KR20140036848A - System for powerline communications using ac one line - Google Patents

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KR20140036848A
KR20140036848A KR1020120103479A KR20120103479A KR20140036848A KR 20140036848 A KR20140036848 A KR 20140036848A KR 1020120103479 A KR1020120103479 A KR 1020120103479A KR 20120103479 A KR20120103479 A KR 20120103479A KR 20140036848 A KR20140036848 A KR 20140036848A
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Abstract

The present invention relates to a system for power line communication using an AC one line as a communication line, and more particularly, to a system for power line communication using an AC one line, which can control each separate light by respectively setting an address for each separate light, can transmit a communication signal and power through the AC one line, can connect sensors and enable interactive communication by securing communication speed up to kbps unit speed, and can realize synchronous communication and asynchronous communication using zerocross. A power unit, a zerocross detector (11), a control microcomputer (12), a control input (13), an FET switch (14) are configured inside a transmitting unit (10). A power unit, a zerocross detector (21), a control microcomputer (22), a comparator (23), an LED driver (24) are configured inside a receiving unit (20). Various bits of data signals are transmitted in a half cycle of a power frequency by passing an AC voltage when not transmitting data signals and enabling the FET switch (14) to enable face cut in a predetermined section in a desired phase when transmitting data signals. When receiving the data signals, the system uses a synchronous receiving method of recognizing a detected signal on the basis of zerocross using the comparator (23), receiving an input of a signal, and processing the signal, and an asynchronous receiving method of using zerocross only when applying initial standards and receiving and, after that, processing a signal in an asynchronous serial communication method, through similar to the synchronous receiving method. [Reference numerals] (13) Control input; (14) FET switch unit; (21,11) Power unit, Zero cross detection unit; (22,12) Control MICOM; (23) Comparator; (24) LED driver; (AA) Line input; (BB) Signal

Description

교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템{System for powerline communications using AC One line}Power line communication system using AC disconnection line {System for powerline communications using AC One line}

본 발명은 전력선을 통신라인으로 사용할 수 있는 전력선 통신 시스템에 관한 것으로서, 전력선을 이용하여 데이터를 전송할 수 있는 통신 시스템으로 특히, 기존에 배선된 전력선을 포함한 모든 전력선을 이용할 수 있는 고속 전력선 통신 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power line communication system that can use a power line as a communication line, and more particularly, to a high speed power line communication system that can use all power lines, including power lines that have been previously wired. It is about.

현대에 이르러 IT, 정보통신분야가 급속하게 발전하면서 종래에 가정, 기업, 공장, 사회간접시스템 등에 이미 구축되어 있는 전력선을 이용하는 통신방법이 많이 개발되는 실정이다. 전력선을 이용하는 통신방법이란 전화선, 또는 UTP 케이블을 이용하지 않고서 기존의 전력선을 이용하는 통신기술로서 가정이나 기업 사무실의 전원 소켓에 전원 케이블을 접속하면 음성, 데이터, 인터넷 등을 고속으로 이용할 수 있는 차세대 초고속정보통신 가입자망 서비스로 텔레비젼, 냉장고, 에어컨 전화, 컴퓨터 등 가정, 기업의 모든 정보기기를 연결시킬 수 있는 시스템이다. 즉, 전력을 필요로 하는 모든 전자, 전기기구들을 전력선 하나로 통신을 가능하게 만드는 것이다. 전력선 기술이 보편화 된다면 현재까지 케이블 텔레비젼, 전화선, 광통신망 등으로 복잡하게 다원화되어 있던 데이터 전송경로가 전력선 단 하나로 통합되게 된다. 그러므로 복잡하던 배선에서 벗어나서 간단한 구조로 보다 쉽게 통신 이용이 가능하며, 또한 기존의 전력선에 전원과 통신 데이터를 분배하는 모뎀이나 시스템 등 별도의 외부 장치만 구축하면 되므로 새롭게 전력선 또는 통신선을 설치할 필요가 없으므로 선로를 구축하는 비용을 절감할 수 있다. 그리고 인터넷 서비스와 네트워크 구축뿐만 아니라 전력선 기반 지능형 가전제품의 원격제어와 계량기 등의 원격검침, 각종 전자, 전기기구 등의 원격제어가 가능하게 되므로 훨씬 편리한 생활을 누릴 수 있게 된다.With the rapid development of the IT and information and communication fields in modern times, many communication methods using power lines already established in homes, businesses, factories, and social overhead systems have been developed. The communication method using the power line is a communication technology using the existing power line without using a telephone line or UTP cable. Next-generation ultra-high speed that can use voice, data, and the Internet at high speed by connecting a power cable to a power socket of a home or a corporate office. It is a system that connects all information devices of home and business such as TV, refrigerator, air-conditioning telephone, computer etc. as information communication subscriber network service. In other words, all the electronic and electrical appliances that require power can make communication possible with one power line. If power line technology becomes popular, data transmission paths, which have been complicated and diversified by cable television, telephone lines and optical communication networks, will be integrated into a single power line. Therefore, it is possible to use the communication more easily with a simple structure away from the complicated wiring, and it is not necessary to install a new power line or communication line because only a separate external device such as a modem or a system that distributes power and communication data to an existing power line is required. The cost of building the track can be reduced. In addition to the Internet service and network construction, remote control of power line-based intelligent home appliances, remote meter reading such as meters, and remote control of various electronic and electrical appliances can be made, thereby enabling a much more convenient life.

