專利名稱：一種基于交流供電回路的脈沖通訊及控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于交流供電回路的脈沖通訊及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有民用電力線通訊及控制技術(shù)中，主要是采用以電力線作為傳輸媒介，并通過其傳送經(jīng)過調(diào)制的高頻信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)電力線上設(shè)備的通訊和控制的技術(shù)，該技術(shù)主要代表是美國(guó)的X-1O技術(shù)及其改良體系。但是該技術(shù)在中國(guó)的民用電力環(huán)境中一直難以獲得良好的通訊可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性保障，主要原因之一在于中國(guó)目前的民用及家用電器設(shè)備大多數(shù)沒有經(jīng)過電磁兼容的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)控制，導(dǎo)致其載波信息因環(huán)境噪聲干擾而難以實(shí)現(xiàn)可靠的傳輸。如果加大電力載波的輸出功率，又很容易通過電力線的天線作用造成高頻輻射而致電磁環(huán)境污染，同時(shí)，還降低了通訊效率。另夕卜，無線控制技術(shù)是近年來應(yīng)用較快的免布線控制技術(shù)，如RF(射頻)(315/433MHZ)及ZigBee (2.4G)技術(shù)。RF由于其本身的定位是用于低頻率、微功率的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，難以建立復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)類控制系統(tǒng)，其頻率也是僅用于遙控器、報(bào)警器、玩具等簡(jiǎn)單電子設(shè)備的通用頻率，因此，該頻率下的應(yīng)用非?；靵y、充滿了干擾，同時(shí)，其遠(yuǎn)距離傳輸和障礙物穿透的能力也較低。ZigBee (蜂窩狀通訊)技術(shù)雖然是非常適合于作為簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的無線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)，但是，其網(wǎng)狀網(wǎng)和微功率特點(diǎn)已經(jīng)決定了只有在控制節(jié)點(diǎn)越多的情況下其可靠性才會(huì)越高，那么在安裝的節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少、距離相對(duì)較遠(yuǎn)，尤其是需要透過多重障礙物的環(huán)境下，就可能出現(xiàn)通訊死角，而且系統(tǒng)造價(jià)成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于交流供電回路的脈沖通訊及控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流供電回路中各電器設(shè)備之間的控制和低速信息傳遞。沒有通訊死角，具有極高的可靠性和穩(wěn)定性，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、靈活，且安裝成本低廉。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:一種基于交流供電回路的脈沖通訊及控制系統(tǒng)，其包括:至少一個(gè)交流供電回路的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備采用了輸出控制元件對(duì)其交流供電輸出的交流電半波的波形在不同時(shí)段內(nèi)進(jìn)行各種通斷控制，以形成不同的半波切割組合，作為發(fā)送給所述交流供電回路中受控設(shè)備的控制信號(hào)。優(yōu)選地，所述控制設(shè)備為多個(gè)進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)或級(jí)聯(lián)，每個(gè)控制設(shè)備有一個(gè)輸出控制端口或者多個(gè)輸出控制端口，所述控制設(shè)備為CPU的智能控制器或者為常閉式機(jī)械復(fù)位開關(guān)或者為常閉式機(jī)械復(fù)位開關(guān)與整流二極管的組合體。優(yōu)選地，所述的半波切割組合中包括:交流電正、負(fù)半波的前后沿削波脈沖的組合；交流電正、負(fù)半波脈沖串的組合和零半波的組合。優(yōu)選地，還包括:至少一個(gè)交流供電回路中的受控設(shè)備，所述受控設(shè)備通過檢測(cè)其所在所述交流供電回路上的交流電半波脈沖供電的切割組合，接收來自于所述控制設(shè)備的控制信號(hào)。優(yōu)選地，所述控制設(shè)備還通過對(duì)其控制輸出回路的電流檢測(cè)，接收來自于該控制輸出回路中受控設(shè)備的假負(fù)載半波電流脈沖組合的反饋信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)雙向通訊。