专利名称：远端供电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及远端供电技术，尤其涉及一种远端供电系统。
背景技术：
随着通信服务需求的不断增长，要求通信设备具备很广的覆盖面，例如有很多通信设备(如终端设备)就安装在靠近用户端的楼道或户外。由于诸多通信设备在地理位置上具有较广的覆盖面，所以很难实现对各个通信设备所在的地理位置环境进行控制，例如要获知各个通信设备的用电情况就会比较困难，特别是在远端通信设备处于偏远地区，而经常由于这些地区电力不足而导致需要经常停电的情况下，如果不能及时获知通信设备的用电情况，可能将导致通信设备长时间处于断电状态，由此将会直接影响到通信服务质量。
以往，解决上述问题的方式通常是在覆盖面较广的各个通信设备上分别安装蓄电池，在断电时依靠蓄电池储存的电能来保持通信设备的正常工作。但是由于蓄电池的可靠性比较低，需要经常进行维护，这样当各个通信设备安装地点十分分散时，将造成运营商为维护配置给各个通信设备的蓄电池而带来较高的维护成本。
基于上述问题，现有技术提出了远端供电的技术方案，以通过远端供电技术实现由中心局端供电设备为远端通信设备提供电源，从而实现了对远端通信设备的用电状态进行很好的控制，并提高了远供电源的稳定性和可维护性，降低了运营商为维护供电稳定性所需消耗的维护成本，正是基于这些优点使得远端供电技术在越来越多的网络产品中获得了应用。
如图1所示为远端供电技术所应用在的远端供电系统的结构组成示意图，其中在该图中，中心局端供电设备10对中心局端输入的电源进行电压变换处理，以变换成为适合于远端通信设备所需使用的电压值，然后通过用户线30(双绞线或者同轴电缆等)传送给远端受电设备20。
如图2所示为远端供电系统的主要工作原理示意图，在该图中，中心局端供电设备10中设置有电源变换电路101，用于将中心局端输入的电压变换成为远端通信设备所需要的电压，一般为直流电压；然后中心局端供电设备10将变换处理后的电源通过若干对用户线30传送给远端受电设备20；远端受电设备20内部也设置有电源变换电路201，用于将从用户线30上接收的电压变换成为各个通信设备可用的电压值输出给各个通信设备。其中在传送电源的多对用户线30中，可以同时使用一对或多对用户线30传送一个电源极性，如正极或负极；也可以使用每对用户线30分别进行传送电源正极和负极。
但是在目前的远端供电系统中，中心局端供电设备并不能从远端就能获知是否有人搭接在用于传送远供电源的用户线的高压两极上，因此也就不能及时采取关闭输出电源的方式来对搭接在用户线高压两极上的人员生命进行保护，所以现有远端供电系统并不能很好的保证人身安全问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提出一种可以及时检测是否有人搭接在用户线高压两极，并确保搭接人员生命安全的远端供电系统。
为解决上述问题，本发明提出的技术方案如下一种远端供电系统，包括由用户线连接的中心局端供电设备和远端受电设备，其中远端受电设备侧包括第一电流采样单元，用于采样远端受电设备侧用户线上的电流；发送单元，用于将采样电流发送到中心局端供电设备侧；中心局端供电设备侧包括接收单元，用于接收远端受电设备侧发送单元发来的采样电流；
第二电流采样单元，用于采样中心局端供电设备侧用户线上的电流；减法运算单元，用于对第二电流采样单元采样得到的电流和接收单元接收到的采样电流执行减法运算；电源变换单元，用于对中心局端输入电压进行变换处理后通过用户线传送到远端受电设备；比较控制单元，用于在比较得到减法运算单元运算得到的差值大于设定的基准电流值时，控制电源变换单元关闭输出电压。
