CN105515616B - 一种直流电源线载波通信系统及通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流电源线载波通信系统及通信方法,包括相互电连接的载波发送模块和所述载波调制模块;载波调制模块包括电压放大电路和驱动电路,电压放大电路用于接收载波指令后,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;驱动电路接收电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;载波发送模块包括电子开关电路和降压电路,电子开关子电路接收驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制降压电路关断或导通的载波开关信号;降压电路根据电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号。本发明具有线路结构简单、应用成本低以及通信方法简单等优点,可广泛应用于各种直流电源线通信中。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别是涉及直流电源线载波通信系统及通信方法。
背景技术
目前,在直流电源供电的领域(汽车电子、工业自动化和家电等)内,主从机之间的通信方式分为:基于独立导线的有线通信方式和基于电源线的通信方式。其中,基于独立导线的有线通信方式包括CAN总线、LIN总线、I2C总线和RS32总线等,这些通信方式均需要单独铺设导线以及安装专门的收发芯片,从而实现主从机之间的通信。然而,通信中的节点越多,用于承载通信信号的导线越长,收发芯片的数量越多,存在线路结构复杂、应用成本高等缺点。其中,基于电源线的通信方式刚进入应用阶段,信号加载及解调方式复杂、应用成本高,不便于电源通信方式的应用。
例如,汽车内的灯光控制系统通常由顶灯控制模块、化妆镜灯控制模块、手套箱灯控制模块等组成,各控制模块之间通过LIN总线进行通信,每个控制模块中的节点均需要安装LIN收发芯片,各个LIN收发芯片之间需要安装专门承载通信信号的通信导线。
因此,现有通信方式存在以下缺点:(一)通信中的节点越多,用于承载通信信号的导线越长,从而使得线路结构复杂;(二)收发芯片的数量多,应用成本高;(三)信号加载及信号解调的方式复杂,不便于电源通信方式的应用。
发明内容
本发明提供的技术方案如下:
一种直流电源线的载波通信发送器,包括:载波调制模块,用于接收载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波调制模块包括电压放大电路和驱动电路,该电压放大电路与所述驱动电路电连接,所述电压放大电路用于接收载波指令,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;载波发送模块,该载波发送模块与所述载波调制模块电连接,所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号,所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路,该电子开关电路分别与所述驱动电路、降压电路电连接,所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号;所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号。
进一步,所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极串接有基极电阻R1,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地。
进一步,所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
进一步,所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号,输出载有PWM波的直流电源电压控制信号。
一种直流电源线的载波通信接收器,包括:载波接收模块,用于接收载波直流电源电压控制信号;所述载波接收模块包括峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路接收载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;载波解调模块,该载波解调模块与所述载波接收模块电连接,所述载波解调模块接收载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;所述载波解调模块包括电平转换电路,该电平转换电路与所述比较电路电连接,该电平转换电路输入工作电源;所述电平转换电路接收比较电路输出的载波解调信号后,输出载波工作电源电压控制信号。
进一步,所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
进一步,所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时,处于截止状态。
进一步,所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该集电极电阻R5的另一端输入工作电源;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
一种直流电源线的载波通信系统,包括:发送器,该发送器包括相互电连接的载波调制模块和载波发送模块;所述载波调制模块,用于接收载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号,所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;所述载波调制模块包括相互电连接的电压放大电路和驱动电路,所述电压放大电路用于接收载波指令,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;所述载波发送模块包括相互电连接的电子开关电路和降压电路,该电子开关电路还与所述驱动电路电连接;所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号;所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;接收器,该接收器包括相互电连接的载波接收模块和载波解调模块,所述载波接收模块接收所述载波发送模块发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述载波解调模块接收所述载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;所述载波接收模块包括相互电连接的峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路接收所述降压电路发送的载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收所述降压电路发送的载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;所述载波解调模块包括与所述比较电路电连接的电平转换电路,所述电平转换电路接收所述比较电路输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号。
进一步,所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极串接有基极电阻R1,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载波指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地。
进一步,所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
进一步,所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号,输出载有PWM波的直流电源电压控制信号。
进一步,所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
进一步,所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时,处于截止状态。
进一步,所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该集电极电阻R5的另一端接工作电源;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
一种直流电源线载波的主控装置,包括:主控制器,该主控制器发送载波指令;发送器,所述发送器包括相互电连接的载波调制模块和载波发送模块,所述载波调制模块还与所述主控制器电连接;所述载波调制模块接收所述主控制器发送的载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号,所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;所述载波调制模块包括相互电连接的电压放大电路和驱动电路,该电压放大电路还与所述主控制器电连接,所述电压放大电路接收所述主控制器输出的载波指令,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路,该电子开关电路分别与所述驱动电路、降压电路电连接,所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号;所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;主接收器,所述主接收器包括相互电连接的主载波接收模块和主载波解调模块,该主载波解调模块还与所述主控制器电连接;所述主载波接收模块接收所述载波发送模块发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述主载波解调模块接收所述主载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给主控制器,该主控制器根据接收到的载波工作电源电压控制信号判断载波指令是否被正确发送;所述主载波接收模块包括峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路与比较电路电连接;所述峰值保持电路接收载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;所述主载波解调模块包括电平转换电路,该电平转换电路与所述比较电路电连接,所述电平转换电路接收比较电路输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;主稳压器,该主稳压器的一端与所述主控制器的电源端电连接,该主稳压器的另一端接入直流电源;所述直流电源通过主稳压器向主控制器提供稳定的工作电源。
进一步,所述主稳压器包括稳压电路和隔离电路,所述稳压电路的一端与所述主控制器的电源端电连接,所述稳压电路的另一端与所述隔离电路的一端电连接,该隔离电路的另一端输入直流电源。
进一步,所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极通过基极电阻R1与所述主控制器的发送端电连接,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地。
进一步,所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
进一步,所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号,输出载有PWM波的直流电源电压控制信号。
