CN205901734U - 一种双模通讯控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种双模通讯控制器，包括MCU、ZIGBEE通讯模块、PLC通讯模块和输出模块，其中，ZIGBEE通讯模块、PLC通讯模块和输出模块均耦接所述MCU的，所述PLC通讯模块和ZIGBEE通讯模块均接收控制指令并向MCU发送通讯信号，所述MCU接收PLC通讯模块和ZIGBEE通讯模块发送的通讯信号并根据所述双模通讯控制器所处环境选择一个或两个通讯模块进行通讯输出LED控制信号，所述输出模块接收LED控制信号，输出功率调节信号。本实用新型提供一种双模通讯控制器，解决现有采用单一通讯模块因外界环境影响而导致其通讯效果不顺畅的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及通讯设备领域，特别涉及一种双模通讯控制器。
背景技术
现有市场上的通讯方式多样化，但是在众多通讯方式中，基于路灯控制的基本分为了PLC(电力线载波通讯)和ZIGBEE(无线通讯)两种。
PLC(电力载波通讯)技术是英文Power line Communication的简称。电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递
电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用：
1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送；
2、三相电力线间有很大信号损失(10dB-30dB)。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号，三相电力线干扰将会叠加到耦合电路中，信息载波通讯；
3、不同信号耦合方式对电力载波信号损失不同，耦合方式有线-地耦合和线-中线耦合。线-地耦合方式与线-中线耦合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地耦合方式不是所有地区电力系统都适用；
4、电力线存在本身固有的脉冲干扰。使用的交流电有50HZ和60HZ，其周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因此干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过零点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用；
5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。
ZIGBEE(无线通讯)在道路灯具控制中，基本采用了无线公共频点来作为主要的中心频点，常规的频点为2.4G，在北美等国家，基本采用915MHZ作为频点。
但是ZIGBEE(无线通讯)在使用过程中，比较容易受到道路附近用户使用的WIFI热点，或者其他的无线设备通讯的干扰。尤其明显的是，无线ZIGBEE在使用过程中，由于道路建筑或者树木等遮挡的情况下，通讯效果也将比较低，有时容易导致信号丢失等情况。
实用新型内容
本实用新型提供一种双模通讯控制器，解决现有采用单一通讯模块因外界环境影响而导致其通讯效果不顺畅的问题。
为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种双模通讯控制器，包括MCU、ZIGBEE通讯模块、PLC通讯模块和输出模块，其中，ZIGBEE通讯模块、PLC通讯模块和输出模块均耦接所述MCU的，所述PLC通讯模块和ZIGBEE通讯模块均接收控制指令并向MCU发送通讯信号，所述MCU接收PLC通讯模块和ZIGBEE通讯模块发送的通讯信号并根据所述双模通讯控制器所处环境选择一个或两个通讯模块进行通讯输出LED控制信号，所述输出模块接收LED控制信号，输出功率调节信号。
作为一种实施方式，所述输出电路为PWM输出/0-10V输出模块，所述PWM输出/0-10V输出模块为控制LED灯具以不同功率进行功率调节并输出功率调节信号。
作为一种实施方式，还包括电流电压采集模块，所述电流电压采集模块一端耦接所述MCU，另一端耦接电缆线，电流电压采集模块包括电压互感器、电流互感器和运放电路，所述电压互感器和所述电流互感器分别采集电缆线的电压和电流，经所述运放电路输出直流模拟电压信号至MCU。
作为一种实施方式，还包括电源模块，用于给MCU、ZIGBEE通讯模块、PLC通讯模块和输出模块提供直流电源。
作为一种实施方式，所述电源模块为PLC模块提供5V和16V电压，为ZIGBEE模块、MCU、输出模块提供5V电压。
作为一种实施方式，所述PLC通讯模块一端采用有线方式耦接电缆线，另一端经UART连接MCU。
作为一种实施方式，所述ZIGBEE通讯模块一端采用无线方式与外围设备进行信息传输，另一端经UART连接MCU。
本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：本双模通讯控制器采用双模工作方式，即内部含有PLC通讯模块和ZIGBEE通讯模块，只要两种方式中有一个方式可以很好的通讯，那么整个通讯网络就是完整的，并且可以将两者的优势结合在一起，避免了由单一PLC通讯模块或ZIGBEE通讯模块的通讯方式分别受电缆线信号干扰或无线信号干扰的情况。
附图说明
图1为本实用新型双模通讯控制器的结构图；
图2为本实用新型的双模通讯控制器的总工作模式框图。
附图标注：1、MCU；2、PLC通讯模块；3、ZIGBEE通讯模块；4、PWM输出/0-10V输出模块；5、电源模块；6、电流电压采集模块。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。
