CN103368015B - 智能连接器与总线控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能连接器和总线控制器。智能连接器用于耦接一个电器设备中的总线与至少一个从属模块。该智能连接器包括：一个信号处理单元，用于在总线与从属模块之间交互信号，并对所交互的信号进行处理，以及用于在接收到与其地址相符的来自总线的控制信号时响应该控制信号；一个第一端口，耦接在总线与信号处理单元之间以在其间传递信号，并耦接到电力供给线以接收电力供给；以及一个第二端口，耦接在信号处理单元与从属模块之间以在其间传递信号，并用于向至少一个从属模块提供电力供给。

Description

智能连接器与总线控制器
技术领域
本发明涉及电器技术领域，更具体地，涉及一种用于将电器设备中的从属模块耦接到总线的智能连接器，以及一种用于将电器设备中的主控模块耦接到总线的总线控制器。
背景技术
随着电子技术的发展，越来越多的电器设备中集成了各种硬件模块，以实现不同的物理功能，例如在家电设备中，这些硬件模块包括电热器、风扇、马达及各种传感器等等。为了控制这些硬件模块的运行，电器设备的主控板需要分别地连接到各个硬件模块，以向其提供电力供给或信号交互。此外，用于控制硬件模块的电力供给的开关或继电器也通常都集成在主控板上。
然而，对于传统的电器设备，为实现上述主控板与硬件模块之间的电器连接，不同的硬件模块需要分别通过单独的连线连接到主控板上。这导致主控板上的接口众多，并且由这些接口分别引出的连线的数量也较多。这种控制线路结构复杂，可扩展性差，并且维护成本也较高。
发明内容
基于上述分析，提供一种结构简单的用于耦接电器设备中主控模块与从属模块的装置是令人期待的。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种智能连接器，用于耦接一个电器设备中的总线与至少一个从属模块，包括：一个信号处理单元，用于在所述总线与所述从属模块之间交互信号，并对所交互的信号进行处理，以及用于在接收到与其地址相符的来自所述总线的控制信号时响应所述控制信号；一个第一端口，耦接在所述总线与所述信号处理单元之间以在其间传递信号，并耦接到电力供给线以接收电力供给；以及一个第二端口，耦接在所述信号处理单元与所述从属模块之间以在其间传递信号，并用于向所述从属模块提供所述电力供给。
由于在智能连接器中设置了信号处理单元，该智能连接器不仅能够在总线与从属模块之间传递信号与电力供给，还能够响应并处理来自总线的控制信号，这使得其所耦接的从属模块，特别是一些机械或电器模块(例如加热器、电机、阀门等)具有了信号处理能力，从而提高了电器设备整体运行的可控性与运行效率。
此外，由于从属模块可以通过智能连接器耦接总线进而耦接到电器设备中的主控模块，这使得从属模块不需要通过单独的信号线以及电力供给线来连接主控模块，这有效减少了电器设备中的线束数量。
在一个实施例中，所述信号处理单元包括滤波子单元、信号放大子单元、数/模转换子单元、模/数转换子单元和/或调制/解调子单元。
在一个实施例中，所述智能连接器还包括：一个电源控制单元，耦接在所述第一端口与所述第二端口之间，并耦接到所述信号处理单元，用于在所述信号处理单元的控制下切换所述从属模块与所述电力供给线的连接，以控制所述从属模块的电力供给。
在现有技术中，从属模块的电力供给是由远离从属模块的主控模块直接控制的。相对于现有技术，上述智能连接器的电源控制单元更靠近从属模块，其与从属模块的连接也更为简单，因而可以有效减少电器设备中的线束数量。
在一个实施例中，所述电源控制单元包括继电器或可控开关。
在一个实施例中，所述电源控制单元还包括交流-直流转换子单元，其用于将所述电力供给线提供的电力供给由交流电转换为直流电，并将所转换的电力供给提供给所述从属模块和/或所述信号处理单元。
在一个实施例中，所述电源控制单元还包括直流-直流转换子单元，其用于转换由所述电力供给线提供的直流电力供给的电压，并将所转换的电力供给提供给所述从属模块和/或所述信号处理单元。