进一步,所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
进一步,所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时,处于截止状态。
进一步,所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该NPN型三极管的集电极Q4还与主控制器的接收端电连接,该集电极电阻R5的另一端接工作电源;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
进一步,所述隔离电路为二极管D4,该二极管D4的阴极通过稳压电路与所述主控制器的电源端电连接,所述二极管D4的阳极输入直流电源电压。
进一步,所述主控制器为单片机U1,所述单片机U1的发送端发送载有PWM波的指令给所述载波调制模块。
一种直流电源线载波的从控装置,包括:从控制器,该从控制器接收相应的载波工作电源电压控制信号;从接收器,该从接收器包括相互电连接的从载波接收模块和从载波解调模块,所述从载波解调模块与所述从控制器电连接;所述从载波接收模块用于接收载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述从载波解调模块接收所述从载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给从控制器;所述从载波接收模块包括相互电连接的峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路接收载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;所述从载波解调模块包括电平转换电路,该电平转换电路与所述比较电路电连接,所述电平转换电路接收比较电路输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;从稳压器,该从稳压器的一端与所述从控制器的电源端电连接,该从稳压器的另一端接入直流电源;直流电源通过从稳压器向从控制器提供稳定的工作电源。
进一步,所述从稳压器包括稳压电路和隔离电路,所述稳压电路的一端与所述主控制器的电源端电连接,所述稳压电路的另一端与所述隔离电路的一端电连接,该隔离电路的另一端输入直流电源。
进一步,所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
进一步,所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时,处于截止状态。
进一步,所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该NPN型三极管的集电极Q4还与所述从控制器的接收端电连接,该集电极电阻R5的另一端接工作电源;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
进一步,所述隔离电路为二极管D4,该二极管D4的阴极通过稳压电路与所述从控制器的电源端电连接,所述二极管D4的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号。
进一步,所述从控制器为单片机U2,所述单片机U2的接收端接收载有PWM波的工作电源电压控制信号。
一种直流电源线载波的控制系统,包括:一个主控装置,所述主控装置包括主控制器、发送器、主接收器和主稳压器;所述主控制器发送载波指令;所述发送器包括相互电连接的载波调制模块和载波发送模块,所述载波调制模块还与所述主控制器电连接;所述载波调制模块接收主控制器发送的载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号,所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;所述载波调制模块包括相互电连接的电压放大电路和驱动电路,该电压放大电路还与所述主控制器电连接,所述电压放大电路接收所述主控制器输出的载波指令,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路,该电子开关电路分别与所述驱动电路、降压电路电连接;所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号;所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;所述主接收器包括相互电连接的主载波接收模块和主载波解调模块,所述主载波解调模块还与所述主控制器电连接;所述主载波接收模块接收所述载波发送模块发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述主载波解调模块接收所述主载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给主控制器,该主控制器根据接收到的载波工作电源电压控制信号判断载波指令是否被正确发送;所述主稳压器的一端与所述主控制器的电源端电连接,该主稳压器的另一端接入直流电源;所述直流电源通过主稳压器向主控制器提供稳定的工作电源;至少一个从控装置,所述从控装置包括从控制器、从接收器和从稳压器;所述从控制器接收相应的载波工作电源电压控制信号;所述从接收器包括相互电连接的从载波接收模块和从载波解调模块,所述从载波解调模块还与所述从控制器电连接;所述从载波接收模块接收所述载波发送模块发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述从载波解调模块接收所述从载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给从控制器;所述从稳压器的一端与所述从控制器的电源端电连接,该从稳压器的另一端接入直流电源;所述直流电源通过从稳压器向从控制器提供稳定的工作电源;所述主载波接收模块、从载波接收模块分别包括相互电连接的峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路接收所述降压电路发送的载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收所述降压电路发送的载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;所述主载波解调模块、从载波解调模块分别包括与所述比较电路电连接的电平转换电路,所述电平转换电路接收所述比较电路输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号。
进一步,所述主稳压器、从稳压器分别包括稳压电路和隔离电路,所述稳压电路的一端与所述主控制器或从控制器的电源端电连接,所述稳压电路的另一端与所述隔离电路的一端电连接,该隔离电路的另一端输入直流电源。
进一步,所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极通过基极电阻R1与所述主控制器的发送端电连接,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地。
进一步,所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
进一步,所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号,输出载有PWM波的直流电源电压控制信号。
进一步,所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
进一步,所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时,处于截止状态。
进一步,所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该NPN型三极管的集电极Q4还与所述主控制器或从控制器的接收端电连接,该集电极电阻R5的另一端接工作电源;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
进一步,所述隔离电路为二极管D4,该二极管D4的阴极通过稳压电路所述主控制器或从控制器的电源端电连接,所述二极管D4的阳极输入直流电源电压或载有PWM波的直流电源电压控制信号。
进一步,所述主控制器为单片机U1,所述单片机U1的发送端发送载有PWM波的指令给所述载波调制模块;
所述从控制器为单片机U2,所述单片机U2的接收端接收载有PWM波的工作电源电压控制信号。
一种直流电源线的载波通信方法,包括:步骤S10根据载波指令,发送载波调制信号;步骤S20根据载波调制信号,发送载波开关信号;步骤S30根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号;步骤S40接收载波直流电源电压控制信号,根据该载波直流电源电压控制信号,发送载波解调信号;步骤S50根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号。
进一步,所述步骤S30根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号是指:发送加载PWM波于直流电源线上的直流电源电压控制信号。
进一步,所述步骤S50根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号是指:将加载有PWM波的直流电源电压控制信号解调成加载有PWM波的工作电源电压控制信号。
一种直流电源线载波的控制方法,包括:步骤S01发送载波指令;步骤S10根据载波指令,发送载波调制信号;步骤S20根据载波调制信号,发送载波开关信号;步骤S30根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号;步骤S40接收载波直流电源电压控制信号,根据该载波直流电源电压控制信号,发送载波解调信号;步骤S50根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号。
进一步,还包括步骤S60根据接收到的载波工作电源电压控制信号,判断载波指令是否被正确发送。
进一步,所述步骤S01发送载波指令是指:发送载有PWM波的指令。
进一步,所述步骤S30根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号是指:发送加载PWM波于直流电源线上的直流电源电压控制信号。
进一步,所述步骤S50根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号是指:将加载有PWM波的直流电源电压控制信号解调成加载有PWM波的工作电源电压控制信号。
与现有技术相比,本发明提供的直流电源线载波通信系统及通信方法,不需要铺设专门用于承载通讯信号的通信线缆,使得线路结构变得简单,容易安装。针对本发明的改进,提供进一步的直流电源线载波通信系统及通信方法,省略了专门用于收发通讯信号的收发芯片,进而降低了应用成本,并且简化了通信方法。此外,本发明提供的直流电源线载波通信系统及通信方法,还具有安全可靠、稳定性高、灵活性强等优点,可广泛应用于各种直流电源线通信中。
附图说明
下面将以明确易懂的方式,结合附图说明优选实施方式,对一种直流电源线载波通信系统及通信方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明一种直流电源线的载波通信系统的组成结构示意图;
图2是本发明一种直流电源线载波的控制系统的组成结构示意图;
图3是本发明一种直流电源线载波的主控装置的主要组成结构示意图;
图4是本发明一种直流电源线载波的从控装置的主要组成结构示意图;
图5是本发明一种直流电源线载波的主控装置的电路图;
图6是本发明一种直流电源线载波的从控装置的电路图;
图7是本发明一种直流电源线的载波通信中波形的示意图;
图8是本发明一种直流电源线的载波通信方法的步骤示意图;
