智能通信电连接系统及通信方法
阅读说明：本技术 智能通信电连接系统及通信方法 (Intelligent communication electric connection system and communication method ) 是由 邵徽高 潘力强 沈丽 吴远泽 于 2020-12-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及智能通信电连接系统及通信方法,所述系统包括相互插接的插头连接组件和插座连接组件,插头连接组件与插座连接组件均成对设置对插耦合的连接主体单元、电源传输单元、耦合电路模块、PLC通信模块；电源传输单元,用于传输电能量或信号并连接在主体单元上；耦合电路模块通过并联电路连接在电源传输单元端子上,通过耦合电路将PLC通信模块发送信号传递到电源传输单元,通过耦合电路分离电源传输单元上的信号并且传输给PLC通信模块；PLC通信模块连接在耦合电路模块上并模拟传输通信信号,传输路径共用电源电路,PLC通信模块接收、发送信号,在相同网络条件下一对一或一对多的信号对接组网。(The invention relates to an intelligent communication electric connection system and a communication method, wherein the system comprises a plug connection assembly and a socket connection assembly which are mutually inserted, and the plug connection assembly and the socket connection assembly are respectively provided with a connection main body unit, a power transmission unit, a coupling circuit module and a PLC communication module which are oppositely inserted and coupled in pairs; the power transmission unit is used for transmitting electric energy or signals and is connected to the main body unit; the coupling circuit module is connected to a power transmission unit terminal through a parallel circuit, transmits a signal sent by the PLC communication module to the power transmission unit through the coupling circuit, separates the signal on the power transmission unit through the coupling circuit and transmits the signal to the PLC communication module; the PLC communication module is connected to the coupling circuit module and simulates transmission communication signals, a transmission path shares a power circuit, and the PLC communication module receives and sends signals and is in one-to-one or one-to-many signal butt-joint networking under the same network condition.)
技术领域
本发明属于智能通信电连接系统技术领域，特别涉及一种智能通信电连接系统及通信方法。
背景技术
目前，传统的电连接系统基本上都是物理机构连接，主要采用传统的接插端子及线束连接。这种方式在多Pin连接系统存在一定的隐患，比如：大小接插端子集成时小的接插端子容易失效寿命低，多个接插端子集成时有可能插拔困难插拔力大，传统连接电连接系统结构复杂而且大，制造精度要求很高。另外，在复杂电连接系统中线束较多而且大小线束混合，不便于整个系统的线束布线及线束应用寿命等问题。