在一个实施例中，所述总线是电力线载波通信线路，所述智能连接器还包括：一个第二调制解调单元，耦接至所述信号处理单元，用于对所述控制信号和/或由所述从属模块反馈的反馈信号进行调制和/或解调；以及一个第二耦合单元，耦接在所述第二调制解调单元与所述总线之间，用于进行所述第二调制解调单元与所述总线之间的调制的控制信号和/或所述反馈信号的交互。
在一个实施例中，所述总线是直流电源线通信总线，所述智能连接器还包括：一个第二调制解调单元，耦接至所述信号处理单元，用于对所述控制信号和/或由所述从属模块反馈的反馈信号进行调制和/或解调。
可以看出，不同于现有技术，上述实施例的智能连接器适于接入基于电力线载波或直流电源线通信的总线，这就不需要使用额外的数据信号线路来传输数据信号，这可以进一步减少电器设备内的线束数量。
在一个实施例中，所述第一端口是PSI5总线端口。
在一个实施例中，所述第一端口是RS-485总线接口或LIN总线接口。
在一个实施例中，所述第二端口直接接触地耦接到所述从属模块，或者非接触地耦接到所述从属模块。
在一个实施例中，所述智能连接器还包括：一个扩展接口，用于将扩展单元耦接到所述信号处理单元。
根据本发明的另一方面，还提供了一种总线控制器，用于耦接一个电器设备中的总线与主控模块，包括：一个控制单元，用于在所述总线与所述主控模块之间交互信号，并用于在来自于所述主控模块的控制信号中添加目标地址，其中所述目标地址指示与所述控制信号对应的耦接到所述总线的智能连接器的地址。
通过使用该总线控制器，主控模块能够通过总线与从属模块相互通信并控制从属模块的运行，因而主控模块不需要针对每个从属模块而设置单独的接口来连接从属模块，这进一步减少了线束数量，并降低了控制线路模组的复杂度。
在一个实施例中，所述总线控制器还包括：一个第一调制解调单元，用于对信号进行调制和/或解调；以及一个第一耦合单元，耦接到所述第一调制解调单元，用于进行所述第一调制解调单元与所述总线之间的调制的信号的交互。
在一个实施例中，所述总线包括多路总线支路，所述第一耦合单元进一步包括多个耦合子单元，其中每个耦合子单元分别耦接到所述多路总线支路的一路；其中，所述总线控制器还包括具有多路数据信号通道的多路复用单元，用于选择所述多路数据信号通道中的一路数据信号通道以进行所述第一调制解调单元与所述控制单元的信号交互。
由于该总线控制器具有多路复用单元来进行数据信号通道的切换，因而其仅需要具有一个调制解调单元，并且这个调制解调单元被耦合单元中所包含的多个耦合子单元共享。这可以减少调制解调单元的使用，从而降低硬件成本。
在一个实施例中，每个所述耦合子单元包括一个初级线圈与一个次级线圈，其中每个次级线圈分别地通过耦合电容耦接到一路总线支路。
在一个实施例中，所述第一耦合单元包括一个初级线圈，每个所述耦合子单元包括一个次级线圈，并且所述多个耦合子单元共用所述初级线圈，其中每个次级线圈分别地通过耦合电容耦接到一路总线支路。
在一个实施例中，所述总线控制器通过RS-485总线接口、LIN总线接口或PSI5总线接口耦接到所述总线。
本发明的以上特性及其他特性将在下文中的实施例部分进行明确地阐述。
附图说明
通过下文对结合附图所示出的实施例进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同或相似的标号表示相同或相似的部件。
图1示出了根据本发明一个实施例的具有总线控制器110以及智能连接器120的控制线路100；
图2示出了图1中总线控制器110的一个实施例；
图3示出了图1中智能连接器120的一个实施例；
图4示出了图1中智能连接器120的另一个实施例；
图5示出了根据本发明另一实施例的具有总线控制器210以及智能连接器220的控制线路200；
图6和图7分别示出了图5中总线控制器210与智能连接器的一个实施例；
图8和图9分别示出了图5中总线控制器210与智能连接器的另一个实施例；
图10示出了第一耦合单元213与第二耦合单元225的一个实施例；
图11示出了图5中总线控制器的另一个实施例。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。
