KR920011065B1 - 전력선 전송모듈의 데이타 통신회로 및 방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

전력선 전송모듈의 데이타 통신회로 및 방법
제1도는 본 발명의 구성도.
제2도는 제1도의 각부 동작파형도.
제3도는 전력선 전송모듈의 데이타 통신흐름도.
제4도는 타전송모듈의 데이타 통신흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제1마이컴 20 : PLC모뎀
30 : 제2마이컴 40 : 디지털 변환부
50 : 위상검출부 60 : 버퍼
본 발명은 전력선 전송모듈의 데이타, 통신방법 및 회로에 관한 것으로, 특히 상용교류 전원을 이용하여 동기신호를 발생한후, 상기 동기신호에 데이타의 송신 및 수신시점을 결정하여 쌍방향 데이타통신을 수행할 수 있는 전력선 전송모듈의 데이타 통신방법 및 회로에 관한 것이다.
일반적으로 전력선 전송방식이란 상용 교류전원 전송매체(media)로 하여 전력선으로 데이타를 통신하는 방식을 말한다. 따라서 상용 교류전원인 60HZ의 사인파(sine wave)에 캐리어를 실어서 통신하게 되므로, 가정 또는 사무실내의 모든 전원선이 통신선로가 되며, 이로 인해 별도의 통신선로를 설치하지 않아도 통신망을 구출할 수 있는 이점이 있다. 상기와 같이 전력선을 이용하여 데이타를 통신하고자 할시에는 전력선과 데이타를 인터페이싱하는 PLC모뎀과, PLC모뎀을 제어하는 모뎀제어부, 상기 모뎀제어부와 데이타 통신을 수행하기 위한 또다른 마이컴이 필요하게 된다. 이때 상기 모뎀제어부와 마이컴이 데이타 통신을 수행하기 위해서는 동기신호가 필요하게 되는데, 전력선 전송모듈에서는 데이타가 상용 교류전원인 AC60HZ에 동기되어 송신되어야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 전력선 전송모듈에서 상용 교류전원인 AC 60HZ의 사인파를 이용하여 동기신호를 발생하며, 이 동기신호 주기 동안에 데이타를 쌍방향으로 통신할 수 있는 방법 및 회로를 제공함에 있다.
이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 구성도로서, 제1동기신호에 의해 듀리비가 50%인 제2동기신호를 발생하며, 제2동기신호의 제1상태에서 데이타를 송신하는 동시에 제2상태에서 데이타를 수신하는 제1마이컴(10)과, 상기 제1마이컴(10)의 제어하에 전력선과 데이타를 인터페이싱하는 PLC모뎀(20)과, 상기 제1마이컴(10)의 제2동기신호를 수신하여 제1상태에서 데이타를 수신하고 제2상태에서 데이타를 수신하는 제2마이컴(30)과, 트랜스(T1), 저항(R1-R3), 다이오드(D1-D3), 제너다이오드(ZD1), 비교기(CMP) 및 포토커플러(PC)로 구성되어 상용 교류전원의 사인파를 입력하여 변압 및 클램핑 함으로서 구형파로 변환되고, 구형파를 TTL레벨로 정형하며 전력선과 아이솔레이션시키는 디지털 변환부(40)와, 익스클루시브 오아게이트(XOR1,XOR2), 저항(R6) 및 캐패시터(C2)로 구성되어 상기 디지털 변환부(40)의 출력을 입력하여 소정 지연시킨후 논리조합 함으로서 디지털 전원신호의 에지변환을 검출하여 제1동기신호로 상기 마이컴(10)에 출력하는 위상검출부(50)와, 상기 제1마이컴(10)의 제2동기신호에 의해 제어되어 제1상태시 제1마이컴(10)에서 제2마이컴(30)측으로 데이타 통로를 형성하고 제2상태시 제2마이컴(30)에서 제1마이컴(10)측으로 데이타 통로를 형성하는 버퍼(60)로 구성된다.
