KR960002844B1 - Signal transformation device for powerline communication - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 블럭도.1 is a block diagram of the present invention.
제2도는 제1도의 부분상세도.2 is a partial detail of FIG.
제3도는 본 발명의 흐름도.3 is a flow chart of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 관리 시스템 10-1n : 주제어기1: management system 10-1n: master controller
101-1nn : 단말제어기 S1-Sn : 센서101-1nn: Terminal Controller S 1 -Sn: Sensor
210 : 전력선신호결합부 230 : 변복조부210: power line signal coupling unit 230: modulation and demodulation unit
240 : 논리부 250 : 통신인터페이스부240: logic unit 250: communication interface unit
본 발명은 원격에서 일괄적으로 각종 대상물체의 상태를 감지 및 제어하는 감시 시스템에 있어서 감시, 제어의 정보가 전력선과 다른 통신선 사이에서 교환될 수 있도록 하는 전력선 통신용 신호 변환장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal conversion apparatus for power line communication, in which monitoring and control information can be exchanged between a power line and another communication line in a monitoring system for remotely collectively sensing and controlling the state of various target objects.
종래에는 적외선 원격제어신호를 전기적신호로 변환하여 넓은 범위를 제어하는 전력선 반송식 신호 변환장치로 구성되었다.Conventionally, a power line carrier signal converting apparatus converts an infrared remote control signal into an electrical signal to control a wide range.
그러므로 종래의 감시, 제어시스템은 각종 정보의 전송로를 감시처리 장치까지 전송선을 설치하여야 하며 대상의 위치가 변경 또는 추가될 때마다 전송선 설치의 변경이 이루어져야 하는 불편한 점이 있었다. 또한 전력선을 이용하는 전송장치에 있어서 정보전송의 동기를 위해 전력선의 교류전력신호 성분을 이용하여 동기처리를 함으로써 정보전송속도의 저속 및 속도제한의 단점이 있으며 또한 정전시 교류신호성분이 존재하지 않음으로 동기가 맞추어지지 않아 통신이 되지 않는 단점이 있었다.Therefore, in the conventional monitoring and control system, a transmission line must be provided to the monitoring processing device for transmission of various information, and there is an inconvenience in that the transmission line installation must be changed whenever the position of the object is changed or added. In addition, in the transmission apparatus using the power line, the synchronization process using the AC power signal component of the power line for synchronization of information transmission has the disadvantage of low speed and speed limitation of the information transmission speed, and there is no AC signal component during power failure. There was a drawback that communication could not be done because of synchronization.
그리고 전력선을 정보전송로로 사용함으로써 같은 전력선내에서만 정보교환이 이루어지는 정보교환 범위가 한정적으로 제한되는 불편한 점이 있었다.In addition, by using the power line as an information transmission path, there was an inconvenience in that the information exchange range in which information exchange is performed only within the same power line is limited.
따라서 본 발명의 목적은 전력선을 이용하는 정보전송 시스템에 있어서 전원선의 교류 전력신호 성분에 관계없이 비동기식 통신처리 방식으로 더 넓은 범위의 정보교환이 이루어지도록 전력선과 다른 통신선 사이의 신호 변환장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal conversion device between a power line and another communication line so that a wider range of information exchange can be performed by an asynchronous communication processing method regardless of an AC power signal component of a power line in an information transmission system using a power line. .
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 전력선 통신을 이용한 감시시스템 블럭도로서 통신선(2)과, 전력선(L1,L2)과, 각종 대상의 상태를 감시하는 다수의 감시센서(S1-Sn)와, 전력선에 연결되어 상기 센서들(S1-Sn)의 상태를 감시하는 주제어기(10-1n)와, 전력선을 통하여 정보의 수신과 송신 및 제어처리를 담당하는 다수의 단말제어기(101-1nn)와, 같은 전력선(L1,L2)에 연결되어 다수의 감지센서(S1-Sn)의 정보를 관리하는 상기 다수의 단말제어기(101-1nn)와 그리고 상기 전력선(L1,L2)과 통신선(2) 사이의 신호 변환 및 제어처리를 담당하는 다수의 주제어기(10-1n)을 통하여 전달되는 정보를 처리 및 제어관리를 하는 관리시스템(1) 등으로 구성된다.1 is a block diagram of a monitoring system using power line communication, connected to a communication line (2), power lines (L 1 , L 2 ), a plurality of monitoring sensors (S 1 -Sn) for monitoring the status of various objects, and a power line. Main controller 10-1n for monitoring the status of the sensors S 1 -Sn, and a plurality of terminal controllers 101-1nn responsible for receiving, transmitting and controlling information over a power line, such as power line (L 1, L 2) connected to a plurality of sensors (S 1 -Sn) terminal controller (101-1nn) and with said power line (L 1, L 2) of the plurality of the information for managing the communication line ( 2) a management system 1 for processing and controlling information transmitted through a plurality of main controllers 10-1n in charge of signal conversion and control processing therebetween.
