專利名稱:一種基于電網(wǎng)的簡單通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種基于電網(wǎng)的簡單通信系統(tǒng),特別涉及一種接于同一電網(wǎng)線上,并 共用一個電源開關(guān)的多節(jié)點控制系統(tǒng)的簡單通信方法,及采用該方法的LED護(hù)欄管顯示系 統(tǒng)和LED點光源顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù):
現(xiàn)有的基于電力網(wǎng)的通信即電力線載波通信,它是通過載波方式將模擬或數(shù)字信 號在配電線上進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。由于它結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要配置調(diào)制解調(diào)器、通信收發(fā)器、信號放 大器等復(fù)雜設(shè)備,而且由于在供電線路網(wǎng)上實現(xiàn)通信一直非常困難,始終無法擺脫嘈雜噪 音等因素的影響,因此無法在一些簡單的應(yīng)用中得到推廣。
發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有的控制系統(tǒng)各節(jié)點控制器結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要專用通信線,當(dāng)通信線路較長時存在 信號衰落,需要配置許多分控制器,當(dāng)需要確定受控設(shè)備的地址時,就要在大量的受控設(shè)備 中安裝撥盤開關(guān)等裝置,這在工程上安裝使用很不方便。例如,當(dāng)前的LED護(hù)欄管作為輪廓 燈使用,用幾十根LED護(hù)欄管串聯(lián)起來,用于勾畫建筑物、橋梁、道路等輪廓,LED護(hù)欄管之 間的通信均由控制器以串行通訊方法單向發(fā)送各種控制指令,由于它沒有地址各護(hù)欄管不 能獨立工作燈飾效果受到限制,還需要配置許多分控制器。如果是內(nèi)控編號護(hù)欄管,每根管 都有單片機(jī),但一根管作為一個象素的燈飾效果不能實現(xiàn),而且人工編號相當(dāng)麻煩,對于一 些LED點光源,如球泡燈、水下燈、埋地?zé)舻?,它與LED護(hù)欄管一樣都用于室外,對產(chǎn)品的密 封要求很高,因此不適合裝撥盤開關(guān)等裝置。本發(fā)明主要用于接于同一電網(wǎng)線上,并共用一個電源開關(guān)的具有多節(jié)點控制裝置 的控制系統(tǒng),例如LED護(hù)欄管顯示系統(tǒng)和LED點光源顯示系統(tǒng),該系統(tǒng)的每一個節(jié)點控制裝 置,都有一個唯一的地址,采用電網(wǎng)周波上的特征值作為同步信號,并對該同步信號進(jìn)行連 續(xù)地捕獲、判定、計數(shù),用計數(shù)值保持系統(tǒng)的同步。如果采用電網(wǎng)過零信號作為同步信號,則 每秒有100個同步信號,其計數(shù)值也反映系統(tǒng)的運行時間。這里選取同步信號計數(shù)值的一 些設(shè)定點與需傳送的信號一一對應(yīng),并進(jìn)行編碼,設(shè)定點的選擇是根據(jù)裝置的數(shù)量、地址、 計數(shù)器位數(shù)等來安排,每個信號的傳送過程所占用的計數(shù)值點多少與地址大小有關(guān),即遠(yuǎn) 端接收裝置所需要的計數(shù)值點要多。對于要向特定地址的接收裝置傳送信號也要占用一定 的計數(shù)值范圍,因此并不是所有的計數(shù)值,都能傳送到某接收裝置。系統(tǒng)中各控制裝置是采 用串聯(lián)連接,相鄰兩個控制裝置之間有一連接導(dǎo)線,用于傳送信號,導(dǎo)線是在兩個控制裝置 中的單片機(jī)之間連接,或在控制裝置中的計數(shù)器之間連接,其間,設(shè)置有放大電路或直接連 接。