專利名稱：基于電力線載波的路由通信裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及低壓室內(nèi)電力載波寬帶通信技術領域，尤其涉及一種基于電力線載波的路由通信裝置。
背景技術：
當前，關于路由器方面的TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等協(xié)議標準，已經(jīng)完善， 同時在寬帶電力載波方面，家庭插座聯(lián)盟(HomePlug)已相繼推出了，14Mbps的HomePlug 1. 0,85Mbps HomePlug 1.0 Turbo，及 200Mbps HomePlug AV,同時 IEEE 已推出室內(nèi)家庭電力線寬帶網(wǎng)絡的新一代標準草案IEEE P1901.因此，開發(fā)電力線載波的路由通信裝置的技術已經(jīng)成熟。PLC (Power Line Communication，電力線通信技術)，是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。該技術是把載有信息的高頻加載于電流，然后用電線傳輸，接受信息的調(diào)制解調(diào)器再把高頻從電流中分離出來，并傳送到計算機或其他通信終端上，以實現(xiàn)信息傳遞。PLC利用1. 6M到30M頻帶范圍傳輸信號。在發(fā)送時，利用GMSK或OFDM調(diào)制技術將用戶數(shù)據(jù)進行調(diào)制，然后在電力線上進行傳輸；在接收端，先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號濾出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號。目前可達到的通信速率主要有14Mbps、85Mbps、 200Mbps . PLC設備至少2只以上使用，單個設備既可以調(diào)制信號，又可以解調(diào)信號，沒有局端與客戶端之分，即插即用。接入網(wǎng)的信號向用戶端傳輸時，前端的PLC調(diào)制解調(diào)器負責將信號調(diào)制到用戶的配電線路上進行傳輸。用戶端PLC設備將信號解調(diào)出來，再傳給用戶的計算機等設備。反之，用戶發(fā)送數(shù)據(jù)時，用戶端的電力載波設備先將信號調(diào)制到電力線上， 頭端設備再從電力線上講信號解調(diào)下來發(fā)送到外部hternet。路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點設備。路由器通過路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇(routing)，這也是路由器名稱的由來(router，轉(zhuǎn)發(fā)者)。作為不同網(wǎng)絡之間互相連接的樞紐，路由器是工作在OSI參考模型第三層——網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)設備。路由器通過轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包來實現(xiàn)網(wǎng)絡互連。隨著網(wǎng)絡信息技術的快速發(fā)展，Internet廣泛普及，家庭的數(shù)字終端設備越來越多。例如個人電腦，網(wǎng)絡電視，網(wǎng)絡監(jiān)控，視頻電話，數(shù)字家電，等等。在網(wǎng)絡時代的今天， 如何將這些數(shù)字終端設備有效，可靠的與hternet相連，組建數(shù)字家庭，物聯(lián)網(wǎng)家庭越來越受到人們的關注。單個的寬帶電力載波調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)只具有“橋接”功能，即將電力線上的高速數(shù)字信號傳輸?shù)狡渌橘|(zhì)上(例如，雙絞線)進行傳輸，或?qū)⑵渌橘|(zhì)上的網(wǎng)絡數(shù)字信號傳輸?shù)诫娏€上進行傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種體積小、讀取距離長、讀取成功率高的射頻識讀器天線。
