一种有线自供电数字通信系统及其方法
一种有线自供电数字通信系统及其方法
【专利摘要】本发明提供一种有线自供电数字通信系统及其方法，该系统包括：恒流单元，与被控制电路单元的电源相连；传输单元，与恒流单元相连；开关单元，具有控制端以及输出端，输出端与传输单元相连，用于在开关单元处于导通状态时，将传输单元短路；控制电路单元，与开关单元的控制端相连，用于输出数字信号使开关单元高速交替地处于导通和截止的状态；滤波单元，与开关单元的输出端和控制电路单元相连；传输单元用于向控制电路单元供电，还用于当其高速反复地处于被短路的状态时，从传输单元的电压信号的规律变化中获得数字信号进行传输。本发明的控制电路单元无需另备电源，通过开关单元与传输单元就能实现数字信号的传输，简化了电路结构，降低了成本。
【专利说明】一种有线自供电数字通信系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制【技术领域】，尤其涉及一种有线自供电数字通信系统及其方法。
【背景技术】
[0002]传统的近距离控制电路，控制电路单元和被控制电路单元一般采用分别供电，然后由传输媒介(有线或无线)传递信号，如此，用户需要在控制方与被控制方分别准备供电电源，不仅使用复杂，且导致成本的增加。此外，若采用是无线传输的方式来传递信号还有被干扰的风险，但传统可自供电的设备例如有线电话的传输方式需要复杂且昂贵的调制解调电路，大大增加了成本。
【发明内容】
[0003]本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。
[0004]为克服现有技术的问题，本发明提供一种有线自供电数字通信系统及其方法，利用传输单元从被控制电路单元的电源向控制电路单元供电，从而使控制电路单元无需另备电源，降低了成本；同时利用开关单元使传输单元高速反复地处于被短路状态，传输单元从其自身的电压信号的规律变化中获得数字信号，向该被控制电路单元传输，从而在有线传输的方式下，无需复杂且昂贵的调制解调电路。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]根据本发明的一个方面，提供一种有线自供电数字通信系统，其特征在于，包括:恒流单元，与被控制电路单元的电源相连；传输单元，与该恒流单元相连；开关单元，具有控制端以及输出端，该输出端与该传输单元相连，用于在该开关单元处于导通状态时，将该传输单元短路；控制电路单元，与该开关单元的控制端相连，用于输出数字信号使该开关单元高速交替地处于导通和截止的状态；滤波单元，与该传输单元、开关单元的输出端同时相连，还与该控制电路单元相连；其中，该传输单元用于向该控制电路单元供电；该传输单元还用于当该开关单元高速交替地处于导通和截止的状态时，从该传输单元的电压信号的规律变化中获得该数字信号，向该被控制电路单元传输。
[0007]根据本发明的一个实施例，该传输单元由正电子线与负电子线组成，该正电子线的首端与该恒流单元相连，该负电子线的首端接地。
[0008]根据本发明的一个实施例，该开关单兀的输出端包括第一输出端、第二输出端，该第一输出端与该正电子线的尾端相连，该第二输出端与该负电子线的尾端相连。
[0009]根据本发明的一个实施例，还包括整流单元，位于该传输单元与滤波单元之间，包括:第一输入端，与该正电子线的尾端相连；第二输入端，与该负电子线的尾端相连；输出端，与该开关单元的输出端相连。
[0010]根据本发明的一个实施例，还包括电阻分压网络，串联于该正电子线与负电子线之间，该电阻网络上还设有中间串联节点，与该被控制电路单元相连，用于将该传输单元上的数字信号传输给该被控制电路单元。
[0011]根据本发明的一个实施例，该滤波单元包括:电容，与该控制电路单元相连，用于向该控制电路单元供电；二极管，阳极与该电容相连，阴极与该传输单元相连。
[0012]根据本发明的另一个方面，提供一种有线自供电数字通信方法，其特征在于，包括步骤:31、该控制电路单元发出数字信号；32、开关单元根据该数字信号高速交替地处于导通和截止的状态；33、传输单元根据该开关单元的状态高速反复地处于被短路的状态；34、从该传输单元的电压信号的规律变化中获得该数字信号，向该被控制电路单元传输；当该开关单元处于截止状态时，该被控制电路单元的电源能经由该传输单元向该控制电路单元供电。
