本發(fā)明涉及電源線通信系統(tǒng)，更具體地，涉及電源線主機(jī)通信核心芯片架構(gòu)的長距離通信與校核方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電源線技術(shù)是一種將兩根供電線和兩根信號線合并為兩根線的技術(shù)，實現(xiàn)信號和供電共用的技術(shù)，它節(jié)省了施工和線纜成本，給現(xiàn)場施工和后期維護(hù)帶來了極大的便利。在消防、儀表、傳感器、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

2、現(xiàn)有技術(shù)中電源線通信通過兩種調(diào)制方式實現(xiàn)，數(shù)據(jù)下行采用電壓脈寬調(diào)制技術(shù)，電源線上的電壓信號序列既用來給從機(jī)設(shè)備供電，也用來傳輸信息給從機(jī)設(shè)備，上行采用電流環(huán)調(diào)制技術(shù)。當(dāng)從機(jī)設(shè)備收到主機(jī)設(shè)備的信息時，如果需要應(yīng)答，則會打開內(nèi)部的電流源電路，產(chǎn)生電流信號序列到電源線上，最終實現(xiàn)主機(jī)與從機(jī)的一對多的通信與供電。但是，隨著傳輸?shù)木嚯x、從機(jī)數(shù)量和電源線回路的增大，現(xiàn)有的對長距離校核系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與方式提出了更高的要求，需要對每個從機(jī)設(shè)備狀態(tài)及通信鏈路質(zhì)量都實時精準(zhǔn)監(jiān)控與分析、實時監(jiān)控與分析每條電源線回路的通信質(zhì)量等級、短路、斷路等異常情況，這些復(fù)雜狀況信號與質(zhì)量監(jiān)控與分析現(xiàn)有技術(shù)是難以實現(xiàn)的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本發(fā)明提出了電源線主機(jī)通信核心芯片架構(gòu)的長距離通信與校核方法及系統(tǒng)，通過一種電源線主機(jī)通信核心芯片架構(gòu)，靈活的解決上述更高帶寬通信速率要求、更穩(wěn)定性和可靠性要求、更高算力實時信號質(zhì)量監(jiān)控與分析要求，同時也極大的降低了對mcu算力性能的要求。

2、根據(jù)本發(fā)明實施例第一方面，提供電源線主機(jī)通信核心芯片架構(gòu)的長距離通信與校核方法。

3、在一個或多個實施例中，優(yōu)選地，所述電源線主機(jī)通信核心芯片架構(gòu)的長距離通信與校核方法包括：

4、設(shè)置四條鏈路并行數(shù)據(jù)計算與處理的通信鏈路；

5、在接收鏈路設(shè)置有噪聲消除與信號整形模塊，對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后解碼存放至接收緩存模塊；

6、生成高、中、低三種電平的控制器信號發(fā)送給脈寬調(diào)制模塊；

7、實時采集從機(jī)采樣電流的電壓采樣值及l(fā)+電壓采樣值，經(jīng)過低通濾波和ad轉(zhuǎn)換后完成質(zhì)量控制；

8、在緩存模塊讀取數(shù)據(jù)并通過單片機(jī)進(jìn)行解碼和分析；

9、根據(jù)高、中、低三種電平的控制器信號（bus_h、bus_m、bus_l）進(jìn)行在線產(chǎn)生高、中、低三種電壓源的l+電源和發(fā)送信號。

10、在一個或多個實施例中，優(yōu)選地，所述設(shè)置四條鏈路并行數(shù)據(jù)計算與處理的通信鏈路，具體包括：

11、設(shè)置四條鏈路高速并行數(shù)據(jù)計算與處理，分別為發(fā)送鏈路、接收鏈路、質(zhì)量鏈路和軟件鏈路；

12、發(fā)送鏈路負(fù)責(zé)接收mcu子系統(tǒng)模塊填入要發(fā)送的數(shù)據(jù)到發(fā)送緩存模塊；

13、接收鏈路負(fù)責(zé)接收高速高精度adc采集數(shù)據(jù)；

14、質(zhì)量鏈路負(fù)責(zé)分析原始adc數(shù)據(jù)；

15、軟件鏈路負(fù)責(zé)由mcu子系統(tǒng)模塊獲取本地adc數(shù)據(jù)緩存模塊中的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行程序處理、數(shù)據(jù)解碼和正確性確認(rèn)。

