局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统技术方案

本发明专利技术公开了局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，包括主网络控制器、从网络控制器。主、从网络控制器通过供电线路组成局域通信网络。主网络控制器通过控制电源开关在供电线路上产生脉宽不同瞬时停电脉冲来发送信息，从网络控制器通过信息提取电路检测并记录脉宽不同的瞬时停电脉冲来获取信息。本发明专利技术根据不同的脉冲宽度代表不同的数据信息实现主网络控制器与从网络控制器之间的数据通信。本发明专利技术控制方式简洁、传输距离远、无耗能、成本低的有益效果，可对LED照明及其它用电设备实现智能控制。

Online switching modulation digital communication control system for local power network

The present invention discloses a local power network online switching modulation digital communication control system, which includes a master network controller and a network controller. The master and network controller form a local communication network through the power supply line. The main network controller sends information through controlling the power switch to generate pulse width and different instantaneous interruption pulses on the power supply line, and obtains information from the network controller through the information extraction circuit to detect and record different instantaneous pulsing pulses with different pulse width. The invention realizes the data communication between the main network controller and the network controller according to the different pulse width representing different data information. The invention has the advantages of simple control mode, long transmission distance, no energy consumption and low cost, and can realize intelligent control for LED lighting and other electric equipment.

【技术实现步骤摘要】
局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统
本专利技术涉及供电网络控制系统，具体涉及局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统。
技术介绍
局域用电网络的管理是用电网络管理中的重要管控组成部分。随着智能家居、工业自动化控制、物联网远程信息管理的不断发展，局域用电网络的管理的市场需求愈发迫切。当前技术环境下，局域用电设备网络管理多采GPRS或者有线电力载波用来控制一条供电线路上的多个用电设备的监控管理，该方式存在制造成本高、设备数量多、使用维护繁琐且费用相对较高的问题。专利号CN201520416793公开了一种局域用电设备离线网络管理控制系统。本技术公开了一种局域用电设备离线网络管理控制系统，该系统包括一条供电线路，所述供电线路的电源输入始端串联有电源控制开关K1，所述开关K1并联连接有相互串联的离线网络电源管理控制器以及通讯接口开关K2，所述供电线路上还连接有若干相互并联的用电器，所述各用电器分别连接有从网络控制器；所述离线网络电源管理控制器包括主网络控制器，所述主网络控制器的输入端连接有电源输入接口、键盘、互联网接口以及USB接口，所述主网络控制器的输出端连接有电源输出接口、数据通讯接口、显示器以及警示灯。该系统可完成人工及自动控制开关送电功能；在离线状态下与从单片计算机进行数据通讯实现监控管理功能；可通过USB接口及互联网接口以实现与计算机、手机及互联网的通讯功能。该技术通讯功能单一，满足不了用电器日益增加的控制需求。专利号CN102118183A电力载波通信方法及装置，包括如下步骤：信息采集步骤，物理层接收导频信号以获得信道状态信息；同步状态信息步骤，所述物理层和数据传输控制层同步所述信道状态信息；信息处理步骤，根据所述信道状态信息，得到需要并能够通信的数据包；通信步骤，轮流占用时间段传输所述需要并能够通信的数据包。通讯原理复杂、使用不便、实用性差。因此设计一种低成本、控制方法简单、便于基层技术人员掌握使用的局域用电网络通讯控制系统成为一种迫切的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供了一种域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，具有结构简单、操作方便、传输距离远、通信效率高、成本低、实用性强的功能。本专利技术要解决的技术问题的技术方案是：局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，其特征在于：包括主网络控制器和从网络控制器。