ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ В СООТВЕТСТВИИ С ИНТЕРНЕТ-ПРОТОКОЛАМИ ДЛЯ СИСТЕМ ДОМАШНЕЙ АВТОМАТИЗАЦИИ Российский патент 2019 года по МПК H04L12/28 H04L12/66 

Настоящее изобретение относится к электронным системам для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами, которые, в частности, но не исключительно, используются в области домашней автоматизации.

В настоящее время в условиях роста использования цифровых технологий требуется наращивать битовую скорость передачи каналов связи.

Стек Интернет-протоколов, известный как TCP/IP, в настоящее время фактически является стандартом, на котором основан обмен информацией между домашними устройствами.

Связь, основанная на протоколах TCP/IP, выполняется в соответствии со стандартами IEEE802 и, в частности, - со стандартом IEEE802.3 для проводных соединений и со стандартом IEEE802.11 для беспроводных соединений.

В частности, в первом случае необходимо использовать сетевые кабели, такие как Ethernet-кабели, для того чтобы создать локальную сеть, к которой должны подключаться указанные выше электронные устройства.

Такие сетевые кабели могут прокладываться снаружи стен или вставляться в кабельные желоба, скрытые в стенах, подобно кабелям электрической системы. Однако в последнем случае сетевые кабели не могут помещаться в кабельные желоба, уже занятые другими кабелями электрической системы, поскольку такая близость может вызвать взаимные помехи, которые негативно сказываются на качестве передаваемых сигналов.

Таким образом, необходимо изготовлять новые кабельные желоба, предназначенные исключительно для монтажа локальной сети передачи данных, для которой также требуется достаточно большой участок, позволяющий легко проложить множество Ethernet-кабелей. Для преодоления ограничений, связанных с монтажом локальных сетей передачи данных, определенных стандартом IEE802.3, обычно используются устройства управления трафиком данных, такие как маршрутизаторы Wi-Fi, способные устанавливать и контролировать множество беспроводных двухточечных соединений с электронными устройствами, которые требуется соединить друг с другом или подключить к сети Интернет. Таким образом достигается качество и скорость передачи данных по беспроводным сетям, однако эти характеристики зависят от количества устройств, подключенных к устройству управления трафиком данных, и от расстояния между каждым из них и самим устройством управления трафиком данных. Для устранения недостатков, характерных для выделенных проводных соединений и беспроводных сетей, разработан новый стандарт: IEEE1901, определяющий способы модуляции для передачи цифровых сигналов TCP/IP по линии электропитания электрической системы.

Способы, основанные на стандарте IEEE1901, позволяют использовать широкополосный цифровой канал, который - даже если он также основан на TCP/IP - устраняет сложность структурированного монтажа и уменьшает затраты на инфраструктуру IEEE802.3.

Безусловно, в настоящее время на рынке доступны изготовленные на основе стандарта IEEE1901 интерфейсные устройства, которые с одной стороны подключаются к электрическим розеткам электрической системы, а с другой стороны - к электронным устройствам, которые требуется соединить друг с другом или подключить к сети Интернет. Такие электронные устройства способны передавать и принимать цифровые сигналы в соответствии с одним или более Интернет-протоколами, фактически, с использованием линии электрической системы, которая служит в качестве сетевого кабеля, благодаря чему отпадает необходимость в специальных кабельных желобах для монтажа сетей передачи данных, и одновременно обеспечивается возможность соединения двух точек в здании или в доме, или в коммерческом предприятии, которые в противном случае не могли бы соединяться посредством беспроводной сети.

Передача цифровых сигналов TCP/IP по линии электропитания электрической системы, тем не менее, характеризуется недостатком, связанным с тем, что на линию электропитания подается рабочее напряжение, например 230В в Италии, опасное для человека.

Таким образом, необходимо осуществить ряд технических мер, направленных на обеспечение электрической изоляции интерфейсных устройств и их соединений с линией электропитания.

С другой стороны, существуют системы домашней автоматизации, содержащие множество устройств, таких как система внутренней видеосвязи, видеокамера, множество переключателей и датчиков, соединенных друг с другом посредством линии или низковольтной двухпроводной шины домашней автоматизации.

