CN208874563U - 一种基于两线制无极性的通讯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于两线制无极性的通讯装置，其将两线接口电路、电源电路、接收电路、发送电路相互配合连接，并应用于通讯设备中。其中，电源电路用于获取两传输线中的电源信号，并向该通讯设备供电；接收电路用于获取两传输线中的通讯信号，并传送至通讯设备的MCU处理器；而发送电路用于将通讯设备的通讯信号发送至两线接口电路中，便于向其他通讯设备发送通讯信号，从而实现了通讯设备之间的两线传输，降低布线成本，并缩小布线空间。而且，两线接口电路对接收的电源信号或通讯信号进行了无极性处理，使得各个通讯设备之间在进行连接时不需要额外对准接口线序，大大降低了现场工作人员的操作错误。

Description

一种基于两线制无极性的通讯装置

技术领域

本实用新型涉及物联网通讯技术领域，具体涉及一种基于两线制无极性的通讯装置。

背景技术

目前，在现有的智能家居通讯系统中，通讯方式的选择主要是以下两种：1、无线通讯，即系统中的设备与设备之间通过无线传输技术建立连接，系统实现智能控制；2、有线通讯，即系统中的设备与设备之间通过传输线建立连接，系统实现智能控制。

目前，在现有的物联网智能家居有线通讯系统中，通讯方式主要有以下技术手段，例如KNX、C-BUS、LonWorks、RS-485等技术，有些传输线技术需要相应地认证以及协议，例如KNX等，增加了使用门槛；有些传输线技术需要对应的控制芯片，例如RS-485等，增加了成本；有些传输线技术需要4根线建立连接（电源和信号），增加了布线空间以及成本；大多数传输线技术都需要相应的接线一一对应，否则通讯会产生异常。

通过以上分析，并结合实际情况深入研究，遂有本实用新型产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于两线制无极性的通讯装置，其可以降低通讯设备之间的通讯成本。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于两线制无极性的通讯装置，其应用于通讯设备中，所述通讯装置包括两线接口电路、电源电路、发送电路和接收电路；所述两线接口电路为两线传输线的接口，其用于将两线传输线上的电源信号以及通讯信号送入通讯设备中；所述电源电路连接两线接口电路，以获取电源信号；所述接收电路连接于两线接口电路与通讯设备的MCU处理器之间，其用于获取两线传输线上的通讯信号，并将该通讯信号传输至通讯设备的MCU处理器；所述发送电路连接两线接口电路和通讯设备的MCU处理器之间，其用于获取通讯设备的MCU处理器的通讯信号，并将该通讯信号发送至两线接口电路。

所述两线接口电路设有两个传输线接口以及一个信号接口，两个传输线接口分别为第一传输线接口和第二传输线接口；所述两线接口电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，二极管D1的阳极接地，阴极连接第一传输线接口；二极管D2的阳极连接第一传输线接口，阴极连接信号接口；二极管D3的阳极连接第二传输线接口，阴极连接信号接口；二极管D4的阳极接地，阴极连接第二传输线接口。

所述发送电路为三极管开关发送电路，其包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6以及三极管Q1，其中，电容C1一端连接通讯设备的MCU处理器，另一端连接电阻R1的一端；电阻R1的另一端一方面经由稳压二极管D5接地，另一方面连接电阻R2的一端；而电阻R2的另一端一方面经由电容C2接地，另一方面连接电阻R3的一端；电阻R3的另一端一方面经由电容出接地，另一方面连接三极管Q1的基极；电阻R4的一端连接三极管Q1的基极，另一端接地；三极管Q1的集电极经由电阻R6连接两线接口电路的信号接口，三极管Q1的发射极则经由电阻R5接地。

