CN115225116A - 一种通过供电线路传输信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过供电线路传输信息的方法，属于水泵控制技术领域，解决了对控制板上进行数据通信的问题，其技术方案要点是硬件上，增加可以用于检测电源频率的电路，例如交流电源过零点检测电路，软件上，通过识别供电电源的频率变化来进行信息的传递，对水泵进行调整的时候，采用一个可以产生频率变化的供电电源，可以根据需要不同产生不同的频率，这个电源的功率能驱动水泵电控板运行即可，无需驱动水泵本身运行，达到了降低成本，满足信息传输控制的效果。

Description

一种通过供电线路传输信息的方法

技术领域

本发明涉及水泵控制领域，特别地，涉及一种通过供电线路传输信息的方法。

背景技术

关于水泵的控制技术，就会想到水泵的电控板，即电路控制器件。电控板安装在水泵内部中，属于水泵整机的一部分，在生产过程和应用中，在一定情况下需要对电控参数进行配置，以满足实际应用的需求。

举例来说，电控板内置的深井泵，泵内部有传感器，用来控制最小动作流量，由于传感器机械结构的原因，传感器检测结果是有差异的，以往都是选择一个中间参数来进行控制，也会有很多参数不合适的产品，而实际应用中有的产品参数也会发生变化或者不满足实际的需求，因此需要对参数进行调整。

以往这样的事情只能通过拆开整机，取出内置的电控板对接仿真接口或数据通信接口进行调整，这样就大大增加了工作量，而且有时候一次调整不到位，也容易导致产品二次装配密封不严等其它问题。

当然也可以通过专门的线路把调整参数传递给内置的电控板，但是这样就需要增加对外的连线，不仅增加成本，也增加了密封问题。

也可以采样电力线载波的方式进行信息的传递，虽然无需专门的连线，但是会增加许多成本。而且在水泵电缆过长的时候，这种方法也会失效。

为了解决上述问题，本发明给出一种新的信息传输方法，可以良好的解决前述问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题，提供一种通过供电线路传输信息的方法，具有低成本、高可靠，便于使用和实施的优势。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种通过供电线路传输信息的方法，包括具有外部供电接口的电源电路模块、单片机模块、以及供电频率检测模块，电源电路模块用于提供单片机模块的工作电源，所述供电频率检测模块连接于电源电路模块和单片机模块之间，用于检测外部输入的供电频率并反馈给单片机模块；

当外部需要对单片机进行信息传输时，通过携带需要传输的信息来形成的特定供电频率来让单片机模块识别，单片机模块对特定供电频率进行解码。

优选的，所述供电频率检测模块为过零点检测电路，过零点检测电路用于检测外部输入电源的过零点信号并将其信号反馈给单片机模块。

优选的，还包括如下步骤：

步骤1、提供初始频率为f0的外部电源，f0为除常用交流电频率以外的频率；

步骤2、检测到电源频率为f0，则表示进入信息传递过程，不再进行水泵的控制；

步骤3、频率为f0的外界电源连续供电T0时间，

步骤4、信息S采用自然数，转换为携带信息S的特定供电频率f1，转换公式为：f1＝f0+S*N；

步骤5、单片机模块延时T0后，检测到特定供电频率f1，可以转换为信息S，S＝(f1-f0)/N，N为非零的自然数。

优选的，当传递的信息较多时，可以以f1供电T1时间后，以f2供电T2时间，以此类推至以fn供电Tn时间，完成n个信息传递；或者，

在传递m个信息后，重新采用f0供电来重新开始传递新的信息。

优选的，所述过零点信号输入至单片机模块的捕捉功能引脚来直接检测脉冲宽度从而计算出频率；或者，所述过零点信号输入至单片机模块的中断引脚，再配合内部计时方式来检测频率。

优选的，所述单片机模块的信号处理步骤流程还包括：

步骤1、程序初始化；

步骤2、检测是否有新的输入捕捉值；

步骤3、判断是否有新的值，

步骤4、如果有新的值，则计算频率f0，如果没有新的值，则开始计时Tw，再判断Tw是否超出限值，没有超出限值则返回步骤2，超出限值则退出信息传递进入水泵控制流程，

步骤5、判断f0是否为特定起始频率值，如果不是则退出信息传递进入水泵控制流程，如果是则等待时间T0，

步骤6、检测是否有输入捕捉值，

步骤7、判断是否有捕捉值，如果没有捕捉值则返回步骤6，如果有捕捉值，则计算频率f1，通过f1计算信息值S，处理信息值S，

步骤8、判断信息传递是否完成，如果未完成，则等待时间T1并返回步骤6，如果信息处理完成，则等待关机重启。

相比于背景技术，本发明技术效果主要体现在以下方面：

1、无需专门的连线，也不需要复杂且高成本的电力线载波电路，相比于现有技术，在硬件上，增加电源频率识别电路，具体的为交流电源过零点检测电路，在数据处理上，通过识别供电电源的频率变化来进行信息的传递。