Однако такие системы двухпроводных шин домашней автоматизации не позволяют осуществлять передачу на битовых скоростях протоколов TCP/IP, сравнимых с теми, что применяются в сетях Ethernet. Целью настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков, и в частности, - разработка электронной системы для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами, которая отличается низкой стоимостью и способна обеспечить высокий уровень безопасности для человека.

Другой целью настоящего изобретения является реализация электронной системы для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами, которая может легко интегрироваться в систему домашней автоматизации.

Эти и другие цели, соответствующие настоящему изобретению, достигаются путем создания электронной системы для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами, основные принципы которой изложены в п. 1 формулы изобретения.

Другие признаки электронной системы для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения. Признаки и преимущества электронной системы для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами согласно настоящему изобретению становятся более очевидными из последующего иллюстративного и неограничивающего описания, содержащего ссылки на прилагаемые схематичные чертежи, на которых:

на фиг. 1 показана блок-схема варианта осуществления электронной системы для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами согласно настоящему изобретению;

на фиг. 2 показана обзорная блок-схема первого варианта осуществления интерфейсного устройства, содержащегося в электронной системе, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 3 показана обзорная блок-схема второго варианта осуществления интерфейсного устройства, содержащегося в электронной системе, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 4 показана обзорная блок-схема третьего варианта осуществления интерфейсного устройства, содержащегося в электронной системе, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 5 показана обзорная блок-схема четвертого варианта осуществления интерфейсного устройства, содержащегося в электронной системе, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 6 показана обзорная блок-схема возможной конфигурации соединения между двухпроводной шиной домашней автоматизации и множеством интерфейсных устройств, содержащихся в электронной системе, изображенной на фиг. 1.

Электронная система для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами показана с использованием ссылок на чертежи, и вся система идентифицируется ссылочным номером 10.

Такая электронная система содержит шину 11 домашней автоматизации в виде двух проводов 80, приспособленную для распределения электропитания и передачи цифровых или аналоговых сигналов, и средства 12 источника питания, приспособленные для подключения к двухпроводной шине 11 домашней автоматизации с целью подачи электроэнергии постоянного напряжения.

Таким образом, рабочее напряжение шины 11 домашней автоматизации устанавливается средствами 12 источника питания, которые могут включать в свой состав, например, источник питания постоянного тока. Средства 12 источника питания могут подключаться к проводам шины 11 домашней автоматизации через импеданс 75 источника питания, предпочтительно состоящего из индуктивности, параллельно соединенной с резистором. Значение такой индуктивности определяется на основе требования к подаче питания на шину 11 домашней автоматизации без падения напряжения, вызванного наличием резистора. Шина 11 домашней автоматизации в виде двух проводов 80 работает на безопасном очень низком напряжении, то есть на отдельном или безопасном сверхнизком напряжении (SELV, Safety Extra-Low Voltage), предпочтительно - на напряжении постоянного тока менее 50 В. В более предпочтительном варианте шина 11 домашней автоматизации работает на напряжении постоянного тока, величина которого находится в диапазоне 18-28В. В лучшем варианте шина 11 домашней автоматизации работает на напряжении постоянного тока, величина которого находится в диапазоне 18-24В.

Таким образом, средства 12 источника питания могут обеспечивать подачу электроэнергии постоянного безопасного очень низкого напряжения для подачи питания в шину 11 домашней автоматизации на напряжениях в указанных выше предпочтительных диапазонах.

Как известно, под безопасным очень низким напряжением понимаются напряжения постоянного тока, не превосходящие 120В.

В любом случае шина 11 домашней автоматизации оснащена такими же средствами изоляции, которые могли бы использоваться для линии электропитания электрической системы, то есть линии, предназначенной для работы с напряжениями выше 230В.

Изоляционные покрытия, нанесенные на провода 80 шины 11 домашней автоматизации, обеспечивают уровень электрической изоляции, позволяющий размещать такую шину 11 домашней автоматизации в кабельных желобах, занятых линией электропитания электрической системы.

