CN101815207A - 一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法 - Google Patents

一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，通过在分户模块中设置室内机电源供电电路，分户模块与室内机之间采用5类线或超5类线连接，并在5类线或超5类线的各双绞线与分户模块的微处理器之间设置故障检测电路，当微处理器通过故障检测电路检测到接线短路、开路、错误或室内机故障、待机时，采用高输出阻抗电源供电；当检测到室内机工作(振铃、通话或监视)时，采用低输出阻抗电源供电。通过两种类型的电源分别供电，减少因接线短路、开路、错误或室内机故障等状态下的设备或电路的损坏，实现更高的系统可靠性，减少系统售后维护成本，降低系统的综合成本。

Description

一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法
技术领域
本发明涉及一种楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，尤其是基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法。
背景技术
楼宇可视对讲系统采用5类线或超5类线布线时，室内机的供电通常有以下几种方法：
方法1：如图1所示，一个电源为多个室内机供电，并采用专用电源线(如RVV2×1.0线)直接或间接地连接到电源上。因为专用电源线直流电阻比较小，长距离传输电源损耗小，所以电源输出电压通常采用相对比较低的电压(典型值18V～24V)。
方法2：如图2所示，一个电源为多个室内机供电，并采用5类线或超5类线中的一对双绞线直接或间接地连接到电源上。因为5类线或超5类线直流电阻比较大(约9Ω/100m)，长距离传输电源损耗比较大(压降大)，所以电源输出电压通常采用相对比较高的电压(典型值28V～36V)。
方法3：一个电源为一个室内机供电，或者将电源内置于室内机内，电源不需要通过长距离的布线为室内机供电。
下表对上述三种供电方法进行比较，此三种供电方法，均存在一些缺陷。
  方法1   方法2   方法3
  线材成本   采用专用电源线，线材成本较高，需布专用电源线，工程成本也较高   不需要专用电源线，线材成本较低   不需要专用电源线，线材成本较低
  电源成本   多个室内机共用一个电源，电源成本较低   多个室内机共用一个电源，电源成本较低   每个室内机配一个电源或内置电源，电源成本较高
  售后成本   任一室内机接线错误或故障时，设备容易损坏，并且可能影响到共用电源的室内机的正常工作，售后维护成本较高   任一室内机接线错误或故障时，因电源电压高，设备更容易损坏，并且可能影响到共用电源的室内机的正常工作，售后维护成本很高   因线路上不传输电源，任一室内机接线错误或故障时，通常不会影响系统的工作，售后维护成本较低
  方法1   方法2   方法3
  综合成本   高(原因为线材成本)   高(原因为售后成本)   高(原因为电源成本)
发明内容
本发明基于5类线或超5类线连接分户模块与室内机的低成本布线方式，目的在于提供一种楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，当接线短路、开路、错误或室内机故障、待机时，采用高输出阻抗电源供电，而不输出低输出阻抗电源；当室内机工作(振铃、通话或监视)时，采用低输出阻抗电源供电。通过两种类型的电源分别供电，减少因接线短路、开路、错误或室内机故障等状态下的设备损坏，实现更高的系统可靠性，减少系统售后维护成本，降低系统的综合成本。
本发明一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，主要是在分户模块中对应每个室内机设置独立的室内机电源供电电路；该室内机电源供电电路与室内机之间通过5类线或超5类线连接；该5类线或超5类线的各双绞线与分户模块的微处理器之间设置故障检测电路；该微处理器根据故障检测电路的检测结果控制室内机电源供电电路的输出不同特点的电源。