當(dāng)發(fā)送地址傳送信號時,在設(shè)定的計數(shù)值點開始發(fā)送,并逐級按順序編號。由于每 個接收裝置,依順序在不同的計數(shù)值收到計數(shù)信號,因此根據(jù)接收到的計數(shù)值大小,就可以 計算和確定一個唯一的地址。對于控制信號的傳送,是在與信號對應(yīng)的設(shè)定計數(shù)值點開始發(fā)送,接收裝置根據(jù)接收到的計數(shù)值,扣除傳送過程占用的計數(shù)值,經(jīng)簡單計算、譯碼獲得 所需信號。數(shù)據(jù)的傳送是通過發(fā)送裝置與接收裝置的單片機(jī)的級聯(lián)傳遞實現(xiàn),或發(fā)送裝置 與接收裝置中的計數(shù)器的級聯(lián)計數(shù)來傳送信號,并通過重復(fù)發(fā)送確認(rèn)。在雙向傳送信號時, 各個控制裝置是通過單片機(jī)的雙向級聯(lián)傳遞的方式,或通過獨立的可逆計數(shù)器作雙向級聯(lián) 計數(shù)來實現(xiàn)信號傳送,并在收到應(yīng)答信號后確認(rèn),如果發(fā)現(xiàn)傳送中斷等故障作報警處理。當(dāng)采用單片機(jī)的級聯(lián)傳遞信號時,上一級裝置向下一級裝置傳遞信號,是通過向 下一級裝置發(fā)送計數(shù)中斷請求傳遞的,并在中斷處理程序中計算、譯碼獲得所需信號,并經(jīng) 計數(shù)一個設(shè)定值后,向下一級裝置發(fā)送計數(shù)中斷請求。當(dāng)采用在控制裝置中設(shè)置計數(shù)器,通 過級聯(lián)計數(shù)實現(xiàn)時,每個接收裝置在上一級裝置進(jìn)位到本級產(chǎn)生中斷,收到計數(shù)值信號后, 經(jīng)計算、譯碼獲得所需信號。上述采用單片機(jī)的級聯(lián)傳遞或采用計數(shù)器級聯(lián)計數(shù)方式傳送信號時,當(dāng)接收到計 數(shù)值信號后,要計數(shù)一個設(shè)定值或計數(shù)器產(chǎn)生溢出進(jìn)位所需的計數(shù)個數(shù),一般為1-10個, 它用于在設(shè)定計數(shù)值與實際收到計數(shù)值間有判定其真?zhèn)蔚目臻g,即計數(shù)值信號是落到接收 裝置的計數(shù)區(qū)域而非一個點。各接收裝置在收到控制信號或地址傳送信號后,保存在裝置的RAM或非易失性存 儲器中,如果采用保存在RAM中,每次開機(jī)都要自動傳送保存在主控制裝置的地址編號與 控制信號,如果采用保存在非易失性存儲器時,其信號傳送是由起動信號傳送的傳送開關(guān) 決定,傳送開關(guān)可以是普通開關(guān)或撥盤開關(guān)。系統(tǒng)開機(jī)后,通過查詢傳送開關(guān)狀態(tài)決定是否 傳送信號,如果是單向傳送可由人工觀察來判斷和確認(rèn)所接收到的信號。本發(fā)明用于LED護(hù)欄管顯示或LED點光源顯示時,主要用作地址自動編號,系統(tǒng)燈 飾效果模式選擇,主要指令參數(shù)等數(shù)據(jù)的單向傳送,它是通過單片機(jī)的級聯(lián)傳遞或計數(shù)器 的級聯(lián)計數(shù)方式,由主控LED護(hù)欄管或主控LED點光源向其它LED護(hù)欄管或LED點光源發(fā)送 控制信號和地址傳送信號。在主控LED護(hù)欄管或主控LED點光源中安裝有傳送開關(guān)等裝置, 這里采用撥盤開關(guān),或通過更換非易失性存儲器來實現(xiàn)燈飾效果模式和主要指令參數(shù)等數(shù) 據(jù)的選擇。撥盤開關(guān)的數(shù)據(jù)與地址傳送信號、燈飾效果摸式一一對應(yīng),并保存在非易失性存 儲器中,當(dāng)單片機(jī)檢測到撥盤開關(guān)的數(shù)據(jù)不在0位時,按撥盤開關(guān)的數(shù)據(jù)起動信號傳送,并 將數(shù)據(jù)保存在非易失性存儲器中,待傳送結(jié)束由人工確認(rèn)后,將撥盤開關(guān)置0停止傳送。
