二线制传感信号变送方法

本发明涉及一种变送器信号处理技术，尤其是一种二线制传感信号变送方法。

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，本发明提供了一种二线制传感信号变送方法，由包括远端检测发送单元和近端信号接收单元的装置实现；近端信号接收单元输入第一交流电压，通过2根供电检测线向远端检测发送单元提供第二交流电压；第二交流电压每个周波的2个半波中，第一半波为常态储能半波，第二半波为可控储能半波；第一半波在前，第二半波在后。

2、远端检测发送单元中包括远端滤波电容；远端检测发送单元对远端滤波电容的充电进行控制；在全波充电周波中，远端检测发送单元控制在常态储能半波和可控储能半波均向远端滤波电容进行充电，常态储能半波电流和可控储能半波电流均大于0；在半波充电周波中，远端检测发送单元控制在常态储能半波向远端滤波电容进行充电，常态储能半波电流大于0，在可控储能半波不向远端滤波电容进行充电，可控储能半波电流等于0。

3、远端检测发送单元采用单相可控储能整流桥对对远端滤波电容的充电进行控制；单相可控储能整流桥由3个二极管和1个单向晶闸管组成，单向晶闸管采用过零触发方式触发；当单向晶闸管的触发信号有效时，控制为全波充电周波；当单向晶闸管的触发信号无效时，控制为半波充电周波。

4、远端检测发送单元通过控制第二交流电压的周波是全波充电周波，还是半波充电周波向近端信号接收单元发送传感信号，并将全波充电周波和半波充电周波转换为常态储能半波电流信号和可控储能半波电流信号向近端信号接收单元发送传感信号，近端信号接收单元依据常态储能半波电流信号和可控储能半波电流信号来接收解析远端检测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。

5、远端检测发送单元向近端信号接收单元发送传感信号的具体方法是，发送过程由在前的引导区和在后的数据代码区组成；引导区由在前的p1个半波充电周波和在后的p2个全波充电周波组成，p1大于等于1，p2大于等于1；数据代码区由n个周波组成，n大于等于1；数据代码区中，每个周波发送1位二进制数据，其中的全波充电周波表示发送数据1，半波充电周波表示发送数据0；或者是，n个周波数据代码区中，每个周波发送1位二进制数据，其中的全波充电周波表示发送数据0，半波充电周波表示发送数据1。

6、远端检测发送单元针对同一传感信号发送q次，方法如下：

7、步骤⑴、确定当前发送开始时刻；

8、步骤⑵、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；

9、步骤⑶、控制发送1位二进制数据代码；

10、步骤⑷、未完成n位数据代码发送，返回步骤⑶；已经完成n位数据代码发送，转到步骤⑸；

11、步骤⑸、未完成q次传感信号发送，转到步骤⑹；已经完成q次传感信号发送，转到步骤⑺；

12、步骤⑹、顺延计算当前发送开始时刻；控制p3个周波为全波充电周波；转到步骤⑵；

13、步骤⑺、重新进入待命状态；

14、步骤⑻、结束。

15、步骤⑴中，采用随机方式确定当前发送开始时刻；步骤⑶中，1个周波发送1位二进制数据代码；步骤⑹中，顺延计算当前发送开始时刻的方法是，由前1次发送开始时刻顺延，顺延时间按照(p1+p2+n+p3)×t+t÷5进行计算；其中，p3大于等于1且小于等于4，q大于等于3且小于等于5；t为第二交流电压的周期。所述周波为第二交流电压的周波，全波充电周波、半波充电周波均与第二交流电压的周波相对应。

16、近端信号接收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；近端信号接收单元依据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，方法是：

17、步骤1，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；

18、步骤2，判断是否有引导信号；没有引导信号，返回步骤2；有引导信号，转到步骤3；

19、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；

20、步骤4，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3；已经完成n位数据代码接收，转到步骤5；

21、步骤5，组合n位二进制数据代码；

22、步骤6，未完成q次的n位二进制数据代码接收，返回步骤1；已经完成n位数据代码接收，转到步骤7；

23、步骤7，对q个n位二进制数据代码进行比较表决；进行传感信号处理；

24、步骤8，结束。

25、步骤1、步骤3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，对常态储能半波脉冲采样中心时刻前、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；

26、步骤1、步骤3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，对可控储能半波脉冲采样中心时刻前、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。

27、步骤1或者步骤3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。

28、判断是否有引导信号的方法是，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，则有引导信号，否则没有引导信号；p0等于p1与p2之和。对q个n位二进制数据代码进行比较表决，是指对q个n位二进制数据代码进行相互比较，按照多数原则，取超过半数次数的相同n位二进制数据代码为有效变送n位二进制数据代码。

29、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采样中心时刻推算下一个储能半波脉冲采样中心时刻。n为采样中心计算连续脉冲基数，且n大于等于2小于等于8。常态储能半波脉冲和可控储能半波脉冲均是储能半波脉冲。

30、检测供电检测线上是否有常态储能半波电流，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由常态储能半波电流判定模块实现。二极管d41、二极管d42、二极管43依同一电流方向串联后，串联接入供电检测线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)。常态储能半波电流值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。

31、检测供电检测线上是否有可控储能半波电流，对可控储能半波电流进行判定得到可控储能半波电流判定信号由可控储能半波电流判定模块实现。二极管d51、二极管d52、二极管d53依同一电流方向串联后，串联接入供电检测线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)。可控储能半波电流值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。

32、本发明的有益效果是：在传输信息量较少的场合，直接使用供电的2根交流电源线进行传感信号的变送，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。