專利名稱：具有授時(shí)功能的電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊和智能電表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力線載波通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有授時(shí)功能的電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊。
背景技術(shù)：
階梯電價(jià)方案已經(jīng)于2012年7月I日起正式在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施；而復(fù)費(fèi)率電價(jià)方案，也有望在近期內(nèi)實(shí)施。復(fù)費(fèi)率電價(jià)方案實(shí)施的前提，是智能電表的精確計(jì)時(shí)。對(duì)于供電企業(yè)的智能化、信息化建設(shè)而言，不光是復(fù)費(fèi)率電價(jià)方案，其它很多技術(shù)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)管理，均需要智能電能表的精確計(jì)時(shí)。目前，智能電能表的精確計(jì)時(shí)功能，是由其內(nèi)部的實(shí)時(shí)鐘芯片完成的，而且考慮到停電情況，必須輔以大容量一次性備用鋰電池。對(duì)于使用實(shí)時(shí)鐘芯片加備用鋰電池的技術(shù)方案，雖然實(shí)時(shí)鐘芯片本身的計(jì)時(shí)精度在_40°C至+85°C全溫度范圍內(nèi)可達(dá)3.4PPM，但因?yàn)椴痪邆涠ㄆ谛?zhǔn)機(jī)制，所以長(zhǎng)期使用的累積誤差很是可觀，而且實(shí)時(shí)鐘芯片和鋰電池成本居高不下,增加了實(shí)施成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有授時(shí)功能的電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊，替代目前智能電表中實(shí)時(shí)鐘芯片加備用鋰電池的精確計(jì)時(shí)解決方案，由該模塊向智能電表提供自動(dòng)的高精度授時(shí)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能電表的精確計(jì)時(shí)；同時(shí)降低成本。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種具有授時(shí)功能的電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊，包括電源電路、接口電路、主控處理器、載波收發(fā)電路、振蕩器電路，其特征在于:所述主控處理器包含主控模塊、載波調(diào)制解調(diào)器和授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊，所述主控模塊與授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊連接，所述授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊與載波調(diào)制解調(diào)器連接；載波收發(fā)電路連接載波調(diào)制解調(diào)器，用于電力線載波信號(hào)的放大發(fā)送和濾波接收；振蕩器電路連接主控模塊，用于給主控處理器提供時(shí)鐘基準(zhǔn)；接口電路連接主控模塊，用于與其它通信裝置進(jìn)行連接；電源電路與主控模塊連接，給整個(gè)通信裝置供電。進(jìn)一步，所述振蕩器電路使用普通的20PPM(_40°C至+85°C全溫度范圍內(nèi))石英諧振器。進(jìn)一步，一種安裝有具有授時(shí)功能的電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊的智能電表，其特征在于:所述智能電表的通信端口與所述電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊的接口電路連接。本實(shí)用新型的有益效果是:1、本實(shí)用新型將高精度授時(shí)功能集成到到了電力線載波模塊中，智能電表使用該模塊后，可以按日、甚至按小時(shí)進(jìn)行精確授時(shí)，誤差在I毫秒以內(nèi)，解決了實(shí)時(shí)鐘芯片累積誤差大的問(wèn)題，從而滿足了智能電表精確計(jì)時(shí)的需要，大幅度提高了智能電表在長(zhǎng)期使用條件下的計(jì)時(shí)準(zhǔn)確性；2、可以節(jié)省作為智能電表必備元件的實(shí)時(shí)鐘芯片和備用鋰電池，能夠顯著降低智能電表的制造成本。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖中:1、電源電路2、接口電路3、主控處理器4、載波收發(fā)電路5、振蕩器電路
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
做出簡(jiǎn)要說(shuō)明。如圖1所示，具有高精度授時(shí)功能的電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊，本實(shí)用新型包括電源電路1、接口電路2、主控處理 器(包含載波調(diào)制解調(diào)器和授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊)3、載波收發(fā)電路4、振蕩器電路5。主控處理器3包含電力線載波調(diào)制解調(diào)器，采用直接序列擴(kuò)頻，BPSK調(diào)試解調(diào)方式；同時(shí)包括具備8051內(nèi)核的主控模塊和授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊，能夠發(fā)送和接收授時(shí)信號(hào)，授時(shí)信號(hào)的發(fā)送和接收最多僅需要I毫秒。載波收發(fā)電路4連接主控處理器3，用于電力線載波信號(hào)的放大發(fā)送和濾波接收。振蕩器電路5使用普通的20PPM(-40°C至+85°C全溫度范圍內(nèi))石英諧振器，連接主控處理器3，用于給主控處理器提供時(shí)鐘基準(zhǔn)。接口電路2連接主控處理器3，用于與其它通信裝置進(jìn)行連接。