其中所述发送单元具体包括第一模/数转换子单元，用于将第一电流采样单元采样得到的模拟量的电流值转换成为数字量的电流值；数字信号编码子单元，用于将第一模/数转换子单元转换后的数字量的电流值编码成为数字信号；发送子单元，用于将数字信号编码子单元编码后的数字信号发送到中心局端供电设备侧；所述接收单元具体包括接收子单元，用于接收发送子单元发来的数字信号；数字信号解码子单元，用于将接收子单元接收的数字信号解码成为数字量的电流值送入减法运算单元；所述中心局端供电设备侧还包括第二模/数转换单元，用于将第二电流采样单元采样得到的模拟量的电流值转换成为数字量的电流值送入减法运算单元。
其中所述模/数转换子单元为模/数转换器。
其中所述发送子单元为将数字信号以双音多频方式发送到中心局端供电设备侧的双音频送号器。
其中所述发送子单元为将数字信号以脉冲方式发送到中心局端供电设备侧的脉冲送号器。
其中所述远端受电设备侧还包括第一周期触发单元，用于存储一周期规则，并在监测到达每一周期时间点时触发第一电流采样单元进行电流采样处理；所述中心局端供电设备侧还包括第二周期触发单元，用于存储一周期规则，并在监测到达每一周期时间点时触发第二电流采样单元进行电流采样处理；所述第一周期触发单元存储的周期规则和第二周期触发单元存储的周期规则相同，并所述周期规则规定的周期时间段长度为远端受电设备侧将采样电流发送到中心局端供电设备侧的传输时间长度。
其中所述中心局端供电设备侧还包括缓存单元，用于缓存第二电流采样单元在上一周期时间点采样得到的电流；并所述减法运算单元在当前周期时间点读取所述缓存单元缓存的上一周期时间点采样得到电流和接收单元当前接收的采样电流执行减法运算。
其中所述比较控制单元具体包括基准电流存储子单元，用于存储设定的基准电流值；比较子单元，用于对减法运算单元运算得到的差值和基准电流存储子单元存储的基准电流值进行比较；控制子单元，用于在比较子单元比较得到所述差值大于所述基准电流值时，控制电源变换单元关闭输出电压。
其中所述比较子单元为比较器。所述减法运算单元为减法器。
本发明能够达到的有益效果如下本发明远端供电系统通过在远端受电设备侧和中心局端供电设备侧分别进行电流采样处理，并在中心局端供电设备侧对局端采样电流和远端受电设备侧传来的远端采样电流进行差值计算，如果中心局端供电设备侧在检测到所计算得到的差值大于设定的基准电流值(该基准电流值为人体正常能够承受的电流值，满足IEC60950标准的规定，一般可以设置为50mA)时，就控制电源变换单元关闭输出电压，从而可以及时检测到远端用户线的高压两极上是否存在有人搭接的情况，并能够及时准确的做出是否需要关闭电源输出的判断，从而可以达到确保搭接人员生命安全的目的。
图1为远端供电技术所应用在的远端供电系统的结构组成示意图；图2为远端供电系统的主要工作原理示意图；图3为本发明远端供电系统所依赖的设计原理示意图；图4为本发明远端供电系统的主要组成结构示意图；图5为本发明远端供电系统的其一具体实施情况的组成结构示意图；图6为本发明远端供电系统为实现周期地对电流进行采样处理的实施例组成结构示意图；图7为本发明远端供电系统中比较控制单元的具体组成结构示意图；图8为本发明远端供电系统的具体实施例组成结构框图；图9为本发明远端供电系统中对局端和远端采样时间进行同步的处理过程示意图。
具体实施例方式
本发明远端供电系统提出的目的在于提供一种可以应用于电源远供方案中检测是否有人搭接、并及时做出正确判断以关闭电源输出的系统，即中心局端供电设备侧可以通过判断是否有人体搭接在用户线高压两极上，以向后台监控中心上报相应的告警信息并关闭输出电压，从而使得能够确保搭接人员的人身安全。其中本发明方案需要在远端供电系统中的远端受电设备侧和中心局端供电设备侧分别进行改进，以完成上述发明目的。
下面将结合各个附图对本发明远端供电系统的具体实现原理及其具体实施方式
进行详细的阐述。