[0013]根据本发明的一个实施例，在该步骤32中，当该开关单元处于导通状态时，该控制电路单元经由与其相连的电容充电，该电容通过二极管与该传输单元相连。
[0014]根据本发明的一个实施例，在该被控制电路单元的电源经由该传输单元向该控制电路单元供电时，在电流进入该传输单元之前先通过恒流单元。
[0015]根据本发明的一个实施例，在该被控制电路单元的电源经由该传输单元向该控制电路单元供电时，在电流经过传输单元之后还要通过整流单元。
[0016]本发明提供了一种有线自供电数字通信系统及其方法，解决了传统控制电路的各种不足，不仅通过被控制电路单元的电源通过传输单元向被控制电路单元供电，省却了一个供电电源；而且利用与控制电路单元相连的开关单元使传输单元高速反复地处于被短路的状态，从而产生方波数字信号，并将其传递给被控制电路单元，在无调制解调电路的情形下实现了数字信号的有线传输，保证了通讯质量，节省了成本。
[0017]通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中:
[0019]图1为本发明第一实施例的有线自供电数字通信系统的结构示意图。
[0020]图2为本发明第二实施例的有线自供电数字通信系统的结构示意图。
[0021]图3为本发明第三实施例的有线自供电数字通信系统的结构示意图。
[0022]图4为本发明实施例的有线自供电数字通信方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，本发明提供一种有线自供电数字通信系统，包括:恒流单元10，与被控制电路单元20的电源21相连；传输单元30，与恒流单元10相连；开关单元40，具有控制端43以及输出端41、42，该输出端与传输单兀30相连，用于在开关单兀40处于导通状态时，将该传输单元30短路；控制电路单元50，与开关单元的控制端43相连，用于输出数字信号使该开关单元40高速交替地处于导通和截止的状态；滤波单元60，与传输单元30、开关单元的输出端同时相连，还与控制电路单元50相连；其中，传输单元30用于向控制电路单元50供电；该传输单元30还用于当开关单元40高速交替地处于导通和截止的状态时，从该传输单元30的电压信号的规律变化中获得数字信号，向被控制电路单元20传输。上述滤波单元60与传输单元30、开关单元的输出端同时相连是指传输单元30与开关单元的输出端相连的那端还连有滤波单元60。
[0024]在本实施例中，恒流单元10可以是集成的恒流电路，例如常见的恒流模块11317，也可以是串联于被控制电路单元的电源21的正极与传输单元的电阻简单构成。恒流单元10从被控制电路单元的电源21取电并转换成恒流后加载于传输单元30，从而为控制电路单元50提供工作电源；当控制电路单元50输出数字信号时，恒流单元10具有限流作用，可以限制传输单元30处于被短路状态时的电流进一步增大。
[0025]传输单元30是两根普通电子线，包括正电子线31与负电子线32，该正电子线31的首端311与恒流单元10相连，负电子线31的首端接地。而开关单元40的输出端包括第一输出端41、第二输出端42，该第一输出端41与正电子线31的尾端312相连，该第二输出端42与负电子线32的尾端322相连，此外开关单元40的控制端还连接于控制电路单元50且被控制电路的数字信号控制，在具体实施时，开关单元40可以是三极管或103管。当控制电路单元50输出数字信号时，开关单元40能根据数字信号的规律短暂短路传输单元110的电流，从而让传输单元30的电压信号按数字控制信号的规律变化。此时，开关单元40因数字信号会高速交替地处于导通和截止的状态，而当开关单元40处于导通状态时，传输单元30处于被短路的状态。
[0026]传输单元30可以把恒流单元10输出的电流向控制电路单元50传递，使控制电路单元50获得电能；而当控制电路160输出数字信号时，传输单元30因开关单元130高速交替地处于导通和截止的状态短路而高速反复地处于被短路状态，由此可以产生高高低低的电压信号，这些电压信号具体表现为方波数字信号，通过传输单元30能传递到被控制电路单元20，被控制电路单元20能直接从传输单元30上取得该方波数字信号，在没有信号期间，传输单元30保持高电位。
