多点传感信号二线制变送方法

本发明涉及一种变送器信号处理技术，尤其是一种多点传感信号二线制变送方法。

背景技术：

1、现有的电力载波通信，发射方将数字信号转化为载波信号，通过耦合装置输入到电力系统中，接收方则利用耦合器将载波信号取出并转换为数字信号，能够利用已有的电力线路进行信息传输，无需新敷设通信线路。但电力载波通信容易受到干扰，如雷电影响、电磁干扰、电力线路电流干扰等，降低传输质量，造成信号传输事故；传输过程损耗大，影响传输距离。

技术实现思路

1、为了解决现有远程检测传感信号变送所存在的问题，本发明提供了一种多点传感信号二线制变送方法，近端接收处理单元输入第一交流电压，通过2根供电检测线向y个远端测量发送单元提供第二交流电压并读取y个远端测量发送单元发送的传感信号；第二交流电压每个周波的2个半波中，正半波为常态储能半波，即第一半波；负半波为可控储能半波，即第二半波；第一半波在前，第二半波在后。近端接收处理单元通过控制第二交流电压周波是全波电压周波，还是半波电压周波的方式，向y个远端测量发送单元发送地址信号；全波电压周波是正常的正弦交流电压；半波电压周波是半波整流电压，半波电压周波中，常态储能半波区间的电压值等于0(即第二交流电压的正半波瞬时值为0)，可控储能半波区间为正常供电电压；y大于等于2。

2、远端测量发送单元通过控制为全波充电周波，还是为半波充电周波的方式来发出传感信号；全波充电周波中，常态半波充电电流和可控半波充电电流均大于0；半波充电周波中，常态半波充电电流大于0，可控半波充电电流等于0；远端测量发送单元依据接收的第二交流电压周波是全波电压周波，还是半波电压周波来识别地址信号。远端测量发送单元常态储能半波流过的电流为常态半波充电电流，可控储能半波流过的电流为可控半波充电电流。

3、所有远端测量发送单元的常态半波充电电流之和为常态储能半波电流，所有远端测量发送单元的可控半波充电电流之和为可控储能半波电流；近端接收处理单元对常态储能半波电流进行判定得到常态储能半波脉冲信号，对可控储能半波电流进行判定得到可控储能半波脉冲信号；近端接收处理单元依据其获得的常态储能半波脉冲信号和可控储能半波脉冲信号，接收地址相符合远端测量发送单元发送的传感信号。

4、远端测量发送单元接收地址信号，向近端接收处理单元发送传感信号的方法是：

5、步骤⑴、处于测量及待命状态，接收一个周波的常态储能半波电压检测脉冲信号，更新常态储能半波电压检测脉冲信号队列状态；

6、步骤⑵、判断是否有地址引导信号；没有地址引导信号，返回步骤⑴；有地址引导信号，转到步骤⑶；

7、步骤⑶、接收w3位二进制地址代码；

8、步骤⑷、判断接收的w3位二进制地址代码是否与本远端测量发送单元的地址相符合；地址相符合，转到步骤⑸；地址不相符合，转到步骤⑼；

9、步骤⑸、确定当前发送开始时刻；

10、步骤⑹、控制p1个周波为半波充电周波，紧接控制p2个周波为全波充电周波；

11、步骤⑺、控制发送1位二进制数据代码；

12、步骤⑻、未完成n位数据代码发送，返回步骤⑺；已经完成n位数据代码发送，转到步骤⑾；

13、步骤⑼、确定当前发送开始时刻；

14、步骤⑽、控制q个周波为半波充电周波；

15、步骤⑾、重新进入测量及待命状态；

16、步骤⑿、结束；

17、其中，p1大于等于1，p2大于等于1，n大于等于1；q等于p1、p2与n之和。w3大于等于2，进一步地，w3根据y值来确定，要求2w3大于等于y+1。

18、步骤⑵中，判断是否有地址引导信号的方法是，当常态储能半波电压检测脉冲信号队列状态中最新w0个周波的常态储能半波电压检测脉冲信号状态为w1个周波的常态储能半波电压检测脉冲信号无效，紧接w2个周波的常态储能半波电压检测脉冲信号有效时，判断为有地址引导信号；否则判断为没有地址引导信号；w1大于等于2且小于等于5，w2大于等于1且小于等于5，w0等于w1与w2之和。