제2도는 상기 제1도 각부의 동작파형도로서, (2a)는 포토커플러(PC)의 파형도이고, (2b)는 익스클루시브 오아게이트(XOR2)의 출력인 제1동기신호파형도이며, (2c)는 제1마이컴(10)에서 출력하는 제2동기신호 파형도이고, (2d) 및 (2e)는 제1마이컴(10)에서 제2마이컴(30)으로 데이타 통신시의 데이타요구 및 응답신호의 파형도이며, (2f) 및 (2g)는 제2마이컴(30)에서 제1마이컴(10)으로 데이타 통신시의 데이타요구 및 응답신호의 파형도이고, (2h)는 데이타 버스에 실리는 데이타 스트립이다.
제3도는 전력선 전송모듈의 제1마이컴(10)의 동작흐름도이고, 제4도 전력선 전송모듈과 통신하는 제2마이컴(30)의 동작흐름도이다.
상술한 구성에 의거 본 발명을 제1,2,3,4도를 참조하여 상세히 설명한다. 제1마이컴(10)은 PLC모뎀(20)을 제어하여 전력선으로 데이타를 출력하거나, 데이타를 수신할 수 있도록 전력선 전송모듈의 동작을 제어한다. 이때 제2마이컴(30)은 제1마이컴(10)으로부터 수신된 데이타를 처리하거나, 데이타를 송신하는 시스템을 제어하는 기능을 수행한다. 따라서 제2마이컴(30)이 데이타를 송신하면, 제1마이컴(10)는 이를 수신한후 PLC모뎀(20)을 통해 전력선으로 수신데이타를 송출하고, 전력선으로부터 수신되는 데이타를 PLC모뎀(20)를 통해 수신하여 제2마이컴(30)으로 전송하게 되는 것이다. 이때 본 발명에서는 상기 제1마이컴(10)과 제2마이컴(30)의 데이타 송신시 상용전원인 AC 60HZ의 동기신호에 의해 데이타를 송수신할 수 있는 방법 및 회로를 제공하게 되는 것이다.
먼저 동기신호의 발생과정을 살펴보자.
상용전원인 AC110V/220V의 60HZ신호는 트랜스(T1)를 통해 다운(dowm)되며, 이 AC전원을 비교기(CMP)의 입력으로 사용하기에 적당한 전류를 만들기 위해 저항(R1)을 통해 클램핑 다이오드(D1,D2)를 거쳐 조절된다. 따라서 비교기(CMP)의 출력은 상용전원인 60HZ의 반주기 동안만 “하이”상태를 유지하게 되는 구형파가 된다. 또한 트랜스(T1)를 통해 다운된 AC전원은 다이오드(D1)에 의해 반파정류된후 캐패시터(C1)에서 평활되며, 제너다이오드(D1)에 의해 정전압으로 변환되어 비교기(CMP)의 전원으로 공급된다. 따라서 비교기(CMP)의 “하이”레벨 크기는 제너다이오드(ZD1)의 출력전압 레벨이 된다. 상기 디지털 신호를 변환되는데, 이때 상기 포토커플러(PC)는 AC전원과 시스템 전원을 분리시키는 아이솔레이션(isolation)기능을 수행한다.
상기 포토커플러(PC)를 출력하는 디지털 신호는 (2a)와 같이 60HZ의 AC전원에 대응되는 TTL레벨의 디지털신호로 변환된 것으로, 이 신호는 익스클루시브 오아게이트(XOR1,XOR2)에 인가된다. 이때 익스클루시브 오아게이트(XOR2)의 일측 입력은 익스클루시브 오아게이트(XOR1)의 출력이 저항(R2) 및 캐패시터(C2)의 시정수 만큼 지연되어 인가되므로, 결국 출력은 (2a)와 같은 디지털 신호의 에지변환을 검출하게 되어 (2b)와 같이 AC전원 1주기에 2개의 펄스신호를 발생하게 된다. 상기 (2b)와 같은 익스클루시브 오아게이트(XOR2)의 출력은 제1동기신호로서, 제1마이컴(10)은 상기 제1동기신호가 1회 발생할시 마다 토글시켜 P10포트를 통해 (2c)와 같이 듀티비(duty rator)가 50%인 구형파를 발생한다. 상기 제1마이컴(10)의 (2c)와 같은 신호는 제2동기신호로서 버퍼(60)의 방향 제어신호로 인가하는 동시에 제2마이컴(30)의 인터럽트 신호로 인가된다.
