專利名稱：遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的通信方法及其使用的通信轉(zhuǎn)換模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬一種用于居民用戶電能表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信方法及該方法使用的通信轉(zhuǎn)換模塊。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)通信是居民用戶電能表遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，目前遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中各現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信主要通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)一種是單一的總線通信方式(即常用的RS485總線)，一種是單一的低壓電力載波通信方式。總線方式具有速度快、通信可靠的優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)樾枰佋O(shè)專線，所以帶來(lái)很多不便如當(dāng)某些小區(qū)不允許有架空線時(shí)，又如總線需要過(guò)馬路時(shí)，遇到這類情況，就增加了線路鋪設(shè)的難度；低壓電力載波通信方式可直接利用低壓電力線作為通信媒介，不需另鋪專線，但缺點(diǎn)是成本高，通信速率慢，成功率低，而且在有的位置因受供電網(wǎng)干擾信號(hào)影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)通信。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述不足，提供一種既能充分利用總線通信速度快、通信可靠的優(yōu)點(diǎn)，又能減少線路鋪設(shè)難度的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通信方法及該方法使用的通信轉(zhuǎn)換模塊。
解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是本發(fā)明方法遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括數(shù)據(jù)集中器(FMU)和若干采集用戶電能表數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集器(MRU)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)集中器與各數(shù)據(jù)采集器之間采用主從命令通信方式以及低壓電力載波通信與總線通信混合的數(shù)據(jù)通信方式，在每一低壓電力載波通信與總線通信方式相互轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)處，設(shè)有帶總線接口和低壓電力線接口的通信轉(zhuǎn)換模塊(PL)，該通信轉(zhuǎn)換模塊對(duì)通信數(shù)據(jù)包具有從低壓電力載波到總線接口以及從總線接口到低壓電力載波雙向轉(zhuǎn)發(fā)的功能。
本發(fā)明方法所采用的通信轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)為本模塊設(shè)有總線接口和低壓電力線接口，其特征在于所述的總線接口電路與單片機(jī)連接，單片機(jī)接有載波接收電路和載波發(fā)送電路，載波發(fā)送電路的信號(hào)輸出端通過(guò)輸出驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)耦合電路與低壓電力線接口連接，低壓電力線接口通過(guò)信號(hào)耦合電路接濾波電路，濾波電路輸出端與載波接收電路設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)載波中心頻率信號(hào)輸出端一起接混頻放大電路的混頻輸入端，混頻放大電路輸出端接載波接收電路接收信號(hào)輸入端。
在實(shí)施遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的鋪線工程時(shí)，可采用本發(fā)明方法根據(jù)不同鋪線場(chǎng)所的要求靈活選擇總線通信方式或低壓電力載波的通信方式，在不同通信方式轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)處，用對(duì)通信數(shù)據(jù)包具有雙向轉(zhuǎn)發(fā)功能的通信轉(zhuǎn)換模塊完成通信方式的轉(zhuǎn)換，由于是采用主從方式抄表，所以抄表時(shí)先由數(shù)據(jù)集中器FMU發(fā)出含有數(shù)據(jù)采集器(MRU)地址的抄表命令，只有對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)采集器能返回?cái)?shù)據(jù)，其它未接到命令地址的數(shù)據(jù)采集器不會(huì)返回?cái)?shù)據(jù)，所以不會(huì)造成不同地址數(shù)據(jù)采集器傳輸數(shù)據(jù)的沖突。