В соответствии с настоящим изобретением электронная система 10 также содержит по меньшей мере одно устройство 13 управления и по меньшей мере один приемопередатчик 14 данных. В дальнейшем сигналы частотного диапазона, превышающего 2 МГц, называются высокочастотными сигналами, в то время как сигналы диапазона, меньшего 2 МГц, называются низкочастотными сигналами.

По меньшей мере одно устройство 13 управления преимущественно сконфигурировано для генерации низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов.

Например, такое устройство 13 управления может представлять собой электронный клавишный переключатель или блок управления, интегрированный в панель управления, такую как сенсорный экран или исполнительный механизм, который управляет включением источника освещения или датчиком движения, температуры, влажности и т.д. По меньшей мере один приемопередатчик 14 данных преимущественно сконфигурирован для генерации и/или приема высокочастотных модулированных цифровых сигналов, кодированных в соответствии с Интернет-протоколами, и для передачи и/или приема низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов. Например, приемопередатчик 14 данных может представлять собой любое устройство, способное взаимодействовать с сетью Интернет, такое как IP-система внутренней видеосвязи, интеллектуальный бытовой прибор, персональный компьютер, маршрутизатор, модем, IP-видеокамера, телевизор и т.д. Таким образом, приемопередатчик 14 данных также может передавать и/или принимать аналоговые звуковые сигналы основной полосы частот, видеосигналы основной полосы частот и высококачественные стереофонические аналоговые звуковые сигналы.

В настоящем описании термин Интернет-протоколы указывает на стек протоколов TCP/IP и на все протоколы верхнего уровня, которые используют такой стек в качестве транспортного уровня.

Цифровые сигналы, модулированные и кодированные в соответствии с Интернет-протоколами и для простоты обозначаемые в последующем описании как Интернет-сигналы, могут переносить большой объем различных данных, включая также видеосигналы и звуковые сигналы, кодированные в соответствии с используемыми в настоящее время стандартами, такими как MPEG или МР3.

Электронная система 10 содержит по меньшей мере два соответствующих интерфейсных устройства 15, сконфигурированных для соединения по меньшей мере одного устройства 13 управления и по меньшей мере одного приемопередатчика 14 данных с шиной 11 домашней автоматизации.

Такие интерфейсные устройства 15 питаются от средств 12 источника питания через двухпроводную шину 11 домашней автоматизации и, в частности, сконфигурированы для передачи и/или приема низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов и, по меньшей мере для одного приемопередатчика 14 данных, также сконфигурированы для передачи и/или приема цифровых информационных сигналов, модулированных высокочастотным сигналом и кодированных в соответствии с Интернет-протоколами.

В оконечных точках двух проводов 80 шины 11 домашней автоматизации дополнительно устанавливается импеданс 74, который согласуется с импедансом самой шины 11 домашней автоматизации таким образом, чтобы минимизировать уровни возможных отраженных сигналов.

Для простоты на фиг. 2-5 два провода 80 шины 11 домашней автоматизации показаны в виде одного отрезка.

Интерфейсное устройство 15 содержит схему 70 повышения импеданса, способную развязывать источник питания и цифровые сигналы.

Такая схема 70 повышения импеданса характеризуется низким импедансом для источника питания и высоким импедансом для цифровых сигналов.

Таким образом, постоянное напряжение источника питания подается через схему 70 повышения импеданса для поляризации всех компонентов интерфейсных устройств.

Кроме того, наличие схемы 70 повышения импеданса позволяет не модифицировать импеданс 75 источника питания даже в случае большого количества интерфейсных устройств 15.

Интерфейсные устройства 15 также содержат приемопередатчик 60 для приема/передачи низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов. Такой приемопередатчик 60 содержит микроконтроллер 61, способный принимать низкочастотный цифровой управляющий сигнал посредством схемы 62 приема и передавать такой сигнал посредством схемы 63 передачи. В частности, схема 63 передачи селективно подключается к проводам 80 шины 11 домашней автоматизации с помощью промежуточного нагрузочного импеданса 64. Таким образом, в ходе операции передачи происходит падение напряжения сигнала, передаваемого схемой 63 передачи микроконтроллера 61, вследствие деления напряжения между нагрузочным импедансом 64 и импедансом 75 источника питания; такое падение напряжения в ходе операции приема интерпретируется как двоичный "0" или "1" в соответствии с предварительно заданной схемой кодирования.