请参照图3，该图是本发明远端供电系统所依赖的设计原理示意图，其中本发明所依赖的设计原理如下由于在中心局端供电设备侧的用户线上要输出总电流I局，在远端受电设备侧的用户线上要输入总电流I远；这样当发生人体搭接在用户线的高压两极上的情况时，则可建立公式I人＝I局-I远，通过此公式运算得到的差值结果I人可以与设定的人体能够承受的基准电流值(该基准电流值为人体正常能够承受的电流值，满足IEC60950标准的规定，一般可以设置为50mA)进行比较，以判断是否有人搭接。
请参照图4，该图是本发明远端供电系统的主要组成结构示意图，如该图所示，本发明远端供电系统需要在远端受电设备20侧和中心局端供电设备10侧分别进行改进，其中在远端受电设备20侧设置有第一电流采样单元201和发送单元202；与远端受电设备20侧通过用户线30连接的中心局端供电设备10侧设置有接收单元101、第二电流采样单元102、减法运算单元103、电源变换单元104和比较控制单元105；其中各个组成单元的作用及其相互之间的连接关系具体如下第一电流采样单元201，用于对远端受电设备20侧用户线上的电流进行采样处理；发送单元202，与上述第一电流采样单元201连接，用于将第一电流采样单元201采样得到的采样电流发送到(可以通过用户线30传输)中心局端供电设备10侧；接收单元101，用于接收远端受电设备20侧中发送单元202发来的采样电流；第二电流采样单元102，用于对中心局端供电设备10侧用户线上的电流进行采样处理；减法运算单元103，分别与第二电流采样单元102和接收单元101连接，用于对第二电流采样单元102采样得到的电流和接收单元101接收到的采样电流执行减法运算；其中这里的减法运算单元103可以由减法器电路元件来实现；电源变换单元104，用于对中心局端输入电压进行变换处理后通过用户线30传送给远端受电设备20；由远端受电设备20将接收的电压供给给负载40，其中这里的负载40可以为通信设备组；比较控制单元105，分别与减法运算单元103和电源变换单元104连接，用于在比较得到减法运算单元103运算得到的差值大于人体能够承受的基准电流值(一般为50mA)时，控制电源变换单元104关闭输出电压，以确保对搭接人员的生命安全进行保护。
其中一种较佳的实施例为将远端受电设备20侧采样得到的电流(由于采样电流为模拟量的电流值形式)进行模数转换，转换成为数字量的电流值形式，再进而将数字量的电流值编码成数字信号的形式，然后将编码后的数字信号通过单频(如脉冲方式等)或多频(如双音多频DTMF方式等)传输给中心局端供电设备10侧，其中上述单频传输方式是指传输的一个数字信号只对应一个传输频率；多频传输方式是指传输的一个数字信号是由多个频率叠加而成的，所以多频传输方式相对于单频传输方式而言是可以用少量的频率来对应更多的数字信号。相应的，中心局端供电设备10侧还要将接收的数字信号解码成为对应的数字量的电流值，同时局端将采样得到的模拟采样电流进行模数转换，转换成为对应的数字量的电流值，然后由减法运算单元103对上述两个数字量的电流值进行相减处理。
具体请参照图5，该图是本发明远端供电系统的其一具体实施情况的组成结构示意图，其中远端受电设备20侧的发送单元202可以进而由第一模/数转换子单元2021、数字信号编码子单元2022和发送子单元2023组成，其中各个组成子单元的作用及其相互之间的连接关系具体如下第一模/数转换子单元2021，与第一电流采样单元201连接，用于将第一电流采样单元201采样得到的模拟量的电流值转换成为数字量的电流值；其中这里的模/数转换子单元可以利用现有的模/数转换器(即A/D转换器)来实现；数字信号编码子单元2022，与第一模/数转换子单元2021连接，用于将第一模/数转换子单元2021转换后的数字量的电流值编码成为数字信号(即使用0、1、2…等数字信号来表示各个数字量的电流值)；发送子单元2023，与数字信号编码子单元2022连接，用于将数字信号编码子单元2022编码处理后的数字信号发送到中心局端供电设备10侧；其中这里的发送子单元2023可以由能够将数字信号以DTMF方式发送到中心局端供电设备10侧的双音多频送号器来实现(即采用多频方式传输数字信号)；也可以由能够将数字信号以脉冲方式发送到中心局端供电设备10侧的脉冲送号器(即采用单频方式传输数字信号)。
