电力线通信处理电路及其操作方法和通信系统与流程

1.本公开的实施例总体上涉及电力线通信处理电路及其操作方法和通信系统，并且更具体地，涉及一种直流电力线通信处理电路及其操作方法和通信系统。


背景技术：

2.目前，随着对安全性要求的增加，可视对讲系统越来越受到重视。在对老旧小区进行改造时，重新铺设可视对讲系统所需的线路成本很高且难以实现。同时，现有的可视对讲系统多使用模拟信号，通信带宽较低，限制了可视对讲系统的应用范围。另外，由于可视对讲系统的电源通常为直流电源，因此，在安装可视对讲系统时，存在电源正负极接反的情况，容易造成器件的损坏。


技术实现要素：

3.本公开的实施例提供了一种电力线通信处理电路及其操作方法，在无需对老旧小区进行大规模改建的同时实现了可视对讲系统的安装，增加了通信的带宽，扩展了可视对讲系统的应用范围，并以无极性的方式实现了可视对讲系统的连接，减少了器件损坏的概率。
4.在本公开的第一方面，提供了一种电力线通信处理电路。该电力线通信处理电路包括：载波信号处理单元，被配置为在接收状态下接收电力载波输入信号并将电力载波输入信号转换成符合网络传输协议的输入网络信号，以及在发送状态下接收符合网络传输协议的输出网络信号并将符合网络传输协议的输出网络信号转换成电力载波输出信号；网络传输处理单元，被配置为在接收状态下接收符合网络传输协议的输入网络信号并将符合网络传输协议的输入网络信号转换成输出数字信号，以及在发送状态下接收输入数字信号并将输入数字信号转换成符合网络传输协议的输出网络信号；以及信号转换单元，被配置为在接收状态下接收输出数字信号并将输出数字信号转换成输出信号，以及在发送状态下接收输入信号并将输入信号转换成输入数字信号。
5.在一个实施例中，网络传输协议为tcp/ip协议。
6.在一个实施例中，载波信号处理单元和网络传输处理单元通过网线连接。
7.在一个实施例中，信号转换单元为音频转换单元或视频转换单元，输出信号和输入信号为音频信号或视频信号。
8.在一个实施例中，载波信号处理单元、网络传输处理单元以及信号转换单元为电力线通信电路内的不同功能单元。
9.在一个实施例中，该电力线通信处理电路还包括：电源，被配置为以无极性的方式连接到电力线，并将电力载波输入信号中的电力提供给载波信号处理单元、网络传输处理单元以及信号转换单元。
10.在一个实施例中，电源包括整流桥电路，整流桥电路的输入分别连接至电力线，整流桥电路的输出连接至载波信号处理单元、网络传输处理单元以及信号转换单元的电源输
入。
11.在本公开的第二方面，提供了一种通信系统。该通信系统包括：前述实施例中的电力线通信处理电路；电力线，被配置为传输电力载波信号，以及直流电源，被配置为为电力线通信处理电路提供电力。
12.在本公开的第三方面，提供了一种电力线通信处理电路的操作方法。该方法包括：确定电力线通信处理电路的状态；如果确定电力线通信处理电路处于接收状态，对接收来自电力线的电力载波输入信号执行转换处理以生成符合网络传输协议的输入网络信号；对符合网络传输协议的输入网络信号执行转换处理以生成输出数字信号；以及对输出数字信号执行转换处理以生成输出信号；以及如果确定电力线通信处理电路处于发送状态，对接收到的输入信号执行转换处理以生成输入数字信号；对输入数字信号执行转换处理以生成符合网络传输协议的输出网络信号；以及对符合网络传输协议的输出网络信号执行转换处理以生成电力载波输出信号。
13.在一个实施例中，网络传输协议为tcp/ip协议。
附图说明
14.通过参照附图的以下详细描述，本公开实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明，其中：
15.图1示出了根据本公开的实施例的电力线通信处理电路的电路框图；
16.图2示出了根据本公开的实施例的另一种具有无极性电源的电力线通信处理电路的电路框图；
17.图3示出了根据本公开的实施例的无极性电源的电路图；
18.图4示出了根据本公开的实施例的电力线通信可视对讲系统图；
19.图5示出了根据本公开的实施例的电力线通信处理电路的操作方法的流程图。
具体实施方式