그러나, 간단한 제어가 필요한 응용분야, 예를 들어 형광등 조도제어, 가전제품 전원 On, Off 등에서 기존의 전력선 통신 방식을 적용한다면 고가의 설치비와 고도의 기술이 필요하기 때문에 시장 경쟁력을 확보할 수 없다. 그러므로, 간단한 제어에 맞는 간단한 단방향 통신 기술을 개발하여 설치의 간결성을 확보하고 저가의 원가 경쟁력을 확보하는 것이 시급하다. However, if the existing power line communication method is applied in applications requiring simple control, for example, fluorescent lamp illumination control and home appliance power on and off, the market competitiveness cannot be secured because expensive installation cost and high technology are required. Therefore, it is urgent to develop a simple one-way communication technology suitable for simple control to secure the simplicity of installation and secure a low cost competitiveness.

전력선을 이용하는 통신 시스템과 관련한 선행기술로 예를 들면, 국내 등록특허공보 등록번호 제10-0446188호에 기기의 기본 특성에 전혀 영향을 미치지 않고 노이즈를 발생시키지 않으며, 타 기기의 전원에 대한 영향을 미치지 않으면서 원하는 정보를 특별한 데이터 전송 라인을 사용하지 않고 폐회로로 구성된 전력선을 이용하여 데이터의 송수신을 하고자 한 것으로, 가전제품 등 데이터 양이 적어서 120BPS 정도의 저속으로도 제어 가능한 형광등의 조광신호전송, 에어컨 실외기의 제어 등 산업용 기기에 저렴하고 간단한 회로 구성으로 데이터 통신을 가능하게 하는 제로크로스 직후의 낮은 전압부분에서의 위상제어를 이용한 폐회로 전력선 데이터 통신이 개시되어 있다. 그러나, 상기의 선행기술은 트라이악 회로를 이용하여 전송하는 AC 위상의 제어는 오직 제로크로스 이후에만 페이스 컷이 가능하기에 오직 120BPS 이하의 속도로만 통신이 가능하여 많은 제어가 필요한 부분에서는 속도가 느려서 사용이 어려운 문제점이 있으며, 또한, 국내 등록특허공보 등록번호 제10-1009580호에는 교류 상용 전원 라인 중 하나의 라인에 반파정류소자를 설치하여 단방향 통신을 가능케 하는 교류 상용 전원 라인을 이용하는 단방향 전력선 통신장치에 대해 개시되어 있는데, 상기의 선행기술은 일정 시간 동안 AC 전원을 전파 또는 반파로 보내어 이를 검출함으로써 신호를 인식하는 것으로 간편하기는 하지만 일정 주기 동안 스위치를 누를 때 반파 신호를 발생시키기 때문에 속도가 빠른 통신이 불가능하고, 또한 프로토콜을 전송할 수가 없다. 따라서 여러 개의 기기를 동시에 제어하는 것은 가능하지만 같은 선로 상에 여러 개의 어드레스를 갖는 전자, 전기기구를 구동하는 것은 어려운 문제점이 발생한다. As a prior art related to a communication system using a power line, for example, Korean Patent Publication No. 10-0446188 does not affect the basic characteristics of the device at all, does not generate noise, and affects the power of other devices. It is intended to transmit and receive data using power lines composed of closed circuits without using special data transmission lines. Closed-circuit power line data communication using phase control in the low voltage part immediately after zero cross which enables data communication with an inexpensive and simple circuit configuration for industrial equipment such as control of an air conditioner outdoor unit is disclosed. However, the prior art described above can control the AC phase transmitted using the triac circuit only after zero cross, so the communication is possible only at a speed of 120 BPS or less, so that the speed is slow in the part requiring a lot of control. There is a problem that is difficult to use, and in addition, in Korean Patent Publication No. 10-1009580, a unidirectional power line communication device using an AC commercial power line that enables one-way communication by installing a half-wave rectifier on one of AC commercial power lines. Although the prior art described above is simple to recognize a signal by sending an AC power wave or half-wave and detecting it for a predetermined time, it is fast because it generates a half-wave signal when the switch is pressed for a period of time. Communication is not possible and protocols cannot be none. Therefore, although it is possible to control several devices at the same time, it is difficult to drive electronic and electric appliances having multiple addresses on the same line.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 보완하기 위해서 FET 스위칭 소자를 내장하여 신호를 전송하지 않을 때에는 교류전압을 통과시켜서 전력을 공급하고, 신호를 전송할 때만 원하는 위상에서 일정구간 페이스 컷을 가능하게 하여 전원주파수의 반주기에 여러 비트(bit)의 데이터 신호를 전송할 수 있는 AC One line을 이용한 전력선 통신 시스템을 완성한다. In order to solve the above problems, the present invention has a built-in FET switching element to supply power by passing an AC voltage when not transmitting a signal, and to allow a face cut at a desired phase for a certain phase only when transmitting a power supply frequency. This completes a power line communication system using AC One line that can transmit several bits of data signal in half cycle.