PLC电力载波发展已经有20多年的历史，是在电力线上传输网络信号的技术，用于解决物联网需求的一种方案。早在1997年国网就开始应用低压集抄技术FSK，当时速率大概500bps，因为低压信到技术易受干扰所以应用不广泛。2010年由法电和西班牙电力推出OFDM技术解决干扰问题，传输速率在100Kbps左右，由于未考虑发展中国家电力信道状况应用效果不佳，2012年退出市场。2010年市场推出IEEE P1901/HPAV1.1技术，主要应用在高速电力猫，传输速率高达500Mbps,但是传输功耗高、信号衰减大等问题，未能形成商业规模。2017年推出IEEE 1901.1技术，采用OFDM抗干扰功能，在功耗、抗衰减与通信速率中寻找平衡折中方案，开发形成多种速率和多种协议的应用技术，包括HPLC稳定可靠大氛围的物联网应用、GreenPHY高速大范围的物联网应用、1901.1高速电力线应用等。
随着PLC电力载波技术越发成熟，适用不同行业的应用(目前有智能电路、智慧停车、智能家居、中央空调、电力物联网、智能电网抄表应用此项技术)，目前没有任何行业将此项技术改进并应用到电连接系统上。实际上电连接系统有很多功能也可以用PLC电力载波技术替换，从而来简化连接系统结构、提升电连接系统寿命、降低电连接系统制造精度要求、降低系统成本。
发明内容
本发明所解决的技术问题是针对传统电连接系统的技术不足，而提供一种插头连接组件与所述插座连接组件在同一缆线中共用电源电路的传输路径同时传输电源和信号，旨在传统电连接系统存在大小接插端子集成插拔寿命低、多个接插端子集成插拔力大、结构复杂空间大、制造精度要求高等问题，而提供一种采用PLC通信模块模拟发射通信信号，另一端PLC通信模块接受模拟信号后分解转换信号并发送给系统功能的智能通信电连接系统。本发明所解决的另一技术问题提供一种采用PLC通信模块共用电源电路传输通信信号，简化连接系统电路结构的智能通信电连接系统的通信方法。
本发明的技术解决方案是所述种智能电连接系统，其特殊之处在于，包括相互插接的插头连接组件和插座连接组件，所述插头连接组件与所述插座连接组件均成对设置对插耦合的连接主体单元、电源传输单元、耦合电路模块、PLC通信模块；所述电源传输单元，用于传输电能量或信号并连接在主体单元上；所述耦合电路模块通过并联电路连接在电源传输单元端子上，通过耦合电路将PLC通信模块发送信号传递到电源传输单元，通过耦合电路分离电源传输单元上的信号并且传输给PLC通信模块；所述PLC通信模块连接在耦合电路模块上，用于处理通信信号的模拟转换；采用PLC通信模块模拟传输通信信号，传输路径共用电源电路，所述PLC通信模块接收、发送信号，在相同网络条件下一对一或一对多的信号对接组网。
作为优选：还包括对插确认单元，用于确认公母连接是否对插并将信号传递到控制器，当插头连接组件与插座连接组件对插后，所述对插确认单元耦合触发电源管理系统BMS，所述电源管理系统BMS开始对电源传输单元供电，通过正极电源端子、负极电源端子、电源连接线束将电能量传递到控制系统。
作为优选：还包括DC-DC电源模块，所述DC-DC电源模块与所述PLC通信模块，用于将高电压转换成低电压并联在电源传输单元上。
作为优选：所述电源传输单元包括：正极电源端子、负极电源端子、电源连接线束，所述电源传输单元通过插头、插座连接主体单元固定对插耦合连接形成通路，联通后的电路传输电能量。
作为优选：所述PLC通信模块对电力线传输信号进行发送和接收，并对通信信号做调制/解调、变换/逆变换、加密/解密处理,处理后的信号传递到主系统。
作为优选：控制器电连接于所述插头连接组件中的连接主体单元，控制器的信号分别传输于所述插头连接组件中的对插确认单元、电源传输单元、PLC通信模块；电源传输单元通过DC-DC电源模块为控制器供电，电池模块电连接于所述插座连接组件中的主体单元上，电池模块的信号分别传输于所述插座连接组件中的对插确认单元、电源传输单元、PLC通信模块。
本发明的另一技术解决方案是所述智能电连接系统的通信方法，其特殊之处在于，包括接收端和发送端，且在同一组网络中两端分别设置的PLC通信模块，实现智能通信的步骤：
⑴将插头连接组件与插座连接组件对接，对插确认单元激活，用于确认公母连接是否对插并将信号传递到控制器；
⑵电池模块中的BMS接收到对插确认单元信号后，开始对电源传输单元供电，电源传输单元开始传输电能量到控制器；
⑶电源传输单元将点传输到DC-DC模块时，DC-DC模块激活，DC-DC模块将电压转换后给PLC通信模块供电；
⑷通电后PLC通信模块激活，PLC通信模块和电池模块中的BMS端开始通信信号对接，PLC通信模块之间通过电源电路发射传输通信信号，另一端PLC通信模块和控制器对接通信信号，最终达成握手协议系统开始工作，系统实现充放电功能；
⑸将要发送的信息能量变换成波形能量信号，然后对波形能量信号进行调制波形，通过耦合电路模块将波形能量信号传递到电源传输单元上；
⑹电源传输单元将波形能量信号和电力能量共同传递到接收端，接收端先分离出来波形能量信号并传递到接收端PLC通信模块；
⑺PLC通信模块对接受信息进行解调、逆变换得到可加密的识别的信号，再对信号解密处理得到最终的通信信息。
