双频道电力线载波通信模块电路及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种双频道电力线载波通信模块电路及其应用，该电路有两条并列载波信号通路，通路工作频道分别为f1和f2。信号接收时，载波信号被分别滤波，并由不同载波芯片进行解调信号，再一同送入单片机处理后经弱电接口电路输出；信号发送时，弱电接口的信号经单片机处理后送入两条并列载波信号通路，形成工作频道为f1和f2载波信号，再经f1、f2载波信号放大发送电路和强电接口电路，耦合进入电力线传输出去。本发明专利技术电路保证了大跨度频道下的出色信噪比，抗扰性能突出，显著提高了电力线载波通信的可靠性。在国家电网智能电表远程抄表系统、家居智能控制系统以及多通信方式并存的物联网系统中，本发明专利技术双频道电力线载波通信模块电路均能发挥积极作用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种双频道电力线载波通信模块电路及其应用，该电路有两条并列载波信号通路，通路工作频道分别为f1和f2。信号接收时，载波信号被分别滤波，并由不同载波芯片进行解调信号，再一同送入单片机处理后经弱电接口电路输出；信号发送时，弱电接口的信号经单片机处理后送入两条并列载波信号通路，形成工作频道为f1和f2载波信号，再经f1、f2载波信号放大发送电路和强电接口电路，耦合进入电力线传输出去。本专利技术电路保证了大跨度频道下的出色信噪比，抗扰性能突出，显著提高了电力线载波通信的可靠性。在国家电网智能电表远程抄表系统、家居智能控制系统以及多通信方式并存的物联网系统中，本专利技术双频道电力线载波通信模块电路均能发挥积极作用。【专利说明】双频道电力线载波通信模块电路及其应用
本专利技术涉及通信
，尤其为一种双频道电力线载波通信模块电路及其具体应用。
技术介绍
电力用户分布极为广泛，电网是除电信网、互联网和有线电视网之外的第四张物理网。与其它通信传输形式(如总线485、无线、光纤等)相比较，电力线载波具有不需要重复布线，扩展容易，普及容易等特点，电力线载波通信控制也逐步进入了智能家居控制和物联网领域，成为了节省网络投资，实现快速组网的实用方式之一。但是，由于电力线具有阻抗特性、衰减特性和负载噪声干扰特性等等，给电力线载波通信的可靠性带来不利影响。现有的电力线载波通信电路多采用单一调制方式，调幅，或是频道相距很近的调频方式，或是单频调相，一旦频道附近出现背景噪声，就会直接影响到实时通信，从而降低了电力线载波通信的可靠性。这也是电力线载波技术广泛应用所面临的一项重要难题。同时，在现阶段，各种通信方式并存，各有其特色优势和不足，如何将多种通信方式有机结合，提高整体效果，也是迫待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种双频道电力线载波通信模块电路，在电力线中同时并行传输两路载波信号，同时将两路的信号滤波独立开来，获得最佳的信噪比，提高电力线载波通信的可靠性。本专利技术的另一个目的是，运用双频道电力线载波通信模块电路构建实用系统。为实现上述目的，本专利技术双频道电力线载波通信模块电路的技术方案是，此种双频道电力线载波通信模块电路构成包括有，载波通信芯片及通信频道配置电路，单片机(MCU)，弱电接口电路、强电接口电路、信号接收滤波电路、载波信号放大发送电路，其特征在于:载波通信芯片为两个，第一载波通信芯片及通信频道配置电路形成的工作频道为Π，第二载波通信芯片及通信频道配置电路形成的工作频道为f2 ;第一载波通信芯片的模拟信号输入端连接Π接收滤波电路信号输出端，fl接收滤波电路信号输入端连接强电接口，第二载波通信芯片的模拟信号输入端连接f2接收滤波电路信号输出端，f2接收滤波电路信号输入端连接强电接口 ；第一载波通信芯片和第二载波通信芯片的模拟信号输出端与fl、f2载波信号放大发送电路信号输入端连接，H、f2载波信号放大发送电路信号输出端连接强电接口电路，第一载波通信芯片和第二载波通信芯片的数字信号端连接单片机，单片机再连接弱电接口电路。为实现上述另一个目的，本专利技术运用双频道电力线载波通信模块电路构建了以下三个应用系统。应用系统之一是将双频道电力线载波通信模块电路应用于国家电网单相电能表和三相电能表数据抄收及智能控制系统，该系统处在同一个配电变压器之下，所有国网单相电能表的火线接至A或B或C相，地线接至N相，所有国网三相电能表的相线分别接到A、B、C相线，零线接至N相，国网集中器的A、B、C、N端分别接至各相线，在所有单相电能表中配有单相双频道载波通信模块、在所有三相电能表中配有三相双频道载波通信模块、在集中器中配有集中器双频道载波通信模块，所有双频道载波通信模块借助电力线路构成通信网路，实现电能表电能计量数据的实时采集、传输，同时从集中器发出的控制信号也能到达每一个电能表。 