Преимущественно, интерфейсное устройство 15 также может содержать высокочастотный приемопередатчик 40 для приема/передачи Интернет-сигналов.

В таком случае интерфейсное устройство 15 способно соединять приемопередатчик 14 данных с шиной 11 домашней автоматизации, что позволяет передавать и принимать цифровые информационные сигналы, модулированные высокочастотным сигналом и кодированные в соответствии с Интернет-протоколами.

Предпочтительно высокочастотный приемопередатчик 40 для приема/передачи Интернет-сигналов содержит схему 41 кодирования/декодирования для кодирования/декодирования цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами, каскадно-соединенную со схемой 42 для модуляции/демодуляции и кодирования/декодирования сигналов в соответствии со стандартом IEEE1901 42.

Сигналы TCP/IP, модулированные в соответствии со стандартом IEEE1901, обычно занимают диапазон частот 2 МГц - 30 МГц, но могут занимать диапазон частот 2 МГц - 80 МГц.

Таким образом, сигналы, подлежащие передаче, вначале кодируются в соответствии с протоколами TCP/IP, а затем кодируются и модулируются в соответствии с протоколом IEEE1901.

Соответствующим образом сигналы, принятые приемопередатчиком 40, вначале демодулируются и декодируются в соответствии с протоколом IEEE1901, а затем декодируются в соответствии с протоколами TCP/IP.

Предпочтительно приемопередатчик 40 для приема/передачи высокочастотных Интернет-сигналов может селективно подключаться к шине 11 домашней автоматизации с помощью средств 72 первого селектора, таких как механические реле, электронные переключатели или высокоомные буферные схемы.

Такие средства 72 первого селектора замыкают соединение с шиной 11 домашней автоматизации сразу же после получения микроконтроллером 61 цифрового управляющего сигнала активизации.

Каждое интерфейсное устройство 15 подключается к шине 11 домашней автоматизации предпочтительно через сосредоточенный импеданс 71, сконфигурированный для получения профиля импеданса общего режима, для того чтобы ограничить ослабления в собственном диапазоне сигналов TCP/IP, модулированных в соответствии со стандартом IEEE1901, без изменения передачи и приема низкочастотных цифровых сигналов.

Такой сосредоточенный импеданс 71 может быть реализован посредством двух индуктивностей, каждая из которых соединяется с соответствующим проводом 80; величина таких индуктивностей, например, может находиться в диапазоне от 10 мкГн до 33 мкГн.

Сосредоточенный импеданс 71 может содержать другие составляющие импеданса, пригодные для уменьшения ослабления сигнала в полосе частот 2 МГц - 80 МГц.

В предпочтительном варианте по меньшей мере одно интерфейсное устройство 15 содержит схему 21 для низкочастотной передачи и приема аналогового звукового сигнала основной полосы частот, которая, например, как показано на фиг. 3, содержит схему 22 передатчика, схему 23 приемника и схему 24 суммирования (также называемую в области телефонии "вилкой" или "дифсистемой") для локального устранения передаваемого сигнала из цепи приема. Импеданс 75 источника питания также является опорной точкой низкочастотного звукового сигнала. Низкочастотный аналоговый звуковой сигнал представляет собой, например, речевой сигнал, получаемый и передаваемый устройством внутренней связи или переговорным устройством; интерфейсные устройства 15, оснащенные схемой 21 для низкочастотной передачи и приема аналогового звукового сигнала основной полосы частот, могут, таким образом, также предоставлять возможность для подключения устройств внутренней связи или переговорных устройств к шине 11 домашней автоматизации. В таком случае по данной шине 11 домашней автоматизации также возможно передавать на низкой частоте аналоговый звуковой сигнал основной полосы частот.

