本發(fā)明涉及電池板監(jiān)控通信領(lǐng)域，尤其涉及的是一種用于電池板監(jiān)控系統(tǒng)的16種頻率數(shù)據(jù)傳輸方法。

背景技術(shù)：

在這個高度信息化的社會，信息和通信已然成為現(xiàn)代化社會的命脈；廣泛的信息交流促進了社會成員之間的相互合作，推動社會生產(chǎn)力的發(fā)展，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。

直流載波通信是通過直流載波傳送裝置將載波信號耦合到電力線上，再通過直流載波接收裝置在電力線上提取上述載波信號，實現(xiàn)了電力線直流載波通信。電力線載波通信憑借著通道建設(shè)費用低，可靠性高，設(shè)備簡單等優(yōu)勢，在光伏系統(tǒng)的安全性能引起大家廣泛重視，并對信息能被準確地采集，數(shù)據(jù)傳輸量大提出了苛刻的要求。

目前現(xiàn)有的技術(shù)能實現(xiàn)直流載波通信的數(shù)據(jù)傳輸過程（見圖1），由光伏組件背部的接線盒中的數(shù)據(jù)采集及發(fā)送模塊，將脈沖載波信號耦合到直流電力線中，在遠端安裝一個數(shù)據(jù)接收模塊，提取直流電力線上的直流載波信號，按照沖突概率計算，上傳數(shù)據(jù)。

一般傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法采用2種頻率傳輸數(shù)據(jù)的方法；由于在4種頻率傳輸模式下，每種頻率分別代表1位數(shù)據(jù)位：0,1；每傳輸一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，發(fā)送模塊需要移動數(shù)據(jù)8次，需要啟動8次發(fā)送中斷將脈沖載波信號發(fā)送出去；接收模塊也需要啟動8次接收中斷接收數(shù)據(jù)，將接收的數(shù)據(jù)進行8次移動操作組裝成一個字節(jié)數(shù)據(jù)；上述操作過程中，控制器中斷啟動十分頻繁，移位操作也十分繁瑣；明顯的，用2種頻率來表示一個字節(jié)8位數(shù)據(jù)，每一種頻率代表兩位數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)傳輸量較??；需要使用8個周期時間來代表一個字節(jié)的數(shù)據(jù)時間，數(shù)據(jù)的傳輸時間較長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在公開的一種電池板監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳方法及該電池板監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，針對數(shù)據(jù)傳輸處理過程，提出了一種用于電池板監(jiān)控系統(tǒng)的16種頻率數(shù)據(jù)傳輸方法。主要用于解決傳輸數(shù)據(jù)量小，幀傳輸時間長以及處理過程復(fù)雜的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下具體技術(shù)方案：

一種用于電池板監(jiān)控系統(tǒng)的16種頻率數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于：在電池板監(jiān)控系統(tǒng)中每一塊電池板的發(fā)送模塊的發(fā)送的直流載波信號通過調(diào)制電路傳輸?shù)街绷麟娏€上，在直流電力線的遠端的接收模塊，通過信號耦合器調(diào)制出直流載波信號；所述直流載波信號的傳輸過程包括：發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)處理過程、發(fā)送模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)過程、接收模塊對數(shù)據(jù)接收過程、接收數(shù)據(jù)進行處理過程；

a、發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)處理過程；控制器獲取由關(guān)鍵參數(shù)組成的數(shù)據(jù)幀，并計算出數(shù)據(jù)幀的長度，以字節(jié)為一個處理單位，然后以先處理第一個字節(jié)的低半字節(jié)，再處理字節(jié)的高半字節(jié)的順序處理；處理過程如下：假定數(shù)據(jù)幀的長度為n字節(jié)，實現(xiàn)需要將直流載波通訊所需求的16種頻率確定下來，根據(jù)16種頻率計算出每一個頻率對應(yīng)的周期值，最后將周期值建立一個周期值查找表，并且建立一個2n的整數(shù)類型的數(shù)組，用于存放每4位數(shù)據(jù)對應(yīng)的周期值；接下來先判斷數(shù)據(jù)長度是否大于0，如果大于0，說明還有需要待處理的數(shù)據(jù)，將讀取字節(jié)的低4位通過建立好的頻率對應(yīng)好的數(shù)據(jù)周期值的查找表，找到相應(yīng)的周期值，并將該周期值填入2n大小的數(shù)組中，將數(shù)據(jù)長度減1，再次進入判斷流程，直到數(shù)據(jù)長度為0；如果判斷數(shù)據(jù)長度不大于0，說明數(shù)據(jù)到周期值對應(yīng)過程處理結(jié)束，可以啟動PWM功能來調(diào)制直流載波信號；