상기 제1동기신호는 데이타의 전송시점을 제어하게 되는데, “하이”레벨인 제1상태에서는 제1마이컴(10)에서 제2마이컴(30)으로 데이타를 송신하게 되며, “로우”레벨인 제2상태에서는 제2마이컴(30)에서 제1마이컴(10)으로 데이타를 전송하게 된다. 따라서 버퍼(60)은 상기 제2동기신호가 “하이”레벨인 제1상태 동안 제1마이컴(10)에서 제2마이컴(30)으로 데이타가 전송될 수 있도록 데이타 통로를 형성하고, “로우”레벨인 제2상태 동안 제2마이컴(30)에서 제1마이컴(10)으로의 데이타를 전송하도록 형성하게 된다. 이때 데이타 전송방법은 먼저 송신측에서 (2d) 또는 (2g)와 같이 데이타 전송을 알리는 요구신호를 발생하면 수신측에서 (2e) 또는 2(f)와 같이 이에 대한 응답신호를 발생하며, 응답신호 수신시(2h)와 같이 데이타 버스로 데이타를 송출하게 된다.
상기의 데이타 전송과정을 구체적으로 살펴본다.
먼저 제1마이컴(10)에서 제2마이컴(30)으로의 데이타 전송과정을 살펴보면, 제1마이컴(10)을 (2b)와 같은 제1동기신호 수신시(301)단계에서 이를 토글시켜 P10포트를 통해 (2c)와 같은 제1동기신호를 발생한다. 이후 (302)단계에서 제2동기신호가 “하이”레벨인 제1상태인가 검사하는데, 제1상태인 경우에는 (303)단계에서 데이타 송신모드로 세트하여 데이타 전송준비를 행한다. 이때 제2동기신호가 “하이”상태이므로 버퍼(60)는 데이타 통로를 제1마이컴(10)에서 제2마이컴(30)측으로 형성한다. 이후 제1마이컴(10)은 P11포트로 (2d)와 같이 “하이”신호를 발생하여 데이타 전송을 알리는 요구신호를 발생하며, (305)단계에서 제2마이컴(30)으로부터 (2e)와 같은 응답신호가 P12포트로 수신이 된 것을 검사한다. 이때 P12포트로 (2e)와 같은 제2마이컴(30)의 응답신호가 수신되면, 제1마이컴(10)는 (308)단계에서 제2동기신호가 “하이”레벨인 제2상태인가 검사하며, 제1상태일시에는 (307)단계에서 (2h)와 같이 버퍼(60)로 데이타를 송신한다. 이때 상기 버퍼(60)는 제2동기신호가 제1상태일시 제1마이컴(10)에서 제2마이컴(30)으로 데이타전송 통로를 형성하므로, 제1마이컴(10)으로 전송된다. 이후 제2동기신호가 “하이”상태에서 “로우”상태인 제2상태로 천이되면, (302)단계에서 이를 인지하고 (308)단계에서 데이타 수신모드로 천이한다. 이후 제1마이컴(10)은 P2포트를 통해(2g)와 같은 제2마이컴(80)의 데이타 전송을 위한 요구신호가 수신되었는가 검사한 뒤 이때 상기(309)단계에서 (2g)와 같은 요구신호가 수신되면, (301)단계에서 P11포트를 통해 (2f)와 같은 응답신호를 제2마이컴(30)으로 출력한다. 이후 제2동기신호가 제2상태인가 검사하는데, 제2상태인 경우에는 버퍼(60)가 데이타 전송통로를 제2마이컴(30)에서 제1마이컴(10)으로 형성하게 되므로, (312)단계에서 버퍼(60)를 통한 제2마이컴(30)의 전송데이타를 수신하게 된다.
