专利名称：复合通讯装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于传送传感器信号和设备状态的通讯装置，具体的说是一种可将不同类型输入的数据，通过无线和电力载波的通讯方式，进行双工数据传输的复合通讯装置。
背景技术：
随着人们对自动化程度的要求越来越高，各种传感器在不同领域得到大量应用，相应现场数据采集、远程集中控制的多种总线结构也随之发展起来。但是，各种总线标准的不兼容和重新布线对现场环境的影响较大，使得采用现有很多总线方式进行现场数据采集和远程集中控制的成本很高。这就造成很多用户需要对现有很多传感器和设备的数据进行远程传输和集中控制，却因为成本的原因难以实现。
无线通讯技术在小范围内具有无须受连接线限制，通讯灵活的优点，但是在复杂的环境中，例如在矿井中的通讯距离受到很大限制。
因此，在许多复杂环境中，如矿井下均采用有线和无线通讯相结合的方式进行数据的远程传输。然而，在复杂环境中的架构通讯网络需要另行布线的滞后性或者困难性影响了它的应用，使数据无法实时采集或者传送。而且，它的复杂性、高成本及通讯设备专业性带来的现场安装和维护的滞后性大大降低了它在这一环境下的应用，尤其面对中国大量资金实力不强，应用和维护能力很弱的中、小企业时。
电力线是布线最为广泛的，所以通过电力载波的方式在电力线上传送数据是最便捷和经济的，弥补了以上不足，在国外许多环境下得到了应用。通过无线通讯与电力载波通讯结合的方式可以较好的解决上述问题。
但是，利用电力载波存在以下问题1、我国电力线上噪声较大；2、电力线是一个分布参数的网络，不同点对数据信号影响不一样；3、电力线上的环境也是时刻动态变化的，不同时间对数据信号影响也不一样，这就使发出的规则数据信号经过电力线后，接收到的信号是严重变形、参差不齐的信号，也严重地干扰了数据有效的传递。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可将不同类型输入的数据，通过无线和电力载波的通讯方式在高噪声的电力线上高速、有效地传输高质量数据的无线和电力载波的双工复合通讯装置。
本实用新型的技术方案是一种复合通讯装置，包括有信号处理模块和对整个装置进行过压、过流保护的模块保护单元，其特征在于其信号处理模块包括有自动选择载波波段和调节信号传送频率的信号处理单元，连接在信号处理单元的信号耦合单元、无线信号收发单元和输入输出单元。
附加技术方案如下上述复合通讯装置，其特征在于，其信号处理单元包括有微处理器芯片，晶振，电感，电容和电力载波芯片，其中微处理器芯片通过发送接收管脚与无线信号收发单元中的脉冲收发芯片的发送接收端相连，微处理器芯片输入输出管脚与输入输出单元相连，电力载波芯片的发送与接收管脚与信号耦合电路相连。
上述复合通讯装置，其特征在于，其电力载波集成电路芯片，内部集成有依次串联的低噪声放大、带通滤波器、调制解调器、数字功率放大器单元电路。
上述复合通讯装置，其特征在于，无线通讯接口单元，由接线端子、无线收发模块、脉冲收发芯片、电容C29、C30、C31、C32组成；C29，C30，C31，C32并接于脉冲收发芯片频率振荡端，脉冲收发芯片的信号输入输出端与信号处理单元中的微处理器芯片的发送接收管脚相连，无线收发模块通过接线端子与脉冲收发芯片的数据端相连。
上述复合通讯装置，其特征在于，信号耦合电路由耦合变压器T1，消谐电感L2、L3、L5、L6，L8限流电阻及消谐、保护电容，限流、限压双工二极管D1组成，耦合变压器T1的初级端通过电阻和电感L8与外部交流电源相连，之间并联压敏电阻RV1，耦合变压器T1的次级通过电感L5、L2电阻与电力载波芯片的发送、接收端相连，接收端之间并联电感L3，L6，限流、限压双工二极管D1并接在耦合变压器T1的次级之间。
上述复合通讯装置，其特征在于，输入输出单元包括有可控硅，微处理器芯片和光耦隔离器、电阻、接线端子组。光耦隔离器的输出管脚与微处理器芯片的输入管脚相连，可控硅连接在微处理器芯片上。
