CN105488993A - 一种线控器电力载波通信结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种线控器电力载波通信结构，包括：主控制器，线控器，以及连接主控制器和线控器的电力载波线；其特征在于，在主控制器上设有与线控器对接的驱动电路，所述驱动电路包括发射信号处理电路和接收信号转换电路；在线控器上设有取样电路和整流稳压电路，所述取样电路将主控制器发射来的控制信号转换输出给线控器芯片并将线控器芯片的命令编码成电信号传输给主控制器，所述整流稳压电路为线控器芯片供电。本发明突破原有线控器的串口通讯(4线)，根据电力载波原理，利用两条无极性连接线既充当数据传输通道又充当供电通道，完成线控器控制热水器运行和显示热水器运行状态的功能。

Description

一种线控器电力载波通信结构
技术领域
本发明涉及燃气热水器用线控器，尤其涉及一种线控器电力载波通信结构。
背景技术
目前燃气热水器已经广泛进入了普通家庭，浴室一般是个封闭的空间，为了使用的安全性，不能安装普通热水器，而需要将普通燃气热水器安装在通风良好的地方。由于普通燃气热水器大都通过混水阀来调节水温，由于水压的不稳定会出现忽冷忽热的情况，如果在使用过程中不能实时进行水温调节，会极大影响洗浴的舒适性。
现有技术中，为方便用户在浴室实现对水温的实时调节，通常在浴室里安装一个与燃气热水器主控制器连接的线控器。为实现线控器与主控制器之间的额信号传输和供电，目前线控器与主控制器之间都需要布置电力线和信号线两种线路，结构复杂，布线不便。随着电路载波技术的发展，虽有人提出构想：利用电力载波线来同时实现线控器和主控制器之间的信号、电力传输，但由于控制信号受电力信号影响较大、失真较为显著，并未在现有产品中得到推广应用。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种传输距离远、信号抗干扰能力强的线控器电力载波通信结构。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种线控器电力载波通信结构，包括：主控制器，线控器，以及连接主控制器和线控器的电力载波线；其特征在于，在主控制器上设有与线控器对接的驱动电路，所述驱动电路包括发射信号处理电路和接收信号转换电路；在线控器上设有取样电路和整流稳压电路，所述取样电路将主控制器发射来的控制信号转换输出给线控器芯片并将线控器芯片的命令编码成电信号传输给主控制器，所述整流稳压电路为线控器芯片供电。
作为改进地，所述发射信号处理电路为信号放大电路，主控制器的控制信号经信号放大电路处理后通过电力载波线传输给线控器。
作为改进地，所述接收信号转换电路由镜像电路和电平转换电路组成。
作为改进地，所述发射信号放大电路由三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和若干电阻组成，三极管Q1的集电极通过接线端子接收主控制器的控制信号，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极短接并通过电阻R1与三极管Q2的发射极连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的集电极短接并通过电阻R2与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻R3与接线端子的TXD口连接；所述三极管Q1、三极管Q2为PNP型三极管，所述三极管Q3为NPN型三极管，在三极管Q2的发射极上接入12V电压；工作时，主控制器的控制信号经过三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3加大功率后通过接线端子的TXD口发送给线控器。
作为改进地，所述整流稳压电路由桥式整流电路和78M05稳压芯片组成，桥式整流电路的输出端通过二极管D1与78M05稳压芯片的Vin端连接，78M05稳压芯片的GND端接地，78M05稳压芯片的Vin端和Vout分别通过电容C1和电容C2接地。
作为改进地，所述取样电路由三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、若干电阻和稳压二极管组成；三极管Q4的集电极通过稳压二极管ZD1、电阻R4与三极管Q6的基极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R5接地并通过电阻R6与三极管Q7的集电极连接；三极管Q7的发射极通过电阻R7与基极连接、通过电阻R8与线控器芯片的RXD口连接、通过串联的电阻R9、电阻R10接地，三极管Q7的基极通过电阻R11与线控器芯片的TXD口连接；线控器芯片的RXD口与三极管Q5的集电极连接，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极连接在电阻R9和电阻R10的连接节点上；三极管Q6的集电极连接在电阻R9和电阻R10的连接节点，三极管Q6的发射极接地且发射极与基极之间通过电阻R12连接；所述三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6为NPN型三极管，所述三极管Q7为PNP型三极管。