所述主网络控制器包括电源开关、驱动控制电路、主微控制器、断电缓冲电路以及和主微控制器电气连接的物联网通信模块、键盘、显示单元、电网同步信号提取电路、主电源模块。所述电源开关串接在供电线路中，所述驱动控制电路的输入端与主微控制器之间串联有断电缓冲电路，驱动控制电路的输出端与电源开关的控制端电气连接，所述主电源模块与电源开关输入端的电网端的供电线路电气连接，所述电网同步信号提取电路与电源开关输出端后端的供电线路电气连接。所述从网络控制器包括从微控制器、同步信息提取电路、从电源模块、从机控制单元，所述从微控制器和同步信息提取电路、从电源模块、从机控制单元电气连接，所述同步信息输入电路、从电源模块与电源开关输出端后端的供电线路电气连接。更好的，所述供电线路为交流供电电网。更好的，所述电网同步信号提取电路包括第一限流电阻、第二限流电阻、第一整流桥、第一光电耦合器，所述第一整流桥的交流输入端和电源开关输出端后端的供电线路的零、火线之间分别串联有第一限流电阻、第二限流电阻，第一整流桥的直流输出端串接电阻后与第一光电耦合器输入端的正、负极电气连接，第一光电耦合器的射极输出引脚与主微控制器电气连接，第一光电耦合器的集电极与电源正极电气连接。更好的，所述同步信息提取电路包括第三、四限流电阻、第二整流桥、第二光电耦合器，所述第二整流桥的交流输入端和电源开关输出端后端的供电线路的零、火线之间分别串联有第三限流电阻、第四限流电阻，第二整流桥的直流输出端串接电阻后与第二光电耦合器输入端的正、负极电气连接，第二光电耦合器的射极输出引脚与从微控制器电气连接，第二光电耦合器的集电极引脚与电源正极电气连接。更好的，所述从电源模块为开关电源，所述开关电源设有储能元件，开关电源的输入端和电源开关输出端后端的供电线路的零、火线电气连接，从电源模块输出端与从微控制器电气连接，所述储能元件用以保证在供电线路断电的瞬间从网络控制器正常工作一段时间。更好的，所述电源开关为接触器，电源开关的常开触点串接在供电线路与电网连接的一端，电源开关的线圈绕组一端和电源开关输入端前端的供电线路的零线电气连接。电源开关的线圈绕组另一端串接驱动控制电路后和电源开关输入端前端的供电线路的火线电气连接。更好的，所述开关驱动电路包括光耦、第五、六电阻、电容以及可控硅。所述光耦的输入端和断电缓冲电路电气连接，所述第五、六电阻串联在光耦的输出端的第一端和可控硅的第一主电极之间，光耦的输出端的第二端与可控硅的门极电气连接，所述电容的一端和可控硅的第二主电极电气连接，电容的另一端连接在第五、六电阻之间，所述可控硅的一个主电极与电源开关前端的供电线路的零线之间串接电源开关的线圈绕组，可控硅的另一主电极与电源开关前端的供电线路的火线电气连接。更好的，所述断电缓冲电路包括第七电阻、第一、二二极管、第二电容、第三电容、第一、二三极管、第八、九、十电阻。所述第七电阻的一端作为开机送电信号控制端，用以与主网络控制器的微控制器电气连接，第七电阻的另一端与第一三极管的基极电气连接、第二三极管的集电极电气连接、第一二极管的阳极电气连接，所述第一、二二极管的阴极并接作为停电脉冲信号控制端，用以连接主网络控制器的主微控制器，所述第一二极管的阳极分别和第一三极管的基极、第二三极管的集电极电气连接，第二二极管的阳极和第二三极管的基极之间串接有第九电阻，第二二极管的阳极和第一三极管的集电极之间串接有第八电阻，第二二极管的阳极和第二三极管的发射极之间串接有第三电容，所述第二三极管的发射极接地，所述第十电阻的一端和第二电容的正极并接后与电源的正极VDD电气连接，第二电容的负极接地，所述第十电阻的另一端和第一三极管的集电极之间串接光耦，用以与驱动控制电路，第一三极管的发射极接地。根据权利要求1所述的局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统的通信方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、主网络控制器获取控制指令，获取控制指令的方法有：1.1，通过键盘和显示单元将控制指令传输到主网络控制器的微控制器中；1.2，通过物联网通信模块，将控制指令通过电脑或者手机发送到主网络控制器的微控制器中；步骤2、数据调制，具体为：主微控制器控制电源开关在供电线路上产生一个瞬时停电脉冲，停电脉冲的宽度代表码元的数据长度，由于脉冲宽度不同因此所对应的每一个码元的数据长度也不同，依据不同的码元数据长度进行信息的编码；主微控制器将得到的控制指令转换成一组码元数据，然后将这一组码元数据编译成产生不同瞬时停电脉冲宽度的驱动程序，主微控制器再将驱动脉冲传递给驱动控制电路；步骤3、主网络控制器的驱动控制电路根据主微控制器的指令控制电源开关产生一组瞬时停电脉冲；步骤4、数据解调，具体为：从网络控制器通过同步信息提取电路检测瞬时停电脉冲，并通过第二光电耦合器的射极输出引脚传递给从网络控制器的从微控制器，从网络控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，其特征在于：包括主网络控制器(2)和从网络控制器(3)，所述主网络控制器(2)包括电源开关(21)、驱动控制电路(22)、主微控制器(41)、断电缓冲电路(24)、以及和主微控制器(41)电气连接的物联网通信模块(25)、键盘(26)、显示单元(27)、电网同步信号提取电路(23)、主电源模块(51)，所述电源开关(21)串接在供电线路(1)中，所述驱动控制电路(22)的输入端与主微控制器(41)之间串联有断电缓冲电路(24)，驱动控制电路(22)的输出端与电源开关(21)的控制端电气连接，所述主电源模块(51)与电源开关(21)输入端的电网端的供电线路(1)电气连接，所述电网同步信号提取电路(23)与电源开关(21)输出端后端的供电线路(1)电气连接，所述从网络控制器(3)包括从微控制器(42)、同步信息提取电路(31)、从电源模块(52)、从机控制单元(32)，所述从微控制器(42)和同步信息提取电路(31)、从电源模块(52)、从机控制单元(32)电气连接，所述同步信息输入电路(31)、从电源模块(52)与电源开关(21)输出端后端的供电线路(1)电气连接。...