優(yōu)選地，所述受控設(shè)備還通過對(duì)假負(fù)載進(jìn)行不同時(shí)間的交流電半波及所述交流電半波前后沿的通斷控制，形成了半波電流脈沖的組合信號(hào)，以對(duì)該受控設(shè)備所在回路中所述的控制設(shè)備的信號(hào)反饋。優(yōu)選地，所述受控設(shè)備為一個(gè)或者為多個(gè)并聯(lián)在同一個(gè)供電回路中，所述受控設(shè)備為:終端電器、對(duì)終端電器進(jìn)行控制的輸出設(shè)備、傳感器、顯示器或者接口。通過實(shí)施以上技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果:本發(fā)明提供的基于交流供電回路的脈沖通訊及控制系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)成的交流供電本身直接作為可控信號(hào)源而不僅僅是傳輸媒介，采用對(duì)交流電半波切割的脈沖組合信號(hào)的控制及檢測(cè)整形手段來實(shí)現(xiàn)基于交流供電回路的設(shè)備間的高可靠通訊與控制的技術(shù)創(chuàng)新，與采用傳統(tǒng)的電力載波控制技術(shù)的系統(tǒng)相比，由于通訊信號(hào)的幅度足夠強(qiáng)大，完全克服了系統(tǒng)受到電力線環(huán)境中高頻干擾對(duì)系統(tǒng)帶來的致命影響；同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了只要有交流供電的地方就能可靠地通訊和控制，與無線控制技術(shù)的系統(tǒng)相比，完全解決了通訊的死角問題。因此，本發(fā)明提供的系統(tǒng)是具有極高可靠性的免布線控制系統(tǒng)。同時(shí)，本發(fā)明所提供的系統(tǒng)的設(shè)備更加簡(jiǎn)單、靈活和廉價(jià)，也不用安裝任何高頻隔離器、轉(zhuǎn)發(fā)器等附加設(shè)施，大幅度降低了系統(tǒng)的整體造價(jià)。本發(fā)明提供的系統(tǒng)在無需新增任何預(yù)埋管線的前提下，充分利用現(xiàn)有的交流供電線路對(duì)回路中的用電設(shè)備進(jìn)行高可靠的智能控制與網(wǎng)絡(luò)管理，并以此作為建立物聯(lián)網(wǎng)的免布線應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)。


圖1本發(fā)明實(shí)施例提供的控制設(shè)備交流供電半波切割信號(hào)輸出與檢測(cè)原理圖；圖2本發(fā)明實(shí)施例提供的受控設(shè)備假負(fù)載半波控制信號(hào)反饋與檢測(cè)原理圖；圖3本發(fā)明實(shí)施例提供的控制設(shè)備半波前后沿切割組合脈沖控制信號(hào)圖；圖4本發(fā)明實(shí)施例提供的受控設(shè)備濾波整形后的組合脈沖控制信號(hào)圖；圖5本發(fā)明實(shí)施例提供的控制設(shè)備輸出的正半波脈沖串信號(hào)圖；圖6本發(fā)明實(shí)施例提供的控制設(shè)備輸出的負(fù)半波脈沖串信號(hào)圖；圖7本發(fā)明實(shí)施例提供的受控設(shè)備的假負(fù)載半波電流脈沖信號(hào)圖；圖8本發(fā)明實(shí)施例提供的控制設(shè)備對(duì)假負(fù)載電流脈沖整形后的信號(hào)圖；圖9本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用實(shí)施例圖。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明提供的實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于交流供電回路的脈沖通訊及控制系統(tǒng)，包括:至少一個(gè)交流供電回路的控制設(shè)備，如圖1所示，該交流回路包括L極和N極，控制設(shè)備進(jìn)行半波脈沖輸出控制，并對(duì)受控設(shè)備進(jìn)行半波脈沖檢測(cè)，具體的，所述控制設(shè)備采用了輸出控制元件對(duì)其交流供電輸出的交流電半波的波形在不同時(shí)段內(nèi)進(jìn)行各種通斷控制，以形成不同的半波切割組合，作為發(fā)送給所述交流供電回路中受控設(shè)備的控制信號(hào)。在上述實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述的半波切割組合中包括:如圖3所示的交流電正、負(fù)半波的前后沿削波脈沖的組合，時(shí)間段包括:T1、T2、T3、T4、T5和T6 ;如圖5和圖6所示的交流電正、負(fù)半波脈沖串的組合和零半波的組合，時(shí)間段均包括:T1、T2、T3、T4、T5和T6，所述的零半波組合為當(dāng)供電回路在瞬間開路時(shí)等效為半波切割組合的一種特例。與此同時(shí)，所述受控設(shè)備檢測(cè)到控制設(shè)備輸出的交流電半波切割脈沖組合，并經(jīng)過濾波和整形后獲得如圖4所示的標(biāo)準(zhǔn)脈沖組合信號(hào)，時(shí)間段包括:T1、T2、T3、T4、T5和T6。