본 발명은 단 하나의 전력 선로에 여러 비트(bit)의 데이터 신호를 고속으로 전송하는 것과 동시에 전력을 공급할 수 있는 AC One line을 이용하는 전력선 통신 시스템의 제공에 목적이 있으며, 보다 상세하게는 시스템상에 FET 스위칭 소자를 내장하여 전력선을 통하여 데이터 신호를 전송하지 않을 때에는 교류전압을 그대로 통과시켜주고, 데이터 신호를 전송할 때만 원하는 위상에서 일정구간 페이스 컷을 가능하게 하여 전원주파수의 반주기에 여러 비트(bit)의 데이터를 전송할 수 있는 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템의 제공을 목적으로 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a power line communication system using an AC One line that can simultaneously transmit power of several bits of data signal to a single power line at high speed, and more specifically, to a system. The built-in FET switching element allows the AC voltage to pass through when no data signal is transmitted through the power line, and enables face-cutting for a certain period in the desired phase only when transmitting the data signal. It is an object of the present invention to provide a power line communication system using an AC disconnection line capable of transmitting data.

상기한 목적을 달성하기 위한 해결수단으로 송신부(10)와 수신부(20)로 구성된 시스템을 예로 들어 설명하고자 한다. As a solution for achieving the above object will be described taking a system consisting of a transmitter 10 and a receiver 20 as an example.

본 발명인 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템의 구성은 송신부(10)의 내부에 전원부, 제로크로스 검출부(11)와 제어 마이컴(12) 및 제어입력(13), FET 스위치부(14)로 구성하고, 수신부(20)의 내부에 전원부, 제로크로스 검출부(21)와 제어 마이컴(22) 및 컴패레터(23), LED 드라이버(24)로 구성하며, The power line communication system using the AC disconnection line of the present invention includes a power supply unit, a zero cross detection unit 11, a control micom 12, a control input 13, and a FET switch unit 14 in the transmission unit 10. And a power supply unit, a zero cross detection unit 21, a control micom 22, a comparator 23, and an LED driver 24 inside the receiver 20.

본 발명의 동작은 신호를 전송하지 않을 시에는 교류전압을 통과시키고, 신호를 전송할 때는 FET 스위치부가 원하는 위상에서 일정구간 페이스 컷을 가능하게 하여 전원주파수의 반주기에 여러 비트(bit)의 데이터 신호를 전송하며, 상기의 데이터 신호를 수신할 때는 컴패래터를 이용하여 제로크로스점을 기준으로 이후 검파된 신호를 인식하여 신호 입력을 받아서 처리하는 동기식 수신방식과, According to the operation of the present invention, when no signal is transmitted, an AC voltage is passed, and when transmitting a signal, the FET switch unit enables a face cut at a desired phase for a certain period, thereby transmitting a data signal of several bits in a half cycle of the power frequency. When receiving the data signal, the synchronous receiving method for receiving and processing the signal input by recognizing the signal detected later based on the zero cross point using a comparator,

수신부에서 최종적인 디밍 출력의 앞 부분에 정상적인 한 주기의 사인파형이 더해져서 헤더가 추가된 교류전압 출력으로 수신받게 되며 초기에는 제로크로스 입력을 기준으로 데이터 신호를 인식하다가 상기의 헤더를 수신하면 이후부터는 제로크로스 입력을 무시하고, 컴패레터에서 비교레벨과 교차비교하여 비교레벨보다 높은 레벨의 신호만을 출력하여 나온 신호의 이벤트가 변경되는 시점을 체크 하여 신호를 인식하여 처리하는 비동기식 수신방식으로 이루어진다.The receiver receives a normal sinusoidal waveform at the front of the final dimming output and receives it as an AC voltage output with an additional header.In the initial stage, the receiver recognizes the data signal based on the zero-cross input. Since the zero cross input is ignored, the comparator performs an asynchronous receiving method that recognizes and processes the signal by checking when the event of the signal, which outputs only a signal having a level higher than the comparison level, is compared with the comparison level.