b、發(fā)送模塊的發(fā)送數(shù)據(jù)過程；控制器先讀取數(shù)據(jù)通過高低4位處理后對應(yīng)的數(shù)組長度，進入PWM中斷，先判斷數(shù)組的長度是否大于0，如果是大于0，說明還有需要調(diào)制發(fā)送的數(shù)據(jù)，將周期值加載給周期寄存器值，并設(shè)置比較寄存器的值，然后將數(shù)組長度減1，退出本次中斷，等待下次PWM中斷；如果判斷數(shù)組長度不大于0，說明數(shù)據(jù)已經(jīng)調(diào)制完畢，等待下一幀數(shù)據(jù)發(fā)送。

c、接收模塊對數(shù)據(jù)接收過程；從直流電力線上傳輸過來的直流載波信號通過專有調(diào)制電路調(diào)制出來后，將信號送入控制器捕獲模塊，控制器啟動捕獲中斷進行處理，控制器通過讀取捕獲值，計算出頻率的周期值，然后由計算的周期值，通過值查找表查得周期值所對應(yīng)的4位數(shù)據(jù)，將4位數(shù)據(jù)存放在2n的數(shù)組中。接著判斷數(shù)據(jù)幀是否接收結(jié)束，如果沒有接收結(jié)束，將繼續(xù)等待下次中斷；如果已經(jīng)接收結(jié)束，將指示一幀數(shù)據(jù)完成接收的標志位置1，退出數(shù)據(jù)捕獲中斷；

d、接收數(shù)據(jù)進行處理過程；控制器通過查詢數(shù)據(jù)完成的標志位是否為1，如果是為1，將進入組幀處理，組幀的處理過程如下：判斷數(shù)組長度是否大于0，如果是大于0，說明還有數(shù)據(jù)需要處理，控制器將從低4位所在字節(jié)讀取數(shù)據(jù)，從高4位所在字節(jié)讀取數(shù)據(jù)并向左移動，然后將兩個字節(jié)進行按位或操作，將所得結(jié)果字節(jié)數(shù)據(jù)存放在n大小的幀數(shù)組中，2n的數(shù)組長度減2，進入下一個數(shù)據(jù)處理，知道2n的數(shù)組里的數(shù)據(jù)處理完成為止；如果2n的數(shù)組的長度位不大于0，說明一幀數(shù)據(jù)組幀完成，將數(shù)據(jù)完成的標志位標志位清零并且將幀處理標志位置1，用于應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)是否組幀完成的判斷，最后結(jié)束幀處理組幀過程。

優(yōu)選的，采用16種頻率來傳輸數(shù)據(jù)，用16種頻率來表示一個字節(jié)8位數(shù)據(jù)，每一種頻率代表四位數(shù)據(jù)位，在16種頻率模式下，每種頻率分別代表數(shù)據(jù)0000(0),0001(1),0010(2),0011(3),0100(4),0101(5),0110(6),0111(7),1000(8),1001(9),1010(A),1011(B),1100(C),1101(D),1110(E),1111(F)；一個字節(jié)8位數(shù)據(jù)需要2個獨立的頻率傳輸，發(fā)送模塊對一個字節(jié)的數(shù)據(jù)進行2次移位操作，將一個字節(jié)的數(shù)據(jù)通過啟動2次中斷將數(shù)據(jù)耦合到直流電力線上；接收模塊啟動2次接收中斷，將接收的一個字的數(shù)據(jù)進行2次移位操作組裝成一個字節(jié)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)由在電池板監(jiān)控系統(tǒng)中所述控制器啟動采集電池板電壓、電流和溫度等關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)組合成，形成數(shù)據(jù)幀。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