图9是本发明一种直流电源线载波的控制方法的步骤示意图。
附图标号说明:
1、主控制器,2、发送器,21、载波调制模块,211、电压放大电路,212、驱动电路,22、载波发送模块,221、电子开关电路,222、降压电路,3、主接收器,4、主稳压器,41、稳压电路,42、隔离电路,5、从控制器,6、从接收器,61、载波接收模块,611、峰值保持电路,612、比较电路,62、载波解调模块,621、电平转换电路,7、从稳压器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
根据本发明提供的一个实施例,一种直流电源线的载波通信发送器,包括:载波调制模块21,用于接收载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波调制模块21包括电压放大电路211和驱动电路212,该电压放大电路211与所述驱动电路212电连接,所述电压放大电路211用于接收载波指令后,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路212接收所述电压放大电路211输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;对该载波指令进行放大调制后,输出载波调制信号;载波发送模块22,该载波发送模块22与所述载波调制模块21电连接,所述载波发送模块22接收所述载波调制模块21输出的载波调制信号,所述载波发送模块22根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;所述载波发送模块22包括电子开关电路221和降压电路222,该电子开关电路221分别与所述驱动电路212、降压电路222电连接,所述电子开关子电路接收所述驱动电路212输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路222关断或导通的载波开关信号;所述降压电路222根据所述电子开关电路221输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号。
针对上述实施例的改进,本发明提供的另一个实施例,一种直流电源线的载波通信发送器,包括电压放大电路211、驱动电路212、电子开关电路221和降压电路222;
所述电压放大电路211和驱动电路212包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极串接有基极电阻R1,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地;
所述电子开关电路221包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路222的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路222的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路222关断或导通的载波开关信号,即:所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通而导通,输出控制所述降压电路222截止的载波开关信号;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1截止而截止,输出控制所述降压电路222导通的载波开关信号;
所述降压电路222包括两个串联在(15V)直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路222的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路222的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述PNP型三极管Q2导通或截止,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号,即:所述二极管D1和二极管D2因所述PNP型三极管Q2导通而截止,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压,该峰值电压等于15V直流电源电压减去PNP型三极管Q2的导通电压,该导通电压为PNP型三极管Q2的发射极与集电极之间的压差,可以忽略不计,接近于15V直流电源电压;所述二极管D1和二极管D2因所述PNP型三极管Q2截止而导通,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的谷值电压,该谷值电压等于15V直流电源电压减去二极管D1和二极管D2的导通电压,通常在1.4V左右;因此,直流电源线上会输出一个偏置接近直流电源电压、幅值为两个二极管导通电压(约1.4V)的一个幅值约为1.4V的PWM信号,也即输出载有PWM波的直流电源电压控制信号。
根据本发明提供的一个实施例,一种直流电源线的载波通信接收器,包括:
载波接收模块61,用于接收载波直流电源电压控制信号;所述载波接收模块61包括峰值保持电路611和比较电路612,所述峰值保持电路611接收载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路612接收所述峰值保持电路611输出的峰值电压,该比较电路612接还接收载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路611输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
载波解调模块62,该载波解调模块62与所述载波接收模块61电连接,所述载波解调模块62接收载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
所述载波解调模块62包括电平转换电路621,该电平转换电路621与所述比较电路612电连接,该电平转换电路621输入工作电源;所述电平转换电路621接收比较电路612输出的载波解调信号后,输出载波工作电源电压控制信号。
针对上述实施例的改进,本发明提供的另一个实施例,一种直流电源线的载波通信接收器,包括峰值保持电路611、比较电路612和电平转换电路621;
所述峰值保持电路611包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压;
所述比较电路612包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的谷值电压时,PNP型三极管Q3的发射极与基极的压差约为PWM信号的幅值1.4V,大于导通电压,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压时,PNP型三极管Q3的发射极与基极的压差小于PNP型三极管Q3的导通压差,处于截止状态;
所述电平转换电路621包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该集电极电阻R5的另一端输入(5V)工作电源电压;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号;即:所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通而达到饱和状态,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号中的谷值电压(0V);所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通而截止,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号中的峰值电压(5V)。
图1是本发明一种直流电源线的载波通信系统的组成结构示意图。如图1所示,根据本发明提供的一个实施例,一种直流电源线的载波通信系统,包括:
发送器2,该发送器2包括相互电连接的载波调制模块21和载波发送模块22;所述载波调制模块21,用于接收载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波发送模块22接收所述载波调制模块21输出的载波调制信号,所述载波发送模块22根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述载波调制模块21包括电压放大电路211和驱动电路212,该电压放大电路211与所述驱动电路212电连接,所述电压放大电路211用于接收载波指令后,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路212接收所述电压放大电路211输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;
所述载波发送模块22包括相互电连接的电子开关电路221和降压电路222,该电子开关电路221还与所述驱动电路212电连接;所述电子开关子电路接收所述驱动电路212输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路222关断或导通的载波开关信号;所述降压电路222根据所述电子开关电路221输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;
接收器,该接收器包括相互电连接的载波接收模块61和载波解调模块62,所述载波接收模块61接收所述载波发送模块22发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述载波解调模块62接收所述载波接收模块61输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
所述载波接收模块61包括相互电连接的峰值保持电路611和比较电路612,所述峰值保持电路611接收所述降压电路222发送的载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路612接收所述峰值保持电路611输出的峰值电压,该比较电路612接还接收所述降压电路222发送的载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路611输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
所述载波解调模块62包括与所述比较电路612电连接的电平转换电路621,所述电平转换电路621接收所述比较电路612输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号。
针对上述实施例的改进,本发明提供的另一个实施例,一种直流电源线的载波通信系统,包括电平转换电路211、电子开关电路221、降压电路222、峰值保持电路611、比较电路612和电平转换电路621;
所述电压放大电路211和驱动电路212包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极串接有基极电阻R1,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载波指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地;
所述电子开关电路221包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路222的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路222的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路222关断的载波开关信号,即:所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通而导通,输出控制所述降压电路222截止的载波开关信号;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1截止而截止,输出控制所述降压电路222导通的载波开关信号;
