一种基于交流电力线的数字传输方法
【专利摘要】本发明公开一种基于交流电力线的数字传输方法，在交流电力回路中，通过交流控制元件对交流电的完整独立半波进行完整的切削，产生不同序列的正弦半波信号，从而形成有效的数字编码传输，对回路设备进行有效的数字控制。本发明提供的数字信号传输方法简单易行，能大幅度降低发射及接收端设备成本，实现低成本、有效的数字编码传输。通过在交流过零点时对交流电的单个完整半波进行切削，从而未被切削的电力信号仍保留完整的半波波形，在数据传输过程中能杜绝交流正弦半波的畸变，抑制多次谐波产生，能极大保护电力回路上的各种用电设备。在编码过程中保持回路中的交流波形对称特性，能确保数据传输过程中电力回路无直流分量产生。
【专利说明】一种基于交流电力线的数字传输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字传输领域，特别涉及一种利用正半波和/或负半波全切削技术来实现的基于交流电力线的数字传输方法。
【背景技术】
[0002]现有的电力线数字传输技术，主要是通过发射端在电力线上耦合带有数字编码信息的高频载波信号，在接收端通过高频检波电路提取发送的数字编码信息，其发射及接收端电路复杂、造价昂贵，并不适合商业或家居照明的普及应用。现有的用于照明调光的电力设备中，已广泛应用了交流电力半波前沿或后沿切削技术。但该技术仅通过半波前沿或后沿的切削方式，控制整个回路中所有照明光源的能量输出而实现调光控制，无法实现数字编码的信号传输，且在调光状态时，电力线中的正弦半波的完整性因受到切削而产生严重畸变，在电力线中会产生大量多次谐波，不适用于对电磁干扰环境敏感及要求严格的地方。
[0003]因此，如何通过简单易行的方式，实现有效的数字编码的传输是业内亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的是提供一种简单易行的基于交流电力线的数字传输方法，旨在实现低成本的有效数字编码传输，避免在数据传输过程中产生的谐波干扰，保护电力回路上的各种用电设备。
[0005]本发明提出一种基于交流电力线的数字传输方法，通过交流控制单元和连接在受控设备上的译码控制器来实现，步骤如下:
(1)在交流电力回路中，通过交流控制单元将电力线上的交流电信号中的正弦波形分成多个由若干正弦波周期组成的正弦波信息位单元段，每一所述正弦波信息位单元段中的正弦波周期个数相等；
(2)采用交流控制元件根据设定的编码规则对正弦波信息位单元段中的正半波和/或负半波进行完整的切削，形成代表不同编码的正弦波信息位单元段，经完整切削后的多个正弦波信息位单元段构成不同序列的正弦半波编码信号；
(3)正弦半波编码信号经电力线传送至所述译码控制器，通过所述译码控制器对正弦半波编码信号按设定的编码规则进行译码，得出相应的数字编码信号，经完整切削后的每个正弦波信息位单元段代表数字编码信号中的一个数字，且排列顺序与数字编码信号的数字序列对应一致；
(4)根据译出的数字编码信号，译码控制器根据内置程序解释来执行相应的操作指令，对受控设备进行相应的信息传输与控制。
[0006]优选地，在所述步骤(2)中，在交流过零点时对正弦波信息位单元段的单个完整正半波和/或负半波进行切削。
[0007]优选地，在所述步骤(2)中，同一所述正弦波信息位单元段中的正半波的切削数量和负半波的切削数量一致。
[0008]优选地，所述数字编码信号为二进制数字信号，其中一种正弦波信息位单元段对应数字信号中的“0”，另一种正弦波信息位单元段对应数字信号中的“I”。
[0009]本发明在交流电力回路中，通过交流控制元件对交流电的完整独立半波进行完整的切削，产生不同序列的正弦半波信号，从而形成有效的数字编码传输，对回路设备进行有效的数字控制。本发明提供的数字信号传输方法简单易行，所需成本低，其主要的有益效果有:
(I)通过简单易行的方式，利用交流电力线路实现数字信号传输，大幅度降低发射及接收端设备成本，实现低成本、有效的数字编码传输。
[0010](2)通过在交流过零点时对交流电的单个完整半波进行切削，从而未被切削的电力信号仍保留完整的半波波形，在数据传输过程中能杜绝交流正弦半波的畸变，抑制多次谐波产生，有效避免了在数据传输过程中产生的谐波干扰，能极大保护电力回路上的各种用电设备。
[0011](3)在编码过程中保持回路中的交流波形对称特性，能确保数据传输过程中电力回路无直流分量产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明基于交流电力线的数字传输方法的流程图；
图2为本发明基于交流电力线的数字传输方法的电路框图；
图3为本发明基于交流电力线的数字传输方法的实施例中没有二进制数字编码信号传输时的完整交流正弦波形；
图4为本发明基于交流电力线的数字传输方法的实施例中二进制之位值为0时的波形
图；
图5为本发明基于交流电力线的数字传输方法的实施例中二进制之位值为I时的波形
图；
图6为本发明基于交流电力线的数字传输方法的实施例中传输一个三位二进制序列为011的波形图。
[0013]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。【具体实施方式】
[0014]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0015]下面结合附图和实施例对本发明对进一步的说明:
本发明的基于交流电力线的数字传输方法是通过交流控制单元和连接在受控设备上的译码控制器来实现的，具体步骤如图1所示:
(1)在交流电力回路中，通过交流控制单元将电力线上的交流电信号中的正弦波形分成多个由若干正弦波周期组成的正弦波信息位单元段，每一所述正弦波信息位单元段中的正弦波周期个数相等；
