一種電力線載波通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是有關(guān)于一種電力線載波通信系統(tǒng)，包括感應(yīng)電路、信號(hào)處理電路和中央處理單元。所述信號(hào)處理電路包括耦合電路和數(shù)字電力線載波機(jī)，耦合電路的輸出信號(hào)依次通過(guò)帶通濾波電路和前級(jí)放大電路輸入到數(shù)字電力線載波機(jī)，數(shù)字電力線載波機(jī)的輸出信號(hào)通過(guò)功率放大電路輸入到耦合電路。電力線通過(guò)感應(yīng)電路連接到耦合電路。上位機(jī)依次通過(guò)通信接口電路、中央處理單元連接到數(shù)字電力線載波機(jī)。本實(shí)用新型具有的有益效果：在相同信道帶寬條件下，相對(duì)于模擬電力線載波系統(tǒng)能傳輸?shù)碾娫捖窋?shù)增多，數(shù)據(jù)容量大，頻帶利用率提高。數(shù)字方式抗干擾能力強(qiáng)，通信質(zhì)量得到提高。
【專利說(shuō)明】一種電力線載波通信系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通信設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電力線載波通信系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電力線載波(PLC)是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力線載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。最大特點(diǎn)是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。
[0003]近年來(lái)電力線載波技術(shù)突破了僅限于ARM處理器應(yīng)用的限制，并且隨著電力線載波技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)的需要，中/低壓電力載波通信的技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用亦出現(xiàn)了方興未艾的局面。電力線載波通信這座被國(guó)外傳媒喻為未被挖掘的金山正逐漸成為一門電力通信領(lǐng)域乃至關(guān)系到千家萬(wàn)戶的熱門專業(yè)。
[0004]電力線載波通信在電力通信網(wǎng)中占有重要地位，而電力載波機(jī)是電力線載波通信系統(tǒng)的主要組成部分，其性能好壞直接影響電力線載波通信系統(tǒng)的質(zhì)量。目前，市場(chǎng)上存在的多為模擬電力線載波機(jī)，其存在數(shù)據(jù)容量小，頻帶利用率低下，抗干擾能力弱等技術(shù)問(wèn)題。
[0005]由此可見(jiàn)，在電力線載波通信技術(shù)當(dāng)中，現(xiàn)有的電力線載波機(jī)在結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種電力線載波通信系統(tǒng)，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電力線載波通信系統(tǒng)，使其解決上述的技術(shù)難題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種電力線載波通信系統(tǒng)，包括感應(yīng)電路、信號(hào)處理電路和中央處理單元。所述信號(hào)處理電路包括耦合電路和數(shù)字電力線載波機(jī)，耦合電路的輸出信號(hào)依次通過(guò)帶通濾波電路和前級(jí)放大電路輸入到數(shù)字電力線載波機(jī)，數(shù)字電力線載波機(jī)的輸出信號(hào)通過(guò)功率放大電路輸入到耦合電路。電力線通過(guò)感應(yīng)電路連接到耦合電路。上位機(jī)依次通過(guò)通信接口電路、中央處理單元連接到數(shù)字電力線載波機(jī)。
[0008]進(jìn)一步的，所述的耦合裝置包括線路阻波器、耦合電容器、結(jié)合濾波器和高頻電纜。
[0009]進(jìn)一步的，所述的數(shù)字電力線載波機(jī)通過(guò)高頻電纜與耦合裝置相連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述的數(shù)字電力線載波機(jī)主要由時(shí)分復(fù)用模塊、數(shù)字調(diào)制模塊、高頻設(shè)備模塊組成。
[0011]進(jìn)一步的，所述的中央處理單元為ARM處理器。
[0012]進(jìn)一步的，所述的通信接口電路為UART通信接口電路。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
[0014]I)在相同信道帶寬條件下，數(shù)據(jù)容量大，頻帶利用率提高；
[0015]2)數(shù)字方式抗干擾能力強(qiáng)，通信質(zhì)量得到提高；
[0016]3)話音、遠(yuǎn)動(dòng)和呼叫信號(hào)都變?yōu)閿?shù)字形式，可不必再考慮發(fā)信功率的分配，以全功率發(fā)出即可；