所述降压电路222包括两个串联在(15V)直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路222的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路222的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路221输出的载波开关信号,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号,即:所述二极管D1和二极管D2因所述PNP型三极管Q2导通而截止,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压,该峰值电压等于15V直流电源电压减去PNP型三极管Q2的导通电压,该导通电压为PNP型三极管Q2的发射极与集电极之间的压差,可以忽略不计,接近于15V直流电源电压;所述二极管D1和二极管D2因所述PNP型三极管Q2截止而导通,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的谷值电压,该谷值电压等于15V直流电源电压减去二极管D1和二极管D2的导通电压,通常在1.4V左右;因此,直流电源线上会输出一个偏置接近直流电源电压、幅值为两个二极管导通电压(约1.4V)的一个幅值约为1.4V的PWM信号,也即输出载有PWM波的直流电源电压控制信号;
所述峰值保持电路611包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压;
所述比较电路612包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的谷值电压时,PNP型三极管Q3的发射极与基极的压差约为PWM信号的幅值1.4V,大于导通电压,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压时,PNP型三极管Q3的发射极与基极的压差小于PNP型三极管Q3的导通压差,处于截止状态;
所述电平转换电路621包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该集电极电阻R5的另一端接(5V)工作电源电压;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号,即:所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通而达到饱和状态,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号中的谷值电压(0V);所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通而截止,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号中的峰值电压(5V)。
图3是本发明一种直流电源线载波的主控装置的主要组成结构示意图。结合图2和图3,根据本发明提供的一个实施例,一种直流电源线载波的主控装置,包括:
主控制器1,该主控制器1发送载波指令;
发送器2,所述发送器2包括相互电连接的载波调制模块21和载波发送模块22,所述载波调制模块21还与所述主控制器1电连接;所述载波调制模块21接收所述主控制器1发送的载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波发送模块22接收所述载波调制模块21输出的载波调制信号,所述载波发送模块22根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述载波调制模块21包括相互电连接的电压放大电路211和驱动电路212,该电压放大电路211还与所述主控制器1电连接,所述电压放大电路211接收所述主控制器1输出的载波指令后,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路212接收所述电压放大电路211输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;
所述载波发送模块22包括电子开关电路221和降压电路222,该电子开关电路221分别与所述驱动电路212、降压电路222电连接,所述电子开关子电路接收所述驱动电路212输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路222关断或导通的载波开关信号;所述降压电路222根据所述电子开关电路221输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;
主接收器3,所述主接收器3包括相互电连接的主载波接收模块和主载波解调模块,该主载波解调模块还与所述主控制器1电连接;所述主载波接收模块接收所述载波发送模块22发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述主载波解调模块接收所述主载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给主控制器1,该主控制器1根据接收到的载波工作电源电压控制信号判断载波指令是否被正确发送;
所述主载波接收模块包括峰值保持电路611和比较电路612,所述峰值保持电路611与比较电路612电连接;所述峰值保持电路611接收载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路612接收所述峰值保持电路611输出的峰值电压,该比较电路612接还接收载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路611输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
所述主载波解调模块包括电平转换电路621,该电平转换电路621与所述比较电路612电连接,所述电平转换电路621接收比较电路612输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
主稳压器4,该主稳压器4的一端与所述主控制器1的电源端电连接,该主稳压器4的另一端接入直流电源;所述直流电源通过主稳压器4向主控制器1提供稳定的工作电源;
所述主稳压器4包括稳压电路41和隔离电路42,所述稳压电路41的一端与所述主控制器1的电源端电连接,所述稳压电路41的另一端与所述隔离电路42的一端电连接,该隔离电路42的另一端输入直流电源。
图5是本发明一种直流电源线载波的主控装置的电路图。如图5所示,针对上述实施例的改进,本发明提供的另一个实施例,一种直流电源线载波的主控装置,包括主控制器1、电压放大电路211、驱动电路212、电子开关电路221、降压电路222、峰值保持电路611、比较电路612、电平转换电路621和隔离电路42;
所述主控制器1为单片机U1,所述单片机U1通过该单片机U1的发送端IO_TX发送载有PWM波的指令,即:高电压(5V)或低电压(0V);
所述电压放大电路211和驱动电路212包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极通过基极电阻R1与所述单片机U1的发送端IO_TX电连接,所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地;所述NPN型三极管Q1的基极为高电压(5V)时,处于导通状态,所述NPN型三极管Q1的基极为低电压(0V)时,处于截止状态;
所述电子开关电路221包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路222的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路222的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路222关断的载波开关信号,即:所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通而导通,输出控制所述降压电路222截止的载波开关信号;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1截止而截止,输出控制所述降压电路222导通的载波开关信号;
所述降压电路222包括两个串联在(15V)直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路222的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路222的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路221输出的载波开关信号,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号,即:所述二极管D1和二极管D2因所述PNP型三极管Q2导通而截止,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压,该峰值电压等于15V直流电源电压减去PNP型三极管Q2的导通电压,该导通电压为PNP型三极管Q2的发射极与集电极之间的压差,可以忽略不计,接近于15V直流电源电压;所述二极管D1和二极管D2因所述PNP型三极管Q2截止而导通,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的谷值电压,该谷值电压等于15V直流电源电压减去二极管D1和二极管D2的导通电压,通常在1.4V左右;因此,直流电源线上会输出一个偏置接近直流电源电压、幅值为两个二极管导通电压(约1.4V)的一个幅值约为1.4V的PWM信号,也即输出载有PWM波的直流电源电压控制信号;
所述峰值保持电路611包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压;
所述比较电路612包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的谷值电压时,PNP型三极管Q3的发射极与基极的压差约为PWM信号的幅值1.4V,大于导通电压,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压时,PNP型三极管Q3的发射极与基极的压差小于PNP型三极管Q3的导通压差,处于截止状态;
所述电平转换电路621包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该NPN型三极管的集电极Q4还与所述单片机U1的接收端IO_RX电连接,该集电极电阻R5的另一端接(5V)工作电源电压;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号,即:所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通而达到饱和状态,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号中的谷值电压(0V),此时,所述单片机U1的接收端IO_RX接收到一个TTL的低电压(0V);所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通而截止,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号中的峰值电压(5V),此时,所述单片机U1的接收端IO_RX接收到一个TTL的高电压(5V);
