专利名称：基于电力线通讯的路灯节电控制系统的制作方法
技术领域：
基于电力线通讯的路灯节电控制系统
技术领域：
本实用新型涉及电力通讯控制技术，尤其涉及一种基于电力线通讯的路灯 节电控制系统。背景^支术
随着我国科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通讯技术得到迅猛的 发展。普通的有线技术作为传统的通讯模式，其稳定性占有优势，但有线通讯 铺线工程浩大，而且容易遭到人为破坏。
以电力线作为载波信号的传播媒介的革命正在兴起。但鉴于我国电网特性， 以电力线作为通信传输介质，其信号衰减大、线路阻抗变化大、具有高噪声等 问题，使得误码率升高，通信质量质量严重下降，导致基于电力线载波通讯作 为路灯数据传输和远程监控进行实时通信得不到广泛应用。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于电力线通讯的路灯节 电控制系统，以克服电力线信号衰减大、线路阻抗变化大、具有高噪声的缺点， 实现基于电力线载波通讯。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的 基于电力线通讯的路灯节电控制系统，包括节能控制单元、主机、复数个
从机，其特征在于所述主机包括信号调制解调单元、信号接收单元、信号发 射单元、电力耦合单元，所述从机包括电力耦合单元、信号接收单元、信号发 射单元、信号调制解调单元、单片机控制单元、执行单元，其中
所述节能控制单元预设路灯电参数，系统开关机时间，自动控制电压和电
流;
主机中，信号调制解调单元跟踪、捕获电网信号，检测电力线状态，将节
能控制单元发送来的信号加密、调制然后发送到信号发射单元；信号发射单元 将收到的信号进行放大通过电力耦合单元到电力线上，再发送到各个从机；
从机中，电力耦合单元接收电力线上的载波信号，信号接收单元对接收到 的信号滤波后发送到信号调制解调单元，调制解调单元对信号解调和解密，发 送给单片机控制单元，单片机控制单元根据收到的信号控制执行单元动作。
优选地，所述调制解调单元采用SC1128芯片。
优选地，所述单片才几控制单元采用AT89C2051芯片。
从以上技术方案可以看出，本实用新型采用SC1128芯片电力载波通信控制 终端设计，通过扩频通信技术来克服干扰，实现路灯电力线的通信功能，并且 采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术，具有较强 的抗干扰及抗衰减性能；再由于节能控制单元的稳压作用减少了可变信号衰减、 线路阻抗变化、脉冲噪声以及等幅振荡波干扰等不利于数据传输的因素，在噪 声频带很宽的信道环境下能实现可靠通信，该系统工作稳定可靠实现通讯，避
免了新的通信网络的建设投资。
图l是本实用新型系统的结构框图； 图2是本实用新型电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。 参见图l所示，主机l包括电力耦合单元，信号接收单元，信号发射单元， 节能控制单元。主机l外接的上位机。从机2、从机3包括电力耦合单元，信号 接收单元，信号发射单元，执行单元，再去控制灯具，所述从机为复数个。数 据由主机1通信设备发出，经通信接口模块，存入微控制器处理中的一段緩冲 区内，再经编码处理后进行通信调制，最后耦合到电力线上。在电力线的另一 端，数据经解耦后从电力线上接收下来再解调到单片机控制单元，最后经通信 接口到从机2通信设备中，通过执行装置控制，从而达到灯具控制、电缆防盗、 隔盏亮灯等目的。
参见图2所示，为本实用新型电路原理图。由图2可知，耦合电路是载波 信号的输出和输入通路，并起隔离220V/50Hz工频的作用。RV为氧化压敏电阻 器，吸收雷击浪涌信号或沖击浪涌信号，变压器T1实现了高压与低压的隔离。 因为载波的频率比较高为100 400kHz，远远大于电网的频率，使栽波信号畅通 无阻，而能够隔断高压。电容C1阻断低频高压，阻止T1变压器饱和；电阻R1