為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案是一種基于電力線載波的路由通信裝置，與上一級路由設備或服務器連接，其特征在于包括通信頭端、用戶端，所述的通信頭端通過第一 PHY接口與電力線進行通信，通過第二 PHY接口與外部hternet進行通信，所述的用戶端通過電力線與通信頭端進行以太網(wǎng)通信，所述的通信頭端接收到的多個用戶端的數(shù)據(jù)包信息，并按照路由表發(fā)送到上一級路由設備或服務器。本發(fā)明的第一優(yōu)選方案是所述的通信頭端包括主控器CPU路由模塊、第一電力載波調(diào)制解調(diào)器、第一電力載波模擬前端、第一電源插頭、第一交流供電模塊、第一直流供電模塊；
所述的主控器CPU模塊通過第二 PHY接口與外部hternet通信，主控器CPU路由模塊與第一電力載波調(diào)制解調(diào)器通過第一 PHY接口連接，所述的第一電力載波調(diào)制解調(diào)器與第一電力載波模擬前端通過AFE接口連接；
所述的主控器CPU路由模塊主要用于IP數(shù)據(jù)報文的轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)與hternet的連接； 所述的第一電力載波調(diào)制解調(diào)器用于以太網(wǎng)信號與電力載波信號間的相互轉(zhuǎn)換； 所述的第一電力載波模擬前端與第一電源插頭連接，用于電力載波信號在電力線上A/ D或D/A轉(zhuǎn)換及耦合；
所述的第一交流供電模塊與第一電源插頭連接，用于轉(zhuǎn)換交流電源為直流電源； 所述的第一直流供電模塊用于將直流電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需要的直流供電電源。本發(fā)明的第二優(yōu)選方案為，所述的用戶端包括第二電力載波調(diào)制解調(diào)器、第二電力載波模擬前端、第二電源插頭、第二交流供電模塊，第二直流供電模塊；
第二電力載波調(diào)制解調(diào)器通過PHY接口與用戶使用設備連接，所述的第二電力載波調(diào)制解調(diào)器與第二電力載波模擬前端通過AFE接口連接；
所述的第二電力載波調(diào)制解調(diào)器用于以太網(wǎng)信號與電力載波信號間的相互轉(zhuǎn)換； 所述的第二電力載波模擬前端與第二電源插頭連接，用于電力載波信號在電力線上A/ D或D/A轉(zhuǎn)換及耦合；
所述的第二交流供電模塊與第二電源插頭連接，用于轉(zhuǎn)換交流電源為直流電源； 所述的第二直流供電模塊用于將直流電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需要的直流供電電源。本發(fā)明的第三優(yōu)選方案為，所述的第一交流供電模塊為直接將IlOV或220V交流轉(zhuǎn)換為3. 3V/3A的直流電壓。本發(fā)明的第四優(yōu)選方案為，所述的第二交流供電模塊為直接將IlOV或220V交流轉(zhuǎn)換為3. 3V/3A的直流電壓。本發(fā)明的技術優(yōu)勢在于通信頭端、用戶端組合在一起的一種基于電力線載波的路由通信裝置不僅構(gòu)成一個完整的室內(nèi)家庭高速寬帶電力線以太網(wǎng)，而且有效地將 Internet與其連接在一起。整個網(wǎng)絡不僅具有傳統(tǒng)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)帶寬大，傳輸可靠性高的特點，更重要的是組網(wǎng)方便，用戶端即插即用。極大地降低了用戶家庭組網(wǎng)的成本。特別適用于21世紀數(shù)字家庭，家庭物聯(lián)網(wǎng)的推廣與應用。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。


圖1為本實施例通信頭端電路模塊示意圖。
圖2為本實施例用戶端模塊示意圖。
具體實施例方式參考圖1，通信頭端是用于連接hternet網(wǎng)絡與電力線通信網(wǎng)絡的設備，不僅實現(xiàn)電力線局域網(wǎng)到hternet網(wǎng)絡橋接不同傳輸介質(zhì)的作用，同時也實現(xiàn)不同用戶設備發(fā)送/接收的IP目的地址的轉(zhuǎn)接功能(路由功能)。具體為它一方面通過PHY接口連接 Internet網(wǎng)絡，它將接收到的來自各個用戶設備的數(shù)據(jù)包信息，按照路由表，發(fā)送到上一級路由設備或服務器；另一方面使用第一電力載波調(diào)試解調(diào)器連接電力線網(wǎng)絡，與電力線網(wǎng)絡中的多個用戶設備進行以太網(wǎng)通信，從而實現(xiàn)多用戶設備同時訪問hternet網(wǎng)絡的目的。具體硬件結(jié)構(gòu)及功能參數(shù)如下。1.主控器CPU路由模塊