本实用新型的有益效果是通过无线通讯和电力载波通讯的结合，使通讯方式变的更为灵活、可靠，降低了架构通讯网络的成本，而且本实用新型的电力载波电路可以根据外部电力线的环境情况借助软硬件的不同的实时组合，选用最合适的载波波段，用最佳的信号传送频率，可靠、高速、高效地完成无线和电力载波双工的接力通讯。本实用新型不仅可以用于各种需通过无线和有线通讯的传送数据的传感器，还可实现各种设备的无线和电力载波状态检测和控制，通用性强、应用范围广。
图1是本实用新型的电路原理方框图。
图2是本实用新型实施例信号处理单元和信号耦合电路的电路原理图。
图3是本实用新型实施例信号处理单元中微处理器芯片部分的电路原理图。
图4是本实用新型实施例输入输出单元中输入部分的电路原理图。
图5是本实用新型实施例输入输出单元中输出部分的电路原理图。
图6是本实用新型实施例通讯接口单元的电路原理图。
图7是本实用新型实施例无线信号收发单元的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
本实用新型的具体实施例，一种新型无线和电力线载波通讯的复合通讯装置，其电路原理图和电路图如附图1和附图2-7所示，包括有信号处理模块和对整个装置进行过压、过流保护的模块保护单元、无线接口单元，其中信号处理模块包括有，可以根据外部电力线的环境状况借助软硬件自动选择合适的载波波段，自动调节信号传送频率的信号处理单元，连接在信号处理单元上的通讯接口单元、信号耦合电路和输入输出单元，其中输入输出单元用于连接模拟量输出的传感器或受控设备，无线接口单元用于与无线输出的传感器或与设备通讯。
如附图6、7所示，无线通讯接口单元，由接线端子、无线收发模块、脉冲收发芯片U4、电容C29、C30、C31、C32组成；C29，C30，C31，C32并接于脉冲收发芯片U4频率振荡端，脉冲收发芯片U4的信号输入输出端与信号处理单元中的微处理芯片U1B的发送接收管脚相连，无线收发模块通过接线端子与脉冲收发芯片U4的数据端相连。
如附图2、3所示，信号处理单元包括有STC89C52芯片，晶振，电感和电力载波芯片U3，其中STC89C52芯片与无线通讯接口单元中的脉冲收发电路相连，通过脉冲收发电路将无线收发单元输入的无线信号，转换成STC89C52可以识别的数字信号，STC89C52芯片将接收到的数据处理后，将形成的高低电平的脉冲，在时钟信号的触发下写入专用电力载波线路，电力载波线路按STC89C52芯片通过自诊手段而选定的频率通过信号耦合线路将数据发送到电力线上。
上述的电力载波集成电路芯片，内部集成有依次串联的低噪声放大、带通滤波器、调制解调器、数字功率放大器电路。在本实施例中采用的电力载波集成电路芯片是成都索克利科技有限责任公司的SOKINY2005芯片。该电力载波集成电路芯片可根据外部电力线的环境情况借助软硬件的不同的实时组合，自动选择合适的载波波段，用最佳信号传送的频率高可靠高速高效地完成电力载波通讯。
如附图2所示，信号耦合电路由耦合变压器T1，消谐电感L2、L3、L5、L6，L8限流电阻及消谐、保护电容，限流、限压双工二极管D1组成，耦合变压器T1的初级端通过电阻和电感L8与外部交流电源相连，之间并联压敏电阻RV1，耦合变压器T1的次级通过电感L5、L2电阻与电力载波芯片的发送、接收端相连，接收端之间并联电感L3，L6，限流、限压双工二极管D1并接在耦合变压器T1的次级之间。
如附图4、5所示，输入输出单元包括有可控硅，微处理芯片U1B和光耦隔离器、电阻、接线端子，光耦隔离器的输出管脚与微处理芯片U1B的输入管脚相连，可控硅连接在微处理芯片U1B上。