본 발명에 따른 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템에 의하면 기존의 전력선로를 이용한 데이터 통신을 가능하게 하여, 새로 짓고 있는 건물뿐만 아니라 기존의 기축 건물에도 별도의 배선 변경이 없이 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 디밍 시스템을 기존의 고비용이 아닌 획기적으로 절감한 비용으로 구현할 수가 있어서 에너지 절감 및 비용의 절감에서도 매우 큰 도움을 줄 수가 있다. According to the power line communication system using the AC disconnection line according to the present invention, it is possible to use data communication using the existing power line, not only can be used in the existing building as well as the existing building without additional wiring changes, The dimming system can be implemented at a significantly lower cost than the existing high cost, which can be very helpful for saving energy and reducing costs.

또, 간단한 양방향 통신이 가능하여 각종 조명제어 시스템 및 각종 센서 제어시스템, 가전제품 제어시스템, LED 전구, LED 컨버터, 형광등용 안정기 및 각종 응용제품과도 데이터 신호를 주고 받을 수 있으므로 저비용으로 기존의 전력선 통신(Power Line Communication)이 가지고 있는 장점을 활용한 다양한 어플리케이션에 응용이 가능하다.In addition, simple bi-directional communication enables data signals to be transmitted and received with various lighting control systems, various sensor control systems, home appliance control systems, LED bulbs, LED converters, ballasts for fluorescent lamps, and various applications. It can be applied to various applications that take advantage of power line communication.

도 1은 본 발명의 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템의 전체 연결도이다.
도 2는 본 발명의 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템의 송신부를 나타낸 확대도와 동기통신의 송신부 그래프이다.
도 3은 본 발명의 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템의 수신부를 나타낸 확대도와 동기통신의 수신부 그래프이다.
도 4는 본 발명의 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템의 비동기통신의 송신부 그래프이다.
도 5는 본 발명의 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템의 비동기통신의 수신부 그래프이다.
도 6은 본 발명의 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템의 비동기통신 수신부의 이벤트 시간과 데이터 신호를 나타낸 표이다.
1 is an overall connection diagram of a power line communication system using the AC disconnection line of the present invention.
2 is an enlarged view of a transmitter of a power line communication system using an AC disconnection line of the present invention and a graph of a transmitter of synchronous communication.
3 is an enlarged view illustrating a receiver of a power line communication system using an AC disconnection line of the present invention and a receiver graph of synchronous communication.
Figure 4 is a graph of the transmission unit of the asynchronous communication of the power line communication system using the AC disconnection line of the present invention.
5 is a graph of a receiver of asynchronous communication of a power line communication system using an AC disconnection line according to the present invention.
6 is a table showing the event time and the data signal of the asynchronous communication receiver of the power line communication system using the AC disconnection line of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

첨부된 도면 중 도 1은 본 발명의 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템의 전체 연결도이고, 도 2는 송신부를 표현한 확대도와 동기통신의 송신부 그래프이며, 도 3은 수신부를 표현한 확대도와 동기통신의 수신부 그래프이며, 도 4는 비동기통신의 송신부 그래프이며, 도 5는 비동기통신의 수신부 그래프이고, 도 6은 비동기통신의 수신부의 이벤트 시간과 데이터 신호를 나타낸 표이다.1 is an overall connection diagram of a power line communication system using an AC disconnection line of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a transmitter and a transmitter graph of synchronous communication, and FIG. 4 is a graph of a transmitter of asynchronous communication, FIG. 5 is a graph of a receiver of asynchronous communication, and FIG. 6 is a table showing event time and data signals of a receiver of asynchronous communication.