제2도는 본 발명의 회로도인, 제1도중 주제어기들(10-1n)에 대한 상세 회로도로서,전력선(L1,L2)과, 상기 전력선에 접속되어 신호의 변환처리에 있어서 제어처리를 하기 위한 논리부(240)와, 전력선 (L1,L2) 통신구역을 의미하며 장치의 고유번지를 할당하기 위하여 다수의 저항(R2-R9) 및 다수의 스위치(SW1-SW8)로 이루어진 구역번지 발생부(241)와, 전력선(L1,L2)과 상기 논리부(240)사이에 접속되어 전력선(L1,L2으로부터 수신된 아날로그 변조신호를 디지탈신호로 복조하거나 논리부(240)에서 발생된 디지탈신호를 전력선(L1,L2)에 송신하기 위해 아날로그신호로 변조처리하는 저항(R1) 및 캐패시터(C1,C2) 등으로 구성된 변복조부(230)와, 상기 변복조부(230)와 전력선(L1,L2) 사이에 접속되어 상기 변복조부(230)와 전력선(L1,L2)사이의 변조된 신호를 전달하며 전력신호를 분리하기 위하여 결합트랜스포머(CT1)및 두개의 캐패시터(C3,C4)로 이루어진 전력선신호 결합부(210)와, 상기 논리부(240)와 통신선(LC1,LC2)에 접속되어 송신신호처리를 위한 라인디코더(251)와 수신신호처리를 위한 라인선택기(252) 및 통신선(LC1,LC2)쪽의 송,수신신호 처리를 위한 라이드라이버(253)로 구성된 통신 인터페이스부(250)와, 장치의 직류전원을 공급하기 위한 전원부(220) 등으로 구성된다.FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the main controllers 10-1n in FIG. 1, which is a circuit diagram of the present invention, which is connected to the power lines L 1 and L 2 and the power lines to perform control processing in signal conversion processing. The logic unit 240 and the power line (L 1 , L 2 ) communication zone for the plurality of resistors (R 2- R 9 ) and a plurality of switches (SW1-SW8) to assign a unique address of the device The area address generator 241, the power lines L 1 and L 2 , and the logic unit 240 to demodulate the analog modulation signals received from the power lines L 1 and L 2 into digital signals or Modulation and demodulation unit 230 composed of a resistor (R1) and a capacitor (C 1 , C 2 ) and the like to modulate an analog signal in order to transmit the digital signal generated at 240 to the power lines (L 1 , L 2 ), It is connected between the modem part 230 and the power line (L 1, L 2) of the modulated signals between the modem part 230 and the power line (L 1, L 2) Reaches the coupling transformer (CT1) and two capacitors (C 3, C 4) and the power line signal coupling unit 210, consisting of the logic unit 240 and the communication line (LC 1, LC 2) to separate the power signal A communication interface connected with a line decoder 251 for transmission signal processing, a line selector 252 for reception signal processing, and a ride driver 253 for transmission and reception signal processing on the communication lines LC 1 and LC 2 . And a power supply unit 220 for supplying the DC power of the apparatus.
제3도는 본 발명의 흐름도로서 제2도의 논리부(240)에 의해 수행된다.3 is performed by the logic unit 240 of FIG. 2 as a flowchart of the present invention.
상술한 제2도를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 above.
