电力线载波智能控制器及电力线载波控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种电力线载波智能控制器，包括载波信号接收单元、载波信号发送单元、微处理器单元，串行通讯单元，其中载波信号接收单元、载波信号发送单元采用电力线耦合技术以及直序扩频技术，解决了现有电力线载波控制装置无法避免干扰信号的影响以及生产成本高的缺点，具有控制准确率高、抗干扰能力强、传输距离长、节能、结构简单、可实现独立控制、节省安装空间的优点。本实用新型专利技术可应用于所有采用电力线载波信号传输电路进行数据传输和控制的领域，并可通过ＧＰＲＳ网络的无线传输进行远程控制，可实现电力线路灯控制、路灯检测、建筑景观灯定时场景控制检测、家电智能控制等功能。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Power line carrier intelligent controller and power line carrier control system

The utility model relates to a power line carrier intelligent controller, including the carrier signal receiving unit, a carrier signal transmission unit, microprocessor unit, serial communication unit, wherein the carrier signal receiving unit, a carrier signal transmitting unit adopts power line coupling technique and direct sequence spread spectrum technology, solve the existing power line carrier control device can not avoid the impact of interference signal and the disadvantages of high production cost, has high accuracy, strong anti-interference ability, long transmission distance, energy saving, simple structure, can realize the independent control, saving installation space advantages. The utility model can be applied to all the power line carrier signal transmission circuit for data transmission and control, and remote control through GPRS wireless transmission network, can realize the power line lamp control, street lamp detection, building landscape scene detection, timing control appliances intelligent control functions.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力线载波控制装置及使用该装置的电力线载波控制 系统。技术背景理论上，通过电力线载波技术可以对电力线上的各种灯具和家电进行总体 控制、分级控制和直接控制。但是，由于各种原因，电力线中始终存在着各种 不同频率的干扰信号，这种干扰信号的频率有时会非常接近载波信号频率，从 而影响正常的控制信号传递，甚至产生错误的控制信号。正是由于干扰信号的 不可预知和不可避免，导致现有电力线载波技术无法完全解决干扰信号所带来 的技术问题，使得电力线载波控制的准确性和稳定性受到严重影响。另外，现 有的电力线载波控制装置为了解决干扰问题，在电路中采用了各种抗干扰的手 段，结果是极大的增加了元器件数量和生产成本。所以现有电力线载波控制系 统的理论已经很完善，却一直没有进入大规模工程应用阶段。
技术实现思路
本技术目的是提供一种电力线载波智能控制器，其解决了
技术介绍
电 力线载波控制系统无法避免干扰信号的影响以及生产成本高的技术问题。 本技术的技术解决方案是-一种电力线载波智能控制器，包括系统电源Vcc和微处理器单元U5，其特殊之处是，所述电力线载波智能控制器还包括载波信号发送单元；所述载波信号发送单元可将控制信号耦合到电力线上进行传输，其包括混频单元U4、输出 放大单元U2和变压器单元Ul ，所述混频单元U4的输入端与微处理器单元U5相连，其输出端与输出放大单元U2的输入端相连，所述输出放大单元U2的输出端与变压器单元m的低压端相连，所述变压器单元ui的高压端连接在电力线的火线和地线之间；所述微处理器单元U5可生成控制信号并将控制信号送入载波信号发送单元。上述电力线载波智能控制器还包括载波信号接收单元和串行通信单元U9;所述载波信号接收单元可接收电力线传输的控制信号，其包括变压器单元Ul、 输入处理单元U3和混频单元U4;所述变压器单元Ul的高压端连接在电力线的 火线和地线之间，其低压端与输入处理单元U3的输入端相连，所述输入处理单 元U3的输出端与混频单元U4的输入端相连，所述混频单元U4.的输出端与微处 理器单元U5相连；所述串行通信单元U9的一端与微处理器单元U5相连，其另 一端可通过GPRS无线网络或串行电缆与外界通信；所述微处理器单元U5可对 载波信号接收单元接收的监控信号进行处理并将其通过串行通信单元U9进行传 送。