【技术特征摘要】
1.局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，其特征在于：包括主网络控制器(2)和从网络控制器(3)，所述主网络控制器(2)包括电源开关(21)、驱动控制电路(22)、主微控制器(41)、断电缓冲电路(24)、以及和主微控制器(41)电气连接的物联网通信模块(25)、键盘(26)、显示单元(27)、电网同步信号提取电路(23)、主电源模块(51)，所述电源开关(21)串接在供电线路(1)中，所述驱动控制电路(22)的输入端与主微控制器(41)之间串联有断电缓冲电路(24)，驱动控制电路(22)的输出端与电源开关(21)的控制端电气连接，所述主电源模块(51)与电源开关(21)输入端的电网端的供电线路(1)电气连接，所述电网同步信号提取电路(23)与电源开关(21)输出端后端的供电线路(1)电气连接，所述从网络控制器(3)包括从微控制器(42)、同步信息提取电路(31)、从电源模块(52)、从机控制单元(32)，所述从微控制器(42)和同步信息提取电路(31)、从电源模块(52)、从机控制单元(32)电气连接，所述同步信息输入电路(31)、从电源模块(52)与电源开关(21)输出端后端的供电线路(1)电气连接。2.根据权利要求1所述的局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，其特征于：所述供电线路(1)为交流供电电网。3.根据权利要求1所述的局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，其特征在于：所述电网同步信号提取电路(23)包括第一限流电阻(R1)、第二限流电阻(R2)、第一整流桥(BD1)、第一光电耦合器(V1)，所述第一整流桥(BD1)的交流输入端和电源开关(21)输出端后端的供电线路(1)的零、火线之间分别串联有第一限流电阻(R1)、第二限流电阻(R2)，第一整流桥(BD1)的直流输出端串接电阻后与第一光电耦合器(V1)输入端的正、负极电气连接，第一光电耦合器(V1)的射极输出引脚与主微控制器(41)电气连接，第一光电耦合器(V1)的集电极与电源正极电气连接。4.根据权利要求1所述的局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，其特征在于：所述同步信息提取电路(31)包括第三、四限流电阻(R3、R4)、第二整流桥(BD2)、第二光电耦合器(V2)，所述第二整流桥(BD2)的交流输入端和电源开关(21)输出端后端的供电线路(1)的零、火线之间分别串联有第三限流电阻(R3)、第四限流电阻(R4)，第二整流桥(BD2)的直流输出端串接电阻后与第二光电耦合器(V2)输入端的正、负极电气连接，第二光电耦合器(V2)的射极输出引脚与从微控制器(42)电气连接，第二光电耦合器(V2)的集电极引脚与电源正极电气连接。5.根据权利要求1所述的局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，其特征在于：所述从电源模块(52)为开关电源，所述开关电源设有储能元件，开关电源的输入端和电源开关(21)输出端后端的供电线路(1)的零、火线电气连接，从电源模块(52)输出端与从微控制器(42)电气连接，所述储能元件用以保证在供电线路(1)断电的瞬间从网络控制器(3)正常运行。6.根据权利要求1所述的局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，其特征在于:所述电源开关(21)为接触器，电源开关(21)的常开触点串接在供电线路(1)与电网连接的一端，电源开关(21)的线圈绕组一端和电源开关(21)前端的供电线路(1)的零线电气连接，电源开关(21)的线圈绕组另一端串接驱动控制电路(22)后和电源开关(21)前端的供电线路(1)的火线电气连接。7.根据权利要求6所述的局域用电网络在线开关调制数字通讯控制系统，其特征在于:所述开关驱动电路(22)包括光耦(V3)、第五、六电阻(R5、R6)、电容(C31)以及可控硅(SCR)，所述光耦(V3)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永斌，
申请(专利权)人：朱永斌，
类型：发明
国别省市：山东,37