號發(fā)射單元；信號發(fā)射單元將收到的信號進(jìn)行放大通過電力耦合單元到電力線上，再發(fā)送到各個從機(jī)；從機(jī)中，電力耦合單元接收電力線上的載波信號，信號接收單元對接收到的信號濾波后發(fā)送到信號調(diào)制解調(diào)單元，調(diào)制解調(diào)單元對信號解調(diào)和解密，發(fā)送給單片機(jī)控制單元，單片機(jī)控制單元根據(jù)收到的信號控制執(zhí)行單元動作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于電力線通訊的路燈節(jié)電控制系統(tǒng)，其特征在 于所述調(diào)制解調(diào)單元采用SC1128芯片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于電力線通訊的路燈節(jié)電控制系統(tǒng)，其特征在 于所述單片才幾控制單元采用AT89C2051芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于電力線通訊的路燈節(jié)電控制系統(tǒng)，包括節(jié)能控制單元、主機(jī)、復(fù)數(shù)個從機(jī)，所述節(jié)能控制單元預(yù)設(shè)路燈電參數(shù)，系統(tǒng)開關(guān)機(jī)時(shí)間，自動控制電壓和電流；主機(jī)中，信號調(diào)制解調(diào)單元跟蹤、捕獲電網(wǎng)信號，檢測電力線狀態(tài)，將節(jié)能控制單元發(fā)送來的信號加密、調(diào)制然后發(fā)送到信號發(fā)射單元；信號發(fā)射單元將收到的信號進(jìn)行放大通過電力耦合單元到電力線上，再發(fā)送到各個從機(jī)；從機(jī)中，電力耦合單元接收電力線上的載波信號，信號接收單元對接收到的信號濾波后發(fā)送到信號調(diào)制解調(diào)單元，調(diào)制解調(diào)單元對信號解調(diào)和解密，發(fā)送給單片機(jī)控制單元，單片機(jī)控制單元控制執(zhí)行單元動作。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了利用電力線通訊，避免了新的通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和投資。
文檔編號H05B41/36GK201063934SQ20072005347
公開日2008年5月21日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者元 張, 李靜源, 許光旭, 顏曉英, 饒蠟根 申請人:東莞市友美電源設(shè)備有限公司