（1）傳輸量大；16種頻率傳輸模式下，1個頻率可以代表4位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量是2種頻率傳輸模式下的4倍；

（2）傳輸時間短；16種頻率傳輸模式下，2個周期可以代表4位數(shù)據(jù)，傳輸時間是2種頻率傳輸模式下的四分之一；

（3）控制器操作量少；16種頻率傳輸模式下，控制器在發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)對中斷的啟動次數(shù)，以及數(shù)據(jù)在發(fā)送數(shù)據(jù)時的拆分操作和接收數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)的組裝操作次數(shù)是2種頻率傳輸模式下的四分之一。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1 電池板監(jiān)控直流載波通信裝置的系統(tǒng)示意圖；

圖2 2種頻率傳輸模式下單字節(jié)操作次數(shù)；

圖3 16種頻率傳輸模式下單字節(jié)操作次數(shù)；

圖4 2種傳輸模式下傳輸單個字節(jié)所需時間的對比圖；

圖5 發(fā)送模塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)頻率的周期值處理過程；

圖6 發(fā)送模塊對一幀數(shù)據(jù)的周期值發(fā)送PWM流程圖；

圖7 接收模塊對直流電力線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過捕獲接收數(shù)據(jù)的過程；

圖8 接收模塊將接收的數(shù)據(jù)組裝成一幀標準的數(shù)據(jù)幀；

表1 頻率，周期值與數(shù)據(jù)之間的一一對應(yīng)關(guān)系。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

本實施例提供用16種頻率來表示一個字節(jié)8位數(shù)據(jù)的方法，每一種頻率代表四位數(shù)據(jù)位（見表1），傳輸量約是在2種頻率下的傳輸模式下的4倍；需要使用2個周期時間代表一個字的數(shù)據(jù)時間，數(shù)據(jù)傳輸量只是2種頻率下傳輸模式的四分之一（見圖4）；控制器中斷啟動次數(shù)與數(shù)據(jù)移位操作次數(shù)也是2種頻率模式下的四分之一，可以減輕控制器處理數(shù)據(jù)的開銷。

在16種頻率模式下，每種頻率分別代表數(shù)據(jù)：0000(0),0001(1),0010(2),0011(3),0100(4),0101(5),0110(6),0111(7),1000(8),1001(9),1010(A),1011(B),1100(C),1101(D),1110(E),1111(F)。一個字節(jié)8位數(shù)據(jù)需要2個獨立的頻率傳輸。發(fā)送模塊對一個字節(jié)的數(shù)據(jù)進行2次移位操作（見圖3），將一個字節(jié)的數(shù)據(jù)通過啟動2次中斷將數(shù)據(jù)耦合到直流電力線上；接收模塊啟動2次接收中斷，將接收的一個字的數(shù)據(jù)進行2次移位操作組裝成一個字節(jié)數(shù)據(jù)。

本實施例在電池板監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，在電池板監(jiān)控系統(tǒng)中每一塊電池板的發(fā)送模塊與接收模塊之間連接如圖1所示；每一塊電池板的發(fā)送模塊的發(fā)送的直流載波信號通過調(diào)制電路傳輸?shù)街绷麟娏€上，在直流電力線的遠端的接收模塊，通過信號耦合器調(diào)制出直流載波信號。

在電池板監(jiān)控系統(tǒng)中，控制器啟動采集電池板電壓，電流和溫度等關(guān)鍵參數(shù)?？刂破鲗⑦@些關(guān)鍵數(shù)據(jù)組合成一幀數(shù)據(jù)幀，本申請并不對數(shù)據(jù)幀格式做進一步限定。