图1示出了根据本发明一个实施例的具有总线控制器110以及智能连接器120的控制线路100。该控制线路100被设置在一个电器设备(图中未示出)中，用于耦接该电器设备中的主控模块130与至少一个从属模块140，以实现主控模块130与从属模块140之间的信号交互。
在一些例子中，该电器设备例如为家用电器、工控设备或数控机床等。其中，主控模块130是指用于控制电器设备中从属模块140运行的模块。主控模块130能够基于使用者输入或应用程序运行生成的指令而生成用于控制从属模块140运行的控制信号，其例如为微控制单元、微处理器或其他适合的电子器件。从属模块140是指通过控制线路100耦接到主控模块130的电子或机电模块。在一些例子中，从属模块140的运行受控于主控模块130提供的控制信号，其例如为加热器、散热器、执行器等；在另一些例子中，从属模块140还可以生成反馈信号，其例如为传感器等。一般地，从属模块140可以通过其上所加载的电力供给来维持运行，并基于不同的电力供给(例如不同的供给功率、电流或电压)而改变其运行状态。
需要说明的是，图1中示出的从属模块140的数量仅是示例性的，本领域普通技术人员应能理解，在实际应用中，电器设备中包含的从属模块140的数量并不限于三个，其可以为一个、两个或更多个。此外，在实际应用中，一个智能连接器120也可以对应于两个或更多个从属模块140。
如图1所示，该控制线路100采用了总线结构，其中具有耦接智能连接器120与总线控制器110的总线150，该总线150用于传输数据信号，例如来自于主控模块130的控制信号可以由该总线150传输到智能连接器120，并进一步地由该智能连接器120提供给相应的从属模块140；或者，来自于从属模块140的反馈信号可以由该总线150传输到总线控制器110，并进一步地由该总线控制器110提供给主控模块130。
在实际应用中，智能连接器120还耦接到电力供给线160上，以接收电力供给线160提供的电力供给(例如来自于电源的电力供给)，并转而将该电力供给提供给从属模块140。在图1所示的实施例中，电力供给线160是通过总线150引入到智能连接器120的，即总线150具有用于传输信号的信号总线151以及用于传递电力供给的电力总线152。该电力总线152既可以通过，总线控制器110间接地耦接到电力供给线160来获得电力供给，也可以直接耦接到电器设备上的电力供给线160上来获得电力供给。在实际应用中，电力总线152与电力供给线160的连接可以采用前述这两种耦接方式中的一种；或者同时采用这两种耦接方式，正如图1所示。在一些其他的实施例中，电力供给线160还可以不通过总线150而直接连接到智能连接器120，并通过智能连接器120向相应的从属模块140提供电力供给。
图2与图3分别示出了图1中的总线控制器110以及智能连接器120的一个例子。接下来，结合图1至图3，对该总线控制器110以及智能连接器120作进一步的说明。
如图1及图2所示，总线控制器110用于耦接总线150与主控模块130，其包括：
控制单元111，用于在总线150与主控模块130之间交互信号，并用于在来自于主控模块130的控制信号中添加目标地址，其中该目标地址指示与该控制信号对应的耦接到总线150的智能连接器120的地址。
通过在控制信号中应用该目标地址，由总线控制器110发送到总线150上的控制信号能够被对应的智能连接器120所识别，进而使得智能连接器120控制与其耦接的从属模块140相应的动作。可以理解，控制单元111还可以将主控模块130发送的其他信号传递到总线150。
此外，总线控制器110还包括接口单元112，该接口单元112用于匹配该控制单元111与总线150之间的信号传输，例如信号时序、信号电平、信号格式等。在一些例子中，总线控制器110可以通过RS-485总线接口或LIN(Local Interconnect Network)总线接口耦接到总线151、152上，并通过对应的总线协议规范来传输信号。可以理解，总线控制器110还可以采用其他适合的总线接口与对应的总线协议规范来与总线151、152交互信号。