本發(fā)明通信轉(zhuǎn)換模塊的工作原理是將總線接口電路與通信總線連接，低壓電力線接口與低壓電網(wǎng)的低壓電力線連接，則從低壓電力載波到通信總線的通信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工作過(guò)程是來(lái)自低壓電網(wǎng)的電力載波信號(hào)經(jīng)信號(hào)耦合電路、濾波電路輸入到混頻放大電路，與來(lái)自載波接收電路的標(biāo)準(zhǔn)載波中心頻率信號(hào)混合、運(yùn)算、放大，選出含有該標(biāo)準(zhǔn)中心頻率信息的信號(hào)輸入到載波接收電路的信號(hào)輸入端，載波接收電路對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算、解調(diào)等處理后輸入到單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)接收到的載波數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗(yàn)，將校驗(yàn)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包丟棄，將校驗(yàn)正確的數(shù)據(jù)包通過(guò)總線接口電路發(fā)送到通信總線，完成從低壓電力線載波通信方式轉(zhuǎn)換成總線通信方式所需的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)；反之從通信總線到低壓電力載波的通信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工作過(guò)程是來(lái)自通信總線的的通信數(shù)據(jù)經(jīng)通信總線接口電路輸入到單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗(yàn)，將校驗(yàn)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包丟棄，校驗(yàn)正確的數(shù)據(jù)包傳送給電力載波發(fā)送電路，電力載波發(fā)送電路對(duì)來(lái)自單片機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻處理，然后通過(guò)輸出驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)耦合電路發(fā)送到低壓電力線上，完成從通信總線通信方式轉(zhuǎn)換成低壓電力載波通信方式所需的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。
本發(fā)明方法在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間采用低壓電力載波與總線混合的通信方式，可使兩種通信方式互補(bǔ)，既充分利用了總線通信速度快、可靠的優(yōu)點(diǎn)，又可在必要地段采用低壓電力線通信方式以減少通信線路鋪設(shè)的難度，所采用的主從式通信方式可防止出現(xiàn)不同地址數(shù)據(jù)采集器傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生沖突的現(xiàn)象。本發(fā)明通信轉(zhuǎn)換模塊對(duì)低壓載波和總線通信數(shù)據(jù)包具有雙向轉(zhuǎn)發(fā)的功能，并能濾除低壓電力載波通信產(chǎn)生的干擾信號(hào)，使本發(fā)明方法運(yùn)用中不同通信方式的轉(zhuǎn)換能得以實(shí)現(xiàn)。


圖1、本發(fā)明方法實(shí)施例示意2、本發(fā)明通信轉(zhuǎn)換模塊方框原理3、本發(fā)明通信轉(zhuǎn)換模塊實(shí)施例電路圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明方法實(shí)施例(圖1)本例設(shè)有數(shù)據(jù)集中器FMU，其總線接口與RS485通信總線連接，通信總線一路直接與數(shù)據(jù)采集器MRU連接，另一路與對(duì)通信數(shù)據(jù)包具有雙向轉(zhuǎn)發(fā)功能的通信轉(zhuǎn)換模塊PL485的總線接口連接，模塊PL485低壓電力線接口與低壓電網(wǎng)的低壓電力線近端連接，低壓電力線遠(yuǎn)端與數(shù)臺(tái)通信轉(zhuǎn)換模塊PL485的低壓電力線接口連接，每臺(tái)通信轉(zhuǎn)換模塊的總線接口通過(guò)RS485總線與數(shù)臺(tái)數(shù)據(jù)采集器總線接口連接，各數(shù)據(jù)采集器分別與數(shù)臺(tái)用戶電能表連接。
本例在鋪線有困難的地段采用低壓電力線通信方式，其它部分采用總線通信方式，例如在同一棟居民樓設(shè)置幾臺(tái)數(shù)據(jù)采集器，由于同一棟樓內(nèi)容易布線，故數(shù)臺(tái)數(shù)據(jù)采集器的總線接口可接在一起，然后通過(guò)一臺(tái)通信轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)低壓電力線與數(shù)據(jù)集中器建立通信，也就是每一臺(tái)通信轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)總線與多臺(tái)數(shù)據(jù)采集器連接，這種末端混合的通信方式可節(jié)省使用通信轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)量，降低成本，同時(shí)采用主從式通信方式，即由數(shù)據(jù)采集器FMU發(fā)出含有數(shù)據(jù)采集器地址的抄表命令，只有相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)采集器能返回?cái)?shù)據(jù)，所以不會(huì)造成數(shù)據(jù)通信的沖突。
本發(fā)明通信轉(zhuǎn)換模塊實(shí)施例(圖3)本例的載波接收電路和載波發(fā)送電路合起來(lái)采用一塊型號(hào)為PL2000A的專用電力載波收發(fā)芯片，單片機(jī)采用MCS51系列的AT89C52，混頻放大電路采用集成電路MC3361，RS485總線接口電路采用65LBC184芯片。
