嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块制造技术

本发明专利技术公开了一种嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块，将OFDM技术应用于智能电表的数据通信，保证数据高速可靠传输的同时大大降低电力线固有噪声突发电器干扰的影响。所述智能电表模块的数据通信系统，包括调制解调器、以太网单元、发送单元、接收单元、滤波耦合器、电力线，其中：所述调制解调器和所述滤波耦合器分别与所述发送单元、接收单元连接，所述调制解调器将接收到的通信数据进行调制和/或解调后传输给所述发送单元和/或所述接收单元，所述滤波耦合器对系统通过的数据进行过滤，并将过滤后的数据传输接入电力线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块，属于电能信息采集领域。
技术介绍
电能是生产、生活中不可或缺的能源。市电网络的终端数以亿计。电力线通信技术可直接利用现有的电力线进行数据传输，无须重新布网，成本低廉，信息传输安全有充分的保障。近年来，宽带电力线载波通信(BPLC：BroadbandPowerLineCarrier)技术得到了广泛应用，尤其大量应用于智能电网抄表系统、能源互联网、智能家居和工业数据采集等场景。目前市场上智能电表的抄表大部分使用电力线载波技术，这种技术是利用现有的电力线进行数据传输的一种通信技术。电力线上固有噪声和介质衰减是影响数据传输是主要因素，要想在电力线上实现数据的高速可靠传输，必须解决低压配电网上的噪声干扰、阻抗匹配困难、配电网结构、电磁兼容以及线路阻抗和容性负载等主要因素对数据传输的影响。宽带载波使用OFDM技术，将宽带载频划分为多个子载波，且子载波间使用正交的方式进行调制和频谱划分，这样可有效减少噪声干扰实现电力线的可靠通信。目前电力线通信市场大多使用多载波频分复用技术来生产电力线载波设备，但是通信速率比较低，现场抄表成功率也不高，不能很好地支持智能电表和集中控制器的数据传输工作。宽带电力线通信在利用电力线实现信息通信时存在许多问题，而OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing：正交频分复用)技术由于具有数据传输速率高，抗多径干扰和窄带干扰强，频谱利用率高等优点，广泛应用于电力线通信中。OFDM系统可利用多用户分集和信道衰落特性，根据信道增益自适应地进行资源分配，可明显地提高系统吞吐量等性能。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块，其目的是将OFDM技术应用于智能电表模块的数据传输，使得电力线通信的数据高速可靠，并且具有多种数据通信接口的宽带数据透传模块。本专利技术实施例提供了一种嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块，包括：调制解调器、以太网单元、发送单元、接收单元、滤波耦合器、电力线、通信单元，其中：所述调制解调器的信号端与所述通信单元中包含的所述以太网单元的信号端对应连接，用于从通信单元接收与发送数据；所述调制解调器的信号输出端与所述发送单元的信号输入连接，所述调制解调器的信号输入端与所述接收单元的信号输出端连接，用于对数据进行传输；所述发送单元的信号输出端与所述滤波耦合器的信号输入端连接，所述滤波耦合器的信号输出端与所述接收单元的信号输入端连接，所述滤波耦合器的信号端与电力线中连接的低压集中抄表模块强电接口的信号端对应连接。本专利技术实施例提供了一种发送侧实施的嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块，包括：所述调制解调器将接收到的所述通信单元传输的通信数据调制为多路高频信号后传输给所述发送单元，所述发送元接收到传输的信号后对其进行放大，通过所述耦合滤波器将放大后的数据耦合到电力线之上；本专利技术实施例提供了一种接收侧实施的智能电表模块的数据通信方法，包括：所述耦合滤波器在接收到加载在电力线上的其他宽带数据传输模块发送的高频载波信号，通过所述耦合滤波器输入到所述接收单元，所述接收单元接收到通过所述滤波耦合器过滤的信号后发送给所述调制解调器，所述调制解调器将收到的高频信号解调为真实数据后输入所述通信单元。本专利技术的有益效果包括：1)将OFDM的技术应用于智能电表模块的数据通信模块，能够有效提高抗多径效应的能力，获得可靠的信号传输，即使在固有电网受到严重干扰的情况下，也可提保证宽带传输效率，从而使得数据高速可靠通信；2)电力线数据传输模块的传输速度快、效率高，可以在极短的时间内完成大量的数据传输，可以大大降低电力线上突发噪声的影响，有效提高信号断点重传的能力，确保数据可靠；3)通过所述以太网单元扩展了以太网通讯方式，使得宽带电力线传输模块串口通讯与以太网通讯自适应。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例中，智能电表模块系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中，OFDM收发信机的结构框图；图3为本专利技术实施例中，智能电表模块发送侧实施的嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块流程示意图；图4为本专利技术实施例中，智能电表模块接收侧实施的嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块流程示意图。