통신인터페이스부(250)는 통신선(LC1,LC2)의 정보신호가 라인드라이버(253)를 통하여 소신되면 논리부(240)는 ISO단자를 통하여 통신선쪽에서 정보신호가 감지되었음을 인지하고 IS1단자가 논리 "H"에서 논리 "L"로 바뀌면서 라인선택기(252)가 통신선의 신호를 선택하게 한다.When the communication interface 250 receives the information signal of the communication lines LC 1 and LC 2 through the line driver 253, the logic unit 240 recognizes that the information signal is detected at the communication line side through the ISO terminal, and the IS1 terminal is detected. Changing from logic "H" to logic "L" causes line selector 252 to select a signal on the communication line.
따라서 정보신호는 상기라인선택기(252)를 통하여 논리부의 RXD 단자를 통하여 수신되어 상기 논리부(240)의 제어처리에 따라 처리된다.Therefore, the information signal is received through the RXD terminal of the logic unit through the line selector 252 and processed according to the control process of the logic unit 240.
전력선쪽에서 들어오는 정보신호는 평상시 IS3단자가 논리 "L"로 되어 있어 전력선(L1,L2)의 정보신호가 전력선신호 결합부(210)를 통하여 변복조부(230)에 전달되며 상기 변복조부(230)에서 복조된 디지탈정보신호는 상기 변복조부(230)에 RX 단자를 통하여 라인선택기(252)로 전달된다. 평상시 IS1단자는 논리 "H"로 되어 있기 때문에 상기 라인선택기(252)까지 전달된 신호가 상기 논리부(240)의 RXD 단자를 통하여 수신되어 상기 논리부(240)의 제어처리에 따라 처리된다. 상기 논리부(240)의 제어처리순서에 따라 상기 통신선(LC1,LC2)쪽으로 정보신호를 송신하고자 할 때는 상기 논리부(240)의 IS1 단자를 논리 "H"에서 논리 "L"로 바꾸고 상기 논리부(240)의 TXD단자를 통하여 라인디코더(251)로 정보신호를 보낸다.In general, the information signal coming from the power line has an IS3 terminal logic "L" so that the information signal of the power lines L 1 and L 2 is transmitted to the demodulation / demodulation unit 230 through the power line signal coupling unit 210. The digital information signal demodulated in 230 is transmitted to the line demodulator 252 through the RX terminal to the demodulation unit 230. Since the IS1 terminal is normally "H", the signal transmitted to the line selector 252 is received through the RXD terminal of the logic unit 240 and processed according to the control process of the logic unit 240. When the information signal is to be transmitted to the communication lines LC 1 and LC 2 according to the control processing procedure of the logic unit 240, the IS1 terminal of the logic unit 240 is changed from logic "H" to logic "L". An information signal is sent to the line decoder 251 through the TXD terminal of the logic unit 240.
상기 라인디코더(251)에서 상기 라인드라이버(253)의 TX단자로 정보신호를 전달하면 상기 라인드라이버(253)의 출력단을 통하여 상기 통신선(LC1,LC2)으로 정보신호가 송신된다. 이때 상기 라인드라이버(253)의 동작제어단자 E는 상기 논리부(240)의 IS2단자가 논리 "H"로 된다. 전력선신호 결합부(210)는 전력선(L1,L2) 변조된 정보신호를 보내거나, 변조된 정보신호를 전력선(L1,L2)로부터 수신하여 상기 통신인터페이스부(250)로 전달된다. 상기 전력선신호 결합부(210)에서 결합 캐패시터(C4)와 결합 트랜스포머(CT1)로 구성된 부분이 교류전력신호 성분을 제거하면서 변조된 정보신호를 통과시켜주는 고주파여파기 역할을 수행하며 상기 결합트랜스포머(CT1)와 동조캐패시터(C3)로 구성된 부분은 변조된 정보신호의 반송파주파수를 중심으로 한 대역통과여파기 역할을 수행하면서 정보신호를 상기 통신 인터페이스부(250)로 전달한다. 상기 논리부(240)에서 상기 전력선(L1,L2)으로 정보신호를 송신할 때는 상기 결합트랜스포머(CT1)와 동조캐패시터(C3)로 구성된 부분은 반송파 주파수의 고조파를 제거하여 주며, 결합 캐패시터(C4)와 결합 트랜스포머(CT1)로 구성된 부분은 정보신호를 교류전력신호에 중첩시키는 역할을 수행한다.When the line decoder 251 transfers the information signal to the TX terminal of the line driver 253, the information signal is transmitted to the communication lines LC 1 and LC 2 through the output terminal of the line driver 253. At this time, the operation control terminal E of the line driver 253 has a logic "H" of the IS2 terminal of the logic unit 240. The power line signal combiner 210 transmits power line L 1 and L 2 modulated information signals, or receives the modulated information signal from power lines L 1 and L 2 and transmits the modulated information signal to the communication interface 250. . The portion composed of the coupling capacitor C 4 and the coupling transformer CT1 in the power line signal coupling unit 210 serves as a high frequency filter for passing a modulated information signal while removing an AC power signal component and performing the coupling transformer ( CT 1 ) and the tuning capacitor (C 3 ) is a part of the band pass filter centered on the carrier frequency of the modulated information signal, and transmits the information signal to the communication interface (250). When the logic unit 240 transmits an information signal to the power lines L 1 and L 2 , a portion composed of the coupling transformer CT 1 and the tuning capacitor C 3 removes harmonics of a carrier frequency. The portion consisting of the coupling capacitor C 4 and the coupling transformer CT 1 serves to superimpose the information signal on the AC power signal.