作为优选：步骤⑶所述DC-DC模块，与步骤⑷所述PLC通信模块，以及步骤⑸所述耦合电路模块，均不局限于单独模块，可择一地与以下模块或系统合并：
①PLC通信模块合并；②与BMS、控制系统合并。
本发明的再一技术解决方案是所述智能通信电连接系统的通信方法，其特殊之处在于，采用PLC通信模块共用电源电路传输通信信号；包括发送设备中的PLC通信模块模拟发射通信信号，接收设备中另一端PLC通信模块接受模拟信号后，分解、转换信号并发送给系统。
作为优选：发送过程包括顺序进行的加密、变换、调制和耦合；接收过程包括顺序进行的分解、解调、逆变换、解密。
与现有技术相比，本发明的有益效果:
⑴本发明采用PLC通信模块来和系统对接通信信号，减少连接系统信号接插件，简化产品结构，缩小产品空间。
⑵本发明采用PLC通信模块来模拟传输通信信号，传输路径共用电源电路，简化电路结构及系统布线的复杂程度，更方便布线。
⑶本发明通过使用PLC通信模块等功能简化连接机构及接插件数量，提升连接系统对插使用寿命。
附图说明
图1是本发明智能通信电连接系统的电路框图；
图2是本发明智能电连接系统PLC功能图。
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述：
请参阅图1所示，该智能通信电连接系统，包括：插头连接组件和插座连接组件。所述插头连接组件包括：插头连接主体单元、对插确认单元、电源传输单元、耦合电路模块、PLC通信模块、尾部封装；所述插座组件包括：插座连接主体单元、对插确认单元、电源传输单元、耦合电路模块、PLC通信模块、尾部封装；所述插头、插座连接主体单元旨电连接系统中对插结构件，用于连接固定及电气绝缘，不限于具体结构。
所述对插确认单元用于确认插头连接组件、插座连接组件是否对插，取决于整体主系统的设计。如果主系统需要对插确认后才对电源传输单元供电，对插确认单元就有必要；如果主系统不需要对插确认就可以直接对电源传输单元供电，此时，对插确认单元无必要；对于对插确认单元不限于具体结构，可以是对插端子或开关类元器件。
所述电源传输单元包括：正极电源端子(包括插针、插孔)、负极电源端子(包括插针、插孔)、电源连接线束等特征组成。所述电源传输单元通过插头连接主体单元、插座连接主体单元来固定对插耦合连接形成通路，联通后的电路用于传输电能量。
所述耦合电路模块是通过并联电路连接在电源传输单元端子上的一个转换电路模块，耦合电路将PLC通信模块发送信号传递到电源传输单元，通过耦合电路分离电源传输单元上的信号并且传输给PLC通信模块；所述耦合电路模块可以是独立单元也可以和PLC通信模块合并在一个单元。
所述PLC通信模块是连接在耦合电路模块上用于处理通信信号模拟转换的电路，其主要功能是对电力线传输信号进行发送、接收，对通信信号做调制/解调、变换/逆变换、加密/解密处理,并将信号传递到主系统(比如：MCU、BMS.....)。另外，PLC通信模块能在相同网络条件下可以一对一或一对多的信号对接组网，快速形成网络信号连接，这是PLC芯片固有的功能。
请参阅图2所示，该智能通信电连接系统，是插头连接组件与插座连接组件对插后形成的一种电连接系统，插头连接组件与插座连接组件对插后，对插确认单元耦合触发电源管理系统BMS，电源管理系统BMS开始对电源传输单元供电，通过正极电源端子(包括插针、插孔)、负极电源端子(包括插针、插孔)、电源连接线束的连接将电能量传递到控制系统。耦合电路模块通过并联电路连接在电源传输单元的端子上，另一端与PLC通信模块连通，给PLC通信模块供电及传递信号。PLC通信模块通电后开始工作，模拟信号传输识别等。
该智能通信系统包括接收端和发送端，且在同一组网络中的两端分别设置PLC通信模块才可以实现智能通信。该智能通信方法是先确认需要发送的通信信息，然后对信息进行加密处理，将要发送的信息能量变换成波形能量信号，然后对波形能量信号进行调制波形，最后通过耦合电路模块将波形能量信号传递到电源传输单元上，电源传输单元将波形能量信号和电力能量共同传递到接收端；接收端先分离出来波形能量信号并传递到接收端PLC通信模块，PLC通信模块对接受信息进行解调、逆变换得到可加密的识别的信号，再对信号解密处理得到最终的通信信息。
所述耦合电路模块不仅限于单独模块，可以是和PLC通信模块合并在一起的，也可与BMS、控制系统或者其他系统合并在一起的；
所述PLC通信模块不仅限于单独模块，可与PLC通信模块合并在一起的，也可与BMS、控制系统或者其他系统合并在一起的，还可与BMS、控制系统或者其他系统合并在一起的；
PLC通信模块模拟信息根据系统实际应用各有调整，本发明主要阐述的是实现智能通信电连接系统的功能及通信方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
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