一種電力線寬帶載波通信模塊的製作方法

2023-05-04 16:44:14 3

本發明涉及電力線載波通信技術領域，尤其涉及一種電力線寬帶載波通信模塊。

背景技術：

電力線載波通信是以輸電線路為載波信號的傳輸媒介的電力系統通信，電力線載波通信按可提供的通信帶寬分為窄帶載波通信和寬帶載波通信，並已廣泛應用於載波抄表領域。

窄帶載波通信屬於單載波技術，單載波窄帶調製技術主要包括FSK、BPSK、跳頻、直接序列擴頻等。單載波窄帶調製技術的最大缺陷是對於時變頻率選擇性衰落及幹擾不具備自適應能力，因而在通信可靠性上呈現很大的局限性。寬帶載波通信屬於多載波調製技術，調製方式為OFDM。由於多載波調製技術將數據信息調製到多個載波上，當某個頻點深度衰落或被幹擾時，其他頻點可能仍處在較好的傳輸條件下，因而通過糾錯後編碼完整的數據信息仍然可以被正確接收，實現多載波並行通信。OFDM多載波調製技術因其出色的抗窄帶噪聲性能，以及在提供高帶寬上所具備的巨大潛力。

電力線載波市場已經出現一些採用數位化多載波頻分復用技術的電力線載波通信設備，現有的電力線載波通信模塊抗雜波幹擾能力差，由於輸電線路的信號衰減以及雜波的幹擾，導致目前大部分電力線載波通信距離比較近。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於，針對上述現有技術中抗雜波幹擾能力差、傳輸距離短的不足，提供一種電力線寬帶載波通信模塊。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：提供一種電力線寬帶載波通信模塊，包括載波控制電路、與載波控制電路相連的載波模擬前端電路、與載波模擬前端電路相連用於接收第一載波信號的載波接收電路、與載波模擬前端電路相連用於發送第二載波信號的載波發送電路、與載波接收電路和載波發送電路相連對信號進行耦合的載波信號耦合電路、與載波信號耦合電路及電力線相連的電力線接口、與載波控制電路相連用於和電錶進行通信的串行通信接口。

優選的，電力線寬帶載波通信模塊還包括與載波控制電路及電力線接口相連用於檢測電力線過零點的過零檢測電路。

優選的，載波信號耦合電路包括信號變壓器、限幅電路、高通濾波器、保護電路。

優選的，電力線寬帶載波通信模塊還包括與載波控制電路相連用於存儲數據的存儲器。

上述技術方案中具有如下優點或有益效果：本發明電力線寬帶載波通信模塊將載波模擬前端電路和載波控制電路分開，容易實現單點接地，最大程度的避免信號相互幹擾，因此，工作頻率高(抗幹擾能力強)、帶寬大(傳輸距離遠)、功耗低，且可以實現並行抄表，抄表效率得到大大提升。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，附圖中：

圖1是本發明電力線寬帶載波通信模塊第一實施例的結構示意圖；

圖2是本發明電力線寬帶載波通信模塊第二實施例的結構示意圖；

圖3是本發明電力線寬帶載波通信模塊的載波信號耦合電路的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下文將要描述的各種實施例將要參考相應的附圖，這些附圖構成了實施例的一部分，其中描述了實現本發明可能採用的各種實施例。應明白，還可使用其他的實施例，或者對本文列舉的實施例進行結構和功能上的修改，而不會脫離本發明的範圍和實質。

本發明電力線寬帶載波通信模塊的一個實施例，如圖1所示，包括載波控制電路10、與載波控制電路10相連的載波模擬前端電路11、與載波模擬前端電路11相連用於接收第一載波信號的載波接收電路12、與載波模擬前端電路11相連用於發送第二載波信號的載波發送電路13、與載波接收電路12和載波發送電路13相連對信號進行耦合的載波信號耦合電路14、與載波信號耦合電路14及電力線相連的電力線接口15、與載波控制電路10相連用於和電錶進行通信的串行通信接口16。