在离线时使电容放电，防止在设备插头的两端出现高压。TVS是瞬变抑制二极管， 它可以有效地避免后面电路被高压击穿。Dl、 D2为防止高压击穿放大电路，作 用相当于一个具有强大吸收电流能力的稳压二极管，但它的动态电阻比较大， 所以还需要Dl和D2这两个肖特基二极管进一步把电压钳制在电源电压左右。 信号输入通道接一个浪涌保护二极管TVS，经电阻R2隔离后接D1、 D2二极管钳 位电路输出给接收电路部分的前级滤波器，前级滤波器C7、 C8、 C9、 CIO、 Ll、 L4组成，通过U4前级》文大，U4前级放大由R3、 R4、 R5、 R6、 Cll、 C15组成， 其中C15、 Cll、 R6后级滤波器，信号通过PC1光耦隔离达到U2专用扩频调制/ 解调器模块，通过U2数据进行解调存入单片机Ul微控制器处理中的一段緩冲 区内，再经编码处理后到U2进行通信调制输出，经PC2光耦隔离，其中，R15、 R16为上拉电阻，送到U5将信号放大通过T1最后耦合到电力线上。L2、 L3、 C22、 C21、 C20、 Rll、 C18组成带通滤波器。当数据转发完成，则系统回到检测状态， 等待新一轮数据收发的启动。
在电力线的另一端由从机接收数据，工作原理同上，通过执行装置控制灯 具运行，每个从机代表一种请求信息，由用户自行定义。对于发射信号，原理同 上，均是检测电力线状态，对于要接收、发送的数据进行编码处理、调制、放 大后发送到电力线上；在接收数据时将根据收到信号的强度自动调节前端放大 的增益，自动适应电力线上的环境变化；然后经过解调和解密，将信号加密发 送，在接收端再解密，将还原的数据传给单片机控制电路，收发双方有相同的
编码才可以互相通讯。Ul串行口 P3. 0和P3. 1是SC1128芯片及电力线与上位 PC机通讯口， R27、 R28、 R29、 R30、 D7、 D8、 C31、 Ql、 Q2等组成RS232通讯 接口的转换电路；BT是待机电池；D6是充电二极管；U6存储芯片是一个采用 12C总线的动态存储芯片，作为单片机控制单元与U2芯片动态存储器；R9、 C12、 C13、 D3、 D4组成带通滤波器。 一组电源由T2、 C2、 BR1、 C3、 C4、 U3、 C5、 C6 组成，为模拟信号处理芯片组提供电源，另一组电源由C32、 T3、 BR2、 C33、 C34、 U7、 C35、 C36组成，为数字信号处理芯片组提供电源，C2和T2的初级，C32 和、T3的初级均是阻抗器，可以过滤高次谐波的干扰，提高稳压电路稳定性和 抗干扰能力，减少紋波系数，提高整体性能和可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡跟本实用新型权利要求范围所 做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。
权利要求1、基于电力线通讯的路灯节电控制系统，包括节能控制单元、主机、复数个从机，其特征在于所述主机包括信号调制解调单元、信号接收单元、信号发射单元、电力耦合单元，所述从机包括电力耦合单元、信号接收单元、信号发射单元、信号调制解调单元、单片机控制单元、执行单元，其中所述节能控制单元预设路灯电参数，系统开关机时间，自动控制电压和电流；主机中，信号调制解调单元跟踪、捕获电网信号，检测电力线状态，将节能控制单元发送来的信号加密、调制然后发送到信号发射单元；信号发射单元将收到的信号进行放大通过电力耦合单元到电力线上，再发送到各个从机；从机中，电力耦合单元接收电力线上的载波信号，信号接收单元对接收到的信号滤波后发送到信号调制解调单元，调制解调单元对信号解调和解密，发送给单片机控制单元，单片机控制单元根据收到的信号控制执行单元动作。
2、 根据权利要求l所述的基于电力线通讯的路灯节电控制系统，其特征在 于所述调制解调单元采用SC1128芯片。
3、 根据权利要求l所述的基于电力线通讯的路灯节电控制系统，其特征在 于所述单片才几控制单元采用AT89C2051芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种基于电力线通讯的路灯节电控制系统，包括节能控制单元、主机、复数个从机，所述节能控制单元预设路灯电参数，系统开关机时间，自动控制电压和电流；主机中，信号调制解调单元跟踪、捕获电网信号，检测电力线状态，将节能控制单元发送来的信号加密、调制然后发送到信号发射单元；信号发射单元将收到的信号进行放大通过电力耦合单元到电力线上，再发送到各个从机；从机中，电力耦合单元接收电力线上的载波信号，信号接收单元对接收到的信号滤波后发送到信号调制解调单元，调制解调单元对信号解调和解密，发送给单片机控制单元，单片机控制单元控制执行单元动作。本实用新型实现了利用电力线通讯，避免了新的通信网络的建设和投资。
文档编号H05B41/36GK201063934SQ20072005347
公开日2008年5月21日 申请日期2007年6月29日 优先权日2007年6月29日
发明者元 张, 李静源, 许光旭, 颜晓英, 饶蜡根 申请人:东莞市友美电源设备有限公司