所述的不同特点的电源可分为两类：高输出阻抗的电源与低输出阻抗的电源；该高输出阻抗的电源，可输出比较低的能量，可确保室内机的待机供电，且输出在接线短路、错误或室内机故障时，不造成设备或电路的损坏；该低输出阻抗的电源，可输出比较高的能量，可确保室内机的正常工作。
根据不同应用的需求，该高输出阻抗的电源，可以是多种形式的电源：不同输出电压的稳压电源串电阻、低电流的恒流源或者低电源的恒流源串电阻。
所述的低输出阻抗的电源，也可以是多种形式的电源：不同输出电压的稳压电源、高电流的恒流源。
所述的5类线或超5类线的4对双绞线，其中一对作电源线用于传输电源，一对作视频信号线用于传输视频信号，一对作音频信号线用于传输双向音频信号或一单向音频信号，一对作数据线或另一音频信号线用于传输数据或另一单向音频信号；所有不同信号或电源在5类线或超5类线上的传输均是在同一对双绞线中进行的。
所述故障检测电路，针对所述的电源线，设置一个短路与开路检测电路；针对所述的音频信号线与视频信号线，分别在双绞线的其中一根线上叠加特定的不同电压的直流偏置，再通过对该对双绞线的两根线的电压进行检测，便可检测到其是否开路、与其它线路短路、接错等故障；针对数据线，则通过特定的双向通讯协议方式，并在室内机上采用状态自检电路，分户模块的微处理器可检测室内机故障、室内机工作状态。
当分户模块内的微处理器通过故障检测电路检测到任何故障状态时，微处理器控制室内机电源供电电路的输出为高输出阻抗的电源，而不输出低输出阻抗的电源，以免损坏分户模块或室内机；当分户模块内的微处理器检测到室内机处于待机状态时，微处理器同样控制室内机电源供电电路输出为高输出阻抗的电源；当分户模块内的微处理器未检测到任何故障状态时，并且检测到室内机处于工作状态时，微处理器控制室内机电源供电电路输出低输出阻抗的电源，以确保室内机可获得足够的电源，使显示屏、音频电路等可以正常工作。
本发明在分户模块内通过室内机电源供电电路给室内机供电，该分户模块内的微处理器根据故障检测电路所检测的结果控制该室内机电源供电电路的输出，可以根据每台室内机及其线路的状态不同而采用不同的电源供给，避免了因故障状态(包括线路短路、开路、接错、室内机故障等)下分户模块输出低输出阻抗电源而造成设备的损坏或者对其它设备正常工作的影响，提高系统的可靠性，减少售后维护成本，并最终降低系统的综合成本。
附图说明
图1现有供电方法1的示意图；
图2现有供电方法2的示意图；
图3现有供电方法3的示意图；
图4为本发明的供电方法示意图；
图5为本发明中分户模块与室内机之间连接的5类线或超5类线4对双绞线的定义；
图6为本发明中分户模块内的室内机电源供电电路原理示意图；
图7为本发明室内机电源供电电路连接示意图；
图8为本发明中针对音频信号或视频信号线的故障检测电路连接示意图。
以下结合附图对本发明作进一步详述。
具体实施方式
如图4，本发明中涉及的基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，其应用系统中至少包括电源1、分户模块2和室内机3，其中分户模块2中至少包括微处理器(MCU)22、为每个室内机3设置一个对应的室内机电源供电电路21、故障检测电路23；电源1与分户模块2之间通过2芯电线4连接；通常一个分户模块2可接收多个室内机3；分户模块2与每个室内机3之间通过一根5类线或超5类线6连接。
如图5所示，所述的5类线或超5类线6的4对双绞线，其中一对作电源线61用于传输电源，一对作视频信号线62用于传输视频信号，一对作音频信号线63用于传输双向音频信号或一单向音频信号，一对作数据线或音频信号64用于传输数据或另一单向音频信号。
本发明中每个室内机3均通过一根5类线或超5类线6连接至分户模块2，其中一对电源线连接室内机至分户模块内的室内机电源供电电路21，再通过2芯电线4连接至电源1。多个室内机3同时连接至一个分户模块，共享一个电源1的供电。
本发明在微处理器22与室内机3之间设置故障检测电路23，实现对5类线或超5类线6上的电源及信号线路状态的检测，并且可实现对室内机3工作状态的检测。由此分户模块2可检测到线路短路、开路、接错等状态以及室内机3的待机、振铃、通话、监视、故障等状态；该分户模块2内的微处理器22根据检测到的状态来控制室内机电源供电电路21的不同输出状态。室内机电源供电电路21的输出可以分两类：高输出阻抗的电源与低输出阻抗的电源，同一类中还可根据工作需求分不同输出电压、输出电流与/或输出阻抗等，以满足具体应用中室内机的电源需求。当分户模块2的微处理器22检测到线路短路、接错或者室内机3处于故障状态时，将控制室内机3的室内机电源供电电路不输出低输出阻抗的电源，确保供电的可靠性，以免损坏分户模块或室内机。
