本發(fā)明涉及的是一種基于寬帶電力線載波通訊技術(shù)的用電信息采集模塊，屬于用電信息采集領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的電力用戶抄表系統(tǒng)在從電表或采集終端到抄表集中器的本地通信方式上，大都采取的是485布線、窄帶低頻電力線載波或無(wú)線的通信方式，這些抄表系統(tǒng)或者是施工量太大，不方便大范圍實(shí)施（如485布線）；或者是受電力線負(fù)載特性的影響較大，而造成通信信道的不穩(wěn)定不可靠（如窄帶低頻電力線載波），它們的共同弱點(diǎn)都是帶寬過(guò)窄、速率過(guò)低、實(shí)時(shí)性差、不能實(shí)現(xiàn)雙向快速通信等，因此已建系統(tǒng)的實(shí)用化程度低，無(wú)法滿足供電公司建設(shè)用電信息一體化采集平臺(tái)的需求，更不能滿足用電預(yù)付費(fèi)、斷復(fù)電和防竊電等更高層面上的管理需求，因此，供電公司要打造適合于各層面、各專業(yè)共享的用電信息一體化采集平臺(tái)，能夠滿足線損的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算、供電用戶用電負(fù)荷曲線分析和異常用電情況查詢，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力用戶的遠(yuǎn)程通斷電控制和預(yù)付費(fèi)管理等更高的管理需求，就必須升級(jí)智能電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)的通信方式，以確保系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信是實(shí)時(shí)的、快速的、可靠的、穩(wěn)定的；而如同其它工商業(yè)用戶信息與控制網(wǎng)絡(luò)一樣，網(wǎng)絡(luò)寬帶化將是是智能電網(wǎng)用電信息采集系統(tǒng)發(fā)展的必然方向；低壓電力線寬帶通信技術(shù)指載波信號(hào)頻率范圍>1mhz的低壓電力線載波通信，低壓電力線寬帶通信占用頻帶寬，數(shù)據(jù)傳輸速率高，數(shù)據(jù)容量大，雙向傳輸，無(wú)需另外鋪設(shè)通信線路，安裝方便、可以方便地將電力通信網(wǎng)絡(luò)延伸到低壓用戶側(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶電表的數(shù)據(jù)采集和控制，適應(yīng)性好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的是一種基于寬帶電力線載波通訊技術(shù)的用電信息采集模塊，其目的是將寬帶載波通訊技術(shù)應(yīng)用在用電信息采集系統(tǒng)中，確保抄表數(shù)據(jù)的通信成功率和準(zhǔn)確率。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種基于寬帶電力線載波通訊技術(shù)的用電信息采集模塊，其結(jié)構(gòu)包括電源單元、寬帶載波信號(hào)耦合單元、寬帶載波信號(hào)接收單元、寬帶載波信號(hào)處理單元、寬帶載波信號(hào)放大單元、紅外通訊單元、rs485通訊單元；其中，電源單元的電源輸出端與寬帶載波信號(hào)處理單元、寬帶載波信號(hào)放大單元、紅外通訊單元和rs485通訊單元的電源輸入端相連；寬帶載波信號(hào)耦合單元的信號(hào)輸出端與寬帶載波信號(hào)接收單元的信號(hào)輸入端相連；寬帶載波信號(hào)耦合單元的信號(hào)輸入端與寬帶載波信號(hào)放大單元的信號(hào)輸出端相連；寬帶載波信號(hào)接收單元的信號(hào)輸入輸出端與寬帶載波信號(hào)處理單元的第一信號(hào)輸入輸出端相連；寬帶載波信號(hào)放大單元的信號(hào)輸入輸出端與寬帶載波信號(hào)處理單元的第二信號(hào)輸入輸出端端相連；紅外通訊單元的信號(hào)輸入輸出端與寬帶載波信號(hào)處理單元的第三信號(hào)輸入輸出端相連；rs485通訊單元的信號(hào)輸入輸出端與寬帶載波信號(hào)處理單元的第四信號(hào)輸入輸出端相連。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1）基于寬帶載波通訊技術(shù)較高頻率的載波信號(hào)，可以有效避開電力線上的低頻段干擾信號(hào)，實(shí)現(xiàn)通訊的可靠性和穩(wěn)定性；