所述接收电路为比较器接收电路，其包括电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、比较器U1，其中，电容C4一端连接两线接口电路的信号接口，另一端连接电阻R7的一端,电阻R7的另一端一方面经电容C5接地，另一方面经由电阻R9连接比较器U1的同相输入端，该同相输入端经由电阻R13连接比较器U1的输出端；电阻R8一端连接电源VCC，另一端连接电阻R9与电阻R7连接的一端；电阻R8连接电阻R9的一端经由电阻R10、电阻R11接地，电阻R12的一端连接电源VCC，另一端连接与电阻R1与电阻R11之间，同时还连接至比较器U1的反相输入端；电容C6的一端连接比较器U1的反相输入端，另一端接地；比较器U1的输出端连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接电源VCC，同时还经由电容C7接地；比较器U1的输出端连接通讯设备的MCU处理器。

所述电源电路包括电子电感电路和DC/DC降压电路。

采用上述方案后，本实用新型将两线接口电路、发送电路、接收电路、发送电路相互配合连接，并应用于通讯设备中，从而实现通讯设备之间的两线制无极性的通讯。其中，电源电路用于获取两传输线中的电源信号，并向该通讯设备供电；接收电路用于获取两传输线中的通讯信号，并传送至通讯设备的MCU处理器；而发送电路用于将通讯设备的通讯信号发送至两线接口电路中，便于向其他通讯设备发送通讯信号。各个电路的配合实现了通讯设备之间的两线传输，从而降低布线成本，并缩小布线空间，不需要额外的线，降低对高成本传输线技术的认证和维护费用，降低了布线空间以及系统的成本。而且，两线接口电路对接收的电源信号或通讯信号进行了无极性处理，使得各个通讯设备之间在进行连接时不需要额外对准接口线序，大大降低了现场工作人员的操作错误。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电子电感电路的电路原理图；

图3为本实用新型的发送电路的电路原理图；

图4为本实用新型的接收电路的电路原理图；

图5为本实用新型的智能家居控制系统的拓扑图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型揭示了一种基于两线制无极性的通讯装置，其应用于通讯设备中，以实现两通讯设备之间的两线传输以及无极性通讯。该基于两线制无极性通讯装置包括两线接口电路、电源电路、发送电路和接收电路。

其中，两线接口电路为两线传输线的接口，其用于将两线传输线上的电源信号以及通讯信号送入通讯设备中；电源电路连接两线接口电路，以获取电源信号，为通讯设备提供正常的工作电压；接收电路连接于两线接口电路与通讯设备的MCU处理器之间，其用于获取两线传输线上的通讯信号，并将该通讯信号传输至通讯设备的MCU处理器；发送电路连接两线接口电路和通讯设备的MCU处理器之间，其用于获取通讯设备的MCU处理器的通讯信号，并将该通讯信号发送至两线接口电路中，然后通过两线传输线传输至其他通讯设备中，实现通讯设备之间的互联互通。

上述两线接口电路设有两个传输线接口（第一传输线接口和第二传输线接口）以及一个信号接口，该两线接口电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，其中，二极管D1的阳极接地，阴极连接第一传输线接口；二极管D2的阳极连接第一传输线接口，阴极连接信号接口；二极管D3的阳极连接第二传输线接口，阴极连接信号接口；二极管D4的阳极接地，阴极连接第二传输线接口。

电源电路包括电子电感电路和DC/DC降压电路，电子电感电路的输入端Input连接两线接口电路的信号接口，输出端Output连接DC/DC降压电路；通过电子电感电路可以快速获取直流供电电源。如图2所示，电子电感电路包括电容C8、电阻R15、电阻R16、三极管Q2、三极管Q3，其中三极管Q12的基极一方面经由电阻R16连接电子电感电路的输入端Input，另一方面经由电阻R15和电容C8连接电子电感电路的输出端Output；三极管Q2的集电极连接电子电感电路的输入端Input，发射极连接三极管Q3的基极；而三极管的集电极连接电子电感电路的输入端Input，发射极连接电子电感电路的输出端Output。

