技术领域
[0001] 本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种基于串口的馈电网络通信系统及方法。
相关背景技术
[0002] 传统通信系统如图1所示，除了用于主通信设备给从通信设备提供工作电源的电源线之外，还需要额外的通信总线才能实现主从系统间的通信，当传输距离比较远(几十米甚至数百米)的时候，线缆成本很高，并且容易产生较多额外的问题，导致系统的稳定性较低。
具体实施方式
[0068] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0069] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0070] 实施例
[0071] 如图2所示，本实施例提出一种基于串口的馈电网络通信系统，包括主通信设备和从通信设备；
[0072] 所述主通信设备的供电网络通过电源线连接从通信设备的用电网络；
[0073] 所述主通信设备中设置有基于串口的馈电网络一；
[0074] 所述从通信设备中设置有基于串口的馈电网络二；
[0075] 所述馈电网络一和馈电网络二均与电源线耦合。
[0076] 也即是说，本发明是将主通信设备和从通信设备中用于通信的串口信号通过基于串口的馈电网络一和馈电网络二耦合进电源线，通过电源线完成供电的同时，也完成串口信号的传输，从而只需要一根电源线即可解决中远距离的主通信设备、从通信设备之间通信的问题，不再需要单独的通信总线，从而节约了线缆成本，以及线缆架设的人工成本，并且系统稳定性高。
[0077] 如图3所示，所述基于串口的馈电网络一包括微程序控制器MCU1、调制单元OOK Unit1、低通滤波器LPF1和耦合电容C1；所述调制单元OOK Unit1包括晶振XTAL1、与非门NAND1、窄带滤波器NB FLT11、窄带滤波器NB FLT12、放大器AMP1、比较器Comp1；
[0078] 所述晶振XTAL1连接与非门NAND1的第一输入端，微程序控制器MCU1的发送端连接与非门NAND1的第二输入端，与非门NAND1的输出端连接窄带滤波器NB FLT11的一端，微程序控制器MCU1的接收端连接比较器Comp1的输出端，比较器Comp1的第一输入端经一个电压源接地，比较器Comp1的第二输入端经窄带滤波器NB FLT12连接放大器AMP1的输出端；放大器AMP1的输入端和窄带滤波器NB FLT11的另一端均依次经低通滤波器LPF1和耦合电容C1接入电源线；
[0079] 如图3所示，所述基于串口的馈电网络二包括微程序控制器MCU2、调制单元OOK Unit2、低通滤波器LPF2和耦合电容C2；所述调制单元OOK Unit2包括晶振XTAL2、与非门NAND2、窄带滤波器NB FLT21、窄带滤波器NB FLT22、放大器AMP2、比较器Comp2；
[0080] 所述晶振XTAL2连接与非门NAND2的第一输入端，微程序控制器MCU2的发送端连接与非门NAND2的第二输入端，与非门NAND2的输出端连接窄带滤波器NB FLT21的一端，微程序控制器MCU2的接收端连接比较器Comp2的输出端，比较器Comp2的第一输入端经一个电压源接地，比较器Comp2的第二输入端经窄带滤波器NB FLT22连接放大器AMP2的输出端；放大器AMP2的输入端和窄带滤波器NB FLT21的另一端均依次经低通滤波器LPF2和耦合电容C2接入电源线。
[0081] 进一步地，所述基于串口的馈电网络一还包括设置在供电网络后级的高频扼流圈HFC1，以防止串口信号干扰供电网络。所述基于串口的馈电网络二还包括设置在用电网络前级的高频扼流圈HFC2，以防止串口信号干扰用电网络。
[0082] 进一步地，本实施例中优选，所述窄带滤波器NB FLT11和窄带滤波器NB FLT22为6MHz的窄带滤波器；所述窄带滤波器NB FLT12和窄带滤波器NB FLT21为10.7MHz的窄带滤波器；所述低通滤波器LPF1和低通滤波器LPF2为10.7MHz的低通滤波器。
[0083] 经过上述实现的基于串口的馈电网络通信系统，本实施例提供的基于串口的馈电网络通信方法，包括：
[0084] S100，主通信设备发送，从通信设备接收：
