Способ и устройство передачи информации через сеть электрического питания - RU2007102049A

Реферат

1. Способ передачи информации через электрическую сеть (3) подачи напряжения (Uac), содержащий следующие этапы:

электрический элемент (1, 31) соединяют с сетью через прерыватель (2, 32), при этом электрический элемент естественным путем излучает высокочастотный паразитный импульс (I1, I2, I3), когда его соединяют с сетью путем замыкания прерывателя и/или когда его отсоединяют от сети путем размыкания прерывателя,

на прерыватель подают сигнал управления (CS) определенной формы таким образом, чтобы электрический элемент излучал заранее определенную последовательность высокочастотных паразитных импульсов (I1, I2, I3) в соответствии с частотой сигнала управления, и

детектируют высокочастотные паразитные импульсы и воспроизводят сигнал управления (CS).

2. Способ по п.1, в котором прерыватель (2, 32) управляется управляющим сигналом-носителем (CS) данных (DTx) таким образом, чтобы высокочастотные паразитные импульсы-носители данных излучались с частотой сигнала управления.

3. Способ по п.1, в котором сигнал управления (CS) является кодированным сигналом.

4. Способ по одному из пп.1-3, в котором электрическая сеть (3) передает переменное напряжение (Uac) и в котором сигнал управления (CS) синхронизируют с формой волны переменного напряжения (Uac) таким образом, чтобы прерыватель (2, 32) замыкался, только когда переменное напряжение оказывается близко к своему максимальному значению (Umax, -Umax).

5. Способ по п.4, в котором переменное напряжение (Uac) считается близким к своему максимальному значению, когда оно имеет амплитуду (U1, U2), по меньшей мере, равную 50% своего максимального значения.

6. Способ по п.4, в котором сигнал управления (CS) синхронизируют с формой волны переменного напряжения таким образом, чтобы прерыватель размыкался, только когда переменное напряжение оказывается близко к нулевому значению.

7. Способ по одному из пп.1-3, в котором сигнал управления (CS) состоит из импульсов замыкания/размыкания прерывателя, имеющих постоянную длительность, при этом каждый импульс замыкания/размыкания содержит восходящий фронт и/или верхний уровень, вызывающий изменение разомкнутого или замкнутого состояния прерывателя, и нисходящий фронт и/или нижний уровень, вызывающий обратное изменение состояния прерывателя.

8. Способ по п.7, в котором сигнал управления (CS) содержит импульсы замыкания/размыкания длительностью, меньшей 1/8 периода переменного напряжения.

9. Способ по одному из пп.1-3, в котором электрический элемент является конденсатором (31), резистором, электролюминесцентным диодом или комбинацией, по меньшей мере, из двух этих элементов.

10. Способ по одному из пп.1-3, в котором паразитные импульсы нейтрализуются, подавляются или игнорируются и не учитываются при воспроизведении сигнала управления.

11. Способ по п.10, в котором детектирование паразитных импульсов содержит создание сигнала, отображающего напряжение в электрической сети, фильтрование (12) верхней частоты отображающего сигнала, дискретизацию (13) отображающего сигнала по определенному окну дискретизации для получения цифровых дискретных значений отображающего сигнала и анализ (14) дискретных значений отображающего сигнала.

12. Способ дистанционного измерения локального электрического потребления электрического прибора, соединенного с электрической сетью (3) подачи определенного напряжения (Uac), содержащий этап измерения электрического потребления устройства при помощи встроенного датчика (70, 71) тока, этап передачи и этап приема информации об измеренном электрическом потреблении, осуществляемый согласно способу по одному из пп.2-11.

13. Способ идентификации электрического прибора, соединенного с электрической сетью (3) подачи определенного напряжения (Uac), содержащий этап передачи последовательности высокочастотных паразитных импульсов, образующей код идентификации прибора, осуществляемый согласно способу по одному из пп.1-11.

14. Способ по п.13, в котором электрическим прибором является выключатель (80), и передача идентификационного кода происходит только при выключенном выключателе.

15. Устройство передачи и приема информации через электрическую сеть (3) подачи напряжения (Uac), отличающееся тем, что содержит:

устройство (20, 20') передачи импульсов в электрическую сеть (3), содержащее:

электрический элемент (31) и прерыватель (32) для соединения электрического элемента с электрической сетью, при этом электрический элемент естественным образом излучает высокочастотные паразитные импульсы, когда он соединяется с электрической сетью при замыкании прерывателя и/или когда он отсоединяется от электрической сети при размыкании прерывателя, и

средства (60, 6) передачи на прерыватель сигнала управления (CS) определенной формы таким образом, чтобы электрический элемент излучал последовательность высокочастотных паразитных импульсов по частоте сигнала управления; и

устройство (10, 15) приема высокочастотных паразитных импульсов, содержащее средства (12, 13, 14, 16, 17) воспроизведения сигнала управления (CS).