[0027]在本实施例中，滤波单元60与传输单元30、开关单元的输出端同时相连，相当于滤波单元60与传输单元30的正电子线的尾端312相连，或滤波单元60与开关单元的第一输出端41相连。
[0028]该滤波单元60具体包括:电容61，与控制电路单元50相连，用于向控制电路单元50供电；二极管62，阳极与电容61相连，阴极与传输单元30相连。更具体地说，电容61的正端与控制电路单元50相连，负端与控制电路单元50的负极相连，该电容61可以是铝箔电容；二极管62，阳极与电容61的正端相连，阴极与传输单元30与正电子线31的相连。所述滤波单元60可以用于把从传输单元30取得的电能平滑，滤除数字信号产生的干扰；而当开关单元处于被短路状态时，二极管62可以防止电容61中储存的电流回流，而电容61则可以继续给控制电路单元50续流供电，从而保证控制电路单元50的供电平稳。
[0029]请参照图2，图2为本发明第二实施例的有线自供电数字通信系统的结构示意图，与上述第一实施例不同的是，在本实施例中，还包括电阻分压网络70，串联于传输单元中的正电子线31与负电子线32之间，该电阻网络70上还设有中间串联节点71，与该被控制电路单元20相连，用于将该传输单元30上的数字信号传输给该被控制电路单元20。此时被控制电路20可以通过电阻分压网络70从传输单元110上取得数字信号，如此可以在更高电压中应用，也就是说，在低成本和更低电压(例如〖V直流)应用中，电阻分压网络70可以省略。
[0030]请再参照图3，图3为本发明第三实施例的有线自供电数字通信系统的结构示意图，在本实施例中，还包括整流单元80，位于传输单元30与滤波单元60之间，包括:第一输入端81，与传输单元30中的正电子线31的尾端相连；第二输入端82，与传输单元30中的负电子线32的尾端相连；输出端，与开关单元的输出端相连；具体来说，整流单元80的输出端的正极与开关单元的第一输出端41相连；而整流单元80的输出端负极以及开关单元的第二输出端42则连接控制电路单元的负极。由于整流单元80的设置，用户在连接控制电路单元时，无须分辨传输单元30的极性即可快速安装，能有效避免由于电路反接带来的危险。具体实施时，该整流单元80可以由全桥整流器构成。虽然图中未显示，但是在本发明的又一实施例中，可以同时设置整流单元80以及电阻分压网络70。
[0031]如图4所示，本发明还提供一种有线自供电数字通信方法，包括步骤:31、控制电路单元发出数字信号；32、开关单元根据数字信号高速交替地处于导通和截止的状态；33、传输单元根据开关单元的状态高速反复地处于被短路的状态；34、从传输单元的电压信号的规律变化中获得数字信号，向被控制电路单元传输；而当该开关单元处于截止状态时，被控制电路单元的电源能经由传输单元向控制电路单元供电。上述传输单元由两条电子线组成，开关单元可以是三极管或103管，其控制端受控制电路单元的控制，而两个输出端则分别与传输单元的两条电子线相连。
[0032]在步骤32中，当开关单元处于导通状态即传输单元处于被短路状态时，控制电路单元可以经由与其相连的电容充电，该电容通过二极管与传输单元相连，防止该电容内的储存的电流回流。此外电容与二极管组成的滤波单元能把从传输单元取得的电能平滑，滤除数字信号产生的干扰。
[0033]在步骤34中，该数字信号具体表现为方波数字信号，该方波数字信号为串行方波，被控制电路单元能直接通过传输单元或者通过电阻分压的方式取得上述方波数字控制信号。
[0034]当开关单元处于截止状态，被控制电路单元的电源经由传输单元向控制电路单元供电时，在电流进入传输单元之前先通过恒流单元。该恒流单元10可以是集成的恒流电路，例如常见的恒流模块11317，也可以是串联于被控制电路单元的电源的正极与传输单元的电阻简单构成。
[0035]当开关单元处于截止状态，被控制电路单元的电源经由传输单元向控制电路单元供电时，在电流经过传输单元之后还要通过整流单元。即整流单元设置在传输单元与被控制电路单元之间，整流单元80可以是全桥整流器，它的设置使得用户在连接控制电路单元时，无须分辨传输单元的极性即可快速安装，并有效避免由于电路反接带来的危险。