Диапазон аналогового звукового сигнала основной полосы частот может составлять, например, 300 Гц - 3 кГц, и амплитуда такого сигнала может находиться в диапазоне от 0 до 600 мВ.

В предпочтительном варианте по меньшей мере одно интерфейсное устройство 15 содержит схему 25 высокочастотной модуляции и кодирования для модуляции и кодирования высококачественного стереофонического аналогового звукового сигнала, как показано, например, на фиг. 4. Предпочтительно по меньшей мере одно интерфейсное устройство 15 содержит схему 35 демодуляции и декодирования для демодуляции и декодирования высококачественного стереофонического аналогового звукового сигнала, модулированного высокочастотным сигналом, как показано, например, на фиг. 5.

В том случае, если электронная система 10 содержит как интерфейсные устройства 15, оснащенные схемой 25 модуляции и кодирования стереофонического сигнала, так и интерфейсные устройства 15, оснащенные схемой 35 демодуляции и декодирования стереофонического сигнала, двухпроводная шина 11 домашней автоматизации также способна передавать на высокой частоте высококачественный стереофонический аналоговый звуковой сигнал, например, для прослушивания музыки в различных помещениях дома.

Стереофонический звуковой сигнал может представлять собой, например, частотно модулированный сигнал с несущими f1=5,5 МГц и f2=6 МГц и диапазоном частот 300 кГц (диапазон частот при -20 дБ) для каждого канала. Амплитуда сигнала может, например, составлять 39дБмВ_эфф±1 дБ для каждого канала. В предпочтительном варианте по меньшей мере одно интерфейсное устройство 15 содержит схему 26 высокочастотной модуляции и кодирования для модуляции и кодирования аналогового видеосигнала основной полосы частот, как показано, например, на фиг. 4. Предпочтительно по меньшей мере одно интерфейсное устройство 15 содержит схему 36 демодуляции и декодирования для демодуляции и декодирования аналогового видеосигнала основной полосы частот, модулированного высокочастотным сигналом, как показано, например, на фиг. 5.

В том случае, если электронная система 10 содержит как интерфейсные устройства 15, оснащенные схемой 26 высокочастотной модуляции и кодирования для модуляции и кодирования аналогового видеосигнала основной полосы частот, так и интерфейсные устройства 15, оснащенные схемой 36 демодуляции и декодирования для демодуляции и декодирования аналогового видеосигнала основной полосы частот, модулированного высокочастотным сигналом, шина 11 домашней автоматизации в виде двух проводов 80 также способна передавать на высокой частоте аналоговые видеосигналы основной полосы частот, для того чтобы предоставить возможность, например, отображать изображения системы внутренней видеосвязи на мониторе или распределять телевизионный сигнал основной полосы частот по множеству телевизионных приемников.

Например, видеосигнал может передаваться в формате DVB-T (Terrestrial Digital Video Broadcasting, наземное цифровое телевизионное вещание) и модулироваться с использованием промежуточной частоты 36 МГц или, в альтернативном варианте, с использованием несущей 38,9 МГц и амплитуды 44 дБмВ_эфф.

Предпочтительно схема 25 высокочастотной модуляции и кодирования для модуляции и кодирования высококачественного стереофонического аналогового звукового сигнала, схема 26 высокочастотной модуляции и кодирования для модуляции и кодирования аналогового видеосигнала основной полосы частот, схема 35 демодуляции и декодирования для демодуляции и декодирования стереофонического аналогового звукового сигнала, модулированного высокочастотным сигналом, и схема 36 демодуляции и декодирования для демодуляции и декодирования аналогового видеосигнала основной полосы частот, модулированного высокочастотным сигналом, могут селективно подключаться к двухпроводной шине 11 домашней автоматизации посредством средств 73 второго селектора, таких как механические реле, электронные переключатели или высокоомные буферные схемы. Такие средства 73 второго селектора замыкают соединение с шиной 11 домашней автоматизации только после получения микроконтроллером 61 цифрового управляющего сигнала активизации.