主控器CPU路由模塊實現(xiàn)不同用戶設備發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)包(包含目的IP地址等地址信息)的轉(zhuǎn)接功能或路由功能； 硬件系統(tǒng)
CPU 工業(yè)級高性能32Bit高性能處理器； FLASH :8MB,串行或并行Flash存儲器； SDRAM :32MB，且時鐘速率可選； CPU 時鐘速率125，150, 175 MHz 可選； 4K輸入緩存，4K輸出緩存，8K IMEM, and 4K DMEM ； 接口
支持外部串行通信； 提供一個外部中斷接口； 2個通用定時器和一個看門狗定時器； 6 MAC and 5 PHY 接口； 指示燈具有電源POWER、通信ACT 軟件功能
支持 IPoE, PPPoE, TCP/UDP, GRE/PPTP, UDP/L2TP 多種路由模式；
支持快速設置模式
支持虛擬服務器，以最大限度地提高網(wǎng)絡的吞吐量； 4K路由表；
支持應用層網(wǎng)關(ALG)表；
基于硬件層3/layer 4的NAT / NAPT的路由降低CPU的功耗； 抑制網(wǎng)絡風暴； 支持帶寬控制；
支持 16 VLAN (IEEE Std 802. Iq)； 支持VLAN優(yōu)先級的標記； 支持端口鏡像。2、第一電力載波調(diào)制解調(diào)器內(nèi)置ARM核，通過標準PHY接口連接用戶使用設備；
通過MII接口可以設置為MAC模式，從FLASH中讀取軟件來啟動；
可提供85Mbps數(shù)據(jù)速率；
支持 QAM 256/64/16，DQPSK, DBPSK and ROBO 調(diào)制方式 56位DES電力線通信安全密鑰管理。OFDM正交頻分復用調(diào)制技術，保障在嘈雜的電力線環(huán)境下的通信數(shù)據(jù)的可靠性。根據(jù)不同的電力線環(huán)境，采用自適應調(diào)節(jié)技術保障數(shù)據(jù)吞吐量最大化。具有綜合服務質(zhì)量(QoS)的功能，例如優(yōu)先隨機訪問，自由出入等。MAC層采用CSMA/CA協(xié)議及自動重傳技術(ARQ)提供可靠的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包。3.第一電力載波模擬前端功能為一方面將接收總線接收到的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬線號放大輸出，另一方面將接收到的模擬線號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號通過發(fā)送總線傳輸給第一電力調(diào)制解調(diào)器。4.接口 控制口 標準RJ45
第一電源插頭歐標2芯電源插座 5.電源部分
外接電源交流11(T220V 50Hz 60Hz
電力載波部分由第一電力載波模擬前端的驅(qū)動器接口通過耦合器件連接交流電源； 第一交流供電模塊輸入AC IlOV — 220V輸出DC 3. 3V 3Α; 第一直流供電模塊采用DC-DC芯片將直流供電轉(zhuǎn)換為各個內(nèi)部器件所需的電壓。參考圖2.用戶端功能為一方面與網(wǎng)絡中的通信頭端進行以太網(wǎng)通信，另一方面通過RJ45接口連接用戶的使用設備，例如個人電腦，監(jiān)控攝像機、IPTV等。具體硬件結(jié)構(gòu)及功能參數(shù)如下。硬件系統(tǒng)
1.第二電力載波調(diào)制解調(diào)器
內(nèi)置ARM核，通過標準PHY接口連接用戶使用設備；
通過MII接口可以設置為MAC模式，從FLASH中讀取軟件來啟動；
可提供85Mbps數(shù)據(jù)速率；
