本实用新型专利技术涉及一种载波中继器，特别是涉及一种三相电力载波中继器，用于低压电力载波集中抄表系统。本实用新型专利技术第一微处理器主芯片（A）、第二微处理器主芯片（B）和第三微处理器主芯片（C），上述三个微处理器主芯片结构相同，第一微处理器主芯片（A）分别与红外通讯模块、外部存储模块、电源处理模块、载波信号处理模块连接。所述第一微处理器主芯片（A）、第二微处理器主芯片（B）和第三微处理器主芯片（C）之间为串行通讯。本实用新型专利技术产品采用A相单相供电方式，通过将载波接收电路进行限幅后的信号送入PL3201进行捕获、同步及解扩处理，经由内嵌的8051型微处理器控制处理，再对数据进行扩频，扩频后的信号经120kHz的载波频率调制后输出。此信号通过电力线接口电路进行功率放大、滤波并耦合到低压电力线上，实现电力线载波通信。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种载波中继器，特别是涉及一种三相电力载波中继器，用于低压电力载波集中抄表系统。
技术介绍
电力线载波通讯是利用高压电力线(通常指35kV及以上电压等级)、中压电力线(指10kV电压等级)或低压配电线(380/220V用户线)作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。该方式节省了通讯线路的基建投资和日常的维护费用，也不占用较多的频率资源，具有一定的经济可行性，应用前景十分广泛。然而，由于电力线最初的设计是以传输电能为目的，与专门进行数据传输的双绞线、同轴电缆以及光纤等介质相比，具有负载多、噪声干扰强、信道衰减大、信道时延长、通信环境恶劣等特点。在电力线载波抄表系统中，这些特点制约了信号传输的距离，同时降低了通信的可靠性，从而影响了抄表范围和准确性等系统性能。因此在实际应用中，还需要通过中继技术来弥补这些缺憾。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种组网简单且高效、可用手持设备查看电力数据，数据传输可靠性高，且传输距离远的三相电力载波中继器。技术解决方案本技术包括：微处理主芯片，所述微处理主芯片采用内嵌增强型8051兼容微处理器PL3201，其中：包括微处理器主芯片包括：第一微处理器主芯片、第二微处理器主芯片和第三微处理器主芯片，上述三个微处理器主芯片结构相同，第一微处理器主芯片分别与红外通讯模块、外部存储模块、电源处理模块、载波信号处理模块连接；电源处理模块与220V市电电源连接，所述第一微处理器主芯片、第二微处理器主芯片和第三微处理器主芯片之间为串行通讯。进一步：微处理器主芯片的第一微处理器主芯片负责载波通讯链路协议为N6或N12的判断和单复费率的判断，负责与红外通讯模块的信号处理，及与外部存储模块3进行数据交互。进一步：第一微处理器主芯片、第二微处理器主芯片和第三微处理器主芯片采用一主二从式结构，并依次负责三相电路载波信号的处理，其中第一微处理器主芯片为主控芯片进行主从判断，第二微处理器主芯片只负责B相电的载波信号处理，第三微处理器主芯片只负责相电的载波信号处理。所述外部存储器采用AT24C04存储芯片。所述电源处理模块采用DB104S整流桥和MC7805电源芯片；整体为单电源供电，即从A相提取整个电路的供电电源，分相控制载波信号。本技术区别于其他同类产品的重要特点有：1）利用主芯片的高集成度，整体设计上减少了外围器件的数量，稳定性较高；2）主芯片采用一主二从式的结构，对三相电的载波信号进行分相控制，从第一微处理器主芯片中相提取整个电路的供电电源，有较高的独立性，信号处理速度快，可靠性高；3）在对接口电路的设计中，选择了合适的电容和电感元件，选用性能更佳的功率放大电路，达到了低成本、远距离、高质量的通信效果；4）最大限度的降低了接收回路的噪声，提高了接收信噪比，具有良好的抗干扰性能和较高的接收灵敏度；5）PCB布板空间较大，各个模块之间的电气隔离度高，布板安全距离加大；6）载波链路通讯支持N6协议、N12协议；7）可有效提高复杂台区下抄读载波电表数据的成功率和抄读稳定性；8）自身具备计量功能；9）本技术实用计量芯片价位优廉，一种规格、原材料统一，产品差异化带来利润增加；10）需要人工设置中继结点及路线，组网简单、快速、高效、灵活。简言之，本技术是采用人工中继的方式，将具有数据中转功能的装置，安装在某集中器与远端数据终端之间的固定地方，主要功能是将双方发送的数据进行功率放大后转发，大大提高了低压电力线的通信成功率。本技术设计方案中通过将载波接收电路进行限幅后的信号送入PL3201进行捕获、同步及解扩处理，经由内嵌的8051型微处理器控制处理，再对数据进行扩频，扩频后的信号经120kHz的载波频率调制后输出。此信号通过电力线接口电路进行功率放大、滤波并耦合到低压电力线上，实现电力线载波通信。