電源電路I與主控處理器3連接，給整個(gè)通信裝置供電。本實(shí)用新型在接收到固定長(zhǎng)度和格式的授時(shí)命令后，提取其中的授時(shí)命令發(fā)送時(shí)亥IJ的時(shí)間信息，進(jìn)行相應(yīng)的延時(shí)補(bǔ)償后，通過(guò)接口電路2發(fā)送給智能電表，智能電表即可得到更新后的當(dāng)前準(zhǔn)確時(shí)間。因?yàn)槭跁r(shí)命令可以按日甚至按小時(shí)發(fā)出，所以本實(shí)用新型可以使用普通石英諧振器進(jìn)行短時(shí)間的精確計(jì)時(shí)(日誤差在2秒以內(nèi))，替代智能電表內(nèi)部的高精度實(shí)時(shí)鐘芯片的長(zhǎng)時(shí)間精確計(jì)時(shí)，并且徹底消除了實(shí)時(shí)鐘芯片的累積誤差。本實(shí)用新型還可以通過(guò)電力線向其它節(jié)點(diǎn)的載波模塊轉(zhuǎn)發(fā)授時(shí)命令，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力線載波網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)的授時(shí)功能。本實(shí)用新型上電后，可以進(jìn)行正常的載波命令的接收、發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)本實(shí)用新型接收到集中器或其它本實(shí)用新型所發(fā)出的固定長(zhǎng)度和格式的授時(shí)命令后，硬件自動(dòng)檢測(cè)是否收到授時(shí)信號(hào)，若收到授時(shí)信號(hào)，則主控程序提取授時(shí)命令中的年、月、日、時(shí)、分、秒、毫秒信息；否則丟棄命令。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)間信息對(duì)應(yīng)于授時(shí)命令發(fā)出的時(shí)刻，所以還要再減去授時(shí)命令所需的固定的傳輸時(shí)間(由命令長(zhǎng)度和載波傳輸速率決定)，再減去授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收所需的I毫秒，就是準(zhǔn)確到毫秒級(jí)的當(dāng)前時(shí)間，主控程序存儲(chǔ)這個(gè)當(dāng)前準(zhǔn)確時(shí)間，預(yù)補(bǔ)償后(減去發(fā)送給智能電表的傳輸時(shí)間，并等待到整秒時(shí)刻)，通過(guò)接口電路2發(fā)送給智能電表，智能電表即可得到更新后的當(dāng)前準(zhǔn)確時(shí)間。如果本實(shí)用新型接收到集中器或其它本實(shí)用新型發(fā)出的發(fā)送授時(shí)命令的載波命令，則依據(jù)通過(guò)主控處理器的定時(shí)器運(yùn)行的當(dāng)前時(shí)間，通過(guò)電力線發(fā)出包含有當(dāng)前時(shí)間的載波授時(shí)命令。若本實(shí)用新型的地址出現(xiàn)在載波授時(shí)命令的中繼路由表中，則進(jìn)行載波授時(shí)命令的中繼轉(zhuǎn)發(fā)。以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有授時(shí)功能的電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊，包括電源電路、接口電路、主控處理器、載波收發(fā)電路、振蕩器電路，其特征在于:所述主控處理器包含主控模塊、載波調(diào)制解調(diào)器和授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊，所述主控模塊與授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊連接，所述授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊與載波調(diào)制解調(diào)器連接；載波收發(fā)電路連接載波調(diào)制解調(diào)器，用于電力線載波信號(hào)的放大發(fā)送和濾波接收；振蕩器電路連接主控模塊，用于給主控處理器提供時(shí)鐘基準(zhǔn)；接口電路連接主控模塊，用于與所述電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊以外的通信裝置進(jìn)行連接；電源電路與主控模塊連接，給整個(gè)通信裝置供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊，其特征在于:所述振蕩器電路使用20PPM石英諧振器。
3.一種安裝有權(quán)利要求1所述的電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊的智能電表，其特征在于:所述智能電表的通信端口與所述電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊的接口電路連接。
專利摘要一種具有授時(shí)功能的電力線載波網(wǎng)絡(luò)通信模塊，包括電源電路、接口電路、主控處理器、載波收發(fā)電路、振蕩器電路，其特征在于所述主控處理器包含主控模塊、載波調(diào)制解調(diào)器和授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊，所述主控模塊與授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊連接，所述授時(shí)信號(hào)發(fā)送接收模塊與載波調(diào)制解調(diào)器連接；載波收發(fā)電路連接載波調(diào)制解調(diào)器，用于電力線載波信號(hào)的放大發(fā)送和濾波接收；振蕩器電路連接主控模塊，用于給主控處理器提供時(shí)鐘基準(zhǔn)；接口電路連接主控模塊，用于與其它通信裝置進(jìn)行連接；電源電路與主控模塊連接，給整個(gè)通信裝置供電。本實(shí)用新型將高精度授時(shí)功能集成到到了電力線載波模塊中，解決了實(shí)時(shí)鐘芯片累積誤差大的問(wèn)題，并降低了智能電表的成本。
文檔編號(hào)H04B3/54GK202918288SQ20122046720
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者楊利民 申請(qǐng)人:天津益華微電子有限公司