如图3所示，发送电路为三极管开关发送电路，其包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6以及三极管Q1，其中，电容C1一端连接通讯设备的MCU处理器，另一端连接电阻R1的一端；电阻R1的另一端一方面经由稳压二极管D5接地，另一方面连接电阻R2的一端；而电阻R2的另一端一方面经由电容C2接地，另一方面连接电阻R3的一端；电阻R3的另一端一方面经由电容出接地，另一方面连接三极管Q1的基极；电阻R4的一端连接三极管Q1的基极，另一端接地；三极管Q1的集电极经由电阻R6连接两线接口电路的信号接口，三极管Q1的发射极则经由电阻R5接地。

通讯设备的MCU处理器产生PWM信号（即通讯信号），该PWM信号通过电容C1阻隔直流电源信号以及电阻R1进行限流后，通过电阻R2、电容C2、电阻R3、电容C3组成的二阶滤波电路进行滤波，最后通过三极管Q1发射到两线接口电路的信号接口。当PWM信号为高电平时，三极管Q1导通，两线接口电路的信号接口处就会产生低电压，当PWM信号为低电平时，三极管Q1断开，两线接口电路的信号接口处就会产生高电压。

如图4所示，接收电路为比较器接收电路，其包括电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、比较器U1，其中，电容C4一端连接两线接口电路的信号接口，另一端连接电阻R7的一端,电阻R7的另一端一方面经电容C5接地，另一方面经由电阻R9连接比较器U1的同相输入端，该同相输入端经由电阻R13连接比较器U1的输出端。电阻R8一端连接电源VCC，另一端连接电阻R9与电阻R7连接的一端；电阻R8连接电阻R9的一端经由电阻R10、电阻R11接地，电阻R12的一端连接电源VCC，另一端连接与电阻R1与电阻R11之间，同时还连接至比较器U1的反相输入端；电容C6的一端连接比较器U1的反相输入端，另一端接地。比较器U1的输出端连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接电源VCC，同时还经由电容C7接地。比较器U1的输出端连接通讯设备的MCU处理器。

两线接口电路的信号接口处的通讯信号连同电源信号一起经过电容C4，电源信号被电容C4滤除，保留通讯信号，该通讯信号通过电容R7、电容C5组成的一阶滤波电路进行滤波，然后在该通讯信号上加入正偏置电压，并送入电阻R9、比较器U1、电阻R13组成的比较器电路中，该通讯信号与电阻R12、电阻R11、电阻R10、电容C6组成的基准电压电路的基准电压进行比较，比较结果从比较器U1的输出端输出，并送入通讯设备的MCU处理器中，MCU处理器也就成功接收了其他通讯设备发出的通讯信号。

本实用新型将两线接口电路、电源电路、接收电路、发送电路相互配合连接，并应用于通讯设备中，从而实现通讯设备之间的两线制无极性的通讯。其中，电源电路用于获取两传输线中的电源信号，并向该通讯设备供电；接收电路用于获取两传输线中的通讯信号，并传送至通讯设备的MCU处理器；而发送电路用于将通讯设备的通讯信号发送至两线接口电路中，便于向其他通讯设备发送通讯信号。各个电路的配合实现了通讯设备之间的两线传输，从而降低布线成本，并缩小布线空间，不需要额外的线，降低对高成本传输线技术的认证和维护费用，降低了布线空间以及系统的成本。而且，两线接口电路对接收的电源信号或通讯信号进行了无极性处理，使得各个通讯设备之间在进行连接时不需要额外对准接口线序，大大降低了现场工作人员的操作错误。

为详尽上述内容，以下将以上述基于两线制无极性通讯装置在智能家居控制系统中的应用为例进行详细说明。

如图5所示，智能家居系统包括电源设备、液晶设备、网关设备、执行设备（例如开关设备等）、控制设备（例如情景设备等）。电源设备为其他设备提供电源，网关设备通过网口与用户的路由器建立连接，执行设备、控制设备、液晶设备以及网关设备之间通过两线传输的形式进行连接，实现设备之间的互联和通讯。