上述载波信号发送单元和载波信号接收单元分别设置有变压器单元Ul和混 频单元U4。上述载波信号发送单元和载波信号接收单元共用一个变压器单元Ul或共用 一个混频单元U4。上述载波信号发送单元和载波信号接收单元共用一个变压器单元Ul和一个混频单元U4。上述变压器单元Ul包括变压器Tl、高压端隔直电路Ull和高压保护电路 U13;所述变压器Tl的高压端连接在电力线的火线和地线之间，其低压端与高 压保护电路U13的两端相连；所述高压端隔直电路Ull串连在变压器T1的高压 端；所述输入处理单元U3包括接收端限流电路U31、 LC滤波电路U32、限压保 护电路U33、低压端隔直电路U34;所述接收端限流电路U31的输入端与变压器 Tl的低压端的高端相连；所述LC滤波电路U32的高端与接收端限流电路U31的 输出端和低压端隔直电路U34的输入端相连，其低端接地；所述低压端隔直电 路U34的输出端与混频单元的输入端相连；所述限压保护电路U33并联在LC滤 波电路U32的两端；所述输出放大单元U2包括信号耦合电路U21、发送端限流 电路U22、发送端放大电路U23、放大保护电路U26、发送端保护电路U24、发 射电路U25;所述信号耦合电路U21的输入端与混频单元的输出端相连，其输出 端与发送端限流电路U22的输入端相连，所述发送端限流电路U22的输出端与 发送端放大电路U23的输入端相连；所述发送端保护电路U24并联在发送端放 大电路U23的两端；所述发射电路U25为LC串联发射电路，其电容端与发送端 放大电路U23的输出端相连，其电感端与变压器T1的低压端的高端相连；所述 放大保护电路U26的高端接系统电源Vcc，其低端接于发送端放大电路U23的输 入端。上述混频单元U4包括一个电感L3和两个电容C7、 C8，所述电感L3的两端 分别为混频单元U4的输入端和输出端，所述两个电容C7、 C8分别接在电感L3 的两端和地之间；所述控制单元U7为继电器Jl;所述监控单元U6为电流互感 器T2或电压互感器；所述输出放大单元U2包括正极性信号耦合电路、正极性 发送端限流电路、正极性发送端放大电路、正极性放大保护电路、正极性发送 端保护电路、负极性信号耦合电路、负极性发送端限流电路、负极性发送端放 大电路、负极性放大保护电路、负极性发送端保护电路和发射电路U25;所述正 极性信号耦合电路和负极性信号耦合电路的输入端均与混频单元U4的输出端相 连；所述正极性信号耦合电路的输出端与正极性发送端限流电路的输入端相连， 所述正极性发送端放大电路包括一级放大PNP管G3和二级放大NPN管Gl，所述 —级放大PNP管G3的基极和正极性发送端限流电路的输出端相连，其发射极接 系统电源Vcc，其集电极接二级放大NPN管G1的基极，所述二级放大NPN管G1 的集电极接系统电源Vcc，其发射极接发射电路U25的输入端；所述负极性信号 耦合电路的输出端与负极性发送端限流电路的输入端相连，所述负极性发送端 放大电路包括一级放大NPN管G4和二级放大PNP管G2，所述一级放大NPN管 G4的基极和负极性发送端限流电路的输出端相连，其发射极接地，其集电极接 二级放大PNP管G2的基极，所述二级放大PNP管G2的集电极接地，其发射极 接发射电路U25的输入端；所述二级放大NPN管Gl的基极和二级放大PNP管G2 的基极连接；所述正极性放大保护电路的高端接一级放大PNP管G3的发射极， 其低端接一级放大PNP管G3的基极；所述负极性放大保护电路的高端接一级放 大NPN管G4的基极，其低端接一级放大NPN管G4的发射极；所述正极性发送 端保护电路的高端接系统电源Vcc，其低端接二级放大NPN管G1的发射极；所 述负极性发送端保护电路的高端接二级放大PNP管G2的发射极，其低端接地； 所述发射电路U25为LC串联发射电路，其电容端与二级放大NPN管Gl的发射 极以及二级放大PNP管G2的发射极相连，其电感端与变压器Tl的低压端的高 端相连；所述高压端隔直电路Ull为一个电容C1;所述高压保护电路U13为一 个瞬态电压抑制二极管D1;所述接收端限流电路U31为一个电阻R3;所述限压 保护电路U33为两个反向并联的二极管D7、 D8;所述低压端隔直电路U34为一 个电容C6;上述信号耦合电路U21包括正极性信号耦合电路和负极性信号耦合 电路，所述正极性信号耦合电路为一个电容C3;所述负极性信号耦合电路为一 个电容C4;上述发送端限流电路U22包括正极性发送端限流电路和负极性发送 端限流电路，所述正极性发送端限流电路为一个电阻Rl;所述负极性发送端限 流电路为一个电阻R2;上述发送端保护电路U24包括正极性发送端保护电路和负极性发送端保护电路，所述正极性发送端保护电路为一个二极管D3;所述负极性发送端保护电路为一个二极管D2;所述放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力线载波智能控制器，包括系统电源（Ｖｃｃ）和微处理器单元（Ｕ５），其特征在于：所述电力线载波智能控制器还包括载波信号发送单元；所述载波信号发送单元可将控制信号耦合到电力线上进行传输，其包括混频单元（Ｕ４）、输出放大单元（Ｕ２）和变压器单元（Ｕ１），所述混频单元（Ｕ４）的输入端与微处理器单元（Ｕ５）相连，其输出端与输出放大单元（Ｕ２）的输入端相连，所述输出放大单元（Ｕ２）的输出端与变压器单元（Ｕ１）的低压端相连，所述变压器单元（Ｕ１）的高压端连接在电力线的火线和地线之间；所述微处理器单元（Ｕ５）可生成控制信号并将控制信号送入载波信号发送单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涌，
申请(专利权)人：刘涌，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]