所述隔离电路42为二极管D4,该二极管D4的阴极通过稳压电路41与单片机U1的电源端电连接,所述二极管D4的阳极输入(15V)直流电源电压。
图4是本发明一种直流电源线载波的从控装置的主要组成结构示意图。结合图2和图4所示,根据本发明提供的一个实施例,一种直流电源线载波的从控装置,包括:
从控制器5,该从控制器5接收相应的载波工作电源电压控制信号;
从接收器6,该从接收器6包括相互电连接的从载波接收模块和从载波解调模块,所述从载波解调模块与所述从控制器5电连接;所述从载波接收模块用于接收载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述从载波解调模块接收所述从载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给从控制器5;
所述从载波接收模块包括相互电连接的峰值保持电路611和比较电路612,所述峰值保持电路611接收载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路612接收所述峰值保持电路611输出的峰值电压,该比较电路612接还接收载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路611输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
所述从载波解调模块包括电平转换电路621,该电平转换电路621与所述比较电路612电连接,所述电平转换电路621接收比较电路612输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
从稳压器7,该从稳压器7的一端与所述从控制器5的电源端电连接,该从稳压器7的另一端接入直流电源;直流电源通过从稳压器7向从控制器5提供稳定的工作电源;
所述从稳压器7包括稳压电路41和隔离电路42,所述稳压电路41的一端与所述从控制器5的电源端电连接,所述稳压电路41的另一端与所述隔离电路42的一端电连接,该隔离电路42的另一端输入直流电源。
图6是本发明一种直流电源线载波的从控装置的电路图。如图6所示,针对上述实施例的改进,本发明提供的另一个实施例,一种直流电源线载波的从控装置,包括从控制器5、峰值保持电路611、比较电路612、电平转换电路621和隔离电路42;
所述从控制器5为单片机U2,所述单片机U2的接收端IO_RX接收载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号,即(5V)高电压或(0V)低电压;
所述峰值保持电路611包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压;
所述比较电路612包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的谷值电压时,PNP型三极管Q3的发射极与基极的压差约为PWM信号的幅值1.4V,大于导通电压,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压时,PNP型三极管Q3的发射极与基极的压差小于PNP型三极管Q3的导通压差,处于截止状态;
所述电平转换电路621包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该NPN型三极管的集电极Q4还与所述单片机U1的接收端IO_RX电连接,该集电极电阻R5的另一端接(5V)工作电源电压;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号,即:所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通而达到饱和状态,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号中的谷值电压(0V),此时,所述单片机U1的接收端IO_RX接收到一个TTL的低电压(0V);所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通而截止,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号中的峰值电压(5V),此时,所述单片机U1的接收端IO_RX接收到一个TTL的高电压(5V);
所述隔离电路42为二极管D4,该二极管D4的阴极通过稳压电路41与所述单片机U2的电源端电连接,所述二极管D4的阳极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号。
图2是本发明一种直流电源线载波的控制系统的组成结构示意图。如图2所示,根据本发明提供的一个实施例,一种直流电源线载波的控制系统,包括:
一个主控装置,所述主控装置包括主控制器1、发送器2、主接收器3和主稳压器4;
所述主控制器1发送载波指令;
所述发送器2包括相互电连接的载波调制模块21和载波发送模块22,所述载波调制模块21还与所述主控制器1电连接;所述载波调制模块21接收主控制器1发送的载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波发送模块22接收所述载波调制模块21输出的载波调制信号,所述载波发送模块22根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述载波调制模块21包括相互电连接的电压放大电路211和驱动电路212,该电压放大电路211还与所述主控制器1电连接,所述电压放大电路211接收所述主控制器1发送的载波指令后,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路212接收所述电压放大电路211输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;
所述载波发送模块22包括电子开关电路221和降压电路222,该电子开关电路221分别与所述驱动电路212、降压电路222电连接;所述电子开关子电路221接收所述驱动电路212输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路222关断或导通的载波开关信号;所述降压电路222根据所述电子开关电路221输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述主接收器3包括相互电连接的主载波接收模块和主载波解调模块,所述主载波解调模块还与所述主控制器1电连接;所述主载波接收模块接收所述载波发送模块22发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述主载波解调模块接收所述主载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给主控制器1,该主控制器1根据接收到的载波工作电源电压控制信号判断载波指令是否被正确发送;
所述主稳压器4的一端与所述主控制器1的电源端电连接,该主稳压器4的另一端接入直流电源;所述直流电源通过主稳压器4向主控制器1提供稳定的工作电源;
至少一个从控装置,所述从控装置包括从控制器5、从接收器6和从稳压器7;
所述从控制器5接收相应的载波工作电源电压控制信号;
所述从接收器6包括相互电连接的从载波接收模块和从载波解调模块,所述从载波解调模块还与所述从控制器5电连接;所述从载波接收模块接收所述载波发送模块22发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述从载波解调模块接收所述从载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给从控制器5;
所述从稳压器7的一端与所述从控制器5的电源端电连接,该从稳压器7的另一端接入直流电源;所述直流电源通过从稳压器7向从控制器5提供稳定的工作电源;
所述主载波接收模块、从载波接收模块分别包括相互电连接的峰值保持电路611和比较电路612,所述峰值保持电路611接收所述降压电路222发送的载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路612接收所述峰值保持电路611输出的峰值电压,该比较电路612接还接收所述降压电路222发送的载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路611输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
所述主载波解调模块、从载波解调模块分别包括与所述比较电路612电连接的电平转换电路621,所述电平转换电路621接收所述比较电路612输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
所述主稳压器4、从稳压器7包括稳压电路41和隔离电路42,所述稳压电路41的一端与所述主控制器1或从控制器5的电源端电连接,所述稳压电路41的另一端与所述隔离电路42的一端电连接,该隔离电路42的另一端输入直流电源。
具体的,主控装置中也可以不包括主接收器,从控装置中也可以包括从发送器;主控装置中的主接收器可以和从控装置中的从接收器相同,也可以不相同。
图7是本发明一种直流电源线的载波通信中波形的示意图。结合图2、图5、图6和图7,针对上述实施例的改进,本发明提供的另一个实施例,一种直流电源线载波的控制系统,包括主控制器1、从控制器5、电压放大电路211、驱动电路212电子开关电路221、降压电路222、峰值保持电路611、比较电路612、电平转换电路621和隔离电路42;
所述主控制器1为单片机U1,所述单片机U1的发送端IO_TX发送载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号,即(5V)高电压或(0V)低电压;所述单片机U1的接收端IO_RX接收载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号,即(5V)高电压或(0V)低电压;
所述从控制器5为单片机U2,所述单片机U2的接收端IO_RX接收载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号,即(5V)高电压或(0V)低电压;
所述电压放大电路211和驱动电路212包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极通过基极电阻R1与所述单片机U1的发送端IO_TX电连接;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地;所述NPN型三极管Q1的基极为高电压(5V)时,处于导通状态,所述NPN型三极管Q1的基极为低电压(0V)时,处于截止状态;
所述电子开关电路221包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路222的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路222的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路222关断的载波开关信号,即:所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通而导通,输出控制所述降压电路222截止的载波开关信号;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1截止而截止,输出控制所述降压电路222导通的载波开关信号;