可以理解，在实际应用中，总线控制器110可以被设置为单独的硬件模块，并耦接到主控模块130上。这种实现方式兼容性好，可以与现有的主控模块130无缝集成。或者可选地，总线控制器110也可以以固件或软件形式集成在主控模块130中。这种实现方式的硬件成本低，并且仅仅需要通过更新主控模块130中的软件或固件代码来实现。
如图1与3所示，智能连接器120用于耦接总线150与至少一个从属模块140，其包括：
信号处理单元121，用于在总线150与从属模块140之间交互信号，并对所交互的信号进行处理，以及用于在接收到与其地址相符的来自总线150的控制信号时响应该控制信号；
第一端口122，耦接在总线150与信号处理单元121之间以在其间传递信号，并耦接到电力供给线160以接收电力供给；以及
第二端口123，耦接在信号处理单元121与从属模块140之间以在其间传递信号，并用于向从属模块140提供电力供给。
具体地，耦接在总线150上的不同的智能连接器120具有不同的地址，以使得其相互之间能够区别开，并为总线控制器110所识别。在装载有该控制线路100的电器设备中，当主控模块130对从属模块140进行控制时，首先，总线控制器110接收由主控模块130提供的控制信号。接着，总线控制器110将该控制信号打包为数据包，并将目标地址添加到控制信号中。之后，总线控制器110将该打包的控制信号发送至总线150，进而通过该总线150而将控制信号分发至耦接到总线150上的各个智能连接器120。每个智能连接器120在接收到打包的控制信号以及目标地址后，会由其中的信号处理单元121查看该目标地址是否与自身的地址是否相符：如果目标地址与智能连接器120的地址匹配，则信号处理单元121进行解包以获取控制信号；如果目标地址与该信号处理单元121的地址不匹配，则丢弃该数据包。再然后，信号处理单元121对所获取的控制信号进行响应，并针对控制信号中不同的控制指令而相应动作。
在一些例子中，信号处理单元121可以包括滤波子单元、信号放大子单元、数/模转换子单元、模/数转换子单元和/或调制/解调子单元。这些子单元可以对智能连接器120所交互的信号进行相应的信号处理。
可以看出，由于在智能连接器120中设置了信号处理单元121，该智能连接器120不仅能够在总线150与从属模块140之间传递信号和电力供给，还能够响应并处理来自总线150的控制信号，这使得其所耦接的从属模块140，特别是一些机械或电器模块(例如加热器、电机、阀门等)具有了信号处理能力，从而提高了电器设备整体运行的可控性与运行效率。
正如前述，在实际应用中，总线控制器110中的控制单元111用于进行总线150与主控模块130之间的信号交互。相应地，智能控制器120中的信号处理单元121用于进行总线150与从属模块140之间的信号交互。这样，借助于总线150、总线控制器110以及智能连接器120，主控模块130与从属模块140之间即可进行双向的信号交互。
例如，从属模块140可以是传感器等可以生成感测数据的模块。这些感测数据可以反映电器设备的运行状态。例如，从属模块140为温度传感器，该温度传感器能够感应电器设备内的温度变化，并生成反应该温度变化的反馈信号。在另一些例子中，从属模块140的运行状态可能会随着电器设备运行状态的不同而相应变化。例如，从属模块140为散热器(例如风扇)，该散热器的散热效率可能随着电器设备内的局部温度或全局温度变化而相应变化。在又一些例子中，反馈信号亦可以为从属模块140对主控模块130提供的控制信号的响应。因此，在这种情况下，智能连接器120可以接收来自于从属模块140的反馈信号，该反馈信号可以包含反映电器设备运行状态的感测数据，或者来自于从属模块140的其他信号。接着，智能连接器120将该反馈信号打包。可选地，智能连接器120还可以在该反馈信号中添加地址，以指示发送该反馈信号的从属模块140。之后，从属模块140将反馈信号通过总线150发送给总线控制器110。再然后，总线控制器110对该反馈信号进行解包，并将解包的反馈信号提供给主控模块130。这样，主控模块130即可确定电器设备中各个从属模块140的运行状况，进而对这些从属模块140进行集中管理与控制。