支持 QAM 256/64/16，DQPSK, DBPSK and ROBO 調(diào)制方式 56位DES電力線通信安全密鑰管理。OFDM正交頻分復用調(diào)制技術，保障在嘈雜的電力線環(huán)境下的通信數(shù)據(jù)的可靠性。根據(jù)不同的電力線環(huán)境，采用自適應調(diào)節(jié)技術保障數(shù)據(jù)吞吐量最大化。具有綜合服務質(zhì)量(QoS)的功能，例如優(yōu)先隨機訪問，自由出入等。MAC層采用CSMA/CA協(xié)議及自動重傳技術(ARQ)提供可靠的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包。2.第二電力載波模擬前端功能為一方面將接收總線接收到的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬線號放大輸出，另一方面將接收到的模擬線號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號通過發(fā)送總線傳輸給第二電力調(diào)制解調(diào)器。功能參數(shù)
10位高性能流水線A/D轉(zhuǎn)換控制器；8位高性能滿量程電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換控制器； 可編程增益放大器(PGA)，每步進2dB，從-6 dB到+30 dB ； 配置的PLL具有獨立的RX和TX輸出時鐘。3.接口 控制口 標準RJ45
第二電源插頭歐標2芯電源插座 4.電源部分
外接電源交流11(T220V 50Hz 60Hz
電力載波部分由第二電力載波模擬前端的驅(qū)動器接口通過耦合器件連接交流電源； 第二交流供電模塊使用第二變壓器將外部輸入電流降壓，再用第二整流管做交直流轉(zhuǎn)換；
第二直流供電模塊采用DC-DC芯片將直流供電轉(zhuǎn)換為各個內(nèi)部器件所需的電壓軟件功能
1.用戶設備支持自動遠程登陸管理中心服務器，接受服務器的監(jiān)測與控制；
2.打開配置軟件后，軟件會自動搜索所連接的電力線網(wǎng)絡中的設備并建立連接關
系；
3.對設備可以進行通信加密及虛擬網(wǎng)VLAN設置；
4.支持設備狀態(tài)信息自動生成，及打??；
5.支持設備名稱的修改。利用上述技術的智能家庭寬帶網(wǎng)絡系統(tǒng)實施分為五個部分
安裝設備該設備為家庭用戶室內(nèi)電力插座上使用，將頭端安裝于運營商提供的寬帶接入點附近，通常為客廳，頭端設備插入插座后，紅色電源指示燈POWER會亮起，并一直保持。將用戶端設備插入終端使用設備(例如書房的個人電腦)附近。同樣紅色電源指示燈 POWER會亮起。接線將寬帶接入線插入通信頭端，設備上的信號指示燈ETH會點亮；通過非屏蔽雙絞線連接用戶端設備和個人電腦。同樣，設備上的信號指示燈ETH會點亮。組網(wǎng)通常一個通信頭端設備可以連接31個用戶端設備組成一個局域網(wǎng)，31設備分布在用戶家庭的各個角落插座上。各用戶端設備可以相互之間進行通信，無需通過頭端設備，只有各用戶端設備訪問外部^ternet的時候，通過頭端設備進行通信。配置通信頭端設備需要配置，用戶端設備無需配置，配置時，通過任何一個用戶端設備對通信頭端設備進行配置，如果是PPPOE協(xié)議，那么配置的內(nèi)容主要是用戶帳號、 DNS、IP地址等等。遠程管理
遠程管理，需要管理軟件的支持，通常，管理軟件安裝在任何一個用戶端設備所對應的個人電腦上，那么，通過這臺電腦，管理軟件經(jīng)顯示所有設備，不管是用戶端設備還是通信頭端設備的詳細狀態(tài)信息，同時也可以進行軟件的升級更新，以及加密設置。該系統(tǒng)的運行流程如下
安裝好所有設備并完成初始化配置以后，在電力線局域網(wǎng)內(nèi)各用戶端設備可以相互之間進行通信，訪問hternet時，通過頭端設備路由轉(zhuǎn)接訪問。管理員通過本系統(tǒng)專用管理