16、在一個或多個實施例中，優(yōu)選地，所述在接收鏈路設(shè)置有噪聲消除與信號整形模塊，對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后解碼存放至接收緩存模塊，具體包括：

17、在接收鏈路設(shè)置有噪聲消除模塊，所述噪聲消除模塊實時的抑制和消除外部惡劣環(huán)境下電磁輻射的干擾；

18、用信號整形均衡技術(shù)判斷信號的頻率是失真，若失真則自動信息補(bǔ)償，判斷信號波形是否畸變，若存在畸變則自動進(jìn)行信號補(bǔ)償；

19、將經(jīng)過信號整形后的信號進(jìn)行解碼，并存儲至接收緩存模塊。

20、在一個或多個實施例中，優(yōu)選地，所述生成高、中、低三種電平的控制器信號發(fā)送給脈寬調(diào)制模塊，具體包括：

21、經(jīng)過frame包模塊拆包、插入crc校驗并轉(zhuǎn)換成串行位碼流；

22、對所述串行位碼流通過脈沖編碼模塊進(jìn)行曼徹斯特編碼并插入幀起始和幀結(jié)束標(biāo)志；

23、設(shè)置基本脈寬產(chǎn)生模塊，根據(jù)內(nèi)部定時器及接收到脈沖編碼模塊的控制信號，產(chǎn)生高、中、低三種電平的控制器信號。

24、在一個或多個實施例中，優(yōu)選地，所述實時采集從機(jī)采樣電流的電壓采樣值及l(fā)+電壓采樣值，經(jīng)過低通濾波和ad轉(zhuǎn)換后完成質(zhì)量控制，具體包括：

25、從機(jī)返回的電流流經(jīng)采樣電阻，在運(yùn)放opa的+輸入端形成電壓，經(jīng)過運(yùn)放的阻抗轉(zhuǎn)換與低通濾波后，輸出從機(jī)采樣電流的電壓采樣值到adc；

26、l+端與l-端之間的電壓值經(jīng)過低通濾波后，也輸出到adc；

27、實時采集從機(jī)采樣電流的電壓采樣值，計算噪聲密度、時域變換、頻域變換、頻譜分析和信號失真曲線；

28、實時采集l+端與l-端之間的電壓采樣值，監(jiān)測并計算實際發(fā)送高、中、低三種電平的信號幅度及通訊鏈路是否存在異常情況；

29、獲取不同信道的質(zhì)量等級，并存儲到緩存模塊。

30、在一個或多個實施例中，優(yōu)選地，所述在緩存模塊讀取數(shù)據(jù)并通過單片機(jī)進(jìn)行解碼和分析，具體包括：

31、由mcu子系統(tǒng)模塊用軟件程序處理和解碼接收緩存模塊中的數(shù)據(jù)；

32、當(dāng)出現(xiàn)軟件解碼與接收鏈路的硬件結(jié)果不一致時，刪除此次數(shù)據(jù)。

33、在一個或多個實施例中，優(yōu)選地，所述根據(jù)高、中、低三種電平的控制器信號（bus_h、bus_m、bus_l）進(jìn)行在線產(chǎn)生高、中、低三種電壓源的l+電源和發(fā)送信號，具體包括：

34、脈沖調(diào)制及電流采樣到高電平的控制器信號(bus_h)為1時，打開對應(yīng)的多組并聯(lián)的nmos管，使能高電平的電壓源vcc_h輸出到l+電源線上；