其中中心局端供电设备10侧中的接收单元101中进而包括接收子单元1011和数字信号解码子单元1012；在第二电流采样单元102和减法运算单元103之间还连接有第二模/数转换单元106，其中各个组成单元的作用如下接收子单元1011，用于通过用户线30接收上述发送子单元2023发来的数字信号；数字信号解码子单元1012，与接收子单元1011连接，用于将接收子单元1011接收的数字信号解码成为数字量的电流值送入到减法运算单元103；第二模/数转换单元106，分别与第二电流采样单元102和减法运算单元103连接，用于将第二电流采样单元102采样得到的模拟量的电流值转换成为数字量的电流值送入到减法运算单元103。这样其实减法运算单元103是对数字信号解码子单元1012和第二模/数转换单元106送来的数字量的电流值进行相减运算。
其中远端受电设备20侧和中心局端供电设备10侧的电流采样单元201可以分别周期的对自身所在用户线30上流经的电流进行采样处理，这样要对远端受电设备20侧的第一电流采样单元201和中心局端供电设备10侧的第二电流采样单元102分别实施周期地定时触发。具体请参照图6，该图是本发明远端供电系统为实现周期地对电流进行采样处理的实施例组成结构示意图，其中在远端受电设备20侧的第一电流采样单元201上要连接一第一周期触发单元203，并在中心局端供电设备10侧的第二电流采样单元102上要连接一第二周期触发单元108，其中这两个单元的作用如下第一周期触发单元203，用于存储一周期规则，并根据该存储的周期规则在监测到达每一周期时间点时触发第一电流采样单元201进行电流采样处理；第二周期触发单元108，用于存储一周期规则(其中第二周期触发单元108存储的周期规则和第一周期触发单元203存储的周期规则相同)，并根据该存储的周期规则在监测到达每一周期时间点时触发第二电流采样单元102进行电流采样处理；其中第一周期触发单元203和第二周期触发单元108同时存储的相同周期规则所规定的周期时间段长度等于远端受电设备20侧将采样电流发送到中心局端供电设备10侧的传输时间长度。由此可见，中心局端供电设备10侧的第二电流采样单元102在当前周期时间点采样得到的电流和当前远端受电设备20侧的发送单元202发送过来的采样电流并不是在同一时刻在相同用户线30上采样得到的电流，其实发送单元202发送过来的采样电流是在上一周期时间点对用户线30流经电流进行采样得到的电流，因此为了使得在中心局端供电设备10侧能够对同一周期时间点在远端采样电流和中心局端采样电流之间进行比较，以得到比较准确真实的比较结果，在中心局端供电设备10侧还要在第二电流采样单元102和减法运算单元103之间连接一缓存单元107，以用于缓存第二电流采样单元102在上一周期时间点采样得到的电流；这样，中心局端供电设备10侧的减法运算单元103在当前周期时间点将读取缓存单元107中缓存的上一周期时间点采样得到电流和接收单元101当前接收的采样电流，以对读取的两个采样电流执行减法运算。