20.现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的原理进行说明。应当理解，这些实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到，从下面的描述中，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本公开实施例的原理。
21.下面将结合图1至图3详细说明根据本公开的示例实施例的电力线通信处理电路的结构。首先参考图1，图1示出了根据本公开的实施例的电力线通信处理电路的电路框图。
22.在图1所示的实施例中，电力线通信处理电路1适于在接收状态下将电力载波输入信号转换为输出信号，以及在发送状态下将输入信号转换为电力载波输出信号。
23.总体上，电力线通信处理电路1包括：载波信号处理单元101、网络传输处理单元102和信号转换单元103。
24.如图1所示，载波信号处理单元101被连接至网络传输处理单元102，并被配置为实
现电力载波信号与网络信号之间的转换。在接收状态下，载波信号处理单元101接收来自电力线的电力载波输入信号，并将该电力载波输入信号转换成符合网络传输协议的输入网络信号。在发送状态下，载波信号处理单元101接收符合网络传输协议的输出网络信号，并将该符合网络传输协议的输出网络信号转换成电力载波输出信号。
25.在某些实施例中，载波信号处理单元101例如可以接收来自电力线的plc信号并将plc信号转换成符合网络传输协议的输入网络信号，以及可以接收符合网络传输协议的输出网络信号，并将该符合网络传输协议的输出网络信号转换成plc信号输出至电力线。
26.备选地，在其他实施例中，载波信号处理单元101例如可以实现符合网络传输协议的网络信号与其他类型的电力载波信号之间的转换，这可以根据电力载波信号的类型而确定。
27.在某些实施例中，载波信号处理单元101和网络传输处理单元102通过网线连接。备选地，在其他实施例中，也可以通过其他方式连接载波信号处理单元101和网络传输处理单元102，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
28.如图1所示，网络传输处理单元102连接至载波信号处理单元101和信号转换单元103，并被配置为实现网络信号与数字信号之间的转换。在接收状态下，网络传输处理单元102接收符合网络传输协议的输入网络信号，并将符合网络传输协议的输入网络信号转换成输出数字信号。在发送状态下，网络传输处理单元102接收输入数字信号，并将输入数字信号转换成符合网络传输协议的输出网络信号。
29.在某些实施例中，网络传输处理单元102例如可以包括编解码模块单元，其能够实现网络信号与数字信号之间的转换。在某些实施例中，网络传输处理单元102例如可以在接收状态下将符合tcp/ip协议的输入网络信号解码成输出数字信号，在发送状态下将输入数字信号编码成符合tcp/ip协议的输出网络信号。
30.备选地，在其他实施例中，网络传输处理单元102例如可以实现其他类型的网络信号与数字信号之间的转换，这可以根据网络传输协议的类型而确定。
31.相较于目前直接传输电力载波信号的通信方式，通过将电力载波信号转换为网络信号，增加了通信的带宽，从而使可视对讲系统的应用范围得到了扩展。
32.如图1所示，信号转换单元103连接至网络传输处理单元102，并被配置为实现数字信号和输入/输出信号之间的转换。在接收状态下，信号转换单元103接收输出数字信号，并将输出数字信号转换成输出信号。在发送状态下，信号转换单元103接收输入信号并将输入信号转换成输入数字信号。在某些实施例中，信号转换单元103例如可以是音频转换单元，其被配置为实现数字信号和音频信号之间的转换。在某些实施例中，信号转换单元103例如可以是视频转换单元，其被配置为实现数字信号和视频信号之间的转换。备选地，在其他实施例中，信号转换单元103例如可以实现其他类型的信号与数字信号之间的转换，这可以根据电力线通信处理电路的应用场合而确定。
33.通过将模拟信号转换为数字信号进行传输，来自声音、视频和其他数据源的各类数据均可被统一为数字信号的形式，通过数字通信系统传输，以数据帧为单位传输数据，并通过检错编码和重发数据帧来发现与纠正通信错误，从而有效保证通信的可靠性。同时，在长距离数字通信中，可通过中继器放大和整形来保证数字信号的完整及不累积噪音。使用加密技术可有效增强通信的安全性。另外，数字设备很容易通过集成电路来实现，并与计算
