专利名称：多功能电力线载波监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于报警装置技术领域，更进一步涉及一种利用低压电力线传送数字编码、调频载波讯号，用于对受监控对象监护报警和工业控制讯号传输的多功能电力线载波监控装置。
目前，用市电电力线传输安全防范报警讯号的仪器，多采用主动式报警，即监护区域遇到异常情况时向主控台发报警讯号，如中国专利90200172.8“多路载波报警器”的实用新型专利就是采用的这种工作方式。该专利的主要缺点是载波占用频带宽，从150KHZ到300KHZ，带宽为150KHZ，如此宽的频带，包含了所有电网干扰讯号的频带，且干扰讯号幅度很大，直接影响载波信号的接收，使报警工作不可靠，易产生漏报警和误报警。由于采用主动式报警方式，在多路同时报警时，势必产生竞争，引起漏报警和误报警。
本实用新型的目的在于提供一种载波占用频带窄，逻辑处理电路简单，具有较强抗干扰能力和自防能力的被动式多功能电力线载波监控装置。
本实用新型可以通过以下措施来实现本技术方案的发明目的。
本装置采用数字编码通讯，载波频率仅用单一频率，占用频带正、负1KHZ。逻辑处理电路用集成电路4520来完成数码发生，并作为数据存贮器的地址和数字显示地址，实现了编码、存贮、显示同步进行。由于本装置载波占用频带很窄，接收器的选频电路有很高的选择性，将载波占用频带外的电网干扰信号全部排除在外，有效地提高了抗干扰能力。本装置采用双向通讯，循回问答工作方式。
本实用新型包括控制输入单元、存贮单元、逻辑处理单元、地址显示和声光报警单元、编码和解码单元、发射和接收单元、耦合、匹配和放大单元。控制输入单元用于人工选择查询地址和对某地址取消监控或恢复监控。它产生的台号选择讯号和监控选择讯号送到逻辑处理单元。逻辑处理单元用于产生查询时钟，发射、接收控制讯号，数字编码讯号，存贮器地址及读写讯号，显示数据和声光报警控制讯号。逻辑处理单元产生读写控制讯号和地址讯号送给存贮单元，存贮单元读出的监控讯号再送回逻辑处理单元，逻辑处理单元产生的地址和报警控制讯号接到地址显示和声、光报警单元。编码、解码单元用于将逻辑处理单元送来的数据变成编码送至发射单元，通过低压电力线发射出去，并将接收到的编码信号进行解码，产生数码有效信号，再送给逻辑处理单元。发射接收单元用于将耦合、匹配放大单元接收到的载波信号，进行解调后送编、解码单元解码，并将编、解码单元送来的编码信号进行调制后送耦合、匹配放大单元。耦合、匹配放大单元用于将查询讯号放大、匹配后接到低压电力线，并接收电力线送回的载波讯号。
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述。
图1为本实用新型的电原理方框图。
图2为本实用新型的控制输入单元电原理图。
图3为本实用新型的逻辑处理单元电原理图。
图4为本实用新型的存贮单元电原理图。
图5为本实用新型的发射、接收单元电原理图。
图6为本实用新型的编、解码单元电原理图。
图7为本实用新型的耦合、匹配放大单元电原理图。
图8为本实用新型的地址显示和声、光报警电原理图。
本实用新型的控制输入单元(1)中的触摸开关SQ1感应的人体信号经R1接到IC1单稳态多谐振荡器，整形后产生台号选择脉冲通过导线(11)接到逻辑处理单元(3)的(15)端。触摸开关SQ2感应的人体信号经R4接单稳态多谐振荡器IC1，整形后产生监控选择脉冲，通过导线(10)接至逻辑处理单元(3)的(78)。
逻辑处理单元(3)的IC2时基电路555产生20HZ的查询时钟，从输出端3’接到IC4单稳态触发器的4’端，由IC4的7’端输出产生的发射控制信号经导线(14)接到发射和接收单元(6)及编码和解码单元(5)控制发射，单稳态触发器IC4的6’端输出的接收控制信号经导线(13)接到发射和接收单元(6)及编码和解码单元(5)控制接收。控制输入单元(1)来的监控选择脉冲(10)经(78)接到IC3的11’端，二分频后从13’端接到三态门D1的输入端，D1的输出经(12)接到存贮单元(2)的(39)作为监控选择数据。在加电置数时，IC4存贮置数控制单稳，IC4的9’端为高电平，接到三态门D3的控制端，选通F4和F5产生的上电置数时钟，从D3输出端接到F6，经反向后，接到IC6作为数码发生器的时钟，并经(16)接到存贮单元(2)作为读写脉冲。加电置数完毕，IC4的9’端变为低电平，10’端为高电平，10’端接到三态门D2的控制端，选通查询时钟，经F6反相后接到IC6作为数码发生器的时钟，并经(16)接到存贮单元(2)作为读写脉冲。