请参照图7，该图是本发明远端供电系统中比较控制单元的具体组成结构示意图，其中比较控制单元103具体包括基准电流存储子单元1051、比较子单元1052和控制子单元1053，其中各个子单元的作用及其连接关系如下基准电流存储子单元1051，用于预先存储人体能够承受的基准电流值(一般为50mA)；比较子单元1052，分别与基准电流存储子单元1051和减法运算单元103连接，用于对减法运算单元103运算得到的差值结果和基准电流存储子单元1051存储的基准电流值进行比较处理；其中这里的比较子单元1052可以由比较器电路元件来实现；控制子单元1053，与比较子单元1052连接，用于在比较子单元1052比较得到所述差值结果大于所述基准电流值时，控制电源变换单元104关闭输出电压。
下面结合一具体电路设计实现来对本发明远端供电系统的具体实施过程进行详细阐述，请参照图8，该图是本发明远端供电系统的具体实施例组成结构框图，其中该实施例组成结构的各个部分的工作原理如下中心局端供电设备10侧由第二电流采样单元102对用户线30上的输出电流进行采样，远端受电设备20侧由第一电流采样单元201对用户线30上的输入电流进行采样。远端将由A/D转换器205对第一电流采样单元201采样得到的模拟量的电流值进行A/D转换后送给CPU 206，CPU 206对接收到的数字量的电流值进行数字编码处理(其编码方式可自定，可参考下表1)，即将数字量的电流值用一个数字符号来表示；然后通过耦合电路207将CPU 206编码处理后的数字信号通过单频或多频形式(如双音多频DTMF)利用用户线30耦合传输给局端，局端的CPU 110对远端传来的数字信号进行译码(译码方式可自定，可参考下表1)，译码处理后的数字对应为一个具体的数字量的电流值，此时局端就得到了远端所采样到的数字量的电流值。且局端由A/D转换器109对第二电流采样单元102采样得到的模拟量的电流值进行转换处理，得到局端所采样到的数字量的电流值，并送入到CPU 110，然后由CPU 110对局端采样的数字量的电流值和远端采样到的数字量的电流值进行相减处理，得到对应的差值，并通过判断此电流差值若超过设定的基准电流值则认为有人体搭接。
表1数字量电流值的编码和译码关系表
由于远端采用的是一定频率的信号来传输远端采样的电流值，所以传输时间可能较长(传输时间由传输信号设定频率决定，此处假定设置为T毫秒/周期)。又由于局端是要用同一时刻局端和远端采样到的电流进行计算，所以需要对局端和远端的采样时间进行同步，请参照图9，该图是本发明远端供电系统中对局端和远端采样时间进行同步的处理过程示意图，其同步方法如下在T时刻，局端接收到远端传来的采样电流值A作为初始的同步信号(采样电流A其实为远端在0时刻的采样电流)，并立即读出当前T时刻局端自身的采样电流值C(以后局端、远端则通过CPU的定时器来控制每隔Tms时间采样一次电流)；同时远端将在T时刻采样的电流值B传送给局端。这样在2T时刻，局端接收到此远端采样的电流值B，与局端存储的在T时刻采样得到电流值C进行差值运算；以此类推，局端接收到远端的采样电流值，都是与在T时间前的局端采样电流值进行差值运算。若两端采样电流值的差值大于一个预设的人体电流保护值，则判断有人体搭接。
综上可见，本发明提出的远端供电系统能够可靠的保护人身安全，即能够通过简单的电路设计实现精确、快速的检测是否发生人体搭接情况，并作出及时的切断远供电源处理，较好的保护了人身安全。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种远端供电系统，包括由用户线连接的中心局端供电设备和远端受电设备，其中远端受电设备侧包括第一电流采样单元，用于采样远端受电设备侧用户线上的电流；发送单元，用于将采样电流发送到中心局端供电设备侧；中心局端供电设备侧包括接收单元，用于接收远端受电设备侧发送单元发来的采样电流；第二电流采样单元，用于采样中心局端供电设备侧用户线上的电流；减法运算单元，用于对第二电流采样单元采样得到的电流和接收单元接收到的采样电流执行减法运算；电源变换单元，用于对中心局端输入电压进行变换处理后通过用户线传送到远端受电设备；比较控制单元，用于在比较得到减法运算单元运算得到的差值大于设定的基准电流值时，控制电源变换单元关闭输出电压。