本例通信轉(zhuǎn)換模塊的電路結(jié)構(gòu)為RS485通信接口電路1、4、3腳分別接單片機(jī)10、11、28腳，單片機(jī)AT89C52的14、15、13、17、16、12腳分別接電力載波收發(fā)芯片PL2000A的5、6、9、8、7、4腳；電力載波收發(fā)芯片輸出腳15通過(guò)由三極管T2～T5及二極管D1、D2，穩(wěn)壓管Z1、Z2組成的推挽式輸出驅(qū)動(dòng)電路和由電容C7、變壓器TR1組成的耦合電路接低壓電力線接口電路，耦合電路通過(guò)由電阻R3、電感I2、二極管D3、D4、電容C5、C8組成的濾波電路接混頻放大電路，混頻放大電路是由集成電路MC3361與陶瓷濾波器CR1以及三極管T1及外圍阻容元件組成，混頻放大電路輸出端三極管T1集電極接電力載波收發(fā)芯片PL2000A的輸入端24腳，電力載波收發(fā)芯片19腳為標(biāo)準(zhǔn)載波中心頻率信號(hào)輸出端，接混頻放大電路集成塊MC3361的1腳，該中心頻率與低壓載波發(fā)送電路中的載波信號(hào)中心頻率相同，與輸入信號(hào)在混頻放大電路中混合、運(yùn)算、放大，選出含有該中心頻率信息的信號(hào)輸入到載波接收電路進(jìn)行運(yùn)算、解調(diào)，再輸入到單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算、校驗(yàn)，將校驗(yàn)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包丟棄，將校驗(yàn)正確的數(shù)據(jù)包通過(guò)總線接口電路發(fā)送到通信總線。
權(quán)利要求
1.遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的通信方法，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括數(shù)據(jù)集中器(FMU)和若干采集用戶電能表數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集器(MRU)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)集中器與各數(shù)據(jù)采集器之間采用主從命令通信方式以及低壓電力載波通信與總線通信混合的數(shù)據(jù)通信方式，在每一低壓電力載波通信與總線通信方式相互轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)處，設(shè)有帶總線接口和低壓電力線接口的通信轉(zhuǎn)換模塊(PL)，該通信轉(zhuǎn)換模塊對(duì)通信數(shù)據(jù)包具有從低壓電力載波到總線接口以及從總線接口到低壓電力載波雙向轉(zhuǎn)發(fā)的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的通信方法，其特征在于采用末端混合的通信方法，即將數(shù)臺(tái)數(shù)據(jù)采集器的總線接口接在一起，然后通過(guò)一臺(tái)通信轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)低壓電力線與數(shù)據(jù)集中器建立通信。
3.用于遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的通信轉(zhuǎn)換模塊，設(shè)有總線接口和低壓電力線接口，其特征在于所述的總線接口電路與單片機(jī)連接，單片機(jī)接有載波接收電路和載波發(fā)送電路，載波發(fā)送電路的信號(hào)輸出端通過(guò)輸出驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)耦合電路與低壓電力線接口連接，低壓電力線接口通過(guò)信號(hào)耦合電路接濾波電路，濾波電路輸出端與載波接收電路設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)載波中心頻率信號(hào)輸出端一起接混頻放大電路的混頻輸入端，混頻放大電路輸出端接載波接收電路接收信號(hào)輸入端。
全文摘要
遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的通信方法及其使用的通信轉(zhuǎn)換模塊，本發(fā)明在數(shù)據(jù)集中器與各數(shù)據(jù)采集器之間采用主從命令通信方式以及低壓電力載波通信與總線通信混合的數(shù)據(jù)通信方式，在通信方式相互轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)處，設(shè)有通信轉(zhuǎn)換模塊，該模塊設(shè)有總線接口和低壓電力線接口，總線接口與單片機(jī)連接，單片機(jī)接有載波接收和發(fā)送電路，載波發(fā)送電路通過(guò)輸出驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)耦合電路與低壓電力線接口連接，低壓電力線接口通過(guò)信號(hào)耦合電路、濾波電路、混頻放大電路與載波接收電路連接。本發(fā)明方法能使總線和低壓電力線載波兩種通信方式互補(bǔ)，減少通信線路鋪設(shè)的難度，本發(fā)明通信轉(zhuǎn)換模塊對(duì)低壓載波和總線通信數(shù)據(jù)包具有雙向轉(zhuǎn)發(fā)的功能，能實(shí)現(xiàn)不同通信方式的轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)H04B3/54GK1571290SQ0313986
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者陳聲榮 申請(qǐng)人:南海市浩迪創(chuàng)新科技有限公司