如圖5所示為發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)處理過程，控制器獲取由關(guān)鍵參數(shù)組成的數(shù)據(jù)幀，并計算出數(shù)據(jù)幀的長度，以字節(jié)為一個處理單位。然后以先處理第一個字節(jié)的低半字節(jié)，再處理字節(jié)的高半字節(jié)的順序處理，處理過程如下：

現(xiàn)在假定數(shù)據(jù)幀的長度為n字節(jié)，實現(xiàn)需要將直流載波通訊所需求的16種頻率確定下來，根據(jù)16種頻率計算出每一個頻率對應(yīng)的周期值，最后將周期值建立一個周期值查找表，并且建立一個2n的整數(shù)類型的數(shù)組，用于存放每4位數(shù)據(jù)對應(yīng)的周期值；接下來先判斷數(shù)據(jù)長度是否大于0，如果大于0，說明還有需要待處理的數(shù)據(jù)，將讀取字節(jié)的低4位通過建立好的頻率對應(yīng)好的數(shù)據(jù)周期值的查找表，找到相應(yīng)的周期值，并將該周期值填入2n大小的數(shù)組中，將數(shù)據(jù)長度減1，再次進入判斷流程，直到數(shù)據(jù)長度為0；如果判斷數(shù)據(jù)長度不大于0，說明數(shù)據(jù)到周期值對應(yīng)過程處理結(jié)束，可以啟動PWM功能來調(diào)制直流載波信號。

發(fā)送模塊發(fā)送數(shù)據(jù)的過程如圖6所示。

控制器先讀取數(shù)據(jù)通過高低4位處理后對應(yīng)的數(shù)組長度；進入PWM中斷，先判斷數(shù)組的長度是否大于0，如果是大于0，說明還有需要調(diào)制發(fā)送的數(shù)據(jù)，將周期值加載給周期寄存器值，并設(shè)置比較寄存器的值，然后將數(shù)組長度減1，退出本次中斷，等待下次PWM中斷；如果判斷數(shù)組長度不大于0，說明數(shù)據(jù)已經(jīng)調(diào)制完畢，等待下一幀數(shù)據(jù)發(fā)送。

接收模塊對數(shù)據(jù)接收過程如圖7所示。

從直流電力線上傳輸過來的直流載波信號通過專有調(diào)制電路調(diào)制出來后，將信號送入控制器捕獲模塊?？刂破鲉硬东@中斷進行處理，控制器通過讀取捕獲值，計算出頻率的周期值，然后由計算的周期值，通過值查找表查得周期值所對應(yīng)的4位數(shù)據(jù)，將4位數(shù)據(jù)存放在2n的數(shù)組中。接著判斷數(shù)據(jù)幀是否接收結(jié)束，如果沒有接收結(jié)束，將繼續(xù)等待下次中斷；如果已經(jīng)接收結(jié)束，將指示一幀數(shù)據(jù)完成接收的標志位置1，退出數(shù)據(jù)捕獲中斷。

一幀數(shù)據(jù)接收完成后，控制器需要對接收的2n的數(shù)組數(shù)據(jù)進行組幀，其處理過程如圖8所示。

控制器通過查詢數(shù)據(jù)完成的標志位是否為1，如果是為1，將進入組幀處理，組幀的處理過程如下：判斷數(shù)組長度是否大于0，如果是大于0，說明還有數(shù)據(jù)需要處理，控制器將從低4位所在字節(jié)讀取數(shù)據(jù)，從高4位所在字節(jié)讀取數(shù)據(jù)并向左移動，然后將兩個字節(jié)進行按位或操作，將所得結(jié)果字節(jié)數(shù)據(jù)存放在n大小的幀數(shù)組中，2n的數(shù)組長度減2，進入下一個數(shù)據(jù)處理，知道2n的數(shù)組里的數(shù)據(jù)處理完成為止；如果2n的數(shù)組的長度位不大于0，說明一幀數(shù)據(jù)組幀完成，將數(shù)據(jù)完成的標志位標志位清零并且將幀處理標志位置1，用于應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)是否組幀完成的判斷，最后結(jié)束幀處理組幀過程。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施案例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。