[0036]本发明提供一种有线自供电数字通信系统及其方法，只通过两条电子线就可以实现从被控制电路单元的电源向控制电路单元供电，以及从控制电路单元向被控制电路单元传输精准的数字信号，使得被控制电路单元无需另备电源，控制电路单元与被控制电路单元间数字信号的有线传输无需通过调制解调电路，简化了电路结构，降低了成本，特别适用于操控距离在几百米内，要求抗干扰和使用方便的场合；此外本发明还通过整流单元的设置，使用户在连接控制电路单元时需要严格区分传输单元电子线正负极，降低了电路的安装难度。
[0037]以上参照【专利附图】
【附图说明】了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。
【权利要求】
1.一种有线自供电数字通信系统，其特征在于，包括: 恒流单元，与被控制电路单元的电源相连； 传输单元，与所述恒流单元相连； 开关单元，具有控制端以及输出端，所述输出端与所述传输单元相连，用于在所述开关单元处于导通状态时，将所述传输单元短路； 控制电路单元，与所述开关单元的控制端相连，用于输出数字信号使所述开关单元高速交替地处于导通和截止的状态； 滤波单元，与所述传输单元、开关单元的输出端同时相连，还与所述控制电路单元相连； 其中，所述传输单元用于向所述控制电路单元供电；所述传输单元还用于当所述开关单元高速交替地处于导通和截止的状态时，从所述传输单元的电压信号的规律变化中获得所述数字信号，向所述被控制电路单元传输。
2.根据权利要求1所述有线自供电数字通信系统，其特征在于，所述传输单元由正电子线与负电子线组成，所述正电子线的首端与所述恒流单元相连，所述负电子线的首端接地。
3.根据权利要求2所述有线自供电数字通信系统，其特征在于，所述开关单元的输出端包括第一输出端、第二输出端，所述第一输出端与所述正电子线的尾端相连，所述第二输出端与所述负电子线的尾端相连。
4.根据权利要求2所述有线自供电数字通信系统，其特征在于，还包括整流单元，位于所述传输单元与滤波单元之间，包括:第一输入端，与所述正电子线的尾端相连；第二输入端，与所述负电子线的尾端相连；输出端，与所述开关单元的输出端相连。
5.根据权利要求2所述有线自供电数字通信系统，其特征在于，还包括电阻分压网络，串联于所述正电子线与负电子线之间，所述电阻网络上还设有中间串联节点，与所述被控制电路单元相连，用于将所述传输单元上的数字信号传输给所述被控制电路单元。
6.根据权利要求1所述有线自供电数字通信系统，其特征在于，所述滤波单元包括:电容，与所述控制电路单元相连，用于向所述控制电路单元供电；二极管，阳极与所述电容相连，阴极与所述传输单元相连。
7.一种有线自供电数字通信方法，其特征在于，包括步骤: 51、所述控制电路单元发出数字信号； 52、开关单元根据所述数字信号高速交替地处于导通和截止的状态； 53、传输单元根据所述开关单元的状态高速反复地处于被短路的状态； 54、从所述传输单元的电压信号的规律变化中获得所述数字信号，向所述被控制电路单兀传输； 当所述开关单元处于截止状态时，所述被控制电路单元的电源能经由所述传输单元向所述控制电路单元供电。
8.根据权利要求7所述有线自供电数字通信方法，其特征在于，在所述步骤S2中，当所述开关单元处于导通状态时，所述控制电路单元经由与其相连的电容充电，所述电容通过二极管与所述传输单元相连。
9.根据权利要求7所述有线自供电数字通信方法，其特征在于，在所述被控制电路单元的电源经由所述传输单元向所述控制电路单元供电时，在电流进入所述传输单元之前先通过恒流单元。
10.根据权利要求7或9所述有线自供电数字通信方法，其特征在于，在所述被控制电路单元的电源经由所述传输单元向所述控制电路单元供电时，在电流经过传输单元之后还要通过整流单元。
【文档编号】G08C19/16GK104299399SQ201410490194
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】张沙圣 申请人:张沙圣