具體的，載波信號耦合電路14從電力線接口15接收來自電力線上的載 波信號並進行耦合後得到第一載波信號，並將該第一載波信號傳輸至載波接收電路12，而後通過載波模擬前端電路11進行模擬信號處理後傳輸給載波控制電路10，載波控制電路10進行調製解調後通過串行通信接口17發送給電錶，進而由電錶執行相應的命令並得到相應的結果和數據。電錶將執行結果和數據通過串行通信接口16發送給載波控制電路10調製解調後發送給載波模擬前端電路11進行模擬信號的處理得到第二載波信號，並通過載波發送電路13發送給載波信號耦合電路14，經過耦合後通過電力線接口15傳輸至電力線上。

本發明電力線寬帶載波通信模塊將載波模擬前端電路和載波控制電路分開，容易實現單點接地，最大程度的避免信號相互幹擾，因此，工作頻率高(抗幹擾能力強)、帶寬大(傳輸距離遠)、功耗低，且可以實現並行抄表，抄表效率得到大大提升。

本發明電力線寬帶載波通信模塊的另一個實施例，如圖2所示，包括載波控制電路10、與載波控制電路10相連的載波模擬前端電路11、與載波模擬前端電路11相連用於接收第一載波信號的載波接收電路12、與載波模擬前端電路11相連用於發送第二載波信號的載波發送電路13、與載波接收電路12和載波發送電路13相連對信號進行耦合的載波信號耦合電路14、與載波信號耦合電路14及電力線相連的電力線接口15、與載波控制電路10相連用於和電錶進行通信的串行通信接口16、與載波控制電路10及電力線接口15相連用於檢測電力線過零點的過零檢測電路17、與載波控制電路10相連用於存儲數據的存儲器18。

具體的，過零檢測電路17用於採集50Hz電力線的過零信號，從而同步載波信號的發送和接收。過零檢測電路17就是檢測到電力線在過零點的時間 發出電平信號，採用光耦隔離的方式，把載波控制電路10與電力線隔離，防止電力線上的各種幹擾對載波控制電路10內部的幹擾，提高載波控制電路的穩定性和可靠性。

在本實施例中，當過零檢測電路17檢測到過零信號時，發送電平信號給載波控制電路10，從而，載波信號耦合電路14從電力線接口15接收來自電力線上的載波信號並進行耦合後得到第一載波信號，並將該第一載波信號傳輸至載波接收電路12，而後通過載波模擬前端電路11進行模擬信號處理後傳輸給載波控制電路10，載波控制電路10進行調製解調後通過串行通信接口16發送給電錶，進而由電錶執行相應的命令並得到相應的結果和數據。電錶將執行結果和數據通過串行通信接口16發送給載波控制電路10調製解調後發送給載波模擬前端電路11進行模擬信號的處理得到第二載波信號，並通過載波發送電路13發送給載波信號耦合電路14，經過耦合後通過電力線接口15傳輸至電力線上。

更為具體的，實施例1和2中的載波信號耦合電路14，具體包括信號變壓器141、限幅電路142、高通濾波器143和保護電路144。

載波信號耦合電路14利用保護電路144阻止外部過壓信號的進入，高通濾波器143實現對電力線50Hz信號的阻隔並使寬帶載波信號可以雙向通過，信號變壓器141通過載波發送電路13和載波接收電路12收發信號，實現了電力線和通信模塊內部的完全物理隔離。在本發明電力線寬帶載波通信模塊中，電力線耦合單元14具有保護和濾波的功能，可以支持直插、電容耦合、電感耦合等多種耦合方式。

本發明電力線寬帶載波通信模塊將載波模擬前端電路和載波控制電路分開，容易實現單點接地，最大程度的避免信號相互幹擾，因此，工作頻率高 (抗幹擾能力強)、帶寬大(傳輸距離遠)、功耗低，且可以實現並行抄表，抄表效率得到大大提升。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，本領域技術人員知悉，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以對這些特徵和實施例進行各種改變或等同替換。另外，在本發明的教導下，可以對這些特徵和實施例進行修改以適應具體的情況及材料而不會脫離本發明的精神和範圍。因此，本發明不受此處所公開的具體實施例的限制，所有落入本申請的權利要求範圍內的實施例都屬於本發明的保護範圍。