Предпочтительно электронная система 10 содержит по меньшей мере одно устройство 16 для генерации звукового сигнала, например стереофоническую систему или микрофон, или устройство внутренней связи, или переговорное устройство, и/или по меньшей мере одно устройство 17 для воспроизведения звукового сигнала, например звуковой диффузор, способные соответствующим образом подключаться к шине 11 домашней автоматизации по двум проводам 80 с помощью соответствующих интерфейсных устройств 15.

Например, для подключения стереофонической системы к шине 11 домашней автоматизации необходимо использовать интерфейсное устройство 15, оснащенное схемой 25 модуляции и кодирования для модуляции и кодирования высококачественного стереофонического аналогового звукового сигнала. Кроме того или в качестве альтернативны таким устройствам, электронная система 10 предпочтительно содержит по меньшей мере одно устройство 18 получения видеосигнала, например видеокамеру, и/или по меньшей мере одно устройство 19 для воспроизведения видеосигнала, например монитор, способные соответствующим образом подключаться к шине 11 домашней автоматизации по двум проводам 80 с помощью надлежащих интерфейсных устройств 15.

Например, для подключения внешней станции внутренней видеосвязи к шине 11 домашней автоматизации необходимо использовать интерфейсное устройство 15, оснащенное схемой 26 высокочастотной модуляции и кодирования для модуляции и кодирования аналогового видеосигнала основной полосы частот.

Согласно конкретному варианту осуществления, показанному на фиг. 1, по двухпроводной шине 11 домашней автоматизации могут одновременно передаваться сигналы электропитания, цифровые управляющие и/или информационные цифровые сигналы, аналоговые звуковые сигналы основной полосы частот, видеосигналы основной полосы частот, высококачественные стереофонические аналоговые звуковые сигналы и цифровые сигналы, модулированные и кодированные в соответствии с Интернет-протоколами.

В зависимости от устройства, которое требуется подключить к шине 11 домашней автоматизации, достаточно выбрать наиболее подходящее интерфейсное устройство 15.

Важно отметить, что интерфейсные устройства 15 могут быть интегрированы в устройства 13, 14, 16, 17, 19, подключаемые к шине 11 домашней автоматизации, и являться одним из компонентов таких устройств.

В альтернативном варианте интерфейсные устройства 15 могут отличаться от указанных выше устройств; очевидно, например, что приемопередатчики 14 данных могут представлять собой бытовые приборы или персональные компьютеры.

Передача различных сигналов в одной среде передачи, то есть по двухпроводной шине 11 домашней автоматизации, возможна, поскольку такие сигналы занимают различные диапазоны частот.

В любом случае интерфейсные устройства 15 могут подключаться к проводам 80 шины 11 домашней автоматизации в соответствии со звездообразной топологией, как показано на фиг. 6, или в соответствии с каскадной топологией, как показано на фиг. 1.

Согласно звездообразной топологии множество интерфейсных устройств 15 подключаются к проводам 80 шины 11 домашней автоматизации посредством отвода 76.

Такое устройство при отсутствии аналоговых звуковых и видеосигналов, модулированных высокочастотным сигналом, представляет собой простой соединительный узел, благодаря характеристикам модуляции, соответствующим стандарту IEEE1901, который позволяет устранить те части диапазона частот, на которые оказывают воздействия отражения в узлах сети. То есть, добавление функции передачи Интернет-данных посредством стандарта IEEE1901 не требует установки на шине 11 домашней автоматизации специализированных устройств, таких как коммутаторы сети Ethernet. В соответствии с каскадной топологией интерфейсные устройства 15 подключаются к различным точкам проводов 80 шины 11 домашней автоматизации. Поскольку такие интерфейсные устройства 15 характеризуются низкими вносимыми потерями, воздействия на поток высокочастотных цифровых сигналов не оказывается. В любом случае каждое интерфейсное устройство 15 подключается к одному устройству 13, 14, 16, 17, 19 и не может подключаться к нескольким устройствам.