在图1所示的例子中，总线150包括信号总线151与电力总线152。相应地，智能连接器120中的第一端口122适于连接这两个总线151、152，以匹配其与总线151、152之间的信号传输，例如信号时序、信号电平、信号格式等。在一些例子中，智能连接器120的第一端口122可以是RS-485总线接口或LIN总线接口，其通过对应的总线协议规范来传输信号。相应地，总线控制器110也可以采用RS-485总线接口或LIN总线接口耦接到总线150。可以理解，智能连接器120和总线控制器110还可以采用其他适合的总线接口与对应的总线协议规范来与总线151、152交互信号。
另一方面，第二端口123用于将智能连接器120与从属模块140相耦接。该第二端口123可以直接接触(direct contact)地耦接到从属模块140，即通过导电引线或导电接触片等需要直接接触以实现信号与电力供给传输的耦接方式。或者替代地，第二端口123也可以非接触(contactless)地耦接到从属模块140，即通过电磁场、光波、超声波或其他媒介来传输信号和电力供给。
在一些实施例中，智能连接器120还可以包括一个或多个用于连接扩展子单元的扩展接口，以支持例如输入设备、显示设备等适合耦接到该智能连接器120中的扩展子单元。这种扩展接口例如采用UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置)、I2C(Inter-Integrated Circuit，内部整合电路)接口、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)接口或其他接口。
在图3所示的例子中，智能连接器120的第一端口122通过总线150耦接到电力供给线160上以接收电力供给线160提供的电力供给。并且，第一端口122与第二端口123直接电连接，从而使得所接收的电力供给能够被由第二端口123再提供给从属模块140。
图4示出了图1中智能连接器120的另一个例子。在图4所示的例子中，智能连接器120还包括一个用于控制电力供给的电源控制单元124。
如图4所示，该电源控制单元124耦接在第一端口122与第二端口123之间，并耦接到信号处理单元121，用于在信号处理单元121的控制下切换从属模块140与电力供给线160的连接，以控制从属模块140的电力供给。
具体地，智能连接器120可以包含有可控开关、继电器等电路控制元件。该可控开关或继电器被设置在电力供给线160至从属模块140的电力通路上，并基于其状态变化来改变从属模块140的电力供给。例如，在控制信号的控制下，可控开关断开而使得该电力通路断开，则从属模块140的电力供给中断；相应地，可控开关闭合而使得该电力通路导通，则从属模块140的电力供给恢复。
在一个例子中，电力供给线160提供的电力供给是交流电，相应地，电源控制单元124还可以包括交流-直流转换子单元，其用于将电力供给线160提供的电力供给由交流电转换为直流电，并将所转换的电力供给提供给从属模块140和/或信号处理单元121。在另一个例子中，电力供给线160提供的电力供给是直流电，电源控制单元124还可以包括直流-直流转换子单元，其用于转换由电力供给线160提供的直流电力供给的电压，并将所转换的电力供给提供给从属模块140和/或信号处理单元121。
在现有技术中，从属模块的电力供给是由远离从属模块的主控模块直接控制的。相对于现有技术，本实施例的智能连接器120中的电源控制单元124更靠近从属模块140，其与从属模块140的连接也更为简单，因而可以有效减少电器设备中的线束数量。
图5示出了根据本发明另一实施例的具有总线控制器210以及智能连接器220的控制线路200。