7軟件，可以自由添加用戶設備進入現(xiàn)有網(wǎng)絡內(nèi)；管理軟件可以實時監(jiān)測各個用戶端設備的通信質(zhì)量，及狀態(tài)信息，對故障設備可及時發(fā)現(xiàn)定位發(fā)現(xiàn)，同時對設備可以進行通信加密及虛擬網(wǎng)VLAN設置。 本發(fā)明不僅限于上述實施例所示的保護范圍，所有基于本實施例的發(fā)明思想，皆在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于電力線載波的路由通信裝置，與上一級路由設備或服務器連接，其特征在于包括通信頭端、用戶端，所述的通信頭端通過第一 PHY接口與電力線進行通信，通過第二 PHY接口與外部hternet進行通信，所述的用戶端通過電力線與通信頭端進行以太網(wǎng)通信，所述的通信頭端接收到的多個用戶端的數(shù)據(jù)包信息，并按照路由表發(fā)送到上一級路由設備或服務器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線載波的路由通信裝置，其特征在于所述的通信頭端包括主控器CPU路由模塊、第一電力載波調(diào)制解調(diào)器、第一電力載波模擬前端、第一電源插頭、第一交流供電模塊、第一直流供電模塊；所述的主控器CPU模塊通過第二 PHY接口與外部hternet通信，主控器CPU路由模塊與第一電力載波調(diào)制解調(diào)器通過第一 PHY接口連接，所述的第一電力載波調(diào)制解調(diào)器與第一電力載波模擬前端通過AFE接口連接；所述的主控器CPU路由模塊主要用于IP數(shù)據(jù)報文的轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)與hternet的連接； 所述的第一電力載波調(diào)制解調(diào)器用于以太網(wǎng)信號與電力載波信號間的相互轉(zhuǎn)換； 所述的第一電力載波模擬前端與第一電源插頭連接，用于電力載波信號在電力線上A/ D或D/A轉(zhuǎn)換及耦合；所述的第一交流供電模塊與第一電源插頭連接，用于轉(zhuǎn)換交流電源為直流電源； 所述的第一直流供電模塊用于將直流電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需要的直流供電電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線載波的路由通信裝置，其特征在于所述的用戶端包括第二電力載波調(diào)制解調(diào)器、第二電力載波模擬前端、第二電源插頭、第二交流供電模塊，第二直流供電模塊；第二電力載波調(diào)制解調(diào)器通過PHY接口與用戶使用設備連接，所述的第二電力載波調(diào)制解調(diào)器與第二電力載波模擬前端通過AFE接口連接；所述的第二電力載波調(diào)制解調(diào)器用于以太網(wǎng)信號與電力載波信號間的相互轉(zhuǎn)換； 所述的第二電力載波模擬前端與第二電源插頭連接，用于電力載波信號在電力線上A/ D或D/A轉(zhuǎn)換及耦合；所述的第二交流供電模塊與第二電源插頭連接，用于轉(zhuǎn)換交流電源為直流電源； 所述的第二直流供電模塊用于將直流電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需要的直流供電電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電力線載波的路由通信裝置，其特征在于所述的第一交流供電模塊為直接將IlOV或220V交流轉(zhuǎn)換為3. 3V/3A的直流電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電力線載波的路由通信裝置，其特征在于所述的第二交流供電模塊為直接將IlOV或220V交流轉(zhuǎn)換為3. 3V/3A的直流電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于電力線載波的路由通信裝置，與上一級路由設備或服務器連接，其特征在于包括通信頭端、用戶端，所述的通信頭端通過第一PHY接口與電力線進行通信，通過第二PHY接口與外部Internet進行通信，所述的用戶端通過電力線與通信頭端進行以太網(wǎng)通信，所述的通信頭端接收到的多個用戶端的數(shù)據(jù)包信息，并按照路由表發(fā)送到上一級路由設備或服務器。整個網(wǎng)絡不僅具有傳統(tǒng)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)帶寬大，傳輸可靠性高的特點，更重要的是組網(wǎng)方便，用戶端即插即用。
文檔編號H04L12/56GK102195879SQ20111007367
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者同軍武 申請人:杭州再靈電子科技有限公司