作为改进地，在线控器上设有指示灯和蜂鸣器，所述整流稳压电路为指示灯和蜂鸣器供电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、具体工作时，主控制器给线控器端口发送的数据是由一组高低电平组成的数据流，高低电平的压差为12V，当数据流入线控器端口时，线控器电路分为两路：一路通过取样电路读取数据流中数据传给线控器芯片(MCU)，同样取样电路也可以将线控器的操作数据传给热水器主控制器；另一路则通过整流稳压电路后输出稳定的5V电压，为线控器的芯片、LED、蜂鸣器提供电源。它突破原有线控器的串口通讯(4线)，根据电力载波原理，利用两条无极性连接线既充当数据传输通道又充当供电通道，完成线控器控制热水器运行和显示热水器运行状态的功能，结构简单，布线方便。
二、通过在主控制器上设置发射信号处理电路，对数据传输的前级进行加大信号功率处理，不仅可以驱动功率更大的线控器，而且有效提供信号的抗干扰能力，使信号传输更远的距离不出现失真现象。
附图说明
图1所示为本发明提供的线控器电力载波通信结构示意图。
图2所示为主控制器驱动电路图。
图3所示为线控器整流稳压电路图。
图4所示为线控器取样电路图。
附图标记说明：
1：主控制器，2：线控器，3：电力载波线，4：取样电路，5：整流稳压电路，6：线控器芯片，7：LED指示灯，8：蜂蜜器。
具体实施方式
为方便本领域技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。
图如1所示，一种线控器电力载波通信结构，包括：主控制器1，线控器2，以及连接主控制器1和线控器2的电力载波线3；其特征在于，在主控制器1上设有与线控器对接的驱动电路，所述驱动电路包括发射信号处理电路和接收信号转换电路；在线控器2上设有取样电路4和整流稳压电路5。
具体工作时，主控制器1给线控器2端口发送的数据是由一组高低电平组成的数据流，高低电平的压差为12V，当数据流入线控器2端口时，线控器2电路分为两路：一路通过取样电路4读取数据流中数据传给线控器芯片(MCU)6，同样取样电路4也可以将线控器2的操作数据编码成电信号传给燃气热水器主控制器1；另一路则通过整流稳压电路5后输出稳定的5V电压，为线控器芯片6、LED指示灯7和蜂鸣器8提供电源。
其中，所述主控制器1和线控器芯片6都为单片机，所述发射信号处理电路为信号放大电路，主控制器1的控制信号经信号放大电路处理后通过电力载波线3传输给线控器2。所述接收信号转换电路由镜像电路和电平转换电路组成，用来处理线控器2发来的控制信号并传送给主控制器做判断。
如图2所示，所述发射信号放大电路由三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和若干电阻组成，三极管Q1的集电极通过接线端子接收主控制器的控制信号，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极短接并通过电阻R1与三极管Q2的发射极连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的集电极短接并通过电阻R2与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻R3与接线端子的TXD口连接；所述三极管Q1、三极管Q2为PNP型三极管，所述三极管Q3为NPN型三极管，在三极管Q2的发射极上接入12V电压；工作时，主控制器的控制信号经过三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3加大功率后通过接线端子的TXD口发送给线控器。
如图3所示，所述整流稳压电路由桥式整流电路和78M05稳压芯片组成，桥式整流电路的输出端通过二极管D1与78M05稳压芯片的Vin端连接，78M05稳压芯片的GND端接地，78M05稳压芯片的Vin端和Vout分别通过电容C1和电容C2接地。
如图4所示，所述取样电路由三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、若干电阻和稳压二极管组成；三极管Q4的集电极通过稳压二极管ZD1、电阻R4与三极管Q6的基极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R5接地并通过电阻R6与三极管Q7的集电极连接；三极管Q7的发射极通过电阻R7与基极连接、通过电阻R8与线控器芯片的RXD口连接、通过串联的电阻R9、电阻R10接地，三极管Q7的基极通过电阻R11与线控器芯片的TXD口连接；线控器芯片的RXD口与三极管Q5的集电极连接，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极连接在电阻R9和电阻R10的连接节点上；三极管Q6的集电极连接在电阻R9和电阻R10的连接节点，三极管Q6的发射极接地且发射极与基极之间通过电阻R12连接；所述三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6为NPN型三极管，所述三极管Q7为PNP型三极管。