在上述實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述控制設(shè)備至少為一個(gè)，也可以多個(gè)進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)或級(jí)聯(lián)，每個(gè)控制設(shè)備至少有一個(gè)輸出控制端口，也可有多個(gè)輸出控制端口?？刂圃O(shè)備可以是采用CPU的智能控制器，也可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的常閉式機(jī)械復(fù)位開關(guān)或其與整流二極管的組合體在其他實(shí)施例中，在上述各實(shí)施例基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，該系統(tǒng)還包括:至少一個(gè)交流供電回路中的受控設(shè)備，所述受控設(shè)備通過檢測(cè)其所在所述交流供電回路上的交流電半波脈沖供電的切割組合，接收來自于所述控制設(shè)備的控制信號(hào)。在其他實(shí)施例中，在上述各實(shí)施例基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，所述控制設(shè)備還通過對(duì)其控制輸出回路的電流檢測(cè)，接收來自于該控制輸出回路中受控設(shè)備的假負(fù)載半波電流脈沖組合的反饋信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)雙向通訊。在其他實(shí)施例中，在上述各實(shí)施例基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，所述受控設(shè)備還可通過對(duì)假負(fù)載進(jìn)行不同時(shí)間的交流電半波及所述交流電半波前后沿的通斷控制，形成了如圖7所示的半波電流脈沖的組合信號(hào)，時(shí)間段包括:T1、T2、T3、T4、T5和T6，以對(duì)該受控設(shè)備所在回路中所述的控制設(shè)備的信號(hào)反饋。與此同時(shí)，所述控制設(shè)備還可以在其供電輸出控制端口進(jìn)行半波脈沖電流檢測(cè)，并通過比較和整形獲得如圖8所示的受控設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)脈沖反饋信號(hào)，時(shí)間段包括:T1、T2、T3、T4、T5和T6。在上述實(shí)施例中，所述受控設(shè)備至少為一個(gè)，也可以多個(gè)并聯(lián)在同一個(gè)供電回路中，受控設(shè)備既可以是對(duì)終端電器的控制輸出設(shè)備，受控設(shè)備本身又可以直接是終端電器，還可以是傳感器、顯示器、接口等。下面提供上述系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施例:在本應(yīng)用實(shí)施例中，如圖9所示，該控制設(shè)備為單路供電回路輸出，對(duì)應(yīng)的受控設(shè)備為多個(gè):受控設(shè)備1、受控設(shè)備2、受控設(shè)備3...，在其它實(shí)施例中，控制設(shè)備也可以有多個(gè)回路的輸出，還可以多個(gè)控制設(shè)備串聯(lián)、并聯(lián)或級(jí)聯(lián)。在本應(yīng)用實(shí)施例中，如圖9所示，每個(gè)受控設(shè)備連接了可通過其輸出控制的一個(gè)終端:受控設(shè)備I連接終端1、受控設(shè)備2連接終端2、受控設(shè)備3連接終端3...在其它實(shí)施例中，系統(tǒng)中的一個(gè)受控設(shè)備也可以連接多個(gè)終端或其本身作為一個(gè)終端。在本應(yīng)用實(shí)施例中:所述的控制設(shè)備通過回路中的任意受控設(shè)備實(shí)施對(duì)其連接的終端進(jìn)行控制，包括:終端的狀態(tài)控制、顯示控制、數(shù)據(jù)輸出等。當(dāng)本次控制成功后，受控設(shè)備再將其所控終端的狀態(tài)數(shù)據(jù)反饋給控制設(shè)備，并完成控制的過程。在本應(yīng)用實(shí)施例中，通過受控設(shè)備的輸出所控制的終端設(shè)備為電燈。
在其它實(shí)施例中，通過受控設(shè)備的輸出所控制的終端還可以是其它電器設(shè)備或各種傳感器、顯示器、接口等。在本應(yīng)用實(shí)施例中，進(jìn)一步的，該系統(tǒng)還包括:將常閉復(fù)位開關(guān)與整流二極管并聯(lián)后再與受控設(shè)備串聯(lián)于供電回路之中，或直接將常閉復(fù)位開關(guān)與受控設(shè)備串聯(lián)于供電回路之中，以利用機(jī)械開關(guān)對(duì)受控設(shè)備輸出控制的終端實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的手動(dòng)控制。該常閉復(fù)位開關(guān)為機(jī)械式，所述的常閉復(fù)位開關(guān)與整流二極管并聯(lián)包括:整流二極管的正向并聯(lián)、整流二極管的負(fù)向并聯(lián)。在本應(yīng)用實(shí)施例中，當(dāng)常閉復(fù)位開關(guān)短時(shí)開路觸發(fā)時(shí)，并聯(lián)的整流二極管與受控設(shè)備形成串聯(lián)回路，并產(chǎn)生了正向或負(fù)向的交流半波脈沖串組合，同時(shí)，還包括在沒有整流二極管并聯(lián)時(shí)，回路的瞬間開路也等同于特殊的零半波串組合。