변복조부(230)는 논리부(240)에서 발생된 정보신호를 전력선(L1,L2)으로 송신하고자 할 때 변복조부에서 주파수 편이 변조시켜 반송파주파수에 실어 전력선신호 결합부(210)으로 송신하며, 전력선(L1,L2)으로부터 정보신호의 수신기에는 상기 변복조부(230)에서 주파수편이 변조된 신호를 복조하여 상기 통신 인터페이스부(250)로 보낸다.The modulation demodulator 230 modulates a frequency shift in the modulation demodulator and transmits the information signal generated by the logic unit 240 to the power line signals L 1 and L 2 to be loaded on the carrier frequency to the power line signal combiner 210. In addition, the demodulator 230 demodulates and transmits the signal modulated by the frequency demodulator 230 to the communication interface unit 250 to the receiver of the information signal from the power lines L 1 and L 2 .
상기 변복조부(230)에서 저항(R1)과 캐패시터(C1)를 조정하여 반송파주파수를 변경시켜 고정할 수 있게 하였으며 캐패시터(C2)를 조정하여 정보신호의 전송속도를 조정할 수 있게 하였다.The modulation and demodulation unit 230 adjusts the resistance R1 and the capacitor C1 to change and fix the carrier frequency, and adjusts the capacitor C2 to adjust the transmission speed of the information signal.
논리부(240)는 프로세서와 메모리 및 그 주변회로로 구성되어 있으며 본 장치의 통신 제어신호처리 흐름인 제3도에 따라 각 단자들을 통하여 상기 변복조부(230)와 상기 통신 인터페이스부(250) 사이에서 정보신호를 교환할 수 있도록 통신흐름의 제어처리를 수행한다.The logic unit 240 is composed of a processor, a memory, and a peripheral circuit thereof, and is connected between the demodulation unit 230 and the communication interface unit 250 through respective terminals according to FIG. 3, which is a communication control signal processing flow of the apparatus. Control processing of the communication flow so that the information signals can be exchanged.
구역번지 발생부(241)는 제1도에서와 같이 다수의 주제어기(11)로 구성된 시스템에서 전력선 통신의 정보교환 범위를 제한하며 본 장치를 이용하고자 할 때 해당장치의 고유번지를 할당시키기 위한 구성품으로 다수의 저항(R2-R9) 및 다수의 스위치(SW1-SW8)으로 구성된다.The area address generator 241 restricts the information exchange range of power line communication in a system composed of a plurality of main controllers 11 as shown in FIG. 1 and assigns a unique address of the device when the device is to be used. It consists of a number of resistors (R 2 -R 9 ) and a number of switches (SW1-SW8).
전원부(220)은 교류전력선으로부터 본 장치에서 필요한 직류전원을 공급하기 위한 회로 및 정전시에 대비하여 충전용 배터리(Battery)를 포함한 회로로 구성되어 있고 본 장치에 DC+5V ; DC+15V를 공급한다.The power supply unit 220 is composed of a circuit for supplying the DC power required by the device from the AC power line and a circuit including a battery for the power failure, and the device includes DC + 5V; Supply DC + 15V.
제3도는 본 발명의 흐름도로서 제2도의 논리부(240)에 의해 수행된다.3 is performed by the logic unit 240 of FIG. 2 as a flowchart of the present invention.