如图1所示，本实用新型实施例提供一种双模通讯控制器，包括MCU1和耦接所述MCU1的ZIGBEE通讯模块3、PLC通讯模块2、输出模块、电流电压采集模块6、电源模块5。
电源模块5为AC-DC电路的开关电源，用于给双模通讯控制器内部所有模块提供直流电源。其中，电源模块5为PLC模块提供5V和16V电压，为ZIGBEE模块、MCU1、电流电压采集模块6输出模块提供5V电压。
PLC通讯模块2由于采用电力线作为通讯通道，所以PLC通讯模块2的一端采用有线方式耦接电缆线，另一端经UART(通用异步收发传输器，Universal AsynchronousReceiver/Transmitter)连接MCU1。
ZIGBEE通讯模块3采用无线连接方式，因此双模通讯控制器彼此间信息传输采用天线发送无线信号进行，而在双模通讯控制器内部则经UART连接MCU1。
MCU1采用例如ST厂家、芯唐等市面常见的选型芯片。
电流电压采集模块6内部包括电压互感器、电流互感器和运放电路，电压互感器和电流互感器分别采集电缆线的电压和电流，经运放电路输出直流模拟电压信号至MCU1的AD端口，MCU1通过计算得出所需要的电流、电压、功率、电量等所有的电参数。
输出电路为PWM输出/0-10V输出模块4，PWM输出/0-10V输出模块4为控制LED灯具以不同功率进行功率调节并输出功率调节信号，LED灯具通过不同的功率调节信号控制以不同功率输出。PWM输出/0-10V输出模块4将MCU1输出的信号转换为PWM信号和0-10V信号输出。
所述双模通讯控制器的工作过程：PLC通讯模块2和ZIGBEE通讯模块3均接收主控设备的控制指令并向MCU1发送通讯信号，MCU1接收PLC通讯模块2和ZIGBEE通讯模块3发送的通讯信号并根据双模通讯控制器所处环境选择一个或两个通讯模块进行通讯输出LED控制信号，输出模块接收LED控制信号，输出功率调节信号控制LED灯具以不同功率输出。
如图2所示，当主控设备需要控制后续管理的所有LED灯具时，主控设备将指令发送至离主控设备最近的双模通讯控制器的PLC通讯模块2和ZIGBEE通讯模块3上，然后该控制指令分别通过无线和电缆线方式传输至下一个双模通讯控制器，同时由输出模块控制由相应的LED灯具。
本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：本双模通讯控制器采用双模工作方式，即内部含有PLC通讯模块2和ZIGBEE通讯模块3，只要两种方式中有一个方式可以很好的通讯，那么整个通讯网络就是完整的，并且可以将两者的优势结合在一起，避免了由单一PLC通讯模块2或ZIGBEE通讯模块3的通讯方式分别受电缆线信号干扰或无线信号干扰的情况。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种双模通讯控制器，其特征在于，包括MCU、ZIGBEE通讯模块、PLC通讯模块和输出模块，其中，ZIGBEE通讯模块、PLC通讯模块和输出模块均耦接所述MCU的，所述PLC通讯模块和ZIGBEE通讯模块均接收控制指令并向MCU发送通讯信号，所述MCU接收PLC通讯模块和ZIGBEE通讯模块发送的通讯信号并根据所述双模通讯控制器所处环境选择一个或两个通讯模块进行通讯输出LED控制信号，所述输出模块接收LED控制信号，输出功率调节信号。
2.根据权利要求1所述的双模通讯控制器，其特征在于，所述输出电路为PWM输出/0-10V输出模块，所述PWM输出/0-10V输出模块为控制LED灯具以不同功率进行功率调节并输出功率调节信号。
3.根据权利要求1所述的双模通讯控制器，其特征在于，还包括电流电压采集模块，所述电流电压采集模块一端耦接所述MCU，另一端耦接电缆线，电流电压采集模块包括电压互感器、电流互感器和运放电路，所述电压互感器和所述电流互感器分别采集电缆线的电压和电流，经所述运放电路输出直流模拟电压信号至MCU。
4.根据权利要求1所述的双模通讯控制器，其特征在于，还包括电源模块，用于给MCU、ZIGBEE通讯模块、PLC通讯模块和输出模块提供直流电源。
5.根据权利要求4所述的双模通讯控制器，其特征在于，所述电源模块为PLC模块提供5V和16V电压，为ZIGBEE模块、MCU、输出模块提供5V电压。
6.根据权利要求1所述的双模通讯控制器，其特征在于，所述PLC通讯模块一端采用有线方式耦接电缆线，另一端经UART连接MCU。
7.根据权利要求1所述的双模通讯控制器，其特征在于，所述ZIGBEE通讯模块一端采用无线方式与外围设备进行信息传输，另一端经UART连接MCU。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107483436A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-15 | 重庆邮电大学 | 一种物联网中通信模块的物理层双模设计方法 |
| CN112153790A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-29 | 杭州世创电子技术股份有限公司 | 铁路隧道应急照明检测装置 |
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2016
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| CN107483436B (zh) * | 2017-08-14 | 2020-07-17 | 重庆邮电大学 | 一种物联网中通信模块的物理层双模设计方法 |
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