在执行设备、控制设备、液晶设备以及网关设备中均设置有上述基于两线制无极性通讯装置，电源设备经由网关设备向执行设备、控制设备和液晶设备供电，电源信号传递至各个设备中时，各个设备中的两线接口电路可以将电源信号进行无极性处理，然后电源信号经电子电感电路和DC/DC降压电路向各个设备供电。

例如，在控制设备中接入第一通讯装置，在执行设备中接入第二通讯装置，第一通讯装置中的两线接口电路的两个传输线接口通过两条传输线分别与第二通讯装置中的两线接口电路的两个传输线接口连接。

控制设备向执行设备传递通讯信号时，控制设备的MCU处理器产生PWM信号（通讯信号），并通过第一通讯装置的发送电路传送至两线接口电路的信号接口处，然后经由两线接口电路传输至传输线接口处，最后通过两传输线传送至执行设备中。执行设备在接受到控制设备发送的通讯信号后，经由第二通讯装置的两线接口电路进行无极性处理，然后经由其接收电路，传送至执行设备的MCU处理器。

以上所述，仅是本实用新型实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种基于两线制无极性的通讯装置，其应用于通讯设备中，其特征在于：所述通讯装置包括两线接口电路、电源电路、发送电路和接收电路；所述两线接口电路为两线传输线的接口，其用于将两线传输线上的电源信号以及通讯信号送入通讯设备中；所述电源电路连接两线接口电路，以获取电源信号；所述接收电路连接于两线接口电路与通讯设备的MCU处理器之间，其用于获取两线传输线上的通讯信号，并将该通讯信号传输至通讯设备的MCU处理器；所述发送电路连接两线接口电路和通讯设备的MCU处理器之间，其用于获取通讯设备的MCU处理器的通讯信号，并将该通讯信号发送至两线接口电路。

2.根据权利要求1所述的一种基于两线制无极性的通讯装置，其特征在于：所述两线接口电路设有两个传输线接口以及一个信号接口，两个传输线接口分别为第一传输线接口和第二传输线接口；所述两线接口电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，二极管D1的阳极接地，阴极连接第一传输线接口；二极管D2的阳极连接第一传输线接口，阴极连接信号接口；二极管D3的阳极连接第二传输线接口，阴极连接信号接口；二极管D4的阳极接地，阴极连接第二传输线接口。

3.根据权利要求2所述的一种基于两线制无极性的通讯装置，其特征在于：所述发送电路为三极管开关发送电路，其包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6以及三极管Q1，其中，电容C1一端连接通讯设备的MCU处理器，另一端连接电阻R1的一端；电阻R1的另一端一方面经由稳压二极管D5接地，另一方面连接电阻R2的一端；而电阻R2的另一端一方面经由电容C2接地，另一方面连接电阻R3的一端；电阻R3的另一端一方面经由电容出接地，另一方面连接三极管Q1的基极；电阻R4的一端连接三极管Q1的基极，另一端接地；三极管Q1的集电极经由电阻R6连接两线接口电路的信号接口，三极管Q1的发射极则经由电阻R5接地。

4.根据权利要求2所述的一种基于两线制无极性的通讯装置，其特征在于：所述接收电路为比较器接收电路，其包括电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、比较器U1，其中，电容C4一端连接两线接口电路的信号接口，另一端连接电阻R7的一端,电阻R7的另一端一方面经电容C5接地，另一方面经由电阻R9连接比较器U1的同相输入端，该同相输入端经由电阻R13连接比较器U1的输出端；电阻R8一端连接电源VCC，另一端连接电阻R9与电阻R7连接的一端；电阻R8连接电阻R9的一端经由电阻R10、电阻R11接地，电阻R12的一端连接电源VCC，另一端连接与电阻R1与电阻R11之间，同时还连接至比较器U1的反相输入端；电容C6的一端连接比较器U1的反相输入端，另一端接地；比较器U1的输出端连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接电源VCC，同时还经由电容C7接地；比较器U1的输出端连接通讯设备的MCU处理器。

5.根据权利要求1所述的一种基于两线制无极性的通讯装置，其特征在于：所述电源电路包括电子电感电路和DC/DC降压电路。