机相结合，性价比高。
34.在某些实施例中，为了提高电路的集成度，载波信号处理单元101、网络传输处理单元102以及信号转换单元103例如可以实现为电力线通信电路内的不同功能单元。备选地，在其他实施例中，载波信号处理单元101、网络传输处理单元102以及信号转换单元103例如可以被分别实现为独立的电路，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
35.在上述实施例中，通过将音频/视频信号编码成ip数据包然后再转换为电力载波信号进行通信，实现了音频/视频信号在电源线中的传输，从而可以在无需为可视对讲系统专门设置通信线路的情况下实现可视对讲系统，降低了实现可视对讲系统的成本。
36.图2示出了根据本公开的实施例的另一种具有无极性电源的电力线通信处理电路的电路框图。
37.在图2所示的实施例中，电力线通信处理电路1还包括电源104，其被配置为以无极性的方式连接到电力线，并将电力载波输入信号中的电力提供给载波信号处理单元101、网络传输处理单元102和信号转换单元103。
38.在某些实施例中，为了提高电路的集成度，电源104例如可以实现为电力线通信电路内的电源模块。备选地，在其他实施例中，电源104例如可以被分别实现为独立的电路，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
39.在某些实施例中，电源104例如可以用整流桥电路来实现。备选地，在其他实施例中，电源104例如可以被分别实现其他类型的无极性电源电路，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
40.图3示出了跟据本公开的实施例的无极性电源的电路图。
41.在图3所示的实施例中，电源104包括整流桥和稳压电容c1。整流桥包括四个二极管d1-d4，二极管d1的阳极和二极管d3的阴极连接在一起作为整流桥的第一输入，二极管d2的阳极和二极管d4的阴极连接在一起作为整流桥的第二输入，d1的阴极和d2的阴极连接在一起作为整流桥的正输出，d3的阴极和d4的阳极连接在一起作为整流桥的负输出。稳压电容c1连接在整流桥的正负输出之间，提供稳压。在某些实施例中，电源104例如可以由晶体管组成，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
42.在图3所示的实施例中，当整流桥的第一输入连接至直流电力线的正极线而整流桥的第二输入连接至直流电力线的负极线时，电流从第一输入流经d1至负载，再通过d4返回第二输入。而当整流桥的第一输入连接至直流电力线的负极线而整流桥的第二输入连接至直流电力线的正极线时，电流从第二输入流经d2至负载，再通过d3返回第一输入。这样，无论电源4以何种方式连接至电力线，其都能够为负载提供电力，由此可实现电源4的无极性连接。
43.通过以无极性的方式连接电力线通信处理电路1，在设置通信系统时，可以不用考虑电源正负极的连接，从而方便了用户的使用，减少了由于电源正负极接反而引起的损坏。
44.下面将结合图4详细说明根据本公开的示例实施例的电力线通信可视对讲系统。图4示出了根据本公开的实施例的电力线通信可视对讲系统的电路结构图。
45.在图4所示的实施例中，通信系统2适于使得不同用户通过电力线进行通信，总体上，通信系统2包括多个电力线通信处理电路1，分别属于不同用户，电力线4，被配置为传输电力载波信号，以及直流电源3，被配置为为电力线通信处理电路1提供电力。
46.在图4所示的实施例中，用户可以通过电力线通信处理电路1将信息输入通信系统2，通信系统2通过电力线4将该信息传输至目标用户，目标用户通过电力线通信处理电路1提取电力线中传输的信息，完成通信。
47.在某些实施例中，用户可以通过通信系统2实现点对点通信。备选地，在其他实施例中，用户可以通过通信系统2实现广播或其他通信方式，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