도 1은 전체 연결도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 전력선이 송신부(10)에 라인입력이 되어서 송신부(10) 내의 전원부, 제로크로스 검출부(11)와 제어 마이컴(12) 및 제어입력(13), FET 스위치부(14)를 통과하여 수신부(20)로 연결되며, 상기의 수신부(20)는 내측에 전원부, 제로크로스 검출부(21)와 제어 마이컴(22) 및 컴패레터(23), LED 드라이버(24)가 구비되어 이루어진다.FIG. 1 is an overall connection diagram. As shown in FIG. 1, a power line is a line input to a transmitter 10 so that a power supply unit, a zero cross detector 11, a control micom 12, and a control input 13 in the transmitter 10. ), The FET switch unit 14 is connected to the receiving unit 20, and the receiving unit 20 has a power supply unit, a zero cross detection unit 21, a control micom 22, a comparator 23, and an LED inside. The driver 24 is provided.

도 2는 송신부를 나타낸 확대도와 동기통신일 때의 송신부의 그래프로서, 도 2에 도시된 바와 같이 송신부(10)는 전원부, 제로크로스 검출부(11)와 제어 마이컴(12) 및 제어입력(13), FET 스위치부(14)로 구성된다. 2 is an enlarged view of the transmitter and a graph of the transmitter in synchronous communication. As shown in FIG. 2, the transmitter 10 includes a power supply unit, a zero cross detector 11, a control micom 12, and a control input 13. And the FET switch section 14.

먼저 전력선을 통하여 교류전압이 송신부(10)에 라인입력되면 통상적인 교류전압의 주파수 파형인 사인파(101)가 형성되게 된다. 이때 주파수 파형인 사인파(101)가 O[V]를 지나가는 순간이 매 사이클마다 나타나는데 이 지점을 제로크로스점(102)이라 하고, 상기의 제로크로스점(102)을 검출하는 것은 전원부, 제로크로스 검출부(11)에서 담당하며, 이와 같은 상기의 전원부, 제로크로스 검출부(11)에서는 제로크로스점(102)마다 신호가 발생하는데 제로크로스점(102)에서 확인할 수 있다. First, when an AC voltage is input to the transmitter 10 through a power line, a sine wave 101 which is a frequency waveform of a typical AC voltage is formed. At this time, the moment when the sine wave 101, which is a frequency waveform, passes O [V] appears every cycle. This point is called a zero cross point 102. The zero cross point 102 is detected by a power supply unit and a zero cross detector. In (11), the signal is generated at each of the zero cross point 102 in the power supply unit and the zero cross detection unit 11 as described above, and can be confirmed at the zero cross point 102.

FET 스위치부(14)에서는 전력선에 데이터 신호를 전송하지 않을 때에는 교류전압을 그대로 통과시키는 기능을 하지만, 전력선에 데이터 신호를 전송할 때에는 원하는 위상에서 일정한 구간에 페이스 컷을 가능하게 하여 데이터 신호를 전송할 수 있다. 도 2의 데이터 신호 그래프(103)에서는 교류전압의 사인파(101) 반주기 동안에 2 비트(bit)씩 전송하는 것으로 예를 들어 표현하였다. 상기의 데이터 신호 그래프(103)에서 신호가 없을 경우에는 "0"으로 표시되고 신호가 있을 경우에는 "1"로 표시된다. 또한, 신호를 교류전압의 사인파(101)에 실어서 전송할 때는 사인파(101)의 중간부분을 잘라서 전송하게 되는데, 이때 데이터 신호의 속도는 120 bps에서 수 kbps까지도 가능하게 된다. When the FET switch unit 14 does not transmit the data signal to the power line, the FET switch 14 functions to pass the AC voltage as it is. However, when transmitting the data signal to the power line, the face signal can be transmitted at a predetermined phase in a desired phase to transmit the data signal. have. In the data signal graph 103 of FIG. 2, for example, two bits are transmitted during the half period of the sine wave 101 of the AC voltage. In the data signal graph 103, when there is no signal, "0" is displayed and when there is a signal, "1". In addition, when the signal is loaded on the sine wave 101 of the AC voltage and transmitted, the middle portion of the sine wave 101 is cut and transmitted. In this case, the speed of the data signal is 120 bps to several kbps.

제어 마이컴(12)과 제어입력(13)에서는 신호를 교류전압의 사인파(101)에 실어서 디밍 출력(104)으로 출력하게 되는데, 디밍 출력(104)에서 보여지듯이 교류전압 사인파(101)에서 데이터 신호 그래프(103)의 신호가 있는 부분을 자르는 형태로 출력된다.In the control microcomputer 12 and the control input 13, a signal is loaded on the sine wave 101 of the AC voltage and output to the dimming output 104. As shown in the dimming output 104, the data on the AC voltage sine wave 101 is displayed. The signal portion of the signal graph 103 is output in the form of cutting.