所述降压电路222包括两个串联在(15V)直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路222的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路222的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路221输出的载波开关信号,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号,即:所述二极管D1和二极管D2因所述PNP型三极管Q2导通而截止,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压,该峰值电压等于15V直流电源电压减去PNP型三极管Q2的导通电压,该导通电压为PNP型三极管Q2的发射极与集电极之间的压差,可以忽略不计,接近于15V直流电源电压;所述二极管D1和二极管D2因所述PNP型三极管Q2截止而导通,输出载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的谷值电压,该谷值电压等于15V直流电源电压减去二极管D1和二极管D2的导通电压,通常在1.4V左右;因此,直流电源线上会输出一个偏置接近直流电源电压、幅值为两个二极管导通电压(约1.4V)的一个幅值约为1.4V的PWM信号,也即输出载有PWM波的直流电源电压控制信号;
所述峰值保持电路611包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压;
所述比较电路612包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的谷值电压时,PNP型三极管Q3的发射极与基极的压差约为PWM信号的幅值1.4V,大于导通电压,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号中的峰值电压时,PNP型三极管Q3的发射极与基极的压差小于PNP型三极管Q3的导通压差,处于截止状态;
所述电平转换电路621包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该NPN型三极管的集电极Q4还与所述单片机U1的接收端IO_RX或单片机U2的接收端,该集电极电阻R5的另一端接(5V)工作电源电压;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号,即:所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通而达到饱和状态,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号中的谷值电压(0V),此时,所述单片机U1的接收端IO_RX或单片机U2的接收端IO_RX接收到一个TTL的低电压(0V);所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通而截止,输出载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号中的峰值电压(5V),此时,所述单片机U1的接收端IO_RX接收到一个TTL的高电压(5V);
所述隔离电路42为二极管D4,该二极管D4的阴极通过稳压电路41与所述单片机U1或单片机U2的电源端电连接,所述二极管D4的阳极输入(15V)直流电源电压或载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号。
具体的,上述实施例中,电压放大电路211和驱动电路212由同一个三极管来实现,此外,电压放大电路211和驱动电路212也可以分开,上述电压放大电路211还可以是低功耗运算放大器,例如:深圳市航腾科技有限公司生产的低功耗四运算放大器MDV324;也可以是运算放大集成芯片等,例如LM358。其中,放大电路采用低功耗运算放大器或运算放大集成芯片,便于维修,放大电路的主要目的是把单片机的PWM信号转换成可以驱动电子开关的PWM信号。上述驱动电路还可以是MOS管驱动电路。
上述电子开关电路221还可以是场效应管、晶闸管等其它形式的电子开关元件。上述降压电路222还可以是在直流电源线上串联电阻或其他电子器件或器件组合构成的电路。上述比较电路还可以是双路极低功耗比较器,例如型号为TLV3704ID;还可以是电压比较器等,例如型号为LM339,LM2901等。电平转换电路还可以是电平转换电路max232,例如型号为SN74AHC1G14DEVR,还可以是六反相器等,型号为SN74HC05D。
通过合理设计降压电路222和电子开关电路221,使得“电子开关电路221”断开时在直流电源线上产生的压降和“电子开关电路221”闭合时在直流电源线上产生的压降之差达到一个合理的值,例如0.7伏特,这个压差就是PWM信号的幅值,进而载波通信发送器通过“电子开关电路221”以一定的频率来切换“降压电路222”,以达到把一定幅值的PWM信号加载到直流电源线上。
载波通信接收器就是把直流电源线上加载的特定频率及幅值的PWM信号解调成控制器容易识别的信号;首先通过一个“整流滤波电路”此实例中即“峰值保持电路611”对PWM信号进行整流滤波,得到直流电源上PWM信号的峰值、准峰值或者均值电路等,然后通过一个比较电路612与电源线上的PWM信号进行比较,把整流滤波之后的值和原始的PWM经过比较电路612进行比较,通过合理设计比较电路612的阀值,比较电路612输出一个频率不变但幅值为TTL或者COMS电平的PWM信号,该PWM信号容易被控制器识别。
信号的编码规则:“硬件解调后的PWM信号”是一串频率和占空比一定的脉冲群。通过脉冲群的时间长短来对信号进行编码。例如,用频率为1KHz,占空比为50%的PWM信号进行解调,10ms的脉冲群代表逻辑“0”,20ms的脉冲群代表逻辑“1”。
图8是本发明一种直流电源线的载波通信方法的步骤示意图。如图8所示,根据本发明提供的一个实施例,一种直流电源线的载波通信方法,包括:步骤S10根据载波指令,发送载波调制信号;步骤S20根据载波调制信号,发送载波开关信号;步骤S30根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号;步骤S40接收载波直流电源电压控制信号,根据该载波直流电源电压控制信号,发送载波解调信号;步骤S50根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号。
针对上述实施例的改进,本发明提供的另一个实施例,一种直流电源线的载波通信方法,包括:步骤S10根据载波指令,发送载波调制信号;步骤S20根据载波调制信号,发送载波开关信号;步骤S30根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号是指:发送加载PWM波于(15V)直流电源线上的直流电源电压控制信号;步骤S40接收载波直流电源电压控制信号,根据该载波直流电源电压控制信号,发送载波解调信号;步骤S50根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号是指:将加载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号解调成加载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号。
图9是本发明一种直流电源线载波的控制方法的步骤示意图。如图9所示,根据本发明提供的一个实施例,一种直流电源线载波的控制方法,包括:步骤S01发送载波指令;步骤S10根据载波指令,发送载波调制信号;步骤S20根据载波调制信号,发送载波开关信号;步骤S30根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号;步骤S40接收载波直流电源电压控制信号,根据该载波直流电源电压控制信号,发送载波解调信号;步骤S50根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号。
针对上述实施例的改进,本发明提供的另一个实施例,一种直流电源线载波的控制方法,包括:步骤S01发送载波指令;步骤S10根据载波指令,发送载波调制信号;步骤S20根据载波调制信号,发送载波开关信号;步骤S30根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号是指:发送加载PWM波于(15V)直流电源线上的直流电源电压控制信号;步骤S40接收载波直流电源电压控制信号,根据该载波直流电源电压控制信号,发送载波解调信号;步骤S50根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号是指:将加载有PWM波的(15V)直流电源电压控制信号解调成加载有PWM波的(5V)工作电源电压控制信号;步骤S60根据接收到的载波工作电源电压控制信号,判断载波指令是否被正确发送。
应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (42)
1.一种直流电源线的载波通信发送器,其特征在于,包括:
载波调制模块,用于接收载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;
所述载波调制模块包括电压放大电路和驱动电路,该电压放大电路与所述驱动电路电连接,所述电压放大电路用于接收载波指令,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;
载波发送模块,该载波发送模块与所述载波调制模块电连接,所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号,所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路,该电子开关电路分别与所述驱动电路、降压电路电连接,所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号;所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极串接有基极电阻R1,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地。
2.如权利要求1所述的直流电源线的载波通信发送器,其特征在于:
所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
3.如权利要求1所述的直流电源线的载波通信发送器,其特征在于:
所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号,输出载有PWM波的直流电源电压控制信号。
4.一种直流电源线的载波通信接收器,其特征在于,包括:
载波接收模块,用于接收载波直流电源电压控制信号;所述载波接收模块包括峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路接收载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
载波解调模块,该载波解调模块与所述载波接收模块电连接,所述载波解调模块接收载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
所述载波解调模块包括电平转换电路,该电平转换电路与所述比较电路电连接,该电平转换电路输入工作电源;所述电平转换电路接收比较电路输出的载波解调信号后,输出载波工作电源电压控制信号;
所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
5.如权利要求4所述的直流电源线的载波通信接收器,其特征在于:
所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时,处于截止状态。
6.如权利要求5所述的直流电源线的载波通信接收器,其特征在于:
所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该集电极电阻R5的另一端输入工作电源;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
7.一种直流电源线的载波通信系统,其特征在于,包括:
发送器,该发送器包括相互电连接的载波调制模块和载波发送模块;所述载波调制模块,用于接收载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号,所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述载波调制模块包括相互电连接的电压放大电路和驱动电路,所述电压放大电路用于接收载波指令,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;
所述载波发送模块包括相互电连接的电子开关电路和降压电路,该电子开关电路还与所述驱动电路电连接;所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号;所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;
接收器,该接收器包括相互电连接的载波接收模块和载波解调模块,所述载波接收模块接收所述载波发送模块发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述载波解调模块接收所述载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
所述载波接收模块包括相互电连接的峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路接收所述降压电路发送的载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收所述降压电路发送的载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
所述载波解调模块包括与所述比较电路电连接的电平转换电路,所述电平转换电路接收所述比较电路输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极串接有基极电阻R1,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载波指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地;
所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
8.如权利要求7所述的直流电源线的载波通信系统,其特征在于:
所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
9.如权利要求7所述的直流电源线的载波通信系统,其特征在于:
所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号,输出载有PWM波的直流电源电压控制信号。
10.如权利要求7所述的直流电源线的载波通信系统,其特征在于:
所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时,处于截止状态。
11.如权利要求10所述的直流电源线的载波通信系统,其特征在于:
所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该集电极电阻R5的另一端接工作电源;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
12.一种直流电源线载波的主控装置,其特征在于,包括:
主控制器,该主控制器发送载波指令;
发送器,所述发送器包括相互电连接的载波调制模块和载波发送模块,所述载波调制模块还与所述主控制器电连接;所述载波调制模块接收所述主控制器发送的载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号,所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述载波调制模块包括相互电连接的电压放大电路和驱动电路,所述电压放大电路接收所述主控制器输出的接收载波指令,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;
所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路,该电子开关电路分别与所述驱动电路、降压电路电连接,所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号;所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;
主接收器,所述主接收器包括相互电连接的主载波接收模块和主载波解调模块,该主载波解调模块还与所述主控制器电连接;所述主载波接收模块接收所述载波发送模块发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述主载波解调模块接收所述主载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给主控制器,该主控制器根据接收到的载波工作电源电压控制信号判断载波指令是否被正确发送;
所述主载波接收模块包括峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路与比较电路电连接;所述峰值保持电路接收载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
所述主载波解调模块包括电平转换电路,该电平转换电路与所述比较电路电连接,所述电平转换电路接收比较电路输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
主稳压器,该主稳压器的一端与所述主控制器的电源端电连接,该主稳压器的另一端接入直流电源;所述直流电源通过主稳压器向主控制器提供稳定的工作电源;
所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极通过基极电阻R1与所述主控制器的发送端电连接,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地。
13.如权利要求12所述的直流电源线载波的主控装置,其特征在于:
所述主稳压器包括稳压电路和隔离电路,所述稳压电路的一端与所述主控制器的电源端电连接,所述稳压电路的另一端与所述隔离电路的一端电连接,该隔离电路的另一端输入直流电源。
14.如权利要求12所述的直流电源线载波的主控装置,其特征在于:
所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
15.如权利要求12所述的直流电源线载波的主控装置,其特征在于:
所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号,输出载有PWM波的直流电源电压控制信号。
16.如权利要求12所述的直流电源线载波的主控装置,其特征在于:
所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
17.如权利要求16所述的直流电源线载波的主控装置,其特征在于:
所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时,处于截止状态。
18.如权利要求17所述的直流电源线载波的主控装置,其特征在于:
所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该NPN型三极管的集电极Q4还与主控制器的接收端电连接,该集电极电阻R5的另一端接工作电源;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
19.如权利要求13所述的直流电源线载波的主控装置,其特征在于:
所述隔离电路为二极管D4,该二极管D4的阴极通过稳压电路与所述主控制器的电源端电连接,所述二极管D4的阳极输入直流电源电压。
20.如权利要求12所述的直流电源线载波的主控装置,其特征在于:
所述主控制器为单片机U1,所述单片机U1的发送端发送载有PWM波的指令给所述载波调制模块。
21.一种直流电源线载波的从控装置,其特征在于,包括:
从控制器,该从控制器接收相应的载波工作电源电压控制信号;
从接收器,该从接收器包括相互电连接的从载波接收模块和从载波解调模块,所述从载波解调模块与所述从控制器电连接;所述从载波接收模块用于接收载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述从载波解调模块接收所述从载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给从控制器;
所述从载波接收模块包括相互电连接的峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路接收载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
所述从载波解调模块包括电平转换电路,该电平转换电路与所述比较电路电连接,所述电平转换电路接收比较电路输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
从稳压器,该从稳压器的一端与所述从控制器的电源端电连接,该从稳压器的另一端接入直流电源;直流电源通过从稳压器向从控制器提供稳定的工作电源;
所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
22.如权利要求21所述的直流电源线载波的从控装置,其特征在于:所述从稳压器包括稳压电路和隔离电路,所述稳压电路的一端与主控制器的电源端电连接,所述稳压电路的另一端与所述隔离电路的一端电连接,该隔离电路的另一端输入直流电源。
23.如权利要求21所述的直流电源线载波的从控装置,其特征在于:
所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时,处于截止状态。
24.如权利要求23所述的直流电源线载波的从控装置,其特征在于:
所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该NPN型三极管的集电极Q4还与所述从控制器的接收端电连接,该集电极电阻R5的另一端接工作电源;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
25.如权利要求22所述的直流电源线载波的从控装置,其特征在于:
所述隔离电路为二极管D4,该二极管D4的阴极通过稳压电路与所述从控制器的电源端电连接,所述二极管D4的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号。
26.如权利要求21所述的直流电源线载波的从控装置,其特征在于:
所述从控制器为单片机U2,所述单片机U2的接收端接收载有PWM波的工作电源电压控制信号。
27.一种直流电源线载波的控制系统,其特征在于,包括:
一个主控装置,所述主控装置包括主控制器、发送器、主接收器和主稳压器;
所述主控制器发送载波指令;
所述发送器包括相互电连接的载波调制模块和载波发送模块,所述载波调制模块还与所述主控制器电连接;所述载波调制模块接收主控制器发送的载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号,所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述载波调制模块包括相互电连接的电压放大电路和驱动电路,该电压放大电路还与所述主控制器电连接,所述电压放大电路接收所述主控制器输出的载波指令,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;