【专利摘要】本发明提供一种有线自供电数字通信系统及其方法，该系统包括：恒流单元，与被控制电路单元的电源相连；传输单元，与恒流单元相连；开关单元，具有控制端以及输出端，输出端与传输单元相连，用于在开关单元处于导通状态时，将传输单元短路；控制电路单元，与开关单元的控制端相连，用于输出数字信号使开关单元高速交替地处于导通和截止的状态；滤波单元，与开关单元的输出端和控制电路单元相连；传输单元用于向控制电路单元供电，还用于当其高速反复地处于被短路的状态时，从传输单元的电压信号的规律变化中获得数字信号进行传输。本发明的控制电路单元无需另备电源，通过开关单元与传输单元就能实现数字信号的传输，简化了电路结构，降低了成本。
【专利说明】一种有线自供电数字通信系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制【技术领域】，尤其涉及一种有线自供电数字通信系统及其方法。
【背景技术】
[0002]传统的近距离控制电路，控制电路单元和被控制电路单元一般采用分别供电，然后由传输媒介(有线或无线)传递信号，如此，用户需要在控制方与被控制方分别准备供电电源，不仅使用复杂，且导致成本的增加。此外，若采用是无线传输的方式来传递信号还有被干扰的风险，但传统可自供电的设备例如有线电话的传输方式需要复杂且昂贵的调制解调电路，大大增加了成本。
【发明内容】
[0003]本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。
[0004]为克服现有技术的问题，本发明提供一种有线自供电数字通信系统及其方法，利用传输单元从被控制电路单元的电源向控制电路单元供电，从而使控制电路单元无需另备电源，降低了成本；同时利用开关单元使传输单元高速反复地处于被短路状态，传输单元从其自身的电压信号的规律变化中获得数字信号，向该被控制电路单元传输，从而在有线传输的方式下，无需复杂且昂贵的调制解调电路。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]根据本发明的一个方面，提供一种有线自供电数字通信系统，其特征在于，包括:恒流单元，与被控制电路单元的电源相连；传输单元，与该恒流单元相连；开关单元，具有控制端以及输出端，该输出端与该传输单元相连，用于在该开关单元处于导通状态时，将该传输单元短路；控制电路单元，与该开关单元的控制端相连，用于输出数字信号使该开关单元高速交替地处于导通和截止的状态；滤波单元，与该传输单元、开关单元的输出端同时相连，还与该控制电路单元相连；其中，该传输单元用于向该控制电路单元供电；该传输单元还用于当该开关单元高速交替地处于导通和截止的状态时，从该传输单元的电压信号的规律变化中获得该数字信号，向该被控制电路单元传输。
[0007]根据本发明的一个实施例，该传输单元由正电子线与负电子线组成，该正电子线的首端与该恒流单元相连，该负电子线的首端接地。
[0008]根据本发明的一个实施例，该开关单兀的输出端包括第一输出端、第二输出端，该第一输出端与该正电子线的尾端相连，该第二输出端与该负电子线的尾端相连。
[0009]根据本发明的一个实施例，还包括整流单元，位于该传输单元与滤波单元之间，包括:第一输入端，与该正电子线的尾端相连；第二输入端，与该负电子线的尾端相连；输出端，与该开关单元的输出端相连。
[0010]根据本发明的一个实施例，还包括电阻分压网络，串联于该正电子线与负电子线之间，该电阻网络上还设有中间串联节点，与该被控制电路单元相连，用于将该传输单元上的数字信号传输给该被控制电路单元。
[0011]根据本发明的一个实施例，该滤波单元包括:电容，与该控制电路单元相连，用于向该控制电路单元供电；二极管，阳极与该电容相连，阴极与该传输单元相连。
[0012]根据本发明的另一个方面，提供一种有线自供电数字通信方法，其特征在于，包括步骤:31、该控制电路单元发出数字信号；32、开关单元根据该数字信号高速交替地处于导通和截止的状态；33、传输单元根据该开关单元的状态高速反复地处于被短路的状态；34、从该传输单元的电压信号的规律变化中获得该数字信号，向该被控制电路单元传输；当该开关单元处于截止状态时，该被控制电路单元的电源能经由该传输单元向该控制电路单元供电。