16. Устройство по п.15, содержащее средства (61) передачи на прерыватель управляющего сигнала-носителя (CS) данных.

17. Устройство по п.16, содержащее средства (61) передачи на прерыватель кодированного сигнала управления (CS).

18. Устройство по одному из пп.15-17, предусмотренное для электрической сети подачи переменного напряжения (Uac), в котором устройство приема содержит средства (50) контроля за амплитудой переменного напряжения (Uac), подающие сигнал (ENB) разрешения определенного значения на передачу импульсов, когда переменное напряжение оказывается близким к своему максимальному значению (Umax, -Umax), и средства, замыкающие прерыватель только тогда, когда сигнал разрешения на передачу импульсов имеет определенное значение.

19. Устройство по п.18, в котором средства (50) контроля выдают сигнал (ENB) разрешения определенного значения на передачу импульсов, когда амплитуда переменного напряжения составляет, по меньшей мере, 50% своего максимального значения.

20. Устройство по п.18, в котором средства (50) контроля содержат выпрямитель (51), выдающий выпрямленное напряжение (Ur') простого или двойного полупериода, амплитуда которого характеризует амплитуду переменного напряжения (Uac), и компаратор (56), принимающий на одном входе базовое напряжение (Vref) и на другом входе - выпрямленное напряжение (Ur') и подающий сигнал (ENB) разрешения на передачу данных.

21. Устройство по одному из пп.15-17, в котором средства (60, 61) передачи сигнала управления выдают сигнал управления (CS), состоящий из импульсов замыкания/размыкания прерывателя, имеющих постоянную длительность, при этом каждый импульс содержит восходящий фронт и/или верхний уровень, вызывающий изменение разомкнутого или замкнутого состояния прерывателя, и нисходящий фронт и/или нижний уровень, вызывающий обратное изменение состояния прерывателя.

22. Устройство по п.21, в котором средства (60, 61) передачи сигнала управления выдают импульсы замыкания/размыкания длительностью, по меньшей мере, меньшей 1/8 периода переменного напряжения.

23. Устройство по одному из пп.15-17, в котором электрический элемент является конденсатором (31), резистором, электролюминесцентным диодом или комбинацией, по меньшей мере, из двух этих элементов.

24. Устройство по одному из пп.15-17, в котором прерыватель является триаком (32), МОП-транзистором или реле.

25. Устройство по одному из пп.15-17, в котором сигнал управления (CS) подается микроконтроллером или микропроцессором.

26. Устройство по одному из пп.15-17, в котором устройство (20, 20') передачи импульсов содержит средства (70, 71) измерения тока и выполнено с возможностью передачи информации об измеренном токе в виде высокочастотных паразитных импульсов.

27. Устройство по одному из пп.15-17, в котором устройство (10) приема содержит средства (13, 14) для фильтрования, подавления или игнорирования паразитных импульсов, чтобы не учитывать такие импульсы при воспроизведении сигнала управления.

28. Устройство по одному из пп.15-17, предусмотренное для электрической сети подачи переменного напряжения (Uac), в котором устройство (10) приема содержит средства передачи сигнала, отображающего переменное напряжение, и средства (12) фильтрования нижней частоты отображающего сигнала для извлечения из него высокочастотных паразитных импульсов.

29. Устройство по одному из пп.15-17, в котором устройство (15) приема содержит антенну (16) для обнаружения высокочастотных паразитных импульсов с использованием электромагнитной составляющей паразитных импульсов.

30. Устройство по одному из пп.15-17, в котором устройство (10, 15) приема содержит средства (13) дискретизации полученного сигнала и средства (14) анализа дискретных значений полученного сигнала для обнаружения присутствия высокочастотных паразитных импульсов.

31. Устройство (90) выключения, которое может быть в замкнутом состоянии и в разомкнутом состоянии, отличающееся тем, что содержит устройство (20) передачи импульсов по одному из пп.15-25 для передачи определенной последовательности импульсов, когда устройство выключения находится в разомкнутом состоянии.

32. Устройство выключения по п.31, содержащее сигнальный прерыватель (81), который переходит из разомкнутого состояния в замкнутое состояние, когда устройство выключения переходит из замкнутого состояния в разомкнутое состояние, и в котором все или часть (50, 60) устройства (20) передачи импульсов получает электрическое питание через сигнальный прерыватель (81) таким образом, чтобы устройство передачи импульсов оставалось в нерабочем состоянии, пока выключатель находится в замкнутом состоянии.