IC6为数码发生器，它在加电置数时钟或查询时钟的控制下，产生二进制数从3’、4’、、5’、6’、11’、12’、13’、14’端分别经(20)－(27)接到编码和解码单元(5)的(49)－(56)作为编解码的数据，并接到存贮单元(2)的(31)－(38)作为存贮器地址，同时接到地址显示和声、光报警单元(4)的(70)－(73)作为译码数据。IC3和IC5为双稳态触发器。产生报警控制信号，查询时钟将IC3触发器翻转，在此查询周期，将收到回答讯号，编解码单元(5)的(59)送来高电平信号，经(30)接到隔离二极管V4的正极，负极接到IC3的4’端，使IC3复位。若此查询周期未收到回答讯号，编、解码单元(5)的输出(5)保持低电平，下一个查询时钟使IC5翻转，使12’端变为低电平，经(19)接到地址显示和声光报警单元(4)的(68)控制声光报警。
存贮单元(2)记忆所有监控地址的状态，由逻辑处理单元(3)来的地址信号(20)－(27)经(31)、(32)接到非门F9－F16，反相后接到集成电路2114作为存贮器地址A0－A7。逻辑处理单元(3)来的监控选择脉冲(12)经(39)接到2114芯片作为数据数字，2114芯片的11’端接到非门F18，经反相后由(42)送到逻辑处理单元(3)的(30)，作为监控的控制信号。
地址显示和声、光报警单元(4)，显示查询时刻的地址和发出声、光报警。逻辑处理单元(3)的(19)若是低电平，经(68)接到非门F30，反相后接到音乐片IC12的E端，IC12产生的报警讯号从b端输出，经电位器RP2调节讯号幅度后，接到三极管V10，经放大后驱动扬声器发出报警声音。报警控制信号同时接到IC11时基电路的4’端，使IC11产生15HZ的振荡，经3’端、R24接到发光二极管V9，产生闪烁的报警灯光。
逻辑处理单元(3)的时钟(16)经(69)接到IC13和IC14的1’端作为译码锁存器的时钟，逻辑处理单元(3)的数据信号(20)－(27)经(70)、(71)分别接至IC13和IC14的2’、3’、4’、5’端作为译码锁存的数据。IC13、IC14译码后，经电阻R29－R42接数码显示器H1和H2显示查询地址。
编码和解码单元(5)将逻辑处理单元(3)送来的数据变成编码送到发射接收单元(6)发射，并将接收到的编码信号进行解码，产生数码有效信号表示收到回答，送给逻辑处理单元(3)。逻辑处理单元(3)的数据信号(20)－(27)经(49)－(56)分别经非门F19至F26反相后接至IC9的1’－8’端作为编码和解码的数据。逻辑处理单元(3)的发射控制信号(14)经(58)接至IC9的17’端，控制IC9将数据变成编码信号从16’端输出接到与门Y7，与门输出经(59)送到发射接收单元(6)作为调制信号。逻辑处理单元(3)的接收控制信号(13)经(60)接到与门Y8的输入端。发射接收单元(6)接收到的编码信号(47)经(61)接到与门Y8，产生接收编码信号，经R21和C15积分后送到IC9的15’端，经IC9解码。若数据有效，从14’端输出高电平，表示已收到回答，经(57)送逻辑处理单元(3)发射和接收单元(6)将耦合、匹配放大单元接收到的载波信号，进行解调后送编解码单元(5)解码，并将编、解码单元(5)送来的编码信号，进行调制后送耦合、匹配放大单元。
耦合、匹配放大单元(7)的载波信号(64)经(43)接到与门Y5的输入。在逻辑处理单元(3)的接收控制讯号(13)在(44)的控制下，从与门Y5的输出端经R15、C9接到IC8的1’端，作为载波信号输入，经IC8选频、解调和低放后从5’端输出解调后的编码信号，经F19、R18、C13、F20整形放大后从(47)送到编、解码单元(5)去解码。编、解码单元(5)的发射编码信号(59)经(45)接到与门Y5，在逻辑处理单元(3)的发射控制讯号(14)经(46)的控制下，送到与门Y6与IC8的(7)送来的射频信号进行调制后经48’送到耦合、匹配放大单元(7)。
耦合、匹配放大单元(7)将发射、接收单元的发射载波讯号(48)经(65)接到MOS功放管V8的G极，经V8放大后通过绕组Ⅲ耦合到绕组Ⅰ，经C20、L1、C18、L2、C19匹配后经(62)、(63)接到低压电力线上。从电力线来的回答载波讯号接到(62)、(63)经C18、L1、C19、L2、C20匹配后加到绕组Ⅰ，耦合到绕组Ⅱ，经R22、C21接到非门F30的输入二极管V7，V7是保护二极管。L3和C22组成并联谐振回路与F30组成选频电路，选频后经R23、C23接到非门F29，经反相后从(64)送到发射、接收单元(6)进行解调。
本实用新型采用数字编码、调频载波，双向通讯技术，分时查询，使载波频带仅占用2KHZ，就实现100路数字载波双向通讯，克服了多路竞争的问题。窄的通带使接收放大器具有高的选择性，有效地抑制了电网的干扰讯号。