所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路,该电子开关电路分别与所述驱动电路、降压电路电连接;所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号;所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述主接收器包括相互电连接的主载波接收模块和主载波解调模块,所述主载波解调模块还与所述主控制器电连接;所述主载波接收模块接收所述载波发送模块发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述主载波解调模块接收所述主载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给主控制器,该主控制器根据接收到的载波工作电源电压控制信号判断载波指令是否被正确发送;
所述主稳压器的一端与所述主控制器的电源端电连接,该主稳压器的另一端接入直流电源;所述直流电源通过主稳压器向主控制器提供稳定的工作电源;
至少一个从控装置,所述从控装置包括从控制器、从接收器和从稳压器;
所述从控制器接收相应的载波工作电源电压控制信号;
所述从接收器包括相互电连接的从载波接收模块和从载波解调模块,所述从载波解调模块还与所述从控制器电连接;所述从载波接收模块接收所述载波发送模块发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;所述从载波解调模块接收所述从载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给从控制器;
所述从稳压器的一端与所述从控制器的电源端电连接,该从稳压器的另一端接入直流电源;所述直流电源通过从稳压器向从控制器提供稳定的工作电源;
所述主载波接收模块、从载波接收模块分别包括相互电连接的峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路接收所述降压电路发送的载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收所述降压电路发送的载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
所述主载波解调模块、从载波解调模块分别包括与所述比较电路电连接的电平转换电路,所述电平转换电路接收所述比较电路输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号;
所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极通过基极电阻R1与所述主控制器的发送端电连接,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地;
所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
28.如权利要求27所述的直流电源线载波的控制系统,其特征在于:
所述主稳压器、从稳压器分别包括稳压电路和隔离电路,所述稳压电路的一端与所述主控制器或从控制器的电源端电连接,所述稳压电路的另一端与所述隔离电路的一端电连接,该隔离电路的另一端输入直流电源。
29.如权利要求27所述的直流电源线载波的控制系统,其特征在于:
所述电子开关电路包括PNP型三极管Q2,所述PNP型三极管Q2的基极通过所述集电极电阻R2与所述NPN型三极管Q1的集电极电连接;所述PNP型三极管Q2的发射极与所述降压电路的输入端电连接;所述PNP型三极管Q2的集电极与所述降压电路的输出端电连接;所述PNP型三极管Q2因所述NPN型三极管Q1导通或截止,输出控制所述降压电路关断的载波开关信号。
30.如权利要求27所述的直流电源线载波的控制系统,其特征在于:
所述降压电路包括两个串联在直流电源线上的二极管D1和二极管D2,所述二极管D1的阳极形成该降压电路的输入端;所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极电连接,所述二极管D2的阴极形成该降压电路的输出端;所述二极管D1和二极管D2因所述电子开关电路输出的载波开关信号,输出载有PWM波的直流电源电压控制信号。
31.如权利要求27所述的直流电源线载波的控制系统,其特征在于:
所述比较电路包括PNP型三极管Q3和基极电阻R3,该PNP型三极管Q3的发射极与所述二极管D3的阴极电连接;所述PNP型三极管Q3的基极与基极电阻R3的一端电连接,该基极电阻R3的另一端输入载有PWM波的直流电源电压控制信号;所述PNP型三极管Q3的发射极输入由所述峰值保持子电路输出的峰值电压;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的谷值电压时,处于导通状态;所述PNP型三极管Q3的基极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压时,处于截止状态。
32.如权利要求31所述的直流电源线载波的控制系统,其特征在于:
所述电平转换电路包括NPN型三极管Q4、基极电阻R4和集电极电阻R5,所述NPN型三极管Q4的基极通过基极电阻R4与所述PNP型三极管Q3的集电极电连接,该NPN型三极管Q4的发射极接地,该NPN型三极管的集电极Q4与集电极电阻R5的一端电连接,该NPN型三极管的集电极Q4还与所述主控制器或从控制器的接收端电连接,该集电极电阻R5的另一端接工作电源;所述NPN型三极管Q4因所述PNP型三极管Q3导通或截止,输出载有PWM波的工作电源电压控制信号。
33.如权利要求28所述的直流电源线载波的控制系统,其特征在于:
所述隔离电路为二极管D4,该二极管D4的阴极通过稳压电路所述主控制器或从控制器的电源端电连接,所述二极管D4的阳极输入直流电源电压或载有PWM波的直流电源电压控制信号。
34.如权利要求27所述的直流电源线载波的控制系统,其特征在于:
所述主控制器为单片机U1,所述单片机U1的发送端发送载有PWM波的指令给所述载波调制模块;
所述从控制器为单片机U2,所述单片机U2的接收端接收载有PWM波的工作电源电压控制信号。
35.一种直流电源线的载波通信方法,其特征在于,包括发送器、接收器:
步骤S10该发送器包括载波调制模块和载波发送模块;所述载波调制模块根据载波指令,发送载波调制信号;
所述载波调制模块包括电压放大电路和驱动电路,所述电压放大电路接收载波指令,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;
步骤S20所述载波发送模块根据载波调制信号,发送载波开关信号;
步骤S30所述载波发送模块根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号;
所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路,所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号;所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;
步骤S40该接收器包括载波接收模块和载波解调模块,所述载波接收模块接收载波直流电源电压控制信号,根据该载波直流电源电压控制信号,发送载波解调信号;
所述载波接收模块包括峰值保持电路和比较电路,所述峰值保持电路接收载波直流电源电压控制信号,保持该载波直流电源电压控制信号中的峰值电压;所述比较电路接收所述峰值保持电路输出的峰值电压,该比较电路接还接收载波直流电源电压控制信号,根据所述峰值保持电路输出的峰值电压分别与载波直流电源电压控制信号中的峰值电压、谷值电压之间的电压差,输出载波解调信号;
步骤S50所述载波解调模块根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号;
所述载波解调模块包括电平转换电路,该电平转换电路输入工作电源;所述电平转换电路接收比较电路输出的载波解调信号后,输出载波工作电源电压控制信号;
所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极串接有基极电阻R1,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地;
所述峰值保持电路包括二极管D3和电容C1,所述二极管D3的阳极输入载有PWM波的直流电源电压控制信号,所述二极管D3的阴极通过电容C1接地;所述电容C1保持载有PWM波的直流电源电压控制信号中的峰值电压。
36.如权利要求35所述的直流电源线的载波通信方法,其特征在于:所述步骤S30根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号是指:发送加载PWM波于直流电源线上的直流电源电压控制信号。
37.如权利要求35所述的直流电源线的载波通信方法,其特征在于:所述步骤S50根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号是指:将加载有PWM波的直流电源电压控制信号解调成加载有PWM波的工作电源电压控制信号。
38.一种直流电源线载波的控制方法,其特征在于,包括:
步骤S01主控制器发送载波指令;
步骤S10发送器根据载波指令,发送载波调制信号;
所述发送器包括载波调制模块和载波发送模块,所述载波调制模块接收主控制器发送的载波指令,对该载波指令进行调制后,输出载波调制信号;所述载波发送模块接收所述载波调制模块输出的载波调制信号,所述载波发送模块根据接载波调制信号发送载波直流电源电压控制信号;
所述载波调制模块包括电压放大电路和驱动电路,所述电压放大电路接收所述主控制器输出的载波指令,对该载波指令进行放大调制后,输出载波放大调制信号;所述驱动电路接收所述电压放大电路输出的载波放大调制信号后,输出载波驱动调制信号;
步骤S20载波发送模块根据载波调制信号,发送载波开关信号;
步骤S30载波发送模块根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号;
所述载波发送模块包括电子开关电路和降压电路,所述电子开关子电路接收所述驱动电路输出的载波驱动调制信号后,输出控制所述降压电路关断或导通的载波开关信号;所述降压电路根据所述电子开关电路输出的载波开关信号发送载波直流电源电压控制信号;
步骤S40主接收器接收载波直流电源电压控制信号,根据该载波直流电源电压控制信号,发送载波解调信号;
所述主接收器包括主载波接收模块和主载波解调模块,所述主载波接收模块接收所述载波发送模块发送的载波直流电源电压控制信号后,输出载波解调信号;
步骤S50主载波解调模块根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号;
所述主载波解调模块接收所述主载波接收模块输出的载波解调信号后,调成相应的载波工作电源电压控制信号,发送给主控制器;
所述电压放大电路和驱动电路包括NPN型三极管Q1、基极电阻R1和集电极电阻R2,所述NPN型三极管Q1的基极通过基极电阻R1与所述主控制器的发送端电连接,所述NPN型三极管Q1的基极用于接收载有PWM波的指令;所述NPN型三极管Q1的集电极串接有集电极电阻R2,该NPN型三极管Q1的发射极接地。
39.如权利要求38所述的直流电源线载波的控制方法,其特征在于,还包括:步骤S60根据接收到的载波工作电源电压控制信号,判断载波指令是否被正确发送。
40.如权利要求38或39所述的直流电源线载波的控制方法,其特征在于:所述步骤S01发送载波指令是指:发送载有PWM波的指令。
41.如权利要求38或39所述的直流电源线载波的控制方法,其特征在于:所述步骤S30根据载波开关信号,发送载波直流电源电压控制信号是指:发送加载PWM波于直流电源线上的直流电源电压控制信号。
42.如权利要求或38或39所述的直流电源线载波的控制方法,其特征在于:所述步骤S50根据载波解调信号,将载波直流电源电压控制信号解调成相应的载波工作电源电压控制信号是指:将加载有PWM波的直流电源电压控制信号解调成加载有PWM波的工作电源电压控制信号。
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