(2)采用交流控制元件根据设定的编码规则对正弦波信息位单元段中的正半波和/或负半波进行完整的切削，形成代表不同编码的正弦波信息位单元段，经完整切削后的多个正弦波信息位单元段构成不同序列的正弦半波编码信号；
(3)正弦半波编码信号经电力线传送至所述译码控制器，通过所述译码控制器对正弦半波编码信号按设定的编码规则进行译码，得出相应的数字编码信号，经完整切削后的每个正弦波信息位单元段代表数字编码信号中的一个数字，且排列顺序与数字编码信号的数字序列对应一致；
(4)根据译出的数字编码信号，译码控制器根据内置程序解释来执行相应的操作指令，对受控设备进行相应的信息传输与控制。
[0016]其中，在所述步骤(2)中，是仅在交流过零点时对正弦波信息位单元段的单个完整正半波和/或负半波进行切削，从而能使未被切削的电力信号仍保留完整的半波波形，不会因正弦波形的前沿或后沿被切削而产生波形严重的畸变而引发的多次谐波，有效避免了在数据传输过程中产生的谐波干扰，保护了电力回路上的各种用电设备。
[0017]在所述步骤(2)中，同一所述正弦波信息位单元段中的正半波的切削数量和负半波的切削数量一致，从而能保证电力回路中的交流对称特性，确保数据传输过程中电力回路无直流分量产生。
[0018]所述方法中所采用的数字编码信号为二进制数字信号，其中经半波切削形成的一种正弦波信息位单元段对应数字信号中的“0”，经半波切削形成的另一种正弦波信息位单元段对应数字信号中的“I”。
[0019]参照图2至图6，提出本发明基于交流电力线的数字传输方法的一实施例:
如图2所示，在交流电力回路中包括交流控制单元和受控设备，受控设备上连接有译码控制器，通过交流控制单元对正弦波信息位单元段进行完整半波切削处理，形成正弦半波编码信号，再经电力线传送至所述译码控制器，通过所述译码控制器对正弦半波编码信号按设定的编码规则进行译码，得出相应的二进制数字编码信号。
[0020]其中，正弦波信息位单元段由5个正弦波周期T1、T2、T3、T4、T5组成，即需要传输的二进制数字编码信号的每一位数字由5个完整的正弦波周期组成，如图3所示，为没有二进制数字编码信号传输时的完整交流正弦波形。
[0021]如图4所示，为二进制之位值为O时的波形图，其特征为正弦波周期Tl的负半波与正弦波周期Τ3的正半波被同时削除。
[0022]如图5所示，为二进制之位值为I时的波形图，其特征为正弦波周期Tl的负半波与正弦波周期Τ4的正半波被同时削除。
[0023]如图6所示，为根据图4及图5的编码规则，传输一个三位二进制序列为011的波形图。实际上，按此规则传输的二进制位数并无限制，受控设备在接收到编码波形后，按图4及图5的编码规则进行译码后即可还原相应的二进制值信号，并可以根据内置程序解释及执行相应的操作指令，从而实现控制器对受控设备的信息传输及控制。
[0024]无论是图4或图5中，在5个正弦波周期内的正、负半波的切削数量一致，从而能保证回路中的交流对称特性，无直流分量产生。
[0025]对于本领域的专业人员，依据本发明的思想，在具体的编码方式(例如图4及图5所示的编码规则)上可以会有改变之处，以上所述的具体编码方式及实例不应理解为对本发明的限制。
[0026]本发明仅需利用交流供电回路即可实现对回路用电设备的数字信号传输及控制，简单易行，所需成本低，可应用于照明调光的电力设备中，适合商业或家居照明的普及应用。
[0027]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于交流电力线的数字传输方法，其特征在于，通过交流控制单元和连接在受控设备上的译码控制器来实现，步骤如下: (1)在交流电力回路中，通过交流控制单元将电力线上的交流电信号中的正弦波形分成多个由若干正弦波周期组成的正弦波信息位单元段，每一所述正弦波信息位单元段中的正弦波周期个数相等； (2)采用交流控制元件根据设定的编码规则对正弦波信息位单元段中的正半波和/或负半波进行完整的切削，形成代表不同编码的正弦波信息位单元段，经完整切削后的多个正弦波信息位单元段构成不同序列的正弦半波编码信号； (3)正弦半波编码信号经电力线传送至所述译码控制器，通过所述译码控制器对正弦半波编码信号按设定的编码规则进行译码，得出相应的数字编码信号，经完整切削后的每个正弦波信息位单元段代表数字编码信号中的一个数字，且排列顺序与数字编码信号的数字序列对应一致； (4)根据译出的数字编码信号，译码控制器根据内置程序解释来执行相应的操作指令，对受控设备进行相应的信息传输与控制。
2.根据权利要求1所述的基于交流电力线的数字传输方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，在交流过零点时对正弦波信息位单元段的单个完整正半波和/或负半波进行切削。
3.根据权利要求1或2所述的基于交流电力线的数字传输方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，同一所述正弦波信息位单元段中的正半波的切削数量和负半波的切削数量一致。
4.根据权利要求1所述的基于交流电力线的数字传输方法，其特征在于，所述数字编码信号为二进制数字信号，其中一种正弦波信息位单元段对应数字信号中的“O”，另一种正弦波信息位单元段对应数字信号中的“ I ”。
【文档编号】H04B3/54GK103595446SQ201310622113
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月30日 优先权日:2013年11月30日
【发明者】梁霭明 申请人:中山市中大半导体照明技术研究有限公司