在图5所示的控制线路200中，总线250是通过电力线传输信号的线路，其例如为电力线载波通信线路或直流电力供给线通信总线。在这种情况下，图1中的信号总线151与电力总线152合并为一个线路，控制线路200就不需要使用额外的信号线路来传输数据信号，这有效减少了电器设备内的线束数量。此外，由于控制线路200采用一个线路来在主控模块230与从属模块240之间传输数据信号与电力供给，因而主控模块230不需要针对每个从属模块240而设置单独的接口来连接，这进一步减少了线束数量，并降低了控制线路模组200的复杂度。
为了能够从总线250中提取数据信号，耦接到总线250的总线控制器210以及智能控制器220需要集成有对信号进行调制和/或解调的单元。该调制解调单元能够将主控模块230提供的信号和/或从属模块240提供的信号转换为适于电力线传输的格式，从而使得数据信号能够与电力供给均通过一个总线250进行传输。
图6和图7分别示出了图5中总线控制器210与智能连接器220的一个例子，其适于总线250为直流电源线通信总线的情况，即该总线250传输的电力供给是直流电，而信号被调制在直流电中。
如图6所示，总线控制器210包括控制单元211以及第一调制解调单元212。其中，第一调制解调单元212耦接在控制单元211与总线250之间，用于信号进行调制和/或解调，即对来自主控模块230的控制信号和/或来自总线的反馈信号进行调制和/或解调。该第一调制解调单元212使得信号能够与电力供给均通过一个总线250进行传输。在一些例子中，总线控制器210可以通过PSI5(PeripheralSensor Interface 5，外围传感器接口5)总线接口耦接到总线250。
如图7所示，该智能连接器220包括信号处理单元221、第一端口222、第二端口223、第二调制解调单元224。其中，第二调制解调单元224耦接在信号处理单元221与第一端口222之间，用于信号进行调制和/或解调，即对来自总线250的控制信号和/或由从属模块240反馈的反馈信号进行调制和/或解调。在一些例子中，第一端口222可以是PSI5总线接口。
图8和图9分别示出了图5中总线控制器210与智能连接器的另一个例子，其适于总线250为电力线载波通信线路的情况，即该总线250传输的电力供给是交流电，而信号被调制在交流电中。
如图8所示，该总线控制器210包括控制单元211、第一调制解调单元212以及第一耦合单元213。其中，第一调制解调单元212与第一耦合单元213串联耦接在控制单元211与总线250之间。第一调制解调单元212用于对信号进行调制和/或解调。第一耦合单元213耦接到第一调制解调单元212，用于进行第一调制解调单元212与总线250之间的调制的信号的交互。
如图9所示，该智能连接器220包括信号处理单元221、第一端口222、第二端口223、第二调制解调单元224以及第二耦合单元225。其中，第二调制解调单元224耦接至信号处理单元221，用于对信号进行调制和/或解调。第二耦合单元225耦接在第二调制解调单元224与第一端口222之间，用于进行第二调制解调单元224与总线250之间的调制的信号的交互。
其中，图6至图9中的第一调制解调单元212与第二调制解调单元224可以采用例如正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)等载波调制技术来实现信号的调制和/或解调。可以理解，在一些例子中，从属模块240不会向主控模块230反馈信号，相应地，第一调制解调单元212包括用于对控制信号进行调制的调制器，而第二调制解调单元224包括用于对调制的控制信号进行解调的解调器。在另一些例子中，从属模块240可以向主控模块230反馈信号，相应地，第二调制解调单元212还可以包括用于对反馈信号进行调制的调制器，而第一调制解调单元224还可以包括用于对调制的反馈信号进行解调的解调器。
图8至图9中的第一耦合单元213与第二耦合单元225可以采用容性耦合电路或感性耦合电路的结构来实现与总线250之间的信号耦合。图10示出了第一耦合单元213与第二耦合单元225的一个例子。