[0017]4)提供的數(shù)字接口能適應(yīng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，便于靈活組網(wǎng)；
[0018]5)便于用外部計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)修改設(shè)備參數(shù)及工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)該附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本實(shí)用新型一種電力線載波通信系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型的耦合電路的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了克服現(xiàn)有電力通信領(lǐng)域中電力載波機(jī)所存在的傳輸數(shù)據(jù)容量小，頻帶利用率低等技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種電力線載波通信系統(tǒng)，可有效解決上述的技術(shù)問(wèn)題，下面僅以本實(shí)用新型一種較佳的實(shí)施方式為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0023]以輸電線路為載波信號(hào)的傳輸媒介的電力通信系統(tǒng)。由于輸電線路具備十分牢固的支撐結(jié)構(gòu)，并架設(shè)3條以上的導(dǎo)體，所以輸電線輸送工頻電流的同時(shí)，用之傳送載波信號(hào)，既經(jīng)濟(jì)又十分可靠。電力線載波通信與一般架空線載波通信的不同點(diǎn)是:在同一電網(wǎng)內(nèi)可用的頻譜范圍自8kHz?500kHz，只能開(kāi)通有限的通道，如每個(gè)單向通道需占用標(biāo)準(zhǔn)頻帶4kHz，則該頻帶不能重復(fù)使用，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重的串音干擾。故一般電力線載波設(shè)備均采用單路單邊帶體制，每條通道雙向占用2X4kHz帶寬，總共61條電路。如果需要開(kāi)更多電路，則必須采取加裝電網(wǎng)高頻分割濾波器的隔離措施。
[0024]請(qǐng)結(jié)合圖1，圖2所示，一種電力線載波通信系統(tǒng)，包括感應(yīng)電路2、信號(hào)處理電路13和中央處理單元9。所述信號(hào)處理電路13包括耦合電路3和數(shù)字電力線載波機(jī)6，耦合電路3的輸出信號(hào)依次通過(guò)帶通濾波電路5和前級(jí)放大電路7輸入到數(shù)字電力線載波機(jī)6，數(shù)字電力線載波機(jī)6的輸出信號(hào)通過(guò)功率放大電路4輸入到耦合電路3。電力線I通過(guò)感應(yīng)電路2連接到耦合電路3。上位機(jī)12依次通過(guò)通信接口電路11、中央處理單元9連接到數(shù)字電力線載波機(jī)6。所述的耦合電路11包括線路阻波器21、耦合電容器22、結(jié)合濾波器23和高頻電纜24。所述的數(shù)字電力線載波機(jī)6通過(guò)高頻電纜24與耦合電路3相連接。所述的數(shù)字電力線載波機(jī)6主要由時(shí)分復(fù)用模塊、數(shù)字調(diào)制模塊、高頻設(shè)備模塊組成。所述的中央處理單元9為ARM (Advanced RISC Machines,精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))處理器。所述的通信接口電路 11 為 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用異步接收和發(fā)送器)通信接口電路。8為外圍電路，10為供電電路。
[0025]上述技術(shù)方案的工作原理如下:感應(yīng)電路2從電力線I上感應(yīng)到的載波信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路處理后再由ARM處理器9進(jìn)行深度處理，處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)UART通信接口電路11傳輸?shù)缴衔粰C(jī)12上。上位機(jī)12發(fā)送的下行信號(hào)經(jīng)過(guò)ARM處理器9發(fā)送到信號(hào)處理電路13中處理后再通過(guò)感應(yīng)電路2輸入到電力線I。信號(hào)處理電路13中，由感應(yīng)電路2從電力線I上感應(yīng)到的載波信號(hào)經(jīng)由耦合電路3輸入到帶通濾波器5，濾掉雜波，再把信號(hào)輸入到前級(jí)放大器電路7，前級(jí)放電路7將接收的信號(hào)進(jìn)行不失真放大，再輸入數(shù)字電力線載波6機(jī)進(jìn)行處理。上位機(jī)I發(fā)送的下行信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字電力線載波機(jī)6處理后的信號(hào)通過(guò)功率放大電路4進(jìn)行放大，再經(jīng)耦合電路3通過(guò)感應(yīng)電路2輸送到電力線I中。