本实用新型的无线和电力线载波双工通讯的复合通讯装置与其他传统总线通讯装置相比传统的通讯装置，只能基于在某一具体总线协议的基础之上，对现场设备及集中控制器接口都要求统一的通讯协议，当现场有多个不同总线接口的设备时，就必须增加通讯装置的类型和数量，也必须铺设专用通讯电缆，成本高，系统安装和维护复杂，并且不方便在需要随时移动传感器和设备的环境下实现数据的实时采集和传输。而本实用新型无线、电力载波的复合通讯装置将无线通讯和电力载波通讯两种通讯方式有机地结合起来，集成了无线收发和电力载波通讯的智能通讯装置，可以解决目前很多现场总线难以解决的难题。它将不同类型的输入数据，经过信号处理单元的数据处理，并通过软硬件的实时组合，自动调节信号传送的频率段和最理想的载波波段，将数据用最佳信号传输的频率通过线用电力载波和无线的方式向上位机传送数据，完成无线和有线的接力通讯；同样，上位机的数据，也可通过有线和无线与前者相反的过程完成向下位机的数据通讯。由于结合了无线和电力载波的两者通讯优点，在许多环境下，不再需要任何布线，极大地降低了成本和施工难度，并且数据采集和传送便捷，安装和维护、简单，与之相配的控制系统系统又简单，所以通用性非常强，可满足与之相配接的各类传感器或者设备应用在许多环境下。
权利要求1.一种复合通讯装置，包括有信号处理模块和对整个装置进行过压、过流保护的模块保护单元，其特征在于其信号处理模块包括有自动选择载波波段和调节信号传送频率的信号处理单元，连接在信号处理单元的信号耦合单元、无线信号收发单元和输入输出单元。
2.根据权利要求1所述复合通讯装置，其特征在于，其信号处理单元包括有微处理器芯片，晶振，电感，电容和电力载波芯片，其中微处理器芯片通过发送接收管脚与无线信号收发单元中的脉冲收发芯片的发送接收端相连，微处理器芯片输入输出管脚与输入输出单元相连，电力载波芯片的发送与接收管脚与信号耦合电路相连。
3.根据权利要求2所述复合通讯装置，其特征在于，其电力载波集成电路芯片，内部集成有依次串联的低噪声放大、带通滤波器、调制解调器、数字功率放大器单元电路。
4.根据权利要求1或2或3所述复合通讯装置，其特征在于，无线信号收发单元，由接线端子、无线收发模块、脉冲收发芯片、电容C29、C30、C31、C32组成；C29，C30，C31，C32并接于脉冲收发芯片频率振荡端，脉冲收发芯片的信号输入输出端与信号处理单元中的微处理器芯片的发送接收管脚相连，无线收发模块通过接线端子与脉冲收发芯片的数据端相连。
5.根据权利要求1或2或3所述复合通讯装置，其特征在于，信号耦合电路由耦合变压器T1，消谐电感L2、L3、L5、L6，L8限流电阻及消谐、保护电容，限流、限压双工二极管D1组成，耦合变压器T1的初级端通过电阻和电感L8与外部交流电源相连，之间并联压敏电阻RV1，耦合变压器T1的次级通过电感L5、L2电阻与电力载波芯片的发送、接收端相连，接收端之间并联电感L3，L6，限流、限压双工二极管D1并接在耦合变压器T1的次级之间。
6.根据权利要求1或2或3所述复合通讯装置，其特征在于，输入输出单元包括有可控硅，微处理器芯片和光耦隔离器、电阻、接线端子组，光耦隔离器的输出管脚与微处理器芯片的输入管脚相连，可控硅连接在微处理器芯片上。
专利摘要本实用新型公开了一种复合通讯装置，包括有信号处理模块和对整个装置进行过压、过流保护的模块保护单元，其特征在于其信号处理模块包括有自动选择载波波段和调节信号传送频率的信号处理单元，连接在信号处理单元的信号耦合单元、无线信号收发单元和输入输出单元。通过无线通讯和电力载波的结合，使通讯方式变的更为灵活，降低了架构通讯网络的成本，而且本实用新型的电力载波电路可以根据外部电力线的环境情况借助软硬件的不同的实时组合，选用最合适的载波波段，用最佳的信号传送频率可靠、高速、高效地完成无线和电力载波双工接力通讯。
文档编号H04B3/54GK2904480SQ20052003670
公开日2007年5月23日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者郑文宸, 杨世宏 申请人:郑文宸, 杨世宏