所述的室内机电源供电电路21的工作原理如图6所示。多个电源(电源1、电源2、……、电源n)通过各自的电源的开关(SW1、SW2、……、SWn)后输出，再通过5类线或超5类线给室内机供电，这些电源开关由微处理器22根据故障检测电路23检测到的室内机3的工作状态与5类线或超5类线6的线路状态来控制。二极管D1、D2、……、Dn是可选的器件，可起到单向导通电源防止不同电压之间电源的短路。上述的各个电源输出中，可根据电源的特性串入如保险丝之类的保护器件，例如35V低输出阻抗的稳压电源，可串入可恢复保险丝作过流保护之用。
如图7所示的分户模块的室内机电源供电电路的实施例中，采用两种规格的电源给室内机供电，一个为35V的低输出阻抗电源，另一个为12V的高输出阻抗电源。35V的低输出阻抗电源是由35V的稳压电源，经开关三极管Q1、可恢复保险丝F1、二极管D1后输出。当室内机待机或故障、线路短路或接错时，分户模块的微处理器，将通过故障检测电路检测到这些状态，并通过R4、Q2、R2控制Q1关闭(即不导通)，35V的低输出阻抗电源不会输出，此时+12V稳压电源经R6(例如R6＝200Ω)、二极管D2后输出，此输出为12V高输出阻抗电源，但可保证室内机的控制电路正常工作。分户模块输出12V高输出阻抗电源时，即便线路发生短路、接错或室内机发生故障，此高输出阻抗电源不致于把设备或电路损坏。只有当故障检测电路未检测到线路短路、接错以及室内机故障，并且室内机处于需要35V的低输出阻抗电源供电时的振铃、通话、监视等状态时，分户模块的微处理器才会控制Q1导通，此时35V的低输出阻抗电源输出，并通过一对双绞线供给室内机，室内机可获得足够的能量，使音频电路、视频电路、显示屏等正常工作。
所述的故障检测电路23针对5类线或超5类线6中的一对电源线61，可通过分别设置一个短路检测电路与开路检测电路，在待机时，室内机供电电源电路将输出高输出阻抗的电源，如果电源输出线路短路，则电源线上电压会下降到接近0V，此时短路检测电路将检测出此短路状态；如果电源输出线路开路，则电源线上电压等于高输出阻抗的电源的开路电压，此时开路检测电路将检测出此开路状态；如果线路正常连接室内机，并且室内正常待机，电源线上电压将会处于0V到开路电压之间的某个电压范围内。
如图7所示的实施例的电路中，示例了一种简单的短路检测电路231与开路检测电路232。短路检测电路231在电源输出与地发生短路时，电源短路检测输出将变成高电平输出(平时输出低电平)；而开路检测电路232在电源线未连接到室内机上，也就是开路时，电源开路检测输出变成低电平输出(平时输出高电平)。
所述的故障检测电路23针对5类线或超5类线6中的一对音频信号线62、一对视频信号线63及一对作音频信号线的数据线或音频信号线64，因为传输的信号为交流信号，分别在一对信号线的其中一根线上叠加特定的不同电压的直流偏置，再通过对该两根线的电压进行检测，便可检测到其线路是否开路、短路或接错等故障。本故障检测电路23可采用比较器或ADC，分别对每一根信号线上的直流电平进行分别检测，从比较器或ADC的输出便可判断其直流电平是否在正常范围内。
如图8是针对音频信号或视频信号线的故障检测电路实施例，在分户模块内，对每对音频信号或视频信号，均通过电容C1、C2隔直将交流信号耦合输出到双绞线62、63或64上，经双绞线传输后送至室内机；并在每对信号的一根输出线上通过电阻R1连接至一个偏置电压Vbias上，另一根线则通过电阻R2接到地上，在室内机端，采用一个电阻R3作为信号的负载，然后再通过电容C3、C4隔直后送入室内机的音频或视频电路中；分户模块上对每根信号线的直流电平采用电阻R13/R11、R14/R13分压并用电容C11、C12滤波后，送至多路选择器(MUX)223上，微处理器22控制多路选择器223对每根信号线分压滤波后的电平进行分时选通，再由模数转换器(ADC)235对电平进行量化，量化后送至微处理器22，微处理器22对每根信号线的量化电平值与正常值进行比较，便可判断根路是否正常。