Безусловно, в электронной системе 10 не предусматривается обязательное использование централизованного модуля распределения различных услуг (управляющих и/или информационных цифровых сигналов, аналоговых звуковых сигналов основной полосы частот, видеосигналов основной полосы частот, высококачественных стереофонических аналоговых звуковых сигналов и цифровых сигналов, модулированных и кодированных в соответствии с Интернет-протоколами), однако эта система оснащена множеством распределенных интерфейсных устройств 15, которые подключаются к одной и той же двухпроводной шине 11 домашней автоматизации. Единственный централизованный модуль представлен средствами 12 источника питания, подходящими для подачи питания на шину 11 домашней автоматизации и, следовательно, для распределения электропитания уровня SELV на все интерфейсные устройства 15.

Из приведенного выше описания очевидны характеристики электронной системы, цель настоящего изобретения, а также сравнительные преимущества предлагаемой системы. Фактически, электронная система, соответствующая настоящему изобретению, позволяет передавать Интернет-сигналы по шине домашней автоматизации, работающей с напряжениями уровня SELV. Такая двухпроводная шина 11 домашней автоматизации может устанавливаться в кабельных желобах, в которых уже размещена линия электропитания электрической системы, при этом обеспечивается безопасность, поскольку шина работает с очень низким напряжением, и поддерживается качество передаваемого сигнала. Таким образом, монтаж электронной системы выполняется легко и не требует проведения новых работ по кладке для создания новых кабельных желобов. В частности, монтаж электронной системы упрощается по сравнению с типичным монтажом сети Ethernet, выполняемым с помощью известных Ethernet-кабелей.

Электронная система, соответствующая настоящему изобретению, может также простым образом передавать Интернет-сигналы по шине домашней автоматизации без увеличения затрат. Возможность одновременной реализации каскадной и звездообразной топологии позволяет создавать сеть передачи данных произвольной топологии, в которой не требуется использовать дорогостоящие устройства, такие как коммутаторы, обычно используемые в сетях Ethernet.

Наконец, очевидно, что задуманную таким образом электронную систему можно различным образом модифицировать и вносить в нее различные изменения, которые не противоречат сути настоящего изобретения, и кроме того, все компоненты системы могут заменяться технически эквивалентными элементами. На практике могут использоваться материалы любого типа, а также любых размеров, соответствующих техническим требованиям.

Изобретение относится к области электронных систем для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами, которые, в частности, но не исключительно, используются в области домашней автоматизации. Техническим результатом является обеспечение электронной системы для передачи сигналов Интернет, которая может быть с легкостью внедрена в систему домашней автоматизации и способна обеспечить высокий уровень безопасности для человека. Раскрыта электронная система для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами для систем домашней автоматизации, содержащая двухпроводную шину домашней автоматизации для распределения электропитания и передачи цифровых и/или аналоговых сигналов, при этом указанная шина домашней автоматизации в виде двух проводов работает на безопасном очень низком напряжении; средство источника питания, приспособленное для подключения к указанной шине домашней автоматизации для подачи электроэнергии постоянного напряжения; по меньшей мере одно устройство управления, сконфигурированное для генерации и/или приема низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов; по меньшей мере один приемопередатчик данных, сконфигурированный для генерации и/или приема высокочастотных модулированных цифровых сигналов, кодированных в соответствии с Интернет-протоколами, и для передачи и/или приема низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов; по меньшей мере два соответствующих интерфейсных устройства, сконфигурированных для соединения по меньшей мере одного указанного устройства управления и по меньшей мере одного указанного приемопередатчика данных с указанной шиной домашней автоматизации, при этом указанные интерфейсные устройства питаются от указанного средства источника питания и сконфигурированы для передачи и/или приема низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов и по меньшей мере для одного указанного приемопередатчика данных сконфигурированы также для передачи и/или приема высокочастотных модулированных цифровых информационных сигналов, кодированных в соответствии с Интернет-протоколами, при этом одно или более указанных интерфейсных устройств содержит по меньшей мере один приемопередатчик для приема/передачи низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов и приемопередатчик для приема/передачи высокочастотных Интернет-сигналов. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Электронная система (10) для передачи цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами для систем домашней автоматизации, содержащая:

двухпроводную (80) шину (11) домашней автоматизации для распределения электропитания и передачи цифровых и/или аналоговых сигналов, при этом указанная шина (11) домашней автоматизации в виде двух проводов (80) работает на безопасном очень низком напряжении;