如图10所示，耦合单元通过变压器261与耦合电容262耦接到总线250，该变压器261可以将总线250上的高幅值电压与耦合单元的其他部分隔离。耦合电容262与变压器261的次级线圈构成高通滤波器，用以滤除总线250上的工频(50或60Hz)交流电的干扰。变压器261的次级线圈耦接到第一运放263的一个输入端，而第一运放263的另一个输入端则耦接到参考电感264。当从总线250接收信号时，第一运放263放大其两个输入端的信号差并输出给对应的调制解调单元。
另一方面，耦合单元还包括第二运放265，该第二运放265的输入端接收调制的控制信号，其输出端通过耦合电容269耦接到变压器261的初级线圈，以通过变压器261向总线250提供控制信号。在该例子中，第二运放265的输出端还耦接有串联耦接的箝位二极管266与267，该箝位二极管266与267用于提供浪涌保护，保护第二运放265因瞬时高压脉冲而受损。其中，箝位二极管266的一端通过旁路电容268耦接到参考电位。
需要说明的是，图10中的耦合单元仅示例性地说明了第一耦合单元213与第二耦合单元225可以采用的电路结构。在实际应用中，根据实施例的不同，第一耦合单元213与第二耦合单元225也可以采用其他适合将调制解调单元与总线相耦接的电路结构。
在一些电器设备中，不同的从属模块可能需要不同电压幅值的电力供给。例如，传感器等额定工作功率较小的模块所需的电力供给的电压可能远低于散热器或加热器等额定工作功率较大的模块。在这种情况下，总线250可以包括多路总线支路，其中每一路总线支路所提供的电力供给的电压幅值可以不同。这些总线支路分别地耦接到不同的智能连接器220，以及相同的总线控制器210。
可以看出，对于控制线路200中的每个智能连接器220，其仍耦接在一个从属模块240与一路总线支路之间，因而，智能连接器220仍可以采用例如图10中所示的智能连接器的结构。然而，对于总线控制器210，由于其需要耦接到多路总线支路，因而该总线控制器210的结构不同于图9中所示的总线控制器结构。
图11示出了图5中总线控制器的另一个例子。
如图11所示，该总线控制器包括控制单元211、第一调制解调单元212以及第一耦合单元213。其中，第一耦合单元213包括多个耦合子单元214，每个耦合子单元214分别耦接到总线的一路总线支路，以通过该总线支路与耦接到该总线支路上的智能连接器进行通信和电力供给。
此外，该总线控制器还包括具有多路数据信号通道的多路复用单元215，其耦接在控制单元211与第一调制解调单元212之间，用于选择多路数据信号通道中的一路数据信号通道以进行第一调制解调单元212与控制单元211之间的信号交互，进而实现不同总线支路所耦接的从属模块与主控模块之间的通信。在实际应用中，多路复用单元215可以接收来自于主控模块的选择信号来切换数据信号通道。
可以看出，由于具有多路复用单元215来进行数据信号通道的切换，因而总线控制器仅需要具有一个调制解调单元212，这个调制解调单元212被第一耦合单元213中所包含的多个耦合子单元214共享。这可以减少总线控制器中调制解调单元的使用，从而降低硬件成本。
在一个例子中，第一耦合单元213中的每个耦合子单元214可以包括一个初级线圈与一个次级线圈，其中每个次级线圈分别地通过耦合电容耦接到一路总线支路。在另一个例子中，第一耦合单元213可以包括一个次级线圈，而且每个耦合子单元214包括一个次级线圈，并且多个耦合子单元214共用次级线圈，其中每个次级线圈分别地通过耦合电容耦接到一路总线支路。这种耦合单元进一步地减少了线圈的使用，从而降低了硬件成本。
尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本发明，应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所上述实施方式。
那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。在发明的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种智能连接器，用于耦接一个电器设备中的总线与至少一个从属模块，其特征在于，包括：