[0013]根据本发明的一个实施例，在该步骤32中，当该开关单元处于导通状态时，该控制电路单元经由与其相连的电容充电，该电容通过二极管与该传输单元相连。
[0014]根据本发明的一个实施例，在该被控制电路单元的电源经由该传输单元向该控制电路单元供电时，在电流进入该传输单元之前先通过恒流单元。
[0015]根据本发明的一个实施例，在该被控制电路单元的电源经由该传输单元向该控制电路单元供电时，在电流经过传输单元之后还要通过整流单元。
[0016]本发明提供了一种有线自供电数字通信系统及其方法，解决了传统控制电路的各种不足，不仅通过被控制电路单元的电源通过传输单元向被控制电路单元供电，省却了一个供电电源；而且利用与控制电路单元相连的开关单元使传输单元高速反复地处于被短路的状态，从而产生方波数字信号，并将其传递给被控制电路单元，在无调制解调电路的情形下实现了数字信号的有线传输，保证了通讯质量，节省了成本。
[0017]通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中:
[0019]图1为本发明第一实施例的有线自供电数字通信系统的结构示意图。
[0020]图2为本发明第二实施例的有线自供电数字通信系统的结构示意图。
[0021]图3为本发明第三实施例的有线自供电数字通信系统的结构示意图。
[0022]图4为本发明实施例的有线自供电数字通信方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，本发明提供一种有线自供电数字通信系统，包括:恒流单元10，与被控制电路单元20的电源21相连；传输单元30，与恒流单元10相连；开关单元40，具有控制端43以及输出端41、42，该输出端与传输单兀30相连，用于在开关单兀40处于导通状态时，将该传输单元30短路；控制电路单元50，与开关单元的控制端43相连，用于输出数字信号使该开关单元40高速交替地处于导通和截止的状态；滤波单元60，与传输单元30、开关单元的输出端同时相连，还与控制电路单元50相连；其中，传输单元30用于向控制电路单元50供电；该传输单元30还用于当开关单元40高速交替地处于导通和截止的状态时，从该传输单元30的电压信号的规律变化中获得数字信号，向被控制电路单元20传输。上述滤波单元60与传输单元30、开关单元的输出端同时相连是指传输单元30与开关单元的输出端相连的那端还连有滤波单元60。
[0024]在本实施例中，恒流单元10可以是集成的恒流电路，例如常见的恒流模块11317，也可以是串联于被控制电路单元的电源21的正极与传输单元的电阻简单构成。恒流单元10从被控制电路单元的电源21取电并转换成恒流后加载于传输单元30，从而为控制电路单元50提供工作电源；当控制电路单元50输出数字信号时，恒流单元10具有限流作用，可以限制传输单元30处于被短路状态时的电流进一步增大。
[0025]传输单元30是两根普通电子线，包括正电子线31与负电子线32，该正电子线31的首端311与恒流单元10相连，负电子线31的首端接地。而开关单元40的输出端包括第一输出端41、第二输出端42，该第一输出端41与正电子线31的尾端312相连，该第二输出端42与负电子线32的尾端322相连，此外开关单元40的控制端还连接于控制电路单元50且被控制电路的数字信号控制，在具体实施时，开关单元40可以是三极管或103管。当控制电路单元50输出数字信号时，开关单元40能根据数字信号的规律短暂短路传输单元110的电流，从而让传输单元30的电压信号按数字控制信号的规律变化。此时，开关单元40因数字信号会高速交替地处于导通和截止的状态，而当开关单元40处于导通状态时，传输单元30处于被短路的状态。
[0026]传输单元30可以把恒流单元10输出的电流向控制电路单元50传递，使控制电路单元50获得电能；而当控制电路160输出数字信号时，传输单元30因开关单元130高速交替地处于导通和截止的状态短路而高速反复地处于被短路状态，由此可以产生高高低低的电压信号，这些电压信号具体表现为方波数字信号，通过传输单元30能传递到被控制电路单元20，被控制电路单元20能直接从传输单元30上取得该方波数字信号，在没有信号期间，传输单元30保持高电位。