19、步骤⑸以及步骤⑼中，确定当前发送开始时刻的方法是，将检测到的最新一个常态储能半波电压检测脉冲信号有效区间的任意时刻确定为当前发送开始时刻。进一步地，优选将检测到的最新一个常态储能半波电压检测脉冲信号从无效变为有效的时刻确定为当前发送开始时刻。步骤⑺中，控制发送1位二进制数据代码，控制为全波充电周波表示发送数据1，控制为半波充电周波表示发送数据0；或者是，控制为全波充电周波表示发送数据0，控制为半波充电周波表示发送数据1。所述周波为第二交流电压的周波，全波充电周波、半波充电周波、全波电压周波、半波电压周波均对应第二交流电压的周波。

20、近端接收处理单元依据其获得的常态储能半波脉冲信号和可控储能半波脉冲信号，接收传感信号的方法是：

21、步骤1、发送地址引导信号；

22、步骤2、发送第x号远端测量发送单元的地址代码信号；

23、步骤3，接收并判断常态储能半波脉冲是否有效，接收并判断可控储能半波脉冲是否有效；

24、步骤4，判断是否有数据引导信号；没有数据引导信号，返回步骤4；有数据引导信号，转到步骤5；

25、步骤5，接收并判断常态储能半波脉冲是否有效，接收并判断可控储能半波脉冲是否有效；

26、步骤6，处理接收到的1位数据代码；未完成n位数据代码接收，返回步骤5；已经完成n位数据代码接收，转到步骤7；

27、步骤7，组合n位二进制数据代码；

28、步骤8，进行传感信号处理；

29、步骤9，结束。

30、步骤3或步骤5中，接收并判断常态储能半波脉冲是否有效，包括在常态储能半波脉冲采样中心时刻对常态储能半波脉冲信号进行采样，分别对常态储能半波脉冲采样中心时刻前的常态储能半波脉冲边沿变化时刻和常态储能半波脉冲采样中心时刻后的常态储能半波脉冲边沿变化时刻进行记录；判断当前常态储能半波脉冲是否有效；当前常态储能半波脉冲有效时保存记录的储能半波脉冲前沿时刻和储能半波脉冲后沿时刻数据；计算或者推算接下来的可控储能半波脉冲采样中心时刻。步骤3或步骤5中，接收并判断常态储能半波脉冲是否有效时的常态储能半波电流为所有远端测量发送单元的常态半波充电电流之和，且所有远端测量发送单元的常态半波充电电流均大于0。步骤3或步骤5中，接收并判断可控储能半波脉冲是否有效，包括在可控储能半波脉冲采样中心时刻对可控储能半波脉冲信号进行采样，分别对可控储能半波脉冲采样中心时刻前的可控储能半波脉冲边沿变化时刻和可控储能半波脉冲采样中心时刻后的可控储能半波脉冲边沿变化时刻进行记录；判断当前可控储能半波脉冲是否有效；当前可控储能半波脉冲有效时保存记录的储能半波脉冲前沿时刻和储能半波脉冲后沿时刻数据；计算或者推算接下来的常态储能半波脉冲采样中心时刻。步骤3或步骤5中，接收并判断可控储能半波脉冲是否有效时的可控储能半波电流为地址相符合的远端测量发送单元的可控半波充电电流，所有地址不相符合的远端测量发送单元的可控半波充电电流均等于0。

31、在步骤3或在步骤5中，完成一次接收并判断常态储能半波脉冲是否有效，然后完成一次接收并判断可控储能半波脉冲是否有效，则完成一次周波信号判断。在一次周波信号判断中，若常态储能半波脉冲有效且可控储能半波脉冲有效，则该周波信号为全波充电周波；在一次周波信号判断中，若常态储能半波脉冲有效且可控储能半波脉冲无效，则该周波信号为半波充电周波；在一次周波信号判断中，若常态储能半波脉冲无效，则该周波信号为无效充电周波。

32、步骤4中，判断是否有数据引导信号的方法是，在最近p0次周波信号判断中，依次为p1次半波充电周波和p2次全波充电周波，则有数据引导信号，否则没有数据引导信号；p0等于p1与p2之和。