本实施例提供的一种线控器电路载波通信结构，突破原有线控器的串口通讯(4线)，根据电力载波原理，利用两条无极性连接线既充当数据传输通道又充当供电通道，完成线控器控制热水器运行和显示热水器运行状态的功能。现有技术中，线控器连接线一般较长，由几米到几十米不等，本实施例提供的载波通讯相对串口通讯要节省线材，降低成本。同时，本电力载波系统在数据传输的前级做了加大信号功率处理的电路，可以驱动功率更大的线控器，可以使信号传输更远的距离不出现失真现象。
以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种线控器电力载波通信结构，包括：主控制器，线控器，以及连接主控制器和线控器的电力载波线；其特征在于，在主控制器上设有与线控器对接的驱动电路，所述驱动电路包括发射信号处理电路和接收信号转换电路；在线控器上设有取样电路和整流稳压电路，所述取样电路将主控制器发射来的控制信号转换输出给线控器芯片并将线控器芯片的命令编码成电信号传输给主控制器，所述整流稳压电路为线控器芯片供电。
2.根据权利要求1所述的一种线控器电力载波通信结构，其特征在于，所述发射信号处理电路为信号放大电路，主控制器的控制信号经信号放大电路处理后通过电力载波线传输给线控器。
3.根据权利要求1所述的一种线控器电力载波通信结构，其特征在于，所述接收信号转换电路由镜像电路和电平转换电路组成。
4.根据权利要求2所述的一种线控器电力载波通信结构，其特征在于，所述发射信号放大电路由三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和若干电阻组成，三极管Q1的集电极通过接线端子接收主控制器的控制信号，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极短接并通过电阻R1与三极管Q2的发射极连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的集电极短接并通过电阻R2与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻R3与接线端子的TXD口连接；所述三极管Q1、三极管Q2为PNP型三极管，所述三极管Q3为NPN型三极管，在三极管Q2的发射极上接入12V电压；工作时，主控制器的控制信号经过三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3加大功率后通过接线端子的TXD口发送给线控器。
5.根据权利要求1所述的一种线控器电力载波通信结构，其特征在于，所述整流稳压电路由桥式整流电路和78M05稳压芯片组成，桥式整流电路的输出端通过二极管D1与78M05稳压芯片的Vin端连接，78M05稳压芯片的GND端接地，78M05稳压芯片的Vin端和Vout分别通过电容C1和电容C2接地。
6.根据权利要求1所述的一种线控器电力载波通信结构，其特征在于，所述取样电路由三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、若干电阻和稳压二极管组成；三极管Q4的集电极通过稳压二极管ZD1、电阻R4与三极管Q6的基极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R5接地并通过电阻R6与三极管Q7的集电极连接；三极管Q7的发射极通过电阻R7与基极连接、通过电阻R8与线控器芯片的RXD口连接、通过串联的电阻R9、电阻R10接地，三极管Q7的基极通过电阻R11与线控器芯片的TXD口连接；线控器芯片的RXD口与三极管Q5的集电极连接，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极连接在电阻R9和电阻R10的连接节点上；三极管Q6的集电极连接在电阻R9和电阻R10的连接节点，三极管Q6的发射极接地且发射极与基极之间通过电阻R12连接；所述三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6为NPN型三极管，所述三极管Q7为PNP型三极管。
7.根据权利要求1所述的一种线控器电力载波通信结构，其特征在于，在线控器上设有指示灯和蜂鸣器，所述整流稳压电路为指示灯和蜂鸣器供电。
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