[實用新型]一種基于二總線通信及能量傳輸系統

有效

• 申請號: 202120678764.1
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN214337924U
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 傅瀟楓;施閣;劉良康;朱晉楊;朋焱盛;童迪科;吳霞
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種基于二總線通信及能量傳輸系統，其包括從機單元（1）與主機單元（2），從機單元（1）與主機單元（2）通過總線A（3）與總線B（4）相連，所述的從機單元（1）包括從機能量儲存模塊（5）、從機微處理器（6）、從機RS485收發模塊（7）、從機光耦開關模塊（8），所述的主機單元（2）包括主機光耦開關模塊（9）、主機RS485收發模塊（10）、主機微處理器（11）、DC?DC模塊（12）、主機能量儲存模塊（13），主、從機單元之間僅靠二總線便能實現信息的傳遞和能量的傳輸，節省線材，功耗低，可拓展性強，可應用于改進傳統的有線傳感器網絡或分布式能量采集等場合。

技術領域

本實用新型涉及二總線通信及能量傳輸領域，具體涉及一種基于二總線通信及能量傳輸系統。

背景技術

在通訊與控制領域，同時傳輸電能和信號的二總線技術，一直是廣大工程技術人員共同關注的焦點。二總線技術是指只利用兩根導線將主機與各個從機節點相連接，這兩根線既作為電能傳輸線為各個節點提供電源，也作為信號線使節點與節點間能進行相互通信。與傳統的多總線技術相比，二總線系統具有結構簡單、分工明確、成本低、可靠性高的優點，此外二總線系統還具有接口簡單、總線數少等特點。在大型、遠程監測系統中，例如石油、化工、電力、火災監控、水利監測等系統，需要把這些探測器測得的數據準確可靠地收集起來，同時主控站也需要向執行機構發送一些控制命令。針對這種系統覆蓋地域范圍廣，傳感器數目眾多且安裝分散等特點，在通信距離較長時，線材成本優勢明顯，使用二總線結構的監控系統具有安裝維護方便，降低成本，抗干擾能力強等優點。在需對多個生產、生活場所的相關物理量實施監測的應用領域中有著相當廣闊的發展前景。

二總線系統的實現通常采用在電能傳輸線上進行載波信號疊加的方案，如實用新型專利“一種二總線遠供電源和通信裝置（CN2433782Y）”和實用新型專利“一種二總線遠供電源及其通信系統（CN1127237C）”，但是通信節點將信號耦合到電能傳輸線上，需要專門的信號調制電路，接收信號時，也需要專門的解調電路，導致設備電能傳輸損耗大、制造成本高，同時，該過程需要進行靈敏度調節，可拓展性差，并且由于難以實現完全的隔離，載波信號往往會被供電電路和用電電路干擾，導致信號傳輸距離短、通信速度低、節點容量小，使得對供電設備和用電設備性能要求大大提高。此外，在這些場合通信數據以控制信息或狀態信息為主，信息量相對較少;通信實時性相對弱，時間響應長。也有人提出了新的二總線實現方案如《微型機與應用》2012年第9期58-59頁報道了關于能量/信息時分傳輸的二總線技術研究，利用時分復用的方法實現了二總線的能量/信息傳輸，但仍存在著電路復雜、可拓展性差、通信速率低和靈敏度調節繁瑣等問題。在某些應用領域中，要求系統功能強大的同時需要具備超低功耗特性，如分布式能量采集系統，由于環境中的微弱能量分布密度低且具有隨機性，導致采集能量有限，而通常的二總線系統功耗太大，導致通常的二總線系統難以應用在其中。

鑒于上述缺陷，本實用新型設計了一種基于二總線通信及能量傳輸系統，通過主、從機單元中的光耦開關模塊與RS485收發模塊實現了模式切換，通信速率高、可拓展性強，能夠有效減少系統能量傳輸損耗。

發明內容

本實用新型之目的：提供一種基于二總線通信及能量傳輸系統，該系統通過主、從機單元中的光耦開關模塊與RS485收發模塊實現了模式切換，使得主、從機單元之間僅靠二總線便能實現信息的傳遞和能量的傳輸，可應用于改進傳統的有線傳感器網絡或分布式能量采集等場合。