在电力线通信中利用常用电源的振幅变化的调光控制装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力线通信装置及方法，尤其涉及为了克服电力线通信的恶劣的信道 环境而通过改变借助电力线供给的常用电源的电压（振幅）来发送从发送端所要传递的数 据，并在接收端通过检测借助电力线供给的电源的电压来接收数据的在电力线通信中利用 常用电源的振幅变化的调光控制装置及方法。
【背景技术】
[0002] 电力线通信（PLC ;Power Line Communication)为使用电力线来作为通信线，利用 高频率过滤器来分离IOOkHz~30MHz的通信信号而进行发送及接收的方法，借助频率多重 分隔方式来使电源和通信信号多重化并同时传送，通常使用60Hz的电源及使用数十kHz~ 数MHz的高频率信号来作为通信信号。图Ia及图Ib简要示出电力线通信的发送端及接收 端中的远离。
[0003] 电力线通信可适用于照明、家庭网络等多种领域，其中察看路灯双向管制系统的 例，位于路灯分电箱内的主（Master)调制解调器以电力线作为媒介来传送调光指令，位于 路灯柱内的次（Slave)调制解调器接收指令来以与指令相对应地控制调光用稳定器，从而 控制灯的亮度。
[0004] 如上所述，利用电力线通信的路灯双向管制系统无需其他线路施工地在现有个别 路灯柱和分电箱设置电力线通信系统，在发生负责管理的公务人员进行查巡或上访人员投 诉的情况之前，可通过中央控制系统来实时一目了然地掌握个别路灯的情况，当个别路灯 漏电、稳定器及灯发生故障时，即可阻断电源，并向管理负责人的手机或中央控制室通知与 所发生的情况相关的信息。
[0005] 如上所述，电力线通信具有无需其他通信线路、设置简单、无需其他通信费用的优 点。
[0006] 但是，由于有限的传送电力，电力线通信在通信距离方面存在局限性，并具有产生 如电动马达等的非同期性地产生的噪音、在60Hz的常数倍频率产生的高频率噪音、当开启 或关闭电子设备的开关时所产生的独立的脉冲噪音等的高负荷干扰和杂音，并由于基于环 境的阻抗的变化而存在信号衰减的不确定性的缺点。
[0007] 具体察看发生上述的电力线通信的缺点的理由则如下。首先，电力线本来以传递 电能为目的来制造，因而被设计成适用于60Hz的低频率电信号。即，与高频率信号的传递 特性无关，由此仅以满足绝缘条件来制造的电力线的包覆和任意设置的支路及各种负荷设 备成为对电力线信号特性产生影响的主要原因。
[0008] 因此，由于电力线的这种特性，随着频率增加，作为相对高频率信号的通信信号将 经历较大的衰减，并且需承受基于分岔的信号损失和信号扭曲，由于存在在电能传递过程 中所产生的基于热的背景杂音及无法由绝缘包覆阻挡的外部的多种干扰信号，因而切实需 要用于克服这种电力线通信的缺点的方案。
【发明内容】
[0009] (一）要解决的技术问题
[0010] 为了解决上述问题，本发明的第一目的在于，提供无需用于传送控制信号的其他 通信线路、设置简单、无需通信费用，并通过去除传送电力的限制来不受距离的限制，从而 只要是传递220V/60HZ电压的范围，均可实现电力线通信的在电力线通信中利用常用电源 的振幅变化的调光控制装置及方法。
[0011] 并且，本发明的第二目的在于，提供不仅使得负荷干扰及杂音的影响少，并使信号 衰减的不确定性消失，而且无需利用频率调制装置的频率调制技术，无需其他耦合器装置 的在电力线通信中利用常用电源的振幅变化的调光控制装置及方法。
[0012] 并且，本发明的第三目的在于，提供无其他线路工程地在现有的路灯分电箱和个 别路灯柱分别设置包括电压变化装置（位于路灯分电箱内）和电压检测装置等的灯电源装 置（位于个别路灯柱内），并可根据环境急需要来控制（调光）路灯的亮度，由此可适用于 可节能的路灯灯调光控制方式的在电力线通信中利用常用电源的振幅变化的调光控制装 置及方法。