2、对水泵进行调整的时候，采用一个配套的供电电源，此供电电源器件可以产生频率变化的电源，此电源不仅可以用于提供电力，还可以根据需要不同产生不同的频率，这个电源的功率能驱动水泵电控板运行即可，并且通过频率的变化来传递信息，进而可以对单片机内部参数进行调整和控制；

3、本发明的方法，在传输的信息不复杂的情况下，对频率的准确性要求低，实施起来比较容易。

附图说明

图1为实施例中电路原理图；

图2为实施例中单片机模块信息处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

实施例：

一种通过供电线路传输信息的方法，主要以应用在水泵控制上进行举例说明，参考图1所示，包括具有外部供电接口的电源电路模块、单片机模块、以及供电频率检测模块，电源电路模块用于提供单片机模块的工作电源，供电频率检测模块连接于电源电路模块和单片机模块之间，用于检测外部输入的供电频率并反馈给单片机模块。当外部需要对单片机进行信息传输时，通过携带需要传输的信息来形成的特定供电频率来让单片机模块识别，单片机模块对特定供电频率进行解码。供电频率检测模块为过零点检测电路，过零点检测电路用于检测外部输入电源的过零点信号并将其信号反馈给单片机模块。

在图1中可见，水泵上的电控板，一般是由输入信号模块输入给单片机模块，在单片机模块输出给输出驱动电路，接着驱动水泵电机。通过本方案，输入的信号就无需通过上述信息传递路径。

本发明无需专门的连线，也不需要复杂且高成本的电力线载波电路，本发明的技术要点是：

硬件上，增加交流电源过零点检测电路。

软件上，通过识别供电电源的频率变化来进行信息的传递。

对水泵进行调整的时候，采用一个可以产生频率变化的供电电源，可以根据需要不同产生不同的频率，这个电源的功率能驱动水泵电控板运行即可，无需驱动水泵本身运行。

关于过零点检测电路包括电阻R1、二极管D1、光电耦合器U1、电阻R2，连接方式为：外部电源端口有火线端和零线端，电阻R1的一端连接火线端，电阻R1的另一端连接二极管D1的阴极和光电耦合器U1的阳极，零线端连接二极管D1的阳极和光电耦合器U1的阳极，光电耦合器U1的集电极连接电阻R2的一端和单片机模块的输入捕捉引脚，电阻R2的另一端连接电压VCC，光电耦合器U1的发射极接地。

交流电源经过限流电阻R1接到光耦U1上，电源正半波通过光耦U1内部发光二极管产生回路，负半波通过二极管D1产生回路。当光耦U1发光端发光，受光端导通，输出到单片机的信号为低电平。当光耦U1发光端不发光，受光端截止，输出端经过电阻R2上拉，此时送到单片机的信号为高电平。因此输出到单片机的是与供电电源同频率的方波信号。

信息传递方法如下步骤：

步骤1、提供初始频率为f0的外部电源，f0为除常用交流电频率以外的频率；

步骤2、检测到电源频率为f0，则表示进入信息传递过程，不再进行水泵的控制；

步骤3、频率为f0的外界电源连续供电T0时间，

步骤4、信息S采用自然数，转换为携带信息S的特定供电频率f1，转换公式为：f1＝f0+S*N；

步骤5、单片机模块延时T0后，检测到特定供电频率f1，可以转换为信息S，S＝(f1-f0)/N，N为非零的自然数，例如可以取值为5。

具体应用举例：

初上电时，负责信息处理的电源器具采用电源频率为100HZ，连线供电3秒控制板(图1所示电路)上电后检测到100HZ电源频率，则进入信息传递处理过程。如果需要传递的信息S的范围为-10～10，按照5HZ代表一个信息基数，且负数表示电源频率相应降低，正数表示电源频率相应增加，则电源频率范围从50HZ～150HZ即可。

假如传递信息为-5，则电源频率为f1＝100+(-5)*5＝75(HZ)；

假如传递信息为5，则电源频率为f1＝100+5*5＝125(HZ)；

新的电源频率连续供电5S即可完成信息传递过程，控制板收到新的频率后，解析出传递的信息为-5或者5，进行相应处理即可。

当传递的信息较多时，可以以f1供电T1时间后，以f2供电T2时间，以此类推至以fn供电Tn时间，完成n个信息传递；或者，在传递m个信息后，重新采用f0供电来重新开始传递新的信息。