33、当最近的n个储能半波脉冲连续时，依据最近的n个储能半脉冲数据推算下一个储能半波脉冲的当前采样中心时刻；当最近的n个储能半波脉冲不连续时，由当前储能半波脉冲的采样中心时刻推算下一个储能半波脉冲的采样中心时刻；常态储能半波脉冲和可控储能半波脉冲均为储能半波脉冲；当最近的n个常态储能半波电压检测脉冲连续时，依据最近的n个常态储能半波电压检测脉冲数据推算下一个常态储能半波电压检测脉冲的当前采样中心时刻；当最近的n个常态储能半波电压检测脉冲不连续时，由当前常态储能半波电压检测脉冲的采样中心时刻推算下一个常态储能半波电压检测脉冲的采样中心时刻。n为采样中心计算连续脉冲基数，n大于等于2，同时n小于q且小于w；w等于w1、w2和w3之和。

34、所述多点传感信号二线制变送方法由包括近端接收处理单元和y个远端测量发送单元的二线制多点测量变送系统实现。y个远端测量发送单元的交流输入端ac3、ac2分别并联后，通过2根供电检测线连接至近端接收处理单元的交流输出端ac3、ac2。

35、每个远端测量发送单元中，包括受控整流模块和远端控制器模块；受控整流模块包括单相可控储能整流桥、可控储能半波触发电路、远端滤波电容和常态储能半波电压信号检测电路；单相可控储能整流桥由3个二极管和1个远端单向晶闸管组成，对第二交流电压进行可控储能整流，得到单相可控储能直流电压；可控储能半波触发电路对远端单向晶闸管进行触发控制，为过零触发电路；可控储能半波触发电路的远端触发信号输入端连接至远端控制器模块的远端过零触发控制端；常态储能半波电压信号检测电路的输入连接至远端测量发送单元的交流输入端ac3和单相可控储能直流电压负端，常态储能半波电压信号检测电路的常态储能半波电压检测脉冲信号输出端连接至远端控制器模块的常态储能半波电压检测脉冲信号输入端；远端滤波电容并联至单相可控储能直流电压正端和负端之间；远端滤波电容上的电压为远端整流滤波电压。

36、近端接收处理单元包括常态储能半波电流判定模块、可控储能半波电流判定模块、常态储能半波电压控制模块和近端控制器模块；常态储能半波电流判定模块用于检测供电检测线上是否有常态储能半波电流，输出的常态储能半波脉冲信号连接至近端控制器模块；可控储能半波电流判定模块用于检测供电检测线上是否有可控储能半波电流，输出的可控储能半波脉冲信号连接至近端控制器模块；常态储能半波电压控制模块包括单向交流开关电路和常态储能半波触发电路，用于控制第二交流电压中常态储能半波电压的通断；常态储能半波触发电路对近端单向晶闸管进行触发控制，为过零触发电路；常态储能半波触发电路的近端触发信号输入端连接至近端控制器模块的近端过零触发控制端。

37、第二交流电压的2个半波中，远端测量发送单元交流输入端ac3电位高于交流输入端ac2的半波为常态储能半波，交流输入端ac3电位低于交流输入端ac2的半波为可控储能半波。单相可控储能整流桥中，二极管d2和二极管d4流过常态半波充电电流，二极管d3和远端单向晶闸管流过可控半波充电电流。

38、单向交流开关电路包括近端单向晶闸管与二极管d1，近端单向晶闸管与二极管d1反向并联后，再串联至近端接收处理单元交流输出端ac3，或者是交流输出端ac2的前端，近端单向晶闸管能够流过常态储能半波电流，二极管d1能够流过可控储能半波电流。

39、常态储能半波电流判定模块中，二极管d41、二极管d42、二极管43依同一电流方向串联后，串联接入使之能够流过常态储能半波电流；电阻r41与线性光耦m4中发光二极管串联后再与二极管d41、二极管d42、二极管43的串联电路并联，线性光耦m4中发光二极管能够流过常态储能半波电流；电阻r42一端连接至线性光耦m4中输出三极管c极，另外一端连接至近端工作电源；线性光耦m4中输出三极管e极连接至近端控制地；线性光耦m4中输出三极管c极输出常态储能半波检波电压；运放a41、电阻r43、电阻r44组成常态储能电流阈值判定电路，输入为常态储能半波检波电压和常态储能电流阈值电压，输出为常态储能半波电流判定信号(即常态储能半波脉冲信号)。常态储能半波电流大于常态储能电流阈值时，常态储能半波检波电压大于常态储能电流阈值电压，常态储能半波脉冲信号有效。