此時(shí)，受控設(shè)備檢測(cè)到該半波脈沖串組合后，等同于所述的控制設(shè)備所發(fā)出的半波脈沖串組合信號(hào)，從而達(dá)到對(duì)受控設(shè)備實(shí)施手動(dòng)開關(guān)控制的目的。該常閉復(fù)位開關(guān)可作為所述的控制設(shè)備的簡(jiǎn)單替代與補(bǔ)充，并構(gòu)成了手動(dòng)控制與自動(dòng)控制的相互配合和互為備份的作用。在本應(yīng)用實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述受控設(shè)備為燈光控制器。在其它實(shí)施例中，該系統(tǒng)也可以根據(jù)需要用來控制和管理其它的設(shè)備或?qū)崿F(xiàn)其它的功能應(yīng)用。以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種基于交流供電回路的脈沖通訊及控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種基于交流供電回路的脈沖通訊及控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:至少一個(gè)交流供電回路的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備采用了輸出控制元件對(duì)其交流供電輸出的交流電半波的波形在不同時(shí)段內(nèi)進(jìn)行各種通斷控制，以形成不同的半波切割組合，作為發(fā)送給所述交流供電回路中受控設(shè)備的控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述控制設(shè)備為多個(gè)進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)或級(jí)聯(lián)，每個(gè)控制設(shè)備有一個(gè)輸出控制端口或者多個(gè)輸出控制端口，所述控制設(shè)備為CPU的智能控制器或者為常閉式機(jī)械復(fù)位開關(guān)或者為常閉式機(jī)械復(fù)位開關(guān)與整流二極管的組合體。
3.如權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于，所述的半波切割組合中包括:交流電正、負(fù)半波的前后沿削波脈沖的組合；交流電正、負(fù)半波脈沖串的組合和零半波的組合。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述系統(tǒng)，其特征在于，還包括:至少一個(gè)交流供電回路中的受控設(shè)備，所述受控設(shè)備通過檢測(cè)其所在所述交流供電回路上的交流電半波脈沖供電的切割組合，接收來自于所述控制設(shè)備的控制信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述控制設(shè)備還通過對(duì)其控制輸出回路的電流檢測(cè)，接收來自于該控制輸出回路中受控設(shè)備的假負(fù)載半波電流脈沖組合的反饋信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)雙向通訊。
6.如權(quán)利要求5所述系統(tǒng)，其特征在于，所述受控設(shè)備還通過對(duì)假負(fù)載進(jìn)行不同時(shí)間的交流電半波及所述交流電半波前后沿的通斷控制，形成了半波電流脈沖的組合信號(hào)，以對(duì)該受控設(shè)備所在回路中所述的控制設(shè)備的信號(hào)反饋。
7.如權(quán)利要求4或5所述系統(tǒng)，其特征在于，所述受控設(shè)備為一個(gè)或者為多個(gè)并聯(lián)在同一個(gè)供電回路中，所述受控設(shè)備為:終端電器、對(duì)終端電器進(jìn)行控制的輸出設(shè)備、傳感器、顯示器或者接口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于交流供電回路的脈沖通訊及控制系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個(gè)交流供電回路的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備采用了輸出控制元件對(duì)其交流供電輸出的交流電半波的波形在不同時(shí)段內(nèi)進(jìn)行各種通斷控制，以形成不同的半波切割組合，作為發(fā)送給所述交流供電回路中受控設(shè)備的控制信號(hào)。以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流供電回路中各電器設(shè)備之間的控制和低速信息傳遞。沒有通訊死角，具有極高的可靠性和穩(wěn)定性，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、靈活，且安裝成本低廉。
文檔編號(hào)G05B19/418GK103207599SQ20131005893
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者黎輝 申請(qǐng)人:黎輝