專利名稱：一種路燈監控終端通訊的信號傳輸電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電路，尤其是一種用于路燈監控終端通訊的信號傳輸 電路。
背景技術：
路燈監控終端要通過電力線載波通信技術來傳輸控制路燈的信號，能夠實 時監控電力線路運行情況。電力線載波通信是指利用現有電力線，通過載波方 式將模擬或數字信號進行傳輸的技術。在電力線上傳輸電力肆波信號有很多種 實現方法。信號在電力線上傳輸時會存在著削減和損失， 一般傳輸距離越遠， 則要求的發送功率越大。現在的路燈監控終端產品在解決大功率電力線載波傳 輸時，都采用體積大的發送裝置，不利于電力載波模塊的微型化。
發明內容
為克服現有技術的上述缺陷，本實用新型的目的在于提供一種路燈監控終端 通訊的信號傳輸電路，它采用的技術方案如下
一種路燈監控終端通訊的信號傳輸電路，它包括脈沖產生電路和單片機， 單片機控制脈沖產生電路產生脈沖，脈沖產生電路所產生的脈沖傳輸到單片機 后，再經過單片機內部的模擬比較器進行比較后輸出到路'燈監控終端。
本實用新型電路中，發送的脈沖幅度強，但是這個脈沖不是由直流供電電 源激勵的，而是直接由脈沖產生電路產生的，這樣，整個電路體積就比較小， 實現了微型化，且發送功率大，成本低廉，穩定性高，調試方便。
本實用新型電路可廣泛地應用于路燈監控系統中。使用時，每個燈桿的路 燈都安裝一個本實用新型電路，再通過通訊中繼算法，可實現通訊距離在3公 里以上，而且該電路i本低廉，對元器件沒有特殊要求，產品的性價比高。
圖1為本實用新型一種實施例電路示意圖； 圖2為本實用新型一種實施例過零檢測波形圖； 圖3為本實用新型一種實施例發送脈沖的過程示意圖； 圖4為本實用新型一種實施例發送脈沖過程中電容C2兩端電壓波形和電 阻R3的電流波形圖5為本實用新型一種實施例接收脈沖的波形圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例的路燈監控終端通訊的信號傳輸電路包括單片機和 脈沖產生電路，單片機的地線與電纜的零線220N相連，單片機的過零檢測引 腳INT0通過一個電阻R1連接到電纜的火線220L，單片機的脈沖接收引腳CMP 通過一個電阻R2連接到電纜的零線220N，單片機的脈沖接收引腳通過一個電 容Cl連接到火線220L。電纜的火線和零線之間設有脈沖產生電路，所述脈沖 產生電路由一個限流電阻R3、 一個儲能電容C2和一個晶閘管Q1串聯連接， 晶閘管Ql的控制腳ii接到單片機的輸出引腳Pl.O。
本實施例中，所述的限流電阻R3是功率電阻，阻值1 50歐姆，所述的儲 能電容C2是無極性電容，容量為0.22-5微法，所述的晶閘管Ql是雙向晶閘 管，耐壓60dv以上，可承受的瞬間電流為20A以上。
本實施例中，單片機在檢測到輸入交流信號的正峰值時，控制雙向晶閘管 Ql導通一次，此時儲能電容C2充電，直到兩端電壓達到310V;單片機在檢 測到輸入交流信號過零或者負峰值時，再次控制雙向晶閘管Ql導通，此時儲 能電容C2適過限流電阻R3放電或者反向充電，從而產生一個相當大的電流， 于是就得到一個脈沖。然后，.單片機接收該脈沖，用內部模擬比較器進行比較 后，輸出到路燈監控終端。
下面以NXP的P89LPC935單片機為例，對該具體實施例做進一步說明。
本實施例中，所述的單片機至少有三個引腳用于載波收發，它們的作用分 別是過零檢測、控制脈沖產生電路脈沖的產生和接收脈沖產生電路產生的脈沖。其中，過零檢測使用INTO引腳(外部中斷0)實現，控制脈沖產生電路脈沖的 產生使用P1.0腳，接收脈沖產生電路的脈沖使用CMP引腳。單片機內部有兩 個模擬比較器，用來比較CMP引腳接收到的脈沖， 一個比較正脈沖，另一個 比較負脈沖，接收到的脈沖經內部模擬比較器進行比較后，再通過單片機內的 一個高速輸出引腳OCA輸出到路燈監控終端。
本實施例中，輸入交流信號的過零檢測是由過零檢測電阻Rl連接到單片 機過零檢測腳INT0，該引腳配置為輸入模式，其內部有鉗位電路防止過壓損壞。 當輸入交流信號處于正半周時，該引腳出現高電平；當輸入交流信號處于負半 周時，該引腳出現低電平，所以該引腳上的波形為單片機能識別的方波，輸入 交流信號從正到負跳變時，過零的時刻觸發單片機內部的中斷。過零檢測的波 形參見附圖2，圖2-A為輸入的交流波形，圖2-B為過零檢測引腳INTO的波形。
本實施例中，脈沖發送電路由限流電阻R3、儲能電容C2、雙向晶閘管Q1 串連而成。發送過程有充電和發送兩個階段。在充電階段，單片機輸出引腳P1.0 在輸入交流信號過零時刻輸出一個數微秒的正脈沖到雙向晶閘管Q1的控制腳， 雙向晶閘管Q1導通，于是市電通過限流電阻R3向儲能電容C2充電。由于正 弦交流電在交流最大值處的變化率為0，因此電容充滿電后就不再有電流流過 雙向晶閘管Q1，而此時單片機輸出引腳P1.0恢復成為低電平，因此雙向晶閘 管Q1因維持電流不足而自行斷開，充電階段結束，儲能電容C2兩端電壓為交 流峰值。在發送階段，單片機檢測到輸入交流信號位于過零附近時，從P1:0引 腳輸出一個數微秒脈沖，雙向晶閘管Q1導通，儲能電容C2通過電阻R3向電 纜放電，其電流可達幾十安培。例如，在電阻取20歐姆，電容取0.5uF時，電 容上的電能是