2）基于寬帶載波通訊技術(shù)的通信速率高，毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)即完成數(shù)據(jù)傳輸，保證用電信息采集系統(tǒng)的抄通率；

3）基于寬帶載波通訊具備的自動(dòng)路由選址和中繼組網(wǎng)機(jī)制，可以更好的滿足端到端的用電信息采集通信方案。

附圖說(shuō)明

附圖1是基于寬帶電力線載波通訊技術(shù)的用電信息采集模塊結(jié)構(gòu)框圖。

附圖2是寬帶載波信號(hào)耦合單元與寬帶載波信號(hào)接收單元和寬帶載波信號(hào)放大單元信號(hào)連接圖。

附圖3是寬帶載波信號(hào)處理單元與寬帶載波信號(hào)接收單元和寬帶載波信號(hào)放大單元信號(hào)連接圖。

附圖4是寬帶載波信號(hào)處理單元與rs485通訊單元和紅外通訊單元信號(hào)連接圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種基于寬帶電力線載波通訊技術(shù)的用電信息采集模塊，其結(jié)構(gòu)包括電源單元、寬帶載波信號(hào)耦合單元、寬帶載波信號(hào)接收單元、寬帶載波信號(hào)處理單元、寬帶載波信號(hào)放大單元、紅外通訊單元、rs485通訊單元；其中，電源單元的電源輸出端與寬帶載波信號(hào)處理單元、寬帶載波信號(hào)放大單元、紅外通訊單元和rs485通訊單元的電源輸入端相連；寬帶載波信號(hào)耦合單元的信號(hào)輸出端與寬帶載波信號(hào)接收單元的信號(hào)輸入端相連；寬帶載波信號(hào)耦合單元的信號(hào)輸入端與寬帶載波信號(hào)放大單元的信號(hào)輸出端相連；寬帶載波信號(hào)接收單元的信號(hào)輸入輸出端與寬帶載波信號(hào)處理單元的第一信號(hào)輸入輸出端相連；寬帶載波信號(hào)放大單元的信號(hào)輸入輸出端與寬帶載波信號(hào)處理單元的第二信號(hào)輸入輸出端端相連；紅外通訊單元的信號(hào)輸入輸出端與寬帶載波信號(hào)處理單元的第三信號(hào)輸入輸出端相連；rs485通訊單元的信號(hào)輸入輸出端與寬帶載波信號(hào)處理單元的第四信號(hào)輸入輸出端相連。

所述的電源單元包括電源acdc轉(zhuǎn)換電路、保護(hù)電路、濾波電路。

所述寬帶載波信號(hào)耦合單元包括電力線高通濾波器及其保護(hù)電路；如圖2所示，寬帶載波信號(hào)耦合單元的信號(hào)輸出端包括rx1+端口和rx1-端口，寬帶載波信號(hào)耦合單元的信號(hào)輸入端包括tx1+端口和tx1-端口；寬帶載波信號(hào)耦合單元的tx1+端口和tx1-端口與寬帶載波信號(hào)放大單元的信號(hào)輸出端相連；寬帶載波信號(hào)耦合單元的rx1+端口和rx1-端口與寬帶載波信號(hào)接收單元的信號(hào)輸入端相連。

所述的寬帶載波信號(hào)接收單元包括帶通濾波器及其外圍電路；寬帶載波信號(hào)接收單元的信號(hào)輸入端包括rx1+端口和rx1-端口，寬帶載波信號(hào)接收單元的信號(hào)輸出端包括rx+端口和rx-端口；寬帶載波信號(hào)接收單元的rx1+端口和rx1-端口與寬帶載波信號(hào)耦合單元的rx1+端口和rx1-端口對(duì)應(yīng)相連；寬帶載波信號(hào)接收單元的rx+端口和rx-端口與寬帶載波信號(hào)處理單元的rx+端口和rx-端口對(duì)應(yīng)相連。