도 3은 수신부를 나타낸 확대도와 동기통신의 수신부 그래프로서, 도 3에 도시된 바와 같이 수신부(20)는 전원부, 제로크로스 검출부(21)와 제어 마이컴(22) 및 컴패레터(23), LED 드라이버(24)로 구성된다.3 is an enlarged view of a receiver and a receiver graph of synchronous communication. As shown in FIG. 3, the receiver 20 includes a power supply unit, a zero cross detector 21, a control microcomputer 22, a comparator 23, and an LED driver. It consists of 24.

수신부(20)에서는 송신부(10)에서 전송된 데이터 신호를 복조하는데, 컴패레터(23)를 이용하여 데이터 신호를 복조할 수 있다. 상기의 컴패레터(23)에는 디밍 출력(104)과 기준 DC전압이 입력되고 기준 DC전압과 디밍 출력(104)을 비교하여 상기의 기준 DC전압보다 레벨이 낮은 신호를 출력하게 된다. 즉, 컴패레터 입력(108)에서 보여지듯이 기준 DC전압보다 낮은 신호를 출력하면 컴패래터 출력(109)과 같은 결과가 나타나게 되며, 이때 제로크로스점(102)은 신호로 인식하지 않도록 제어 마이컴(22)에서 프로그램 알고리즘으로 처리하여 삭제한다. 그래서 제로크로스점(102)을 기준으로 컴패래터 출력(109)를 처리하면 도 2에 도시된 송신부(10)에서 전송된 데이터 신호 그래프(103)와 똑같은 데이터 신호로 복조할 수 있게 된다. 그리고 디밍 출력(104)은 컴패래터(23)의 신호를 받아서 제어 마이컴(22)에서 출력 레벨 변화, 또는 출력 PWM(Pulse Width Modulation)변화로 처리할 수 있다.The receiver 20 demodulates the data signal transmitted from the transmitter 10, and may demodulate the data signal using the comparator 23. The dimming output 104 and the reference DC voltage are input to the comparator 23, and the reference DC voltage and the dimming output 104 are compared to output a signal having a level lower than the reference DC voltage. That is, as shown by the comparator input 108, outputting a signal lower than the reference DC voltage results in the same result as the comparator output 109. At this time, the zero cross point 102 is not controlled as a signal. In the program algorithm). Therefore, when the comparator output 109 is processed based on the zero cross point 102, it is possible to demodulate the same data signal as the data signal graph 103 transmitted from the transmitter 10 shown in FIG. In addition, the dimming output 104 may receive a signal from the comparator 23 and may process the output level change or the output pulse width modulation (PWM) change in the control microcomputer 22.

또한, 각각의 개별 수신부(20)에 수신회로와 신호처리부를 내장하여 수신된 데이터 신호를 기준으로 각각의 개별 수신부(20)를 사용자가 원하는 레벨의 밝기로 전환하는 것이 가능하다. 그리고, 평소에는 FULL 교류전압을 입력받으면서 데이터 신호를 받을 때만 스위칭을 입력받기 때문에 노이즈에 강하고, 기존의 일반적인 송신부의 경우에는 교류전압 페이스 컷을 하기 때문에 역률(power factor, 力率)이 낮아지는 단점이 있었지만, 본 발명에서는 기기 자체의 역률(power factor, 力率)에 영향을 미치지 않는다.In addition, it is possible to convert each individual receiver 20 to a brightness desired by the user based on the received data signal by incorporating a receiver circuit and a signal processor in each individual receiver 20. In addition, since the switching input is normally received only when receiving a full AC voltage while receiving a full AC voltage, it is resistant to noise, and in the case of the conventional general transmission unit, the power factor is lowered because the AC voltage face cut is performed. However, the present invention does not affect the power factor of the device itself.

도 4는 비동기통신의 송신부 그래프로서, 도 2와 도 4를 참조하여 설명하면 교류전압 사인파(101)에 제로크로스점(102)을 기준으로 신호를 실어준다. 이때 데이터 신호 그래프(203)는 송신부(10)에서 교류전압 출력을 스위칭하기 위한 FET 입력 신호이고 최종적인 디밍 출력(204)은 교류전압 사인파(101)에 데이터 신호 그래프(203)의 신호만큼 잘린 형태로 출력되게 된다.4 is a graph of a transmission unit for asynchronous communication. Referring to FIGS. 2 and 4, a signal is loaded on an AC voltage sine wave 101 based on a zero cross point 102. At this time, the data signal graph 203 is a FET input signal for switching the AC voltage output in the transmitter 10 and the final dimming output 204 is cut off by the signal of the data signal graph 203 to the AC voltage sine wave 101. Will be output as