35、脈沖調(diào)制及電流采樣到高電平的控制器信號(bus_h)為0時，關(guān)閉對應(yīng)的多組并聯(lián)的nmos管，禁止高電平的電壓源vcc_h輸出到l+電源線上，此時l+電源及發(fā)送信號由中電平及低電平控制信號決定；

36、脈沖調(diào)制及電流采樣到中電平的控制器信號(bus_m)為1時，打開對應(yīng)的多組并聯(lián)的nmos管，使能中電平的電壓源vcc_m輸出到l+電源線上；

37、脈沖調(diào)制及電流采樣到中電平的控制器信號(bus_m)為0時，關(guān)閉對應(yīng)的多組并聯(lián)的nmos管，禁止中電平的電壓源vcc_m輸出到l+電源線上，此時l+電源及發(fā)生信號由高電平及低電平控制信號決定；

38、脈沖調(diào)制及電流采樣到低電平的控制器信號(bus_l)為1時，打開對應(yīng)的多組并聯(lián)的nmos管，使能低電平的電壓源(接地的電位)輸出到l+電源線上；

39、脈沖調(diào)制及電流采樣到低電平的控制器信號(bus_l)為0時，關(guān)閉對應(yīng)的多組并聯(lián)的nmos管，禁止低電平的電壓源(接地的電位)輸出到l+電源線上，此時l+電源及發(fā)生信號由高電平及中電平控制信號決定。

40、根據(jù)本發(fā)明實施例第二方面，提供電源線主機(jī)通信核心芯片架構(gòu)的長距離通信與校核系統(tǒng)。

41、在一個或多個實施例中，優(yōu)選地，所述電源線主機(jī)通信核心芯片架構(gòu)的長距離通信與校核系統(tǒng)包括：

42、鏈路設(shè)置模塊，用于設(shè)置四條鏈路并行數(shù)據(jù)計算與處理的通信鏈路；

43、接收設(shè)置模塊，用于在接收鏈路設(shè)置有噪聲消除與信號整形模塊，對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后解碼存放至接收緩存模塊；

44、發(fā)送設(shè)置模塊，用于生成高、中、低三種電平的控制器信號發(fā)送給脈寬調(diào)制模塊；

45、質(zhì)量分析模塊，用于實時采集從機(jī)采樣電流的電壓采樣值及l(fā)+電壓采樣值，經(jīng)過低通濾波和ad轉(zhuǎn)換后完成質(zhì)量控制；

46、軟分析模塊，用于在緩存模塊讀取數(shù)據(jù)并通過單片機(jī)進(jìn)行解碼和分析；

47、脈寬調(diào)制控制模塊，用于根據(jù)高、中、低三種電平的控制器信號（bus_h、bus_m、bus_l）進(jìn)行在線產(chǎn)生高、中、低三種電壓源的l+電源和發(fā)送信號。

48、根據(jù)本發(fā)明實施例第三方面，提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲計算機(jī)程序指令，所述計算機(jī)程序指令在被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本發(fā)明實施例第一方面中任一項所述的方法。

49、根據(jù)本發(fā)明實施例第四方面，提供一種電子設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存儲一條或多條計算機(jī)程序指令，其中，所述一條或多條計算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行以實現(xiàn)本發(fā)明實施例第一方面中任一項所述的方法。

50、本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

51、本發(fā)明方案中，提供了一種電源主機(jī)通信核心芯片架構(gòu)、設(shè)備與裝置，通過四條鏈路的高速并行處理、實時噪聲消除、向量處理引擎實時質(zhì)量監(jiān)控與分析等技術(shù)手段。

52、本發(fā)明方案中，通過實時信號整形、實時接收解碼和實時發(fā)生編碼，對通信信道質(zhì)量做實時分析與監(jiān)控，同時也極大的降低對mcu算力性能的要求，釋放mcu性能處理更復(fù)雜的應(yīng)用程序。

53、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

54、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。