所述的寬帶載波信號(hào)處理單元包括主控mcu以及外圍電路，主控mcu集成了arm系列高性能處理器和調(diào)制解調(diào)部分，數(shù)字和模擬共用一個(gè)處理器，外圍主要包括norflash存儲(chǔ)器，主要存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件和路由信息等參數(shù)；寬帶載波信號(hào)處理單元包括信號(hào)輸入端的rx+端口、rx-端口、rxd1端口、rxd2端口；信號(hào)輸出端tx+端口、tx-端口、txd1端口、txd2端口、rst1端口；寬帶載波信號(hào)處理單元的信號(hào)輸入端rx+端口和rx-端口與寬帶載波信號(hào)接收單元的的信號(hào)輸出端rx+端口和rx-端口對(duì)應(yīng)相連；寬帶載波信號(hào)處理單元的信號(hào)輸入端rxd1端口與rs485通訊單元的信號(hào)輸出端相連；寬帶載波信號(hào)處理單元的信號(hào)輸入端rxd2端口與紅外通訊單元的信號(hào)輸出端相連；寬帶載波信號(hào)處理單元的信號(hào)輸出端tx+端口和tx-端口與寬帶載波信號(hào)放大單元的信號(hào)輸入端tx+端口和tx-端口相連；寬帶載波信號(hào)處理單元的信號(hào)輸出端txd1端口和rst1端口與rs485通訊單元的信號(hào)輸入端相連；寬帶載波信號(hào)處理單元的信號(hào)輸出端txd2端口與紅外通訊單元的信號(hào)輸入端相連；寬帶載波信號(hào)處理單元的信號(hào)輸入端rxd2端口與紅外通訊單元的信號(hào)輸出端相連；寬帶載波信號(hào)處理單元的信號(hào)輸入端rxd1端口與rs485通訊單元的信號(hào)輸出端相連。

所述主控mcu優(yōu)選型號(hào)為hi3911tv；所述arm系列高性能處理器的優(yōu)選型號(hào)為hi3911v100；所述norflash存儲(chǔ)器的優(yōu)選型號(hào)為w25q80dvssig。

所述的寬帶載波信號(hào)放大單元采用的是intersil的高性能vsdl多通道差分放大器，優(yōu)選型號(hào)為isl1539irz；所述的紅外通訊單元包括遠(yuǎn)紅外接收部分和遠(yuǎn)紅外發(fā)送部分；紅外通訊單元作為電力線寬帶載波通訊ii型采集器的一種上行通訊方式，支持ii型采集器與手持通訊設(shè)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)查詢。

所述的rs485通訊單元采用高性能rs485收發(fā)器，最大通訊速度達(dá)到10mbps；所述高性能rs485收發(fā)器的優(yōu)選型號(hào)為sn65hvd11dr。

基于寬帶電力線載波通訊技術(shù)的用電信息采集模塊，利用寬帶載波的高速通訊技術(shù)，在毫秒級(jí)即可完成電能表數(shù)據(jù)的采集，然后將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給上行寬帶通訊設(shè)備，一個(gè)臺(tái)區(qū)輪抄時(shí)間在10分鐘以內(nèi)，保證了用電信息采集系統(tǒng)的抄通率。

基于電力線寬帶載波通訊的ii型采集器采用的通訊頻段為2m-12mhz，較高頻率的載波信號(hào)，可以有效避開電力線上的低頻斷干擾信號(hào)，實(shí)現(xiàn)通訊的可靠性和穩(wěn)定性，同時(shí)離散的信號(hào)采樣，也可以有效避開高頻段的干擾信號(hào)。

基于電力線寬帶載波通訊的ii型采集器，最大可以支持15級(jí)中繼，相對(duì)與窄帶載波通訊，可以通過(guò)自動(dòng)路由選址和中繼組網(wǎng)機(jī)制，大大提高載波通訊的距離，優(yōu)化整個(gè)載波網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>