48.下面将结合图5详细说明根据本公开的实施例的电力线通信处理电路的操作方法的流程图。方法500可以由以上参考图1-3所描述的电力线通信处理电路1执行。
49.在框505，确定电力线通信处理电路1的状态。在某些实施例中，电力线通信处理电路1通过监测在载波信号处理单元101处接收到来自电力线的电力载波输入信号而确定电力线通信处理电路1处于接收状态。在某些实施例中，电力线通信处理电路1通过监测在信号转换单元103处接收到来自用户输入的输入信号而确定电力线通信处理电路1处于发送状态。备选地，在其他实施例中，可以采取其他的检测方式来确定电力线通信处理电路1的状态，这可以根据检测的需要而确定。
50.当确定电力线通信处理电路1处于接收状态时，在框510，对接收来自电力线的电力载波输入信号执行转换处理以生成符合网络传输协议的输入网络信号。
51.在某些实施例中，例如可以通过对电力载波输入信号执行滤波处理以得到符合网络传输协议的输入网络信号。备选地，在其他实施例中，可以通过对电力载波输入信号执行其他处理以得到符合网络传输协议的输入网络信号，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
52.在框515，对符合网络传输协议的输入网络信号执行转换处理以生成输出数字信号。
53.在某些实施例中，例如可以通过将符合tcp/ip协议的输入网络信号解码成输出数字信号。备选地，可以通过将符合其他网络协议的输入网络信号解码成输出数字信号，这可以根据网络传输协议的类型而确定。
54.通过框510和框515，可以实现电力线信号到网络信号的转换，在此基础上，通信效率得到了提高。
55.在框520，对输出数字信号执行转换处理以生成输出信号。
56.在某些实施例中，例如可以将输出数字信号转换成音频信号。在某些实施例中，例如可以将输出数字信号转换成视频信号。备选地，可以将输出数字信号转换成其他类型的信号，这可以根据电力通信应用的场合而确定。
57.通过以数字形式传输音视频信号，可以保证通信可靠性。
58.当确定电力线通信处理电路1处于发送状态时，在框525，对接收到的输入信号执行转换处理以生成输入数字信号。
59.在某些实施例中，例如可以将音频信号转换成输入数字信号。在某些实施例中，例如可以将视频信号转换成输入数字信号。备选地，可以将其他类型的信号转换成输入数字信号，这可以根据电力通信应用的场合而确定。
60.通过将音视频模拟信号转换成数字形式加以传输，可以提高通信的速度。
61.在框530，对输入数字信号执行转换处理以生成符合网络传输协议的输出网络信
号。
62.在某些实施例中，例如可以通过将输入数字信号编码成符合tcp/ip协议的输入网络信号。备选地，可以将输入数字信号编码成符合其他网络协议的输入网络信号，这可以根据网络传输协议的类型而确定。
63.在框535，对符合网络传输协议的输出网络信号执行转换处理以生成电力载波输出信号。
64.在某些实施例中，例如可以将符合网络传输协议的输入网络信号编码成plc信号以得到适于通过电力线传输的电力载波输入信号。备选地，在其他实施例中，可以将符合网络传输协议的输入网络信号编码成其他信号以得到适于通过电力线传输的电力载波输入信号，这可以根据具体电路设计要求和成本来确定。
65.通过框530和框535，可以实现网络信号到电力线信号的转换，在此基础上，实现了可视对讲系统和电力载波通信的结合，降低了可视对讲系统的成本。
66.根据本公开的实施例，通过将用户输入信号转换为电力载波信号，再将电力载波信号转换为网络信号进行通信，在降低了通信成本的同时，增加了通信的带宽。另外，通过以无极性的方式连接电力线通信处理电路，在设置通信系统时，可以不用考虑电源正负极的连接，从而方便了用户的使用，减少了由于电源正负极接反而引起的损坏。
67.虽然在本技术中权利要求书已针对特征的特定组合而制定，但是应当理解，本公开的范围还包括本文所公开的明确或隐含或对其任何概括的任何新颖特征或特征的任何新颖的组合，不论它是否涉及目前所要求保护的任何权利要求中的相同方案。申请人据此告知，新的权利要求可以在本技术的审查过程中或由其衍生的任何进一步的申请中被制定成这些特征和/或这些特征的组合。