本发明中，通过分户模块2与室内机3之间的通过数据线的数据通讯，按特定的双向通讯协议方式，并在室内机上采用状态自检电路，分户模块2的微处理器22可检测到室内机故障、室内机的不同工作状态等。
这样，分户模块内通过室内机电源供电电路给室内机供电，该分户模块内的微处理器根据故障检测电路所检测的结果控制该室内机电源供电电路的输出，可以根据每台室内机及其线路的状态不同而采用不同的电源供给，避免了因故障状态(包括线路短路、开路、接错、室内机故障等)下分户模块输出低输出阻抗电源而造成设备的损坏或者对其它设备正常工作的影响，提高系统的可靠性，减少售后维护成本，并最终降低系统的综合成本。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是基于本发明所做的任何改动，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，其特征在于：在分户模块中对应每个室内机设置独立的室内机电源供电电路；该室内机电源供电电路与室内机之间通过5类线或超5类线连接；该5类线或超5类线的各双绞线与分户模块的微处理器之间设置故障检测电路；该微处理器根据故障检测电路的检测结果控制室内机电源供电电路的输出不同特点的电源。
2.根据权利要求1所述的一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，其特征在于：所述的不同特点的电源可分为两类：高输出阻抗的电源与低输出阻抗的电源；该高输出阻抗的电源，可输出比较低的能量，可确保室内机的待机供电，且输出在接线短路、错误或室内机故障时，不造成设备或电路的损坏；该低输出阻抗的电源，可输出比较高的能量，可确保室内机的正常工作。
3.根据权利要求2所述的一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，其特征在于：根据不同应用的需求，该高输出阻抗的电源，可以是多种形式的电源：不同输出电压的稳压电源串电阻、低电流的恒流源或者低电源的恒流源串电阻。
4.根据权利要求2所述的一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，其特征在于：所述的低输出阻抗的电源，也可以是多种形式的电源：不同输出电压的稳压电源、高电流的恒流源。
5.根据权利要求1所述的一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，其特征在于：所述的5类线或超5类线的4对双绞线，其中一对作电源线用于传输电源，一对作视频信号线用于传输视频信号，一对作音频信号线用于传输双向音频信号或一单向音频信号，一对作数据线或另一音频信号线用于传输数据或另一单向音频信号；所有不同信号或电源在5类线或超5类线上的传输均是在同一对双绞线中进行的。
6.根据权利要求1所述的一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，其特征在于：所述故障检测电路，针对所述的电源线，设置一个短路与开路检测电路；针对所述的音频信号线与视频信号线，分别在双绞线的其中一根线上叠加特定的不同电压的直流偏置，再通过对该对双绞线的两根线的电压进行检测，便可检测到其是否开路、与其它线路短路、接错等故障；针对数据线，则通过特定的双向通讯协议方式，并在室内机上采用状态自检电路，分户模块的微处理器可检测室内机故障、室内机工作状态。
7.根据权利要求1所述的一种基于5类线或超5类线布线的楼宇可视对讲系统室内机的供电方法，其特征在于：当分户模块内的微处理器通过故障检测电路检测到任何故障状态时，微处理器控制室内机电源供电电路的输出为高输出阻抗的电源，而不输出低输出阻抗的电源，以免损坏分户模块或室内机；当分户模块内的微处理器检测到室内机处于待机状态时，微处理器同样控制室内机电源供电电路输出为高输出阻抗的电源；当分户模块内的微处理器未检测到任何故障状态时，并且检测到室内机处于工作状态时，微处理器控制室内机电源供电电路输出低输出阻抗的电源，以确保室内机可获得足够的电源，使显示屏、音频电路等可以正常工作。
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