средство (12) источника питания, приспособленное для подключения к указанной шине (11) домашней автоматизации для подачи электроэнергии постоянного напряжения;

по меньшей мере одно устройство (13) управления, сконфигурированное для генерации и/или приема низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов;

по меньшей мере один приемопередатчик (14) данных, сконфигурированный для генерации и/или приема высокочастотных модулированных цифровых сигналов, кодированных в соответствии с Интернет-протоколами, и для передачи и/или приема низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов;

по меньшей мере два соответствующих интерфейсных устройства (15), сконфигурированных для соединения по меньшей мере одного указанного устройства (13) управления и по меньшей мере одного указанного приемопередатчика (14) данных с указанной шиной (11) домашней автоматизации, при этом указанные интерфейсные устройства (15) питаются от указанного средства (12) источника питания и сконфигурированы для передачи и/или приема низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов и по меньшей мере для одного указанного приемопередатчика (14) данных сконфигурированы также для передачи и/или приема высокочастотных модулированных цифровых информационных сигналов, кодированных в соответствии с Интернет-протоколами, при этом одно или более указанных интерфейсных устройств (15) содержит по меньшей мере один приемопередатчик (60) для приема/передачи низкочастотных цифровых управляющих и/или информационных сигналов и приемопередатчик (40) для приема/передачи высокочастотных Интернет-сигналов.

2. Электронная система по п. 1, отличающаяся тем, что указанный приемопередатчик (40) для приема/передачи высокочастотных Интернет-сигналов содержит схему (41) кодирования/декодирования для кодирования/декодирования цифровых сигналов в соответствии с Интернет-протоколами, каскадно соединенную со схемой (42) для модуляции/демодуляции и кодирования/декодирования сигналов в соответствии со стандартом IEEE1901.

3. Электронная система по п. 2, отличающаяся тем, что каждое из указанных интерфейсных устройств (15) подключено к указанной шине (11) домашней автоматизации через сосредоточенный импеданс (71), сконфигурированный для получения профиля импеданса общего режима, чтобы ограничить ослабление в собственном диапазоне Интернет-сигналов, модулированных в соответствии со стандартом IEEE1901.

4. Электронная система по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный приемопередатчик (40) для приема/передачи высокочастотных Интернет-сигналов селективно подключается к указанной шине (11) домашней автоматизации с помощью средств (72) первого селектора.

5. Электронная система по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанные интерфейсные устройства (15) содержат схему (21) для передачи и приема низкочастотного аналогового звукового сигнала.

6. Электронная система по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из указанных интерфейсных устройств (15) содержит схему (25) высокочастотной модуляции и кодирования для модуляции и кодирования высококачественного стереофонического аналогового звукового сигнала.

7. Электронная система по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из указанных интерфейсных устройств (15) содержит схему (35) демодуляции и декодирования для демодуляции и декодирования высококачественного стереофонического аналогового звукового сигнала, модулированного высокочастотным сигналом.

8. Электронная система по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из указанных интерфейсных устройств (15) содержит схему (26) высокочастотной модуляции и кодирования для модуляции и кодирования аналогового видеосигнала основной полосы частот.

9. Электронная система по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из указанных интерфейсных устройств (15) содержит схему (36) демодуляции и декодирования для демодуляции и декодирования аналогового видеосигнала основной полосы частот, модулированного высокочастотным сигналом.

10. Электронная система по любому из пп. 5-9, содержащая по меньшей мере одно устройство (16) для генерации звукового сигнала и/или по меньшей мере одно устройство (17) для воспроизведения звукового сигнала, сконфигурированные для соответствующего подключения к указанной шине (11) домашней автоматизации с помощью соответствующих интерфейсных устройств (15).

11. Электронная система по п. 8 или 9, содержащая по меньшей мере одно устройство (18) получения видеосигнала и/или по меньшей мере одно устройство (19) для воспроизведения видеосигнала, сконфигурированные для соответствующего подключения к указанной шине (11) домашней автоматизации с помощью соответствующих интерфейсных устройств (15).