具体实施方式为了使电力线通信的数据更加高速可靠，并且具有多种数据通信接口的宽带数据透传模块，本专利技术实施例提供了一种嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块。OFDM技术指的是将所给信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用独立的正交子载波进行调制，各个子载波并行传输。这样，尽管总的信道是非平坦的，但每个子信道是相对平坦的，并且每个子信道上传输的是窄带信号，信号带宽小于信道的相应带宽，可以大大消除信号波间的干扰。又由于各个子信道的载波间相互正交，于是它们的频谱是相互重叠，这样既减小了子载波间干扰的同时又提高了频谱利用率。OFDM技术抗信道频率选择性衰落较好，是抗信道多径的有效方法。基于此，本专利技术实施例提供的一种嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块的实施原理是：其结构包括调制解调器，以太网单元、发送单元、接收单元、滤波耦合器，其中调制解调器的信号端与以太网单元的信号端对应连接，调制解调器的信号输出端与发送单元的信号输入端连接，调制解调器的信号输入端与接收单元的信号输出端连接，发送单元的信号输出端与滤波耦合器的信号输入端连接，滤波耦合器的信号输出端与接收单元的信号输入端连接，滤波耦合器的信号端与集中控制器强电接口的信号端对应相连。调制解调器将接收到的通信数据进行调制和/或解调后传输给所述发送单元和/或所述接收单元，所述滤波耦合器对系统通过的数据进行过滤，并将过滤后的数据传输接入电力线。上述嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块采用OFDM技术进行通信，具有很多传统通信无可比拟的先天优势，例如：能够有效提高抗多径效应的能力、获得可靠的信号传输，同时，电力线数据传输模块的传输速度快、效率高，可以在极短的时间内完成大量的数据传输，可以大大降低电力线上突发噪声的影响，有效提高信号断点重传的能力，确保数据可靠。以下结合说明书附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，并且在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，其为本专利技术实施例提供的智能电表模块数据通信系统与方法的结构示意图，可以包括：通信接口1、以太网单元2、调制解调器3、发送单元4、滤波耦合器5、电力线6、接收单元7，其中：所述调制解调器3的信号端与所述以太网单元2的信号端对应连接，用于从通信单元接收与发送数据；所述调制解调器3的信号输出端与所述发送单元4的信号输入端连接，所述调制解调器3的信号输入端与所述接收单元7的信号输出端连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块，其特征结构包括调制解调器、以太网单元、发送单元、接收单元、滤波耦合器、电力线、通信单元，其中：所述调制解调器的信号端与所述通信单元中包含的所述以太网单元的信号端对应连接，用于从通信单元接收与发送数据；所述调制解调器的信号输出端与所述发送单元的信号输入连接，所述调制解调器的信号输入端与所述接收单元的信号输出端连接，用于对数据进行传输；所述发送单元的信号输出端与所述滤波耦合器的信号输入端连接，所述滤波耦合器的信号输出端与所述接收单元的信号输入端连接，所述滤波耦合器的信号端与电力线中连接的低压集中抄表模块强电接口的信号端对应连接。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块，其特征结构包括调制解调器、以太网单元、发送单元、接收单元、滤波耦合器、电力线、通信单元，其中：所述调制解调器的信号端与所述通信单元中包含的所述以太网单元的信号端对应连接，用于从通信单元接收与发送数据；所述调制解调器的信号输出端与所述发送单元的信号输入连接，所述调制解调器的信号输入端与所述接收单元的信号输出端连接，用于对数据进行传输；所述发送单元的信号输出端与所述滤波耦合器的信号输入端连接，所述滤波耦合器的信号输出端与所述接收单元的信号输入端连接，所述滤波耦合器的信号端与电力线中连接的低压集中抄表模块强电接口的信号端对应连接。2.根据权利要求1所述的一种嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块，其特征是所述的与调制解调器相连的网络层RMII接口与以太网单元相连，调制解调器的频带宽带为为2M-12MHZ。3.根据权利要求2所述的一种嵌入于智能电表的宽带电力线数据透传模块，其特征是所述的调制解调器和以太网单元实现串行接口、以太网RMII接口与发送单元、接收单元之间的数据传输，由于调制解调器具有串行通信接口和以太网RMII接口，实现外部数字通信连接的功能，并且两者在接口和功能上相互独立，可以并行工作，实现了集中控制器与宽带电力线数据透传模块之间的通讯自适应，集中控制器既可以与宽带数据透传模块之间既可以通过串口进行通讯，也可以通...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶欣，
申请(专利权)人：北京浩而朴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11