도 5는 비동기통신의 수신부 그래프로서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 수신부(20)에서 도 4의 최종적인 디밍 출력(204)의 앞 부분에 정상적인 한 주기의 사인파형이 더해져서 헤더(Header)가 더해진 교류전압 출력(206)으로 수신받게 된다. 수신부(20)에서 처음에는 제로크로스점(102)를 기준으로 데이터 신호를 인식하다가 앞 부분의 헤더(Header)를 수신하게 되면 그 이후에는 제로크로스점(102)의 입력을 무시하고, 교류전압 입력 그래프(208)에서 보여지듯이 컴패레터(23)에서 비교레벨과 교차비교하여 비교레벨보다 높은 레벨의 신호만을 출력하여 신호의 이벤트가 변경되는 시점을 체크하여 신호를 인식하며 출력 그래프(209)에서 확인할 수 있다. 5 is a graph of a receiver of asynchronous communication. Referring to FIGS. 3 to 5, a sinusoidal waveform of one period is added to the front of the final dimming output 204 of FIG. A header is added to the AC voltage output 206. When the receiver 20 first recognizes the data signal based on the zero cross point 102 and receives the header of the front part, the receiver 20 ignores the input of the zero cross point 102 and then inputs an AC voltage. As shown in the graph 208, the comparator 23 crosses the comparison level and outputs only the signal having a level higher than the comparison level, and checks the time point at which the event of the signal is changed to recognize the signal and confirms it in the output graph 209. Can be.

보다 상세하게 설명하면 도 6인 비동기통신 수신부의 이벤트 시간과 데이터 신호를 나타낸 표를 참조하면 각각의 이벤트를 나타내는 A, B, C 시간을 인식하고, 각각의 이벤트가 변화할 때까지의 시간 t1, t2, t3를 체크하여 이벤트가 발생할 때마다 2비트(bit)씩 인식하게 한다. 그래서 결과적으로 도 4의 데이터 신호 그래프(203)에서 보여지는 결과를 얻을 수 있게 된다.More specifically, referring to the table showing the event time and the data signal of the asynchronous communication receiver of FIG. 6, the time t1, the time until each event is changed is recognized by recognizing the A, B, and C times representing each event. Check t2 and t3 to recognize 2 bits each time an event occurs. As a result, the result shown in the data signal graph 203 of FIG. 4 can be obtained.

본 발명인 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템에 따르면 송신부(10)인 조광기와 수신부(20)인 조도센서/동작감지센서와의 쌍방 통신의 경우에는 조광기가 마스터(Master)의 역할을 하고, 조도센서/동작감지센서가 슬레이브(Slave)의 역할을 하여 시리얼(Serial) 통신을 가능하게 하며, 해당 기기에 어드레스를 부여하여 인정(Acknowledge) 신호를 상호 간에 전송받아서 처리를 할 수 있다. 즉, 조광기에서 조도센서/동작감지센서에 현재 상태를 요청하는 신호를 전송하면 조도센서/동작감지센서에서 출력을 다시 조광기로 전송하는 것이다.According to the power line communication system using the AC disconnection line of the present invention, in the case of the two-way communication between the dimmer, which is the transmitter 10, and the illuminance sensor / motion sensor, which is the receiver 20, the dimmer serves as a master, and the illuminance sensor The motion sensor acts as a slave to enable serial communication, and it can receive and process acknowledgment signals by assigning addresses to the devices. That is, when the dimmer transmits a signal for requesting the current state to the illuminance sensor / motion detection sensor, the illuminance sensor / motion detection sensor transmits the output back to the dimmer.

이상에서는 설명한 본 발명은 상기한 상세한 설명에 한정되지 아니하며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.The present invention described above is not limited to the above detailed description, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention.

10. 송신부
11. 전원부, 제로크로스 검출부
12. 제어 마이컴
13. 제어입력
14. FET 스위치부
20. 수신부
21. 전원부, 제로크로스 검출부
22. 제어 마이컴
23. 컴패레터
24. LED 드라이버
101. 사인파
102. 제로크로스점
103. 데이터 신호 그래프
104. 디밍출력
108. 컴패레터 입력
109. 컴패레터 출력
203. 데이터 신호 그래프
204. 디밍 출력
206. 교류전압 출력
208. 교류전압 입력
209. 출력 그래프
10. Transmitter
11. Power supply unit, zero cross detection unit
12. Control Microcomputer
13. Control input
14. FET switch unit
20. Receiver
21. Power supply unit, zero cross detection unit
22. Control Microcomputer
23. Comparator Letter
24. LED Driver
101. Sine Wave
102. Zero cross point
103. Data Signal Graph
104. Dimming output
108. Compassletter input
109. Comparator Output
203. Data signal graph
204. Dimming output
206. AC voltage output
208. AC voltage input
209. Output graph