[0027]在本实施例中，滤波单元60与传输单元30、开关单元的输出端同时相连，相当于滤波单元60与传输单元30的正电子线的尾端312相连，或滤波单元60与开关单元的第一输出端41相连。
[0028]该滤波单元60具体包括:电容61，与控制电路单元50相连，用于向控制电路单元50供电；二极管62，阳极与电容61相连，阴极与传输单元30相连。更具体地说，电容61的正端与控制电路单元50相连，负端与控制电路单元50的负极相连，该电容61可以是铝箔电容；二极管62，阳极与电容61的正端相连，阴极与传输单元30与正电子线31的相连。所述滤波单元60可以用于把从传输单元30取得的电能平滑，滤除数字信号产生的干扰；而当开关单元处于被短路状态时，二极管62可以防止电容61中储存的电流回流，而电容61则可以继续给控制电路单元50续流供电，从而保证控制电路单元50的供电平稳。
[0029]请参照图2，图2为本发明第二实施例的有线自供电数字通信系统的结构示意图，与上述第一实施例不同的是，在本实施例中，还包括电阻分压网络70，串联于传输单元中的正电子线31与负电子线32之间，该电阻网络70上还设有中间串联节点71，与该被控制电路单元20相连，用于将该传输单元30上的数字信号传输给该被控制电路单元20。此时被控制电路20可以通过电阻分压网络70从传输单元110上取得数字信号，如此可以在更高电压中应用，也就是说，在低成本和更低电压(例如〖V直流)应用中，电阻分压网络70可以省略。
[0030]请再参照图3，图3为本发明第三实施例的有线自供电数字通信系统的结构示意图，在本实施例中，还包括整流单元80，位于传输单元30与滤波单元60之间，包括:第一输入端81，与传输单元30中的正电子线31的尾端相连；第二输入端82，与传输单元30中的负电子线32的尾端相连；输出端，与开关单元的输出端相连；具体来说，整流单元80的输出端的正极与开关单元的第一输出端41相连；而整流单元80的输出端负极以及开关单元的第二输出端42则连接控制电路单元的负极。由于整流单元80的设置，用户在连接控制电路单元时，无须分辨传输单元30的极性即可快速安装，能有效避免由于电路反接带来的危险。具体实施时，该整流单元80可以由全桥整流器构成。虽然图中未显示，但是在本发明的又一实施例中，可以同时设置整流单元80以及电阻分压网络70。
[0031]如图4所示，本发明还提供一种有线自供电数字通信方法，包括步骤:31、控制电路单元发出数字信号；32、开关单元根据数字信号高速交替地处于导通和截止的状态；33、传输单元根据开关单元的状态高速反复地处于被短路的状态；34、从传输单元的电压信号的规律变化中获得数字信号，向被控制电路单元传输；而当该开关单元处于截止状态时，被控制电路单元的电源能经由传输单元向控制电路单元供电。上述传输单元由两条电子线组成，开关单元可以是三极管或103管，其控制端受控制电路单元的控制，而两个输出端则分别与传输单元的两条电子线相连。
[0032]在步骤32中，当开关单元处于导通状态即传输单元处于被短路状态时，控制电路单元可以经由与其相连的电容充电，该电容通过二极管与传输单元相连，防止该电容内的储存的电流回流。此外电容与二极管组成的滤波单元能把从传输单元取得的电能平滑，滤除数字信号产生的干扰。
[0033]在步骤34中，该数字信号具体表现为方波数字信号，该方波数字信号为串行方波，被控制电路单元能直接通过传输单元或者通过电阻分压的方式取得上述方波数字控制信号。
[0034]当开关单元处于截止状态，被控制电路单元的电源经由传输单元向控制电路单元供电时，在电流进入传输单元之前先通过恒流单元。该恒流单元10可以是集成的恒流电路，例如常见的恒流模块11317，也可以是串联于被控制电路单元的电源的正极与传输单元的电阻简单构成。
[0035]当开关单元处于截止状态，被控制电路单元的电源经由传输单元向控制电路单元供电时，在电流经过传输单元之后还要通过整流单元。即整流单元设置在传输单元与被控制电路单元之间，整流单元80可以是全桥整流器，它的设置使得用户在连接控制电路单元时，无须分辨传输单元的极性即可快速安装，并有效避免由于电路反接带来的危险。