[0085] 主通信设备上电，并且主通信设备的供电网络通过电源线向从通信设备的用电网络供电；主通信设备中基于串口的馈电网络一将串口信号耦合进电源线后发送，串口信号经电源线传输并耦合到从通信设备中基于串口的馈电网络二接收；具体包括如下子步骤：
[0086] S110，主通信设备发送：
[0087] S111，主通信设备上电，并且主通信设备的供电网络通过电源线向从通信设备的用电网络供电；
[0088] S112，微程序控制器MCU1按照串口协议发送串口信号至调制单元OOK Unit1的与非门NAND1；同时，6MHz的晶振XTAL1发送晶体信号至与非门NAND1；
[0089] S113，与非门NAND1将微程序控制器MCU1发送的串口信号与晶体信号进行合路调制，合路调制后的串口信号至6MHz的窄带滤波器NB FLT11抑制对端的10.7MHz的串口信号；
[0090] S114，串口信号经窄带滤波器NB FLT11后，传输到10.7MHz的低通滤波器LPF1抑制高频谐波后，再经耦合电容C1耦合进电源线；其中，在供电网络后级采用高频扼流圈HFC1来抑制串口信号干扰到供电网络；
[0091] S115，串口信号经电源线传输至从通信设备；
[0092] S120，从通信设备接收：
[0093] S121，耦合电容C2将串口信号耦合到10.7MHz的低通滤波器LPF2，从而滤除高频谐波；
[0094] S122，经数百米电源线后的串口信号的功率已经被严重衰减，因此，串口信号经低通滤波器LPF2后传输至放大器AMP2，将串口信号的功率放大到合适值；
[0095] S123，放大器AMP2不仅会放大串口信号的功率，还会放大谐波和其他杂散信号，因此，经放大器AMP2放大后的串口信号传输至6MHz的窄带滤波器NB FLT22，以滤除杂散信号；
[0096] S124，串口信号经窄带滤波器NB FLT22后传输至比较器Comp2恢复出串口信号的波形；
[0097] S125，恢复出的串口信号的波形传输至微程序控制器MCU2的接收端，即能够被微程序控制器MCU2正确识别接收。
[0098] S200，从通信设备发送，主通信设备接收：
[0099] 从通信设备上电，并且从通信设备的供电网络通过电源线向从通信设备的用电网络供电；从通信设备中基于串口的馈电网络二将串口信号耦合进电源线后发送，串口信号经电源线传输并耦合到主通信设备中基于串口的馈电网络一接收。具体包括如下子步骤：
[0100] S210，从通信设备发送：
[0101] S211，从设备上电；
[0102] S212，微程序控制器MCU2按照串口协议发送串口信号至调制单元OOK Unit2的与非门NAND2；同时，10.7MHz的晶振XTAL2发送晶体信号至与非门NAND2；
[0103] S213，与非门NAND2将微程序控制器MCU2发送的串口信号与晶体信号进行合路调制，合路调制后的串口信号至10.7MHz的窄带滤波器NB FLT22抑制对端6MHz的串口信号；
[0104] S214，串口信号经窄带滤波器NB FLT22后，传输到10.7MHz的低通滤波器LPF2抑制高频谐波后，再经耦合电容C2耦合进电源线；其中，在用电网络前级采用高频扼流圈HFC2来抑制串口信号干扰到用电网络；
[0105] S215，串口信号经电源线传输至主通信设备；
[0106] S220，主通信设备接收：
[0107] S221，耦合电容C1将串口信号耦合到10.7MHz的低通滤波器LPF1，从而滤除高频谐波；
[0108] S222，经数百米电源线后的串口信号的功率已经被严重衰减，因此，串口信号经低通滤波器LPF1后传输至放大器AMP1，将串口信号的功率放大到合适值；
[0109] S223，放大器AMP1不仅会放大串口信号的功率，还会放大谐波和其他杂散信号，因此，经放大器AMP1放大后的串口信号传输至10.7MHz的窄带滤波器NB FLT11，以滤除杂散信号；
[0110] S224，串口信号经窄带滤波器NB FLT11后传输至比较器Comp1恢复出串口信号的波形；
[0111] S225，恢复出的串口信号的波形传输至微程序控制器MCU1的接收端，即能够被微程序控制器MCU1正确识别接收。
[0112] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