[0026]數(shù)字電力載波機(jī)6是本實(shí)施例的主要組成部分，主要實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)，即在發(fā)端將音頻搬移到高頻段電力線載波通信頻率，完成頻率搬移，載波機(jī)性能好壞直接影響電力線載波通信系統(tǒng)的質(zhì)量。
[0027]耦合電容22和結(jié)合濾波器23組成一個(gè)帶通濾波器，其作用是通過(guò)高頻載波信號(hào)，并阻止電力線I上的工頻高壓和工頻電流進(jìn)入載波設(shè)備，確保人身、設(shè)備安全。
[0028]線路阻波器21串接在電力線路和母線之間，是對(duì)電力系統(tǒng)一次設(shè)備的“加工”，故又稱“加工設(shè)備”，加工設(shè)備的作用是通過(guò)電力電流、阻止高頻載波信號(hào)漏到變壓器和電力線分支線路等電力設(shè)備，以減小變電站和分支線路對(duì)高頻信號(hào)的介入損耗及同一母線不同電力線路上高頻通道。
[0029]時(shí)分復(fù)用模塊將多路數(shù)據(jù)或數(shù)字化語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行幀復(fù)用，復(fù)用后的信號(hào)速率通?？蛇_(dá) l(Tl00Kb/s。
[0030]數(shù)字調(diào)制模塊將時(shí)分復(fù)用設(shè)備輸出的高速信號(hào)通過(guò)正交幅度調(diào)制(QAM)、網(wǎng)絡(luò)編碼制(TCM)或多載波調(diào)制(MCM)等新型的高效數(shù)字編碼調(diào)制技術(shù)，轉(zhuǎn)換為符合電力線載波頻帶要求的調(diào)制信號(hào)。
[0031]高頻設(shè)備模塊完成頻率搬移、功率放大、阻抗匹配等功能。DPLC可以和APLC—樣采用二線雙頻制通信方式，收發(fā)信機(jī)分別工作于不同的頻帶上，還可利用回?fù)艿窒夹g(shù)、采用二線單頻制通信方式，從而節(jié)省電力線載波的頻率資源。
[0032]對(duì)數(shù)字電力載波機(jī)6的要求:
[0033]提供現(xiàn)有APLC的各種業(yè)務(wù)及新增數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)；
[0034]通道容量應(yīng)比較APLC至少大3倍以上；
[0035]占用與APLC相同的頻寬，且不改變?cè)械念l譜分配；
[0036]具有良好的可擴(kuò)充性能。
[0037]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的方法，但不論在其形式上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電力線載波通信系統(tǒng)，其特征在于，包括感應(yīng)電路(2)、信號(hào)處理電路(13)和中央處理單元(9);所述信號(hào)處理電路(13)包括耦合電路(3)和數(shù)字電力線載波機(jī)(6)，耦合電路(3)的輸出信號(hào)依次通過(guò)帶通濾波電路(5)和前級(jí)放大電路(7)輸入到數(shù)字電力線載波機(jī)(6 ),數(shù)字電力線載波機(jī)(6 )的輸出信號(hào)通過(guò)功率放大電路(4 )輸入到稱合電路(3 );電力線(I)通過(guò)感應(yīng)電路連接到耦合電路(3 );上位機(jī)(12)依次通過(guò)通信接口電路(11)、中央處理單元(9 )連接到數(shù)字電力線載波機(jī)(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的耦合裝置包括線路阻波器(21)、耦合電容器(22)、結(jié)合濾波器(23)和高頻電纜(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)字電力線載波機(jī)(6 )通過(guò)數(shù)字電力線載波機(jī)(6 )與耦合電路(3 )相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)字電力線載波機(jī)(6)主要由時(shí)分復(fù)用模塊、數(shù)字調(diào)制模塊、高頻設(shè)備模塊組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的中央處理單元(9)為ARM處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的通信接口電路(11)為UART通信接口電路。
【文檔編號(hào)】H04B3/54GK204068969SQ201420381142
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】李金沙, 李新漢 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司鄂州供電公司