五-丄Ct/2 =丄0.5五-6x (220x1.414)2 =0.024焦耳 2 2
流過電阻的最大電流是/ = ^= 220*1.414 =31按培
及 10
其瞬間功率可達尸=^1=(220*1'414)2 = 9677瓦特=96千瓦
及 10
通過以上計算可見，脈沖發送電路把31安培的電流加到電力線上，內部消耗了9.6千瓦的強脈沖，這個功率幅度相當可觀，然而其能量非常小，持續時間相當 短暫。發送脈沖其實就是電容向電纜放電，發送結束后電容兩端的電壓為0， 雙向晶閘管Ql因電容的電流太小而自行斷開。如果要發送下一個脈沖，則再 次進入充電階段和發送階段。這個電路發送的脈沖非常強烈，它使用一個電容 的充放電過程就可得到大功率的脈沖。因此，其脈沖功率不取自控制電路的直 流激勵源，而是"自激勵"的。
本實施例電路中，脈沖接收部分電路的脈沖耦合電容Cl把來自電網的低 頻濾除，而留下發送電路產生的窄脈沖，它進入單片機的脈沖接收引腳CMP。 單片機會把接收到的CMP引腳的脈沖，經內部模擬比較器進行比較，比較后 的結果采用數字脈沖間隔調制法，用這種方法只要得到脈沖的時間就可以了， 從脈沖產生的時刻即可得到發送的信息。上述的發送階段的脈沖之間的間隔 T一diff就包含了要發送的信息，它們與交流過零時刻的誤差就是由編碼決定的。
本實施例中，脈沖發送時輸入的交流信號波形和單片機輸出引腳Pl.O的波 形分別參見附圖3-A和圖3-B。在輸入交流信號的峰值和過零時刻，單片機輸 出引腳P1.0腳發送脈沖讓雙向晶閘管Q1導通。其中輸入交流信號為峰值時， 儲能電容充電，此時為充電階段T一charge;輸入交流信號位于過零附近時，儲 能電容放電，此時為發送階段T—trans。
本實施例中，輸入的交流信號，脈沖發送時電容C2兩端電壓和R3上通過 的電流波形參見附圖4-A，圖4-B和圖4-C。雙向晶閘管Ql在輸入交流信號峰 值處導通時，儲能電容C2充電，在實際電路中這個電壓會向安全瀉放電阻放 電而慢慢降低電壓，然后到交流過零處雙向晶閘管Ql再次導通，電壓突然降 低到0，限流電阻R3中的電流脈沖產生在電容的電壓突變時。
本實施例中，輸入的交流信號和CMP引腳接收到的脈沖的波形參見附圖 5-A和圖5-B，脈沖耦合電容C1把來自電網的低頻濾除，留下發送電路產生的 窄脈沖。只有輸入交流信號位于過零附近時，對應的CMP引腳上的脈沖才表 示要接收的信息T_reCeiVe，對應輸入交流信號峰值時刻的脈沖和其它脈沖都被 忽略掉。單片機CMP引腳接收的脈沖經過模擬比較器比較后得到發送的脈沖。
權利要求1、一種路燈監控終端通訊的信號傳輸電路，其特征在于包括脈沖產生電路和單片機，單片機控制脈沖產生電路產生脈沖，脈沖產生電路所產生的脈沖傳輸到單片機后，再經過單片機內部的模擬比較器進行比較后輸出到路燈監控終端。
2、 如權利要求1所述的路燈監控終端通訊的信號傳輸電路，其特征在于 所述單片機包括過零檢測引腳(INT0)、脈沖接收引腳(CMP)和輸出引腳(Pl.O)，所述過零檢測引腳(INTO)通過電阻(Rl)連接到電纜的火線(220L)， 所述脈沖接收引腳(CMP)通過電阻(R2)連接到電纜的零線(220N)，通過 電容(Cl)連接到火線(220L)，以接收脈沖產生電路產生的脈沖，所述輸出 引腳(P1.0)輸出方波，以控制脈沖產生電路脈沖的產生。
3、如權利要求1或2所述的路燈監控終端通訊的信號傳輸電路，其特征在 于所述脈沖產生電路包括限流電阻(R3)、儲能電容(C2)和晶閘管(Ql)， 限流電阻(R3)、儲能電容(C2)和晶閘管(Ql)串聯連接，限流電阻(R3) 的另外一端連接電纜的火線(220L)，晶閘管(Ql)的另外一端連接到電纜的 零線(220N)，晶閘管(Ql)的控制腳連接到單片機的輸出引腳(Pl.O)。
專利摘要本實用新型公開了一種路燈監控終端通訊的信號傳輸電路，它包括脈沖產生電路和單片機，單片機控制脈沖產生電路產生脈沖，脈沖產生電路所產生的脈沖傳輸到單片機后，再經過單片機內部的模擬比較器進行比較后輸出到路燈監控終端。本實用新型電路的大功率脈沖是直接由脈沖產生電路產生的，這樣的優點是整個電路體積較小，實現了微型化，且發送功率大，成本低廉，穩定性高，調試方便。
文檔編號H05B37/00GK201270611SQ20082016330
公開日2009年7月8日 申請日期2008年8月28日 優先權日2008年8月28日
發明者偉 孫, 帆 張 申請人:杭州大有科技發展有限公司