[0013] 并且，本发明的第四目的在于，提供与现有的通过电压变化的调光系统不同，可在 通过数据通信来可控制的调光步骤中，当发送及接收数据的位数为η时，可控制2η步骤，不 仅如此，在增加位数方面可以无限制性要素地控制更多步骤的在电力线通信中利用常用电 源的振幅变化的调光控制装置及方法。
[0014] (二）技术方案
[0015] 用于实现上述的目的的本发明的特征在于，在电力线通信中利用常用电源的振 幅变化的调光控制装置中，利用发送端的电压变化装置来以输入电源波形的零电压（Zero Crossing)点为开始点，以规定周期的电压作为单位时间来发生规定电压程度的变化，由此 发送包含发送数据的已变化的电源电压，在接收端的电压检测装置检测通过电力线供给的 上述已变化的电源电压，以零电压点为开始点来测定真有效值（RMS ;Root Mean Square)电 压，来从上述已变化的电源电压接收上述发送数据。
[0016] 并且，本发明的在电力线通信中利用常用电源的振幅变化的调光控制装置在上述 输入电源波形的电压不恒定的情况下，若发送数据为高（high)电平1，则上述电压变化装 置在上述单位时间内不发生上述规定电压程度的电压变化，若发送数据为低（Low)电平0， 则上述电压变化装置在上述单位时间内发生规定电压程度的电压变化。因此，忽略慢慢变 化的量。
[0017] 并且，本发明的在电力线通信中利用常用电源的振幅变化的调光控制装置，其特 征在于，上述电压检测装置在初期测定通过上述电力线接收的电源电压的真有效值电压， 与所测定的电压无关地将波形设定成高电平1，之后在每个所设定的单位时间测定真有效 值电压，若所测定的真有效值电压为与初期测定的电压相比下降临界电压以上的电压，则 将第一数据确定为低电平〇并开始接收数据，之后，将测定电压与之前电压进行比较，若其 变化小于上述临界电压，则与之前数据相同地确定接收数据，若其变化为上升到上述临界 电压以上的变化，则将接收数据确定为高电平1，若其变化为下降到上述临界电压以上的变 化，则将接收数据确定为低电平0。
[0018] 并且，本发明的在电力线通信中利用常用电源的振幅变化的调光控制装置，其特 征在于，上述电压检测装置通过对从上述发送端接收的数据改变脉冲宽度调制（PffM)信号 的占空比（DUTY)来用作灯光调光（Dimming)及调节电动机速度的控制信号。
[0019] 并且，本发明的在电力线通信中利用常用电源的振幅变化的调光控制装置，其特 征在于，上述电压变化装置设于路灯分电箱，上述电压检测装置设于个别路灯柱内的灯电 源装置，上述电压变化装置包括：两级抽头单卷变压器，为了一边向负荷供给电力一边改变 电压，由调光开关连接第一线圈的下端和第二线圈的上端；旁通开关，上述旁通开关的一端 与向上述第一线圈的上端供给的输入电源相连接，上述旁通开关的另一端与用于连接上述 第一线圈的下端和上述负荷的电源线路相连接；第一开关，上述第一开关的一端与上述第 二线圈的第一抽头相连接，上述第一开关的另一端与共用线相连接；第二开关，上述第二开 关的一端与上述第二线圈的第一抽头相连接，上述第二开关的另一端与连接于上述共用线 的第一电阻相连接；第三开关，上述第三开关的一端与上述第二线圈的第二抽头相连接， 上述第三开关的另一端与上述共用线相连接；以及第四开关，上述第四开关的一端与上述 第二线圈的第二抽头相连接，上述第四开关的另一端与连接于上述共用线的第二电阻相连 接。
[0020] 并且，用于实现上述目的的本发明的在电力线通信中利用常用电源的振幅变化的 调光控制方法，其特征在于，利用发送端的电压变化装置来以输入电源波形的零电压点为 开始点，以规定周期的电压作为单位时间来发生规定电压程度的变化，由此发送包含发送 数据的已变化的电源电压，在接收端检测通过电力线供给的上述已变化的电源电压，以零 电压点为开始点来测定真有效值电压，来从上述已变化的电源电