附图说明图1为本技术网络结构图；图2为本技术工作原理框图；图3为本技术主控芯片A与外围电路连接图；图4为本技术480KHz外置陶瓷滤波器电路连接图；图5为本技术主控芯片B与外围电路连接图；图6为本技术主控芯片C与外围电路连接图；图7为本技术A相载波通信接口电路连接图；图8为本技术B相载波通信接口电路连接图；图9为实本用新型C相载波通信接口电路连接图；图10为本技术分别给A、B、C主芯片提供AVDD的电路连接图；图11为本技术分别给A、B、C主芯片提供DVDD的电路连接图；图12为本技术单复费率判断电路连接图；图13为本技术外部存储电路连接图；图14为本技术红外通讯模块2电路连接图；图15为本技术主控芯片编程电路连接图；图16为本技术电源处理电路连接图；图17为本技术主程序工作流程框图；图18为本技术载波功能设置初始化工作流程框图；图19为本技术清载波接收缓存工作流程框图；图20为本技术载波发送工作流程框图；图21为本技术N6、N12载波发送判断工作流程框图；具体实施方式参照图1：本技术用于三相智能电能表的数据中继。参照图2：本技术的微处理主芯片1采用内嵌增强型8051兼容微处理器，微处理器主芯片1与红外通讯模块2、外部存储模块3、电源处理模块4、载波信号处理模块5连接；电源处理模块4与220V市电电源连接；微处理器主芯片1的A芯片为主控芯片，B芯片和C芯片只负责各自线路上的载波信号处理。主控芯片A负责通讯模式的判断和单复费率的判断，负责与红外通讯模块2的电路连接，和与外部存储模块3进行数据交互。）硬件主要电路模块电路连接及工作原理：参照图3：PL3201是具有电力线载波通信功能的内嵌8051增强型高速微处理器的新型SoC(System on Chip)产品。该芯片采用新型的CMOS数／模混合工艺制造，具有成本低、性能高、功能强大等特点，能够很方便地应用于电力线通信领域。由于该芯片系统集成度高，可省去大量的外围电路。同时，在PL3201内集成了载波通信单元，该单元采用四相相移键控（QuadraurePhaseShiftKeying，QPSK）调制方式。其载波中心频率为120kHz，伪随机码速率可达到30K。由于采用了QPSK调制技术，在带宽不变的情况下，数据传输速率是BPSK调制方式的2倍，根据伪随机码的速率不同数据速率可达到1Kbps和500bps。同时采用了63位Gold/Kasami序列，从而实现了码分多址，其地址数目最多可达41个，其中33个Gold序列，8个kasami序列，使台区之间的干扰减小到最小。本技术采用的主控芯片PL3201的其它特性如下：²内置扩频通信调制/解调电路，兼容PL3105 通讯方式；²内置256 bytes + 1024 bytes SRAM（静态随机存储器）；²内置16K bytes E2PROM（电可擦除/可编程）程序存储器；²内置60 bytes E2PROM（电可擦除/可编程）数据存储器；²内置两个可灵活配置的全双工多功能UART；²内置三个8/16 位定时/计数器，一个看门狗定时器以及三个外部中断源；²内置可兼容多种协议的红外线通信解码电路；²内置可数字频率校正的实时钟,并具有秒脉冲输出；²内置串行程序存储器本文档来自技高网...
【技术保护点】
三相电力载波中继器,包括：微处理主芯片（1），其特征在于，所述微处理主芯片采用内嵌增强型8051兼容微处理器PL3201，其中：包括微处理器主芯片包括：第一微处理器主芯片（A）、第二微处理器主芯片（B）和第三微处理器主芯片（C），上述三个微处理器主芯片结构相同，第一微处理器主芯片（A）分别与红外通讯模块（）2、外部存储模块（3）、电源处理模块（4）、A相载波信号处理模块（5）连接；电源处理模块（4）与220V市电电源连接；所述第一微处理器主芯片（A）、第二微处理器主芯片（B）和第三微处理器主芯片（C）之间为串行通讯。
【技术特征摘要】
1.三相电力载波中继器,包括：微处理主芯片（1），其特征在于，所述微处理主芯片采用内嵌增强型8051兼容微处理器PL3201，其中：包括微处理器主芯片包括：第一微处理器主芯片（A）、第二微处理器主芯片（B）和第三微处理器主芯片（C），上述三个微处理器主芯片结构相同，第一微处理器主芯片（A）分别与红外通讯模块（）2、外部存储模块（3）、电源处理模块（4）、A相载波信号处理模块（5）连接；电源处理模块（4）与220V市电电源连接；所述第一微处理器主芯片（A）、第二微处理器主芯片（B）和第三微处理器主芯片（C）之间为串行通讯。2.根据权利要求1所述的三相电力载波中继器，其特征在于，微处理器主芯片（1）的第一微处理器主芯片（A）负责判断载波链路通讯为N6协议或N12协议，负责单复费率的判断，负责与红外通讯模块（2）的信号处理，负责与外部存储模块（3）进行数据交互。3.根据权利要求1或2所述的三相电力载波中继器，其特征在于，第一微处理器主芯片（A）、第二微处理器主芯片（B）和第三微处理器主芯片（C）采用一主二从式结...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜宝龙，杨辉，
申请(专利权)人：内蒙古云谷电力科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。