过零点信号输入至单片机模块的捕捉功能引脚来直接检测脉冲宽度从而计算出频率；或者，过零点信号输入至单片机模块的中断引脚，再配合内部计时方式来检测频率。

参考图2所示，具体单片机模块的信号处理步骤流程还包括：

步骤1、程序初始化；

步骤2、检测是否有新的输入捕捉值；

步骤3、判断是否有新的值，

步骤4、如果有新的值，则计算频率f0，如果没有新的值，则开始计时Tw，再判断Tw是否超出限值，没有超出限值则返回步骤2，超出限值则退出信息传递进入水泵控制流程，

步骤5、判断f0是否为特定起始频率值，如果不是则退出信息传递进入水泵控制流程，如果是则等待时间T0，

步骤6、检测是否有输入捕捉值，

步骤7、判断是否有捕捉值，如果没有捕捉值则返回步骤6，如果有捕捉值，则计算频率f1，通过f1计算信息值S，处理信息值S，

步骤8、判断信息传递是否完成，如果未完成，则等待时间T1并返回步骤6，如果信息处理完成，则等待关机重启。

综上所述，本申请的技术方案，优势在于：无需专门的连线，也不需要复杂且高成本的电力线载波电路，相比于现有技术，在硬件上，增加电源频率识别电路，具体的为交流电源过零点检测电路，在数据处理上，通过识别供电电源的频率变化来进行信息的传递。对水泵进行调整的时候，采用一个配套的供电电源，此供电电源器件可以产生频率变化的电源，此电源不仅可以用于提供电力，还可以根据需要不同产生不同的频率，这个电源的功率能驱动水泵电控板运行即可，并且通过频率的变化来传递信息，进而可以对单片机内部参数进行调整和控制。本发明的方法，在传输的信息不复杂的情况下，对频率的准确性要求低，实施起来比较容易。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种通过供电线路传输信息的方法，包括具有外部供电接口的电源电路模块、单片机模块、以及供电频率检测模块，电源电路模块用于提供单片机模块的工作电源，其特征是：所述供电频率检测模块连接于电源电路模块和单片机模块之间，用于检测外部输入的供电频率并反馈给单片机模块；

当外部需要对单片机进行信息传输时，通过携带需要传输的信息来形成的特定供电频率来让单片机模块识别，单片机模块对特定供电频率进行解码。

2.根据权利要求1所述的通过供电线路传输信息的方法，其特征是：所述供电频率检测模块为过零点检测电路，过零点检测电路用于检测外部输入电源的过零点信号并将其信号反馈给单片机模块。

3.根据权利要求1所述的通过供电线路传输信息的方法，其特征是：还包括如下步骤：

步骤1、提供初始频率为f0的外部电源，f0为除常用交流电频率以外的频率；

步骤2、检测到电源频率为f0，则表示进入信息传递过程，不再进行水泵的控制；

步骤3、频率为f0的外界电源连续供电T0时间，

步骤4、信息S采用自然数，转换为携带信息S的特定供电频率f1，转换公式为：f1＝f0+S*N；

步骤5、单片机模块延时T0后，检测到特定供电频率f1，可以转换为信息S，S＝(f1-f0)/N，N为非零的自然数。

4.根据权利要求3所述的通过供电线路传输信息的方法，其特征是：当传递的信息较多时，可以以f1供电T1时间后，以f2供电T2时间，以此类推至以fn供电Tn时间，完成n个信息传递；或者，

在传递m个信息后，重新采用f0供电来重新开始传递新的信息。

5.根据权利要求3所述的通过供电线路传输信息的方法，其特征是：

所述过零点信号输入至单片机模块的捕捉功能引脚来直接检测脉冲宽度从而计算出频率；或者，所述过零点信号输入至单片机模块的中断引脚，再配合内部计时方式来检测频率。

6.根据权利要求5所述的通过供电线路传输信息的方法，其特征是：所述单片机模块的信号处理步骤流程还包括：

步骤1、程序初始化；

步骤2、检测是否有新的输入捕捉值；

步骤3、判断是否有新的值，

步骤4、如果有新的值，则计算频率f0，如果没有新的值，则开始计时Tw，再判断Tw是否超出限值，没有超出限值则返回步骤2，超出限值则退出信息传递进入水泵控制流程，

步骤5、判断f0是否为特定起始频率值，如果不是则退出信息传递进入水泵控制流程，如果是则等待时间T0，

步骤6、检测是否有输入捕捉值，

步骤7、判断是否有捕捉值，如果没有捕捉值则返回步骤6，如果有捕捉值，则计算频率f1，通过f1计算信息值S，处理信息值S，

步骤8、判断信息传递是否完成，如果未完成，则等待时间T1并返回步骤6，如果信息处理完成，则等待关机重启。

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