[0036]本发明提供一种有线自供电数字通信系统及其方法，只通过两条电子线就可以实现从被控制电路单元的电源向控制电路单元供电，以及从控制电路单元向被控制电路单元传输精准的数字信号，使得被控制电路单元无需另备电源，控制电路单元与被控制电路单元间数字信号的有线传输无需通过调制解调电路，简化了电路结构，降低了成本，特别适用于操控距离在几百米内，要求抗干扰和使用方便的场合；此外本发明还通过整流单元的设置，使用户在连接控制电路单元时需要严格区分传输单元电子线正负极，降低了电路的安装难度。
[0037]以上参照【专利附图】
【附图说明】了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。
【权利要求】
1.一种有线自供电数字通信系统，其特征在于，包括: 恒流单元，与被控制电路单元的电源相连； 传输单元，与所述恒流单元相连； 开关单元，具有控制端以及输出端，所述输出端与所述传输单元相连，用于在所述开关单元处于导通状态时，将所述传输单元短路； 控制电路单元，与所述开关单元的控制端相连，用于输出数字信号使所述开关单元高速交替地处于导通和截止的状态； 滤波单元，与所述传输单元、开关单元的输出端同时相连，还与所述控制电路单元相连； 其中，所述传输单元用于向所述控制电路单元供电；所述传输单元还用于当所述开关单元高速交替地处于导通和截止的状态时，从所述传输单元的电压信号的规律变化中获得所述数字信号，向所述被控制电路单元传输。
2.根据权利要求1所述有线自供电数字通信系统，其特征在于，所述传输单元由正电子线与负电子线组成，所述正电子线的首端与所述恒流单元相连，所述负电子线的首端接地。
3.根据权利要求2所述有线自供电数字通信系统，其特征在于，所述开关单元的输出端包括第一输出端、第二输出端，所述第一输出端与所述正电子线的尾端相连，所述第二输出端与所述负电子线的尾端相连。
4.根据权利要求2所述有线自供电数字通信系统，其特征在于，还包括整流单元，位于所述传输单元与滤波单元之间，包括:第一输入端，与所述正电子线的尾端相连；第二输入端，与所述负电子线的尾端相连；输出端，与所述开关单元的输出端相连。
5.根据权利要求2所述有线自供电数字通信系统，其特征在于，还包括电阻分压网络，串联于所述正电子线与负电子线之间，所述电阻网络上还设有中间串联节点，与所述被控制电路单元相连，用于将所述传输单元上的数字信号传输给所述被控制电路单元。
6.根据权利要求1所述有线自供电数字通信系统，其特征在于，所述滤波单元包括:电容，与所述控制电路单元相连，用于向所述控制电路单元供电；二极管，阳极与所述电容相连，阴极与所述传输单元相连。
7.一种有线自供电数字通信方法，其特征在于，包括步骤: 51、所述控制电路单元发出数字信号； 52、开关单元根据所述数字信号高速交替地处于导通和截止的状态； 53、传输单元根据所述开关单元的状态高速反复地处于被短路的状态； 54、从所述传输单元的电压信号的规律变化中获得所述数字信号，向所述被控制电路单兀传输； 当所述开关单元处于截止状态时，所述被控制电路单元的电源能经由所述传输单元向所述控制电路单元供电。
8.根据权利要求7所述有线自供电数字通信方法，其特征在于，在所述步骤S2中，当所述开关单元处于导通状态时，所述控制电路单元经由与其相连的电容充电，所述电容通过二极管与所述传输单元相连。
9.根据权利要求7所述有线自供电数字通信方法，其特征在于，在所述被控制电路单元的电源经由所述传输单元向所述控制电路单元供电时，在电流进入所述传输单元之前先通过恒流单元。
10.根据权利要求7或9所述有线自供电数字通信方法，其特征在于，在所述被控制电路单元的电源经由所述传输单元向所述控制电路单元供电时，在电流经过传输单元之后还要通过整流单元。
【文档编号】G08C19/16GK104299399SQ201410490194
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】张沙圣 申请人:张沙圣
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