圖1是LED護(hù)欄管顯示系統(tǒng)或LED點光源顯示系統(tǒng)的一種電路結(jié)構(gòu)方框圖。圖2是采用計數(shù)器級聯(lián)計數(shù)方式傳送信號的電路結(jié)構(gòu)方框圖。其中主控制裝置21的單片機(jī)對同步信號作級聯(lián)計數(shù)時,同時向其計數(shù)器發(fā)計數(shù) 信號,計數(shù)溢出進(jìn)位至下一級22的計數(shù)器,取該計數(shù)器的計數(shù)信號作為該級單片機(jī)的中斷 請求信號,從而完成級聯(lián)傳送。
具體實施例方式實施例1 :LED護(hù)欄管顯示系統(tǒng)和LED點光源顯示系統(tǒng)本發(fā)明用于LED護(hù)欄管顯示系統(tǒng)或LED點光源顯示系統(tǒng)時。它主要用作自動編號 及燈飾效果摸式選擇和主要參數(shù)等數(shù)據(jù)的選擇。LED護(hù)欄管之間或LED點光源之間采用串聯(lián)連接,每根LED護(hù)欄管或每個LED點光源都有唯一的編號,信號傳送采用單片機(jī)的級聯(lián)傳 遞方式。系統(tǒng)中每根LED護(hù)欄管或每個LED點光源稱為一級(下同),其電路結(jié)構(gòu)如圖1所 示。系統(tǒng)共用一個電源開關(guān)1,第一級為主控制裝置,裝有撥盤開關(guān)5用于選擇燈飾效果摸 式和主要參數(shù)等數(shù)據(jù),其主要參數(shù)等數(shù)據(jù)還可以存于非易失性存儲器中,以備更換選用,其 余各級電路結(jié)構(gòu)均相同,均由電源2、單片機(jī)3、周波輸入4、信號放大6、存儲與驅(qū)動7、燈電 路8構(gòu)成。其中電源2提供由市電經(jīng)降壓整流的低壓直流電源,周波輸入4用于連續(xù)采集 電網(wǎng)周波同步信號的通道,它將電網(wǎng)周波轉(zhuǎn)換為單片機(jī)3可處理的信號,并與之一起對電 網(wǎng)周波同步信號進(jìn)行識別、判定和計數(shù)。單片機(jī)3送出的級聯(lián)傳遞信號由標(biāo)號9處送出,經(jīng) 信號放大6放大后,送至下一級12的標(biāo)號10處,向下一級的單片機(jī)請求中斷,從而完成這 一級的信號傳遞。存儲與驅(qū)動7包含非易失性存儲器和驅(qū)動電路,由單片機(jī)3送出的點燈 控制信號經(jīng)驅(qū)動電路送至燈電路8,其中非易失性存儲器用于保存接收的控制信號和地址 編號及燈飾效果摸式代碼和參數(shù)數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)開機(jī)后,主控制裝置的單片機(jī)先檢測撥盤開 關(guān)的數(shù)據(jù)如果在0位時,則不傳送信號,而按保存在非易失性存儲器中燈飾效果摸式代碼 及參數(shù)數(shù)據(jù)運行,如果不在0位,則按撥盤開關(guān)的數(shù)據(jù)起動信號傳送,待傳送結(jié)束由人工確 認(rèn)后將撥盤開關(guān)置0完成傳送。
權(quán)利要求
1.一種基于電網(wǎng)的簡單通信系統(tǒng),該系統(tǒng)的各控制裝置均接于同一電網(wǎng)線上,并共用 同一電源開關(guān),每個控制裝置都有唯一的地址,其特征是系統(tǒng)各控制裝置采用電網(wǎng)周波上 的特征值作為同步信號,連續(xù)地對同步信號進(jìn)行判定、計數(shù),并將計數(shù)值的設(shè)定點與通信信 號一一對應(yīng)進(jìn)行編碼,作為控制信號和地址傳送信號,并通過控制裝置在信號所對應(yīng)的計 數(shù)值點起動信號傳送,同時通過單片機(jī)的級聯(lián)傳遞或計數(shù)器的級聯(lián)計數(shù)來傳送信號,其地 