Claims (6)

교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템에 있어서,
전원부, 제로크로스 검출부(11)와 제어 마이컴(12) 및 제어입력(13), FET 스위치부(14)로 구성되는 송신부(10)와;
전원부, 제로크로스 검출부(21)와 제어 마이컴(22) 및 컴패레터(23), LED 드라이버(24)로 구성된 수신부(20)와;
상기의 송신부(10)와 수신부(20)는 하나의 전력선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템.
In a power line communication system using an AC disconnection line,
A transmission unit 10 including a power supply unit, a zero cross detection unit 11, a control micom 12, a control input 13, and a FET switch unit 14;
A receiving unit 20 including a power supply unit, a zero cross detection unit 21, a control micom 22, a comparator 23, and an LED driver 24;
The transmitter 10 and the receiver 20 is a power line communication system using an AC disconnection line, characterized in that connected by one power line.
청구항 1에 있어서, 송신부(10)의 FET 스위치부(14)에서 데이터 신호를 전송하지 않을 때는 교류전압을 통과시키고, 데이터 신호를 전송할 때만 원하는 위상에서 일정구간 페이스 컷을 가능하게 하여 전원주파수의 반주기에 여러 비트(bit)의 데이터 신호를 전송하는 제로크로스를 이용한 동기식 송신방식인 것을 특징으로 하는 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템.The FET switch unit 14 of the transmitter 10 allows an AC voltage to pass when the data signal is not transmitted, and allows a face cut at a desired phase for a predetermined period only when the data signal is transmitted. A power line communication system using an AC disconnection line, characterized in that the synchronous transmission method using a zero cross to transmit a data signal of several bits. 청구항 2에 있어서, 데이터 신호를 수신할 때, 전송된 데이터 신호의 처리를 위해서 컴패레터(23)를 이용하며, 제로크로스를 기준으로 하여 이후 검파된 신호를 인식하고 신호 입력을 받아서 처리하며, FULL 교류전압으로 동작하여 역률(power factor, 力率)에 영향을 주지 않는 동기식 수신 방식인 것을 특징으로 하는 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템.The method of claim 2, wherein when receiving a data signal, the comparator 23 is used to process the transmitted data signal, and the signal detected thereafter based on the zero cross is detected and the signal input is received and processed. Power line communication system using an AC disconnection line, characterized in that the synchronous reception method that does not affect the power factor (力 率) by operating with an AC voltage. 청구항 1에 있어서, 송신부(10)의 FET 스위치부(14)에서 데이터 신호를 전송하지 않을 때는 교류전압을 통과시키고, 데이터 신호를 전송할 때만 원하는 위상에서 일정구간 페이스 컷을 가능하게 하여 전원주파수의 반주기에 여러 비트(bit)의 데이터 신호를 전송하는 제로크로스를 이용한 비동기식 송신방식인 것을 특징으로 하는 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템.The FET switch unit 14 of the transmitter 10 allows an AC voltage to pass when the data signal is not transmitted, and allows a face cut at a desired phase for a predetermined period only when the data signal is transmitted. A power line communication system using an AC disconnection line, characterized in that the asynchronous transmission method using a zero cross to transmit a data signal of several bits (bit). 청구항 4에 있어서, 데이터 신호를 수신할 때, 전송된 데이터 신호의 처리를 위해서 컴패레터(23)를 이용하며, 검파된 신호를 인식하여 신호 입력을 받아서 처리하되, 초기 기준을 적용할 때만 제로크로스를 적용하고 이후에는 비동기 시리얼 통신 방식으로 신호를 받아 처리하며, FULL 교류전압으로 동작하여 역률(power factor, 力率)에 영향을 주지 않는 비동기식 수신 방식인 것을 특징으로 하는 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템.The method according to claim 4, when receiving a data signal, using a comparator 23 for the processing of the transmitted data signal, recognizes the detected signal to receive and process the signal input, but only zero cross when applying the initial reference After that, the signal is received and processed by the asynchronous serial communication method, and the power line communication using the AC disconnection line is characterized by an asynchronous reception method that does not affect the power factor by operating with a full AC voltage. system. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서, 조명제어시스템 및 각종 센서 제어시스템, 가전제품 제어시스템, LED전구, LED컨버터, 형광등용 안정기 및 각종 응용제품에 적용되는 것을 특징으로 하는 교류 단선로를 이용한 전력선 통신 시스템.

The AC disconnection line according to any one of claims 1 to 5, which is applied to a lighting control system, various sensor control systems, home appliance control systems, LED bulbs, LED converters, ballasts for fluorescent lamps, and various applications. Power line communication system using.

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