一个信号处理单元，用于在所述总线与所述从属模块之间交互信号，并对所交互的信号进行处理，以及用于在接收到与其地址相符的来自所述总线的控制信号时响应所述控制信号；
一个第一端口，耦接在所述总线与所述信号处理单元之间以在其间传递信号，并耦接到电力供给线以接收电力供给；
一个第二端口，耦接在所述信号处理单元与所述从属模块之间以在其间传递信号，并用于向所述从属模块提供所述电力供给；以及
一个电源控制单元，耦接在所述第一端口与所述第二端口之间，并耦接到所述信号处理单元，用于在所述信号处理单元的控制下切换所述从属模块与所述电力供给线的连接，以控制所述从属模块的电力供给。
2.根据权利要求1所述的智能连接器，其特征在于，所述信号处理单元包括滤波子单元、信号放大子单元、数/模转换子单元、模/数转换子单元和/或调制/解调子单元。
3.根据权利要求1所述的智能连接器，其特征在于，所述电源控制单元包括继电器或可控开关。
4.根据权利要求1所述的智能连接器，其特征在于，所述电源控制单元还包括交流-直流转换子单元，其用于将所述电力供给线提供的电力供给由交流电转换为直流电，并将所转换的电力供给提供给所述从属模块和/或所述信号处理单元。
5.根据权利要求1所述的智能连接器，其特征在于，所述电源控制单元还包括直流-直流转换子单元，其用于转换由所述电力供给线提供的直流电力供给的电压，并将所转换的电力供给提供给所述从属模块和/或所述信号处理单元。
6.根据权利要求1所述的智能连接器，其特征在于，所述总线是电力线载波通信线路，所述智能连接器还包括：
一个第二调制解调单元，耦接至所述信号处理单元，用于对信号进行调制和/或解调；以及
一个第二耦合单元，耦接在所述第二调制解调单元与所述第一端口之间，用于进行所述第二调制解调单元与所述总线之间的调制的信号的交互。
7.根据权利要求1所述的智能连接器，其特征在于，所述总线是直流电源线通信总线，所述智能连接器还包括：
一个第二调制解调单元，耦接在所述信号处理单元与所述第一端口之间，用于对信号进行调制和/或解调。
8.根据权利要求7所述的智能连接器，其特征在于，所述第一端口是PSI5总线端口。
9.根据权利要求1所述的智能连接器，其特征在于，所述第一端口是RS-485总线接口或LIN总线接口。
10.根据权利要求1所述的智能连接器，其特征在于，所述第二端口直接接触地耦接到所述从属模块，或者非接触地耦接到所述从属模块。
11.根据权利要求1所述的智能连接器，其特征在于，还包括：
一个扩展接口，用于将扩展单元耦接到所述信号处理单元。
12.一种总线控制器，用于耦接一个电器设备中的总线与主控模块，其特征在于，包括：
一个控制单元，用于在所述总线与所述主控模块之间交互信号，并用于在来自于所述主控模块的控制信号中添加目标地址，其中所述目标地址指示与所述控制信号对应的耦接到所述总线的智能连接器的地址；
一个第一调制解调单元，用于对信号进行调制和/或解调；以及
一个第一耦合单元，耦接到所述第一调制解调单元，用于进行所述第一调制解调单元与所述总线之间的调制的信号的交互，
其中所述总线包括多路总线支路，所述第一耦合单元进一步包括多个耦合子单元，其中每个耦合子单元分别耦接到所述多路总线支路的一路，
并且其中所述总线控制器还包括具有多路数据信号通道的多路复用单元，用于选择所述多路数据信号通道中的一路数据信号通道以进行所述第一调制解调单元与所述控制单元的信号交互。
13.根据权利要求12所述的总线控制器，其特征在于，每个所述耦合子单元包括一个初级线圈与一个次级线圈，其中每个次级线圈分别地通过耦合电容耦接到一路总线支路。
14.根据权利要求12所述的总线控制器，其特征在于，所述第一耦合单元包括一个初级线圈，每个所述耦合子单元包括一个次级线圈，并且所述多个耦合子单元共用所述初级线圈，其中每个次级线圈分别地通过耦合电容耦接到一路总线支路。
15.根据权利要求12所述的总线控制器，其特征在于，所述总线控制器通过RS-485总线接口、LIN总线接口或PSI5总线接口耦接到所述总线。
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