址傳送信號是由主控制裝置發(fā)送,各控制裝置根據(jù)接收到的計數(shù)值的大小來計算和確定地 址,其控制信號是將接收到的計數(shù)值扣除傳送過程的計數(shù)值經(jīng)計算、譯碼后獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電網(wǎng)的簡單通信系統(tǒng),其特征是用于LED護(hù)欄管顯 示或LED點光源顯示時,它是通過單片機(jī)的級聯(lián)傳遞或計數(shù)器的級聯(lián)計數(shù)方式,由主控LED 護(hù)欄管或主控LED點光源向其它LED護(hù)欄管或LED點光源發(fā)送控制信號和地址傳送信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電網(wǎng)的簡單通信系統(tǒng),其特征是各個控制裝置是通 過獨立的可逆計數(shù)器作雙向級聯(lián)計數(shù)或單片機(jī)的雙向級聯(lián)傳遞的方式發(fā)送和接收控制信 號和地址傳送信號。
4.一種基于電網(wǎng)的簡單通信系統(tǒng),該系統(tǒng)的各控制裝置均接于同一電網(wǎng)線上,并共用 同一電源開關(guān),其特征在于每個控制裝置包括周波輸入模塊,用于單片機(jī)連續(xù)采集電網(wǎng)周波的通道,它將電網(wǎng)周波轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可 處理的信號,并與單片機(jī)一起對電網(wǎng)周波的特征值作為同步信號進(jìn)行識別、判定和計數(shù),單片機(jī),用于信號的級聯(lián)傳遞或采用計數(shù)器的級聯(lián)計數(shù)方式傳送信號,并對接收的計 數(shù)值進(jìn)行計算、譯碼,存儲與驅(qū)動模塊,用于存儲地址編號和接收的控制信號,并驅(qū)動燈電路,信號放大,用于放大傳送信號,傳送開關(guān),在主控制裝置安裝有傳送開關(guān),用于決定是否傳送信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于電網(wǎng)的簡單通信系統(tǒng),其特征是系統(tǒng)中各控制裝置 是采用串聯(lián)連接,相鄰兩個控制裝置之間有一連接導(dǎo)線,用于傳送信號,導(dǎo)線是在兩個控制 裝置中的單片機(jī)之間連接,或在控制裝置中的計數(shù)器之間連接,其間,設(shè)置有放大電路或直 接連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于電網(wǎng)的簡單通信系統(tǒng),其特征是用于LED護(hù)欄管顯 示或LED點光源顯示時,其主控制裝置安裝有傳送開關(guān),用于起動信號傳送及燈飾效果模 式和主要參數(shù)選擇。
全文摘要
一種基于電網(wǎng)的簡單通信系統(tǒng),特別涉及一種接于同一電網(wǎng)線上,并共用一個電源開關(guān)的多節(jié)點控制系統(tǒng)的簡單通信方案,及采用該方案的LED護(hù)欄管顯示系統(tǒng)和點光源顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用電網(wǎng)周波上的特征值作為同步信號,并對該同步信號進(jìn)行連續(xù)地捕獲、判定、計數(shù),并將計數(shù)值的設(shè)定點與通信信號一一對應(yīng)進(jìn)行編碼,作為控制信號和地址傳送信號,它是通過單片機(jī)的級聯(lián)傳遞或計數(shù)器的級聯(lián)計數(shù)方式,由主控LED護(hù)欄管或主控LED點光源向其它LED護(hù)欄管或LED點光源發(fā)送控制信號和地址傳送信號。
文檔編號H05B37/02GK102098840SQ20101062083
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者張廣涵 申請人:張廣涵