2.如权利要求1所述的远端供电系统，其特征在于，所述发送单元具体包括第一模/数转换子单元，用于将第一电流采样单元采样得到的模拟量的电流值转换成为数字量的电流值；数字信号编码子单元，用于将第一模/数转换子单元转换后的数字量的电流值编码成为数字信号；发送子单元，用于将数字信号编码子单元编码后的数字信号发送到中心局端供电设备侧；所述接收单元具体包括接收子单元，用于接收发送子单元发来的数字信号；数字信号解码子单元，用于将接收子单元接收的数字信号解码成为数字量的电流值送入减法运算单元；所述中心局端供电设备侧还包括第二模/数转换单元，用于将第二电流采样单元采样得到的模拟量的电流值转换成为数字量的电流值送入减法运算单元。
3.如权利要求2所述的远端供电系统，其特征在于，所述模/数转换子单元为模/数转换器。
4.如权利要求2所述的远端供电系统，其特征在于，所述发送子单元为将数字信号以双音多频方式发送到中心局端供电设备侧的双音多频送号器。
5.如权利要求2所述的远端供电系统，其特征在于，所述发送子单元为将数字信号以脉冲方式发送到中心局端供电设备侧的脉冲送号器。
6.如权利要求1所述的远端供电系统，其特征在于，所述远端受电设备侧还包括第一周期触发单元，用于存储一周期规则，并在监测到达每一周期时间点时触发第一电流采样单元进行电流采样处理；所述中心局端供电设备侧还包括第二周期触发单元，用于存储一周期规则，并在监测到达每一周期时间点时触发第二电流采样单元进行电流采样处理；所述第一周期触发单元存储的周期规则和第二周期触发单元存储的周期规则相同，并所述周期规则规定的周期时间段长度为远端受电设备侧将采样电流发送到中心局端供电设备侧的传输时间长度。
7.如权利要求6所述的远端供电系统，其特征在于，所述中心局端供电设备侧还包括缓存单元，用于缓存第二电流采样单元在上一周期时间点采样得到的电流；并所述减法运算单元在当前周期时间点读取所述缓存单元缓存的上一周期时间点采样得到电流和接收单元当前接收的采样电流执行减法运算。
8.如权利要求1所述的远端供电系统，其特征在于，所述比较控制单元具体包括基准电流存储子单元，用于存储设定的基准电流值；比较子单元，用于对减法运算单元运算得到的差值和基准电流存储子单元存储的基准电流值进行比较；控制子单元，用于在比较子单元比较得到所述差值大于所述基准电流值时，控制电源变换单元关闭输出电压。
9.如权利要求8所述的远端供电系统，其特征在于，所述比较子单元为比较器。
10.如权利要求1、2、7或8所述的远端供电系统，其特征在于，所述减法运算单元为减法器。
全文摘要
本发明公开了一种远端供电系统，远端受电设备侧包括采样远端受电设备侧用户线上的电流的第一电流采样单元；将采样电流发送到中心局端供电设备侧的发送单元；中心局端供电设备侧包括接收远端受电设备侧发送单元发来的采样电流的接收单元；用于采样中心局端供电设备侧用户线上的电流的第二电流采样单元；对第二电流采样单元采样得到的电流和接收单元接收到的采样电流执行减法运算的减法运算单元；用于对中心局端输入电压进行变换处理后通过用户线传送到远端受电设备的电源变换单元；用于在比较得到减法运算单元运算得到的差值大于设定的基准电流值时，控制电源变换单元关闭输出电压的比较控制单元。本发明可确保搭接人员生命安全。
文档编号H02H5/12GK1889623SQ20051008025
公开日2007年1月3日 申请日期2005年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者周英捷, 蒋天利, 秦真, 潘雪峰 申请人:华为技术有限公司