상기 제2마이컴(30)도 상술한 제1마이컴(10)의 동작과 동일한 흐름을 수행한다. 상기 제2마이컴(30)의 데이타 통신은 제1마이컴(10)에서 (2c)와 같은 제2동기신호를 발생하면, 제2마이컴(30)을 (401)단계에서 제2동기신호를 수신하여 제2동기신호의 상태를 검사한후 (403)-(412)단계를 수행한다. 즉, 제1마이컴(10)이 (303)-(307)단계를 수행하여 제2동기신호의 제1상태에서 버퍼(60)에 데이타를 기록하면 제2마이컴(30)은 (408)-(412)단계를 수행하여 상기 제1상태 주기동안에 버퍼(60)에 기록된 제1마이컴(10)의 데이타를 리드하며, 제2마이컴(30)이 (403)-(407)단계를 수행하여 제2동기신호의 제2상태에서 데이타를 출력하면 제1마이컴(10)은 (309)-(312)단계를 수행하여 상기 제2상태 주기동안에 제2마이컴(30)의 전송 데이타를 수행한다. 따라서 제1 및 제2마이컴(10,30)은 각각 60HZ의 제2동기신호에서 데이타를 한번씩 주고 받게 되는 것이다.
상술한 바와 같이 상용전원을 통신선로로 사용하는 전력선 전송모듈과 컴퓨터간에 데이타 통신을 수행할 수 있으므로 별도의 전송선로를 사용하지 않고 데이타전송 시스템을 구현할 수 있으며, 상용전원의 주파수를 이용하여 동기신호를 발생한후 이 동기신호에 데이타를 동기시켜 전송하므로서 데이타전송의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 제1동기신호에 의해 듀티비가 50%인 제2동기신호를 발생하며 상기 제2동기신호의 제1상태에서 데이타를 송신하는 동시에 제2상태에서 데이타를 수신하는 전력선 전송모듈의 제1마이컴(10)과, 상기 제1마이컴(10)의 제어하에 전력선과 데이타를 인터페이싱하는 PLC모뎀(20)과, 상기 제2동기신호를 수신하여 제1상태에서 상기 제1마이컴(10)의 송신데이타를 수신하고 제2상태에서 데이타를 송신하는 다른 전송시스템의 제2마이컴을 구비하여 데이타를 통신하는 회로에 있어서, 상용 교류전원의 사인파신호를 입력하여 변압 및 클램핑함으로서 구형파로 변환한후 전력선과 아이솔레이션시키며 TTL레벨의 디지털신호로 변환하는 디지털 변환부(40)와, 상기 디지털변환부(40)의 디지털신호를 소정 지연시킨후 본래의 디지털 신호와 논리조합함으로서 상기 디지털 전원신호의 에지변환 검출하여 상기 제1마이컴(10)의 제1동기신호로 출력하는 위상검출부(50)와, 상기 제1마이컴(10)의 제2동기신호에 의해 제어되어 제1상태시 상기 제1마이컴(10)에서 제2마이컴(30)으로 데이타 통로를 형성하고 제2상태시 상기 제2마이컴(30)에서 제1마이컴(10)으로 데이타 통로를 형성하는 버퍼(60)로 구성됨을 특징으로 하는 전력선 전송모듈의 데이타 통신회로.
  2. 상용 교류전원의 전력선과 인터페이싱하여 데이타를 전송하는 전력선 전송모듈의 제1마이컴(10)과 일반 전송시스템의 제2마이컴간에 데이타를 통신하는 방법에 있어서, 상용 교류전원의 60HZ신호를 TTL레벨의 구형파 신호로 변환하여 60HZ의 주기를 갖는 디지털 동기신호를 발생하는 과정과, 상기 디지털 동기신호가 제1상태일시 상기 제1마이컴에서 데이타 송신을 위한 요구신호를 발생하여 상기 제2마이컴으로 전송하며, 상기 제2마이컴에서 응답신호 발생시 상기 제1마이컴에서 제2마이컴으로 데이타를 전송하는 과정과, 상기 디지털 동기신호가 제2상태일시 상기 제2마이컴에서 데이타 송신을 위한 요구신호를 발생하여 상기 제1마이컴으로 전송하며 상기 제2마이컴에서 응답신호 발생시 상기 제2마이컴에서 제1마이컴으로 데이타를 전송하는 과정을 구비하여 60HZ주기 동안에 상기 제1마이컴과 제2마이컴이 상용 교류전원의 주기에 동기되어 한번씩 데이타를 송신 및 수신할 수 있도록 동작함을 특징으로 하는 전력선 전송모듈의 데이타 통신방법.
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