权利要求1.一种多功能电力线载波监控装置，其特征在于它至少包括控制输入单元(1)、存贮单元(2)、逻辑处理单元(3)、地址显示的声光报警单元(4)、编码和解码单元(5)、发射和接收单元(6)以及耦合、匹配和放大单元(7)；所述的控制输入单元(1)用于人工选择查询地址和对某地址取消监控或恢复监控，它产生的台号选择讯号和监控选择讯号送到逻辑处理单元(3)；所述的逻辑处理单元(3)用于产生读写控制讯号和地址讯号送给存贮单元(2)，存贮单元(2)读出的监控讯号再送回逻辑处理单元(3)，逻辑处理单元(3)产生的地址和报警控制讯号接到地址显示和声光报警单元(4)；所述的编码、解码单元(5)用于将逻辑处理单元(3)送来的数据变成编码送到发射单元(6)，通过低压电力线发射出去，并将接收的编码信号进行解码，产生数码有效信号，再送给逻辑处理单元(3)；所述的发射接收单元用于将耦合、匹配放大单元(7)接收到的载波信号进行解调后送编、解码单元(5)，并将编、解码单元(5)送来的信号进行调制后送耦合、匹配放大单元(7)；所述的耦合、匹配放大单元(7)用于将查询讯号放大、匹配后接到低压电力线，并接收电力线送回的载波讯号。
2.如权利要求1所述的多功能电力线载波监控装置，其特征在于所述的控制输入单元(1)中的触模开关SQ1和SQ2感应的人体信号分别经R1和R4接到IC1单稳态多谐振荡器，整形后产生台号选择脉冲送逻辑处理单元(3)。
3.如权利要求1所述的多功能电力线载波监控装置，其特征在于所述的逻辑处理单元(3)的IC2时基电路555产生查询时钟，从3’端接到IC4单稳态触发器4’端，由IC4的7’端输出产生的发射控制信号接到发射和接收单元(6)及编码和解码单元(5)控制发射，单稳态触发器IC4的6’端输出的接收控制信号接发射和接收单元(6)及编码和解码单元(5)控制接收；控制输入单元(1)来的监控选择脉冲(10)接到IC3的11’端，二分频后从13’端接到三态门D1的输入端，D1的输出接存贮单元(2)作为监控选择数据。
4.如权利要求1所述的多功能电力线载波监控装置，其特征在于所述的存贮单元(2)记忆所有监控地址的状态，由逻辑处理单元(3)来的地址信号接到非门反相后送给集成电路2114作为存贮器地址，逻辑处理单元(3)来的监控选择脉冲送到集成电路2114作为数据数字，2114的11’端接到非门F18，经反相后送逻辑处理单元(3)作为监控的控制信号。
5.如权利要求1所述的多功能电力线载波监控装置，其特征在于所述的地址显示和声、光报警单元(4)显示查询时刻的地址和发出声、光报警，逻辑处理单元(3)的(19)若是低电平，经(68)接到非门F30，反相后接到音乐片IC12的E端，IC12产生报警讯号从b端输出，经电位器RP2接三极管V10，经放大后驱动扬声器发出报警声音，报警控制信号同时接到IC11时基电路的4端，使IC11产生振荡，经3’端、R24接到发光二极管V9，产生报警显示。
6.如权利要求1所述的多功能电力线载波监控装置，其特征在于所述的编码和解码单元(5)将逻辑处理单元(3)送来的数据变成编码送到发射接收单元(6)发射，并将接收到的编码信号进行解码，产生数据有效信号表示收到回答，送给逻辑处理单元(3)，逻辑处理单元(3)的数据信号经非门反相后接IC9解码电路作为编码和解码的数据，逻辑处理单元(3)的发射控制信号(14)经(58)接到IC9的17’端，控制IC9将数据变成编码信号从16’端输出接到与门Y7，其输出送发射接收单元(6)作为调制信号，逻辑处理单元(3)的接收控制信号接到与门Y8的输入端，发射接收单元(6)接收到的编码信号接到与门Y8，经R21和C15积分后送IC9的15’端。
7.如权利要求1所述的多功能电力线载波监控装置，其特征在于所述的耦合、匹配放大单元(7)的载波信号接与门Y5的输入，Y5输出端经R15、C9接IC8的1’端。
专利摘要本实用新型公开了一种报警装置技术领域的多功能电力线载波监控装置。它采用数字编码通讯，载波频率仅用单一频率，占用频带正、负1KHz，逻辑处理电路用4520芯片完成数码发生，并作为数据存贮器的地址和数字显示地址，实现了编码、存贮、显示同步进行。由于本装置载波占用频率很窄，接收器的选频电路有很高的选择性，将载波占用频带外的电网干扰信号全部排除在外，有效地提高了抗干扰能力。本装置采用双向通讯，循回问答工作方式。
文档编号G08B25/06GK2116257SQ9220448
公开日1992年9月16日 申请日期1992年3月13日 优先权日1992年3月13日
发明者饶炳元, 叶靖国, 张晓燕, 季玲玲, 宋超英, 高琦, 姚管龙, 倪文剑, 耿宝成 申请人:西安交通大学