应用系统之二是将双频道电力线载波通信模块电路应用于家居智能控制系统，该系统构成包括三相供电线路、开关控制器、家居电器和智能互动终端，供电线路经开关控制器接入家居电器，所述开关控制器由电源开关及控制电路和双频道电力线载波通信模块电路构成，所述智能互动终端由显示触摸屏(电脑或手机等等)和双频道电力线载波通信模块电路构成，开关控制器和智能互动终端中的双频道电力线载波通信模块电路在三相供电线路中实现载波通信。应用系统之三是将双频道电力线载波通信模块电路与其它通信方式组合，构建成一个综合通信系统，本通信系统构成包括有电力线路、载波信号转塑料光纤信号电路、载波信号转RS-485信号电路、载波信号转无线信号电路和智能互动终端，在载波信号转塑料光纤信号电路中、在载波信号转RS-485信号电路中、在载波信号转无线信号电路中，在智能互动终端中均包括有双频道电力线载波通信模块电路，所有双频道电力线载波通信模块电路均接至电力线路。本专利技术的优点:通过两套独立的通信频道同时通信，实现通信互补，增强可靠性。通过更改外围通信频道配置硬件电路，本实施例的通信频率可以在23KHz-312KHz范围内多档选用。并且两频道接收滤波电路相互独立，在较大的频距时，获得最好的信噪比，明显好于传统的调频，单频调相，单频调幅等等方式，进一步提高自身通信的可靠性，在实际应用中，具有较强的抗干扰能力。本专利技术双频道电力线载波模块电路能适应国家电网对电力线载波通信的要求。在国家电网集中器中配本专利技术双频道载波通信模块电路，即可仅用一个嵌入式处理器和两个ES0191载波通信芯片实现两个频道的独立通信。本专利技术双频道电力线载波通信模块电路应用于现代家居智能控制系统和现代物联网系统，能明显降低系统的构建成本，提升系统构建速度。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术双频道电力线载波通信模块电路的原理框图。图2是本专利技术实施例一:智能电能表的远程抄收及控制系统示意图。图3是本专利技术双频道电力线载波通信模块集中器I型载波通信模块电路中单片机电路图。图4是本专利技术双频道电力线载波通信模块电路中第一载波通信芯片及通信频道配置电路图。图5是本专利技术双频道电力线载波通信模块电路中第二载波通信芯片及通信频道配置电路图。图6是本专利技术双频道电力线载波通信模块电路中频道fI和频道f2接收滤波及信号放大发送电路图。图7是集中器弱电接口电路图。图8是集中器、三相表耦合及强电接口电路图。图9是本专利技术双频道电力线载波通信模块单相表载波通信模块，三相表载波通信模块电路中单片机电路图。图10是单相表载波通信模块及三相表载波通信模块弱电接口电路图。图11是单相表载波通信模块强电接口电路图。图12是本专利技术实施例二:双频道电力线载波通信模块电路应用于家居智能控制系统不意图。图13是本专利技术实施例三:双频道电力线载波通信模块电路与其它通信方式(如塑料光纤通信、RS-485通信、无线通信)相互转换，有机结合组网应用示意图。【具体实施方式】实施例一:本实施例是将双频道电力线载波通信模块电路应用于国家电网单相电能表和三相电能表数据抄收及智能控制。本实施例双频道电力线载波通信模块电路原理框图如附图1所示。本实施例双频道电力线载波通信模块电路中的载波通信芯片型号均为ES0191。当数据信号发送时:载波通信模块的单片机通过弱电接口电路与终端设备通信，获得将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双频道电力线载波通信模块电路，其构成包括有，载波通信芯片及通信频道配置电路，单片机(MCU)，弱电接口电路、强电接口电路、信号接收滤波电路、载波信号放大发送电路，其特征在于：载波通信芯片为两个，第一载波通信芯片及通信频道配置电路形成的工作频道为f1，第二载波通信芯片及通信频道配置电路形成的工作频道为f2；第一载波通信芯片的模拟信号输入端连接f1接收滤波电路信号输出端，f1接收滤波电路信号输入端连接强电接口，第二载波通信芯片的模拟信号输入端连接f2接收滤波电路信号输出端，f2接收滤波电路信号输入端连接强电接口；第一载波通信芯片和第二载波通信芯片的模拟信号输出端与f1、f2载波信号放大发送电路信号输入端连接，f1、f2载波信号放大发送电路信号输出端连接强电接口电路，第一载波通信芯片和第二载波通信芯片的数字信号端连接单片机，单片机再连接弱电接口电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国祥，余洋，贺东，
申请(专利权)人：南京宇能仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：