40、可控储能半波电流判定模块中，二极管d51、二极管d52、二极管d53依同一电流方向串联后，串联接入使之能够流过可控储能半波电流；电阻r51与线性光耦m5中发光二极管串联后再与二极管d51、二极管d52、二极管d53的串联电路并联，线性光耦m5中发光二极管能够流过可控储能半波电流；电阻r52一端连接至线性光耦m5中输出三极管c极，另外一端连接至近端工作电源；线性光耦m5中输出三极管e极连接至近端控制地；线性光耦m5中输出三极管c极输出可控储能半波检波电压；运放a51、电阻r53、电阻r54组成可控储能电流阈值判定电路，输入为可控储能半波检波电压和可控储能电流阈值电压，输出为可控储能半波电流判定信号(即可控储能半波脉冲信号)。可控储能半波电流大于可控储能电流阈值时，可控储能半波检波电压大于可控储能电流阈值电压，可控储能半波脉冲信号有效。

41、远端测量发送单元的常态储能半波电压信号检测电路中，电阻r8与开关光耦m8中的发光二极管串联后，连接至远端测量发送单元的交流输入端ac3和单相可控储能直流电压负端，连接方向是，第二交流电压的常态储能半波区间，开关光耦m8中的发光二极管流过电流；电阻r9与开关光耦m8中输出三极管c极的连结点为常态储能半波电压检测脉冲信号输出端，电阻r9的另外一端连接至远端工作电源，开关光耦m8中输出三极管e极连接至远端公共地。常态储能半波电压值大于常态储能半波电压阈值时，常态储能半波电压检测脉冲信号j3有效，否则无效。

42、近端过零触发光耦m1、触发限流电阻r2、触发驱动限流电阻r1组成常态储能半波触发电路；触发限流电阻r2与近端过零触发光耦m1中的双向晶闸管串联后再并联至近端单向晶闸管的阳极和触发端；触发驱动限流电阻r1与近端过零触发光耦m1中的发光二极管串联后，一端连接至近端工作电源，另外一端为近端触发信号输入端。远端过零触发光耦m9、触发限流电阻r5、触发驱动限流电阻r6组成可控储能半波触发电路；触发限流电阻r5与远端过零触发光耦m9中的双向晶闸管串联后再并联至远端单向晶闸管的阳极和触发端；触发驱动限流电阻r6与远端过零触发光耦m9中的发光二极管串联后，一端连接至远端工作电源+vee，另外一端为远端触发信号输入端。

43、每个远端测量发送单元中，远端触发信号有效则控制发出全波充电周波，远端触发信号无效则控制发出半波充电周波；远端触发信号有效时远端单向晶闸管导通，远端触发信号无效时远端单向晶闸管截止。

44、近端接收处理单元中，近端触发信号有效时控制输出的第二交流电压周波为全波电压周波，近端触发信号无效时控制输出的第二交流电压周波为半波电压周波。近端触发信号有效时近端单向晶闸管导通，近端触发信号无效时近端单向晶闸管截止。

45、远端测量发送单元还包括传感器模块；远端控制器模块通过传感器模块采集待检测物理量。远端测量发送单元还包括dc/dc模块，dc/dc模块用于向远端控制器模块、传感器模块和受控整流模块中的可控储能半波触发电路、常态储能半波电压信号检测电路提供远端工作电源；dc/dc模块输入为远端整流滤波电压，输出为远端工作电源。

46、近端接收处理单元还包括显示模块，近端控制器模块依据远端测量发送单元发送过来的传感信号并还原为传感器模块的检测结果后，可以将检测结果送至显示模块进行显示。进一步地，近端接收处理单元还可以包括通信模块，将还原的检测结果传输至其他设备或装置。近端接收处理单元还包括工作电源模块；工作电源模块的输入为第一交流电压，输出为近端控制电源。近端控制电源用于向近端接收处理单元提供控制电源。

47、本发明的有益效果是：在传输信息量较少的场合，直接使用2根交流电源线向多个物理量检测单元供电并实现传感信号的变送，不用架设专用通信线路，成本低；传输距离不受配电网阻抗影响，交流电源线上电流即为信号电流，传输过程信号电流不衰减，能够避免受到电磁干扰等影响，传输距离远。