제3도를 제1도와 제2도를 참조하여 상세히 설명한다.3 is described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
단계(300)은 통신선(LC1,LC2)을 통하여 상태요구 정보가 들어올 때 통신 인터페이스부(250)로부터 인터럽트 요구가 발생한다. 논리부(240)는 상기 단계(300) 수행후 단계(301)에서는 통신 인터페이스부(250)를 통하여 수신된 정보중 구역번지와 장치의 고유번지인 구역번지발생부의 구역번지가 일치하는가를 감지하여 지정된 장치의 전력선 통신 구역내의 장치에 대한 상태요구인가를 확인한다.In step 300, an interrupt request is generated from the communication interface unit 250 when the status request information is input through the communication lines LC 1 and LC 2 . The logic unit 240 detects whether the zone address of the zone address generation unit, which is a unique address of the device, of the information received through the communication interface unit 250 in the step 301 after the step 300 is performed. Verify that the device is in a state requirement for the device within the power line communication area.
단계(302)에서는 논리부(240)가 변복조부(230) 및 전력선신호 결합부(210)를 통하여 전력선(L1,L2)으로 구역번지, 장치번지 및 상태요구에 대한 정보를 송신한다. 단계(303)에서는 상기 단계(302) 수행 후 일정시간 동안 제1도중 단말제어기(101-1nn)와 같은 동일 전력선 구역내의 상태정보처리를 하는 단말기로부터의 상태요구정보에 대한 회선이 수신될 때까지 대기한다.In operation 302, the logic unit 240 transmits information on the area address, the device address, and the state request to the power lines L 1 and L 2 through the modulation / demodulation unit 230 and the power line signal combiner 210. In step 303, until the line for the status request information from the terminal performing the status information processing in the same power line area as the first controller 101-1nn is received for a predetermined time after the step 302 is performed. Wait
단계(304)는 상기 단계(303)에서 수신된 회신정보에서 통신중 에러가 발생되었는지를 확인하여 에러가 발생되었으면 단계(302)로 되돌아가서 상기 단계(302)부터 다시 수행하며, 에러발생이 되지 않았으면, 다음 단계로 진행한다.Step 304 checks whether an error occurred during communication in the reply information received in step 303, and if an error occurred, returns to step 302 and performs again from step 302, and no error occurs. If not, proceed to the next step.
상기 단계(304) 수행 후 단계(305)에서는 변복조부(230)와 전력선신호 결합부(210) 및 전력선을 통하여 단말기로 회신정보수신 완료 통보를 수행한다.In the step 305 after the step 304 is performed, the response information reception completion notification is performed to the terminal through the modulation / demodulation unit 230, the power line signal combiner 210, and the power line.
상기 단계(305) 수행 후 단계(306)에서 논리부(240)는 전력선으로 수신된 정보를 통신 인터페이스부(250)를 통하여 통신선(LC1,LC2)로 송신하고 다음 통신선으로부터 정보 요구가 통신 인터페이스부(250)을 통하여 수신되는가를 검사하는 상기 단계(300)로 되돌아 감으로서 임무를 마치게 된다.After performing step 305, in step 306, the logic unit 240 transmits the information received on the power line to the communication lines LC 1 and LC 2 through the communication interface unit 250, and the information request from the next communication line is communicated. The task is completed by returning to the step 300 of checking whether it is received through the interface unit 250.
상술한 바와같이 본 발명은 전력선을 이용한 통신에서 더 넓은 범위의 정보교환이 이루어지도록 전력선과 다른 통신선 사이의 신호변한을 하여 줌으로써 전송시스템 구축시 설치가 용이하며 각 단말기들의 설치위치 변경에도 구애됨이 없어 운용이 가능하며 정전시에도 통신이 이르어지는 편리성 및 정보교환 범위의 확대향상, 설치 및 운용의 장점이 있다.As described above, the present invention is easy to install when constructing a transmission system by changing a signal between a power line and another communication line so that a wider range of information exchange can be made in communication using a power line, and is also limited to changing the installation position of each terminal. It can be operated without any power failure, and it has the advantages of convenience of communication and expansion of information exchange range, installation and operation.
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| G160 | Decision to publish patent application | ||
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Payment date: 20020202 Year of fee payment: 7 |
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