專利名稱：一種基于smartlink技術(shù)的電力線通信設(shè)備及其通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力線通訊(Power Line Communication,簡(jiǎn)稱PLC)技術(shù),尤其涉及一種基于smartlink技術(shù)的電力線通信設(shè)備及其通信方法。
背景技術(shù)：
電力線通訊(Power Line Communication,簡(jiǎn)稱PLC )是一種利用已經(jīng)存在的電力線網(wǎng)絡(luò)載波進(jìn)行寬帶通信的技術(shù)，其最大的優(yōu)勢(shì)是不需要重新布線而在現(xiàn)有電力線上實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和視頻等多業(yè)務(wù)的承載，實(shí)現(xiàn)四網(wǎng)合一，終端用戶只需要插上電源插頭就可以實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入電視頻道接收節(jié)目、打電話或者是可視電話。如圖I所示，普通的PLC設(shè)備主要包括以下組成部分稱合變壓器11 (L、N Coupling Transformer)、帶通濾波器(Receive Bandpass Filter,簡(jiǎn)稱 BPF)及發(fā)送回路保護(hù)電路 12 (Transient Protection,簡(jiǎn)稱 Tx protection)、模擬前端單元 13 (Analog FrontEnd,簡(jiǎn)稱 AFE)、抗混疊濾波器 14 (Receive Anti-Alias Filter)、ARM 處理器 5 (ARM Processor)、以太網(wǎng)變壓器 6 (Etherenet transformer)、以太網(wǎng)接口單兀 7(即 RJ45 網(wǎng)口)、電源單兀 8(由 AC Power Supply Circuit 和3. 3V DC/DC Output Circuit兩部分組成)、Flash 9 ;其中，稱合變壓器11、帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路12、模擬前端單元13、ARM處理器5、以太網(wǎng)變壓器6、以太網(wǎng)接口單元 7依次連接，耦合變壓器11同時(shí)與外界電力線的火線(L線)和零線(N線)連接。由圖I所知，普通的PLC設(shè)備僅有一條耦合路徑，在應(yīng)用時(shí)將有用信息加載于火線 (L線)、零線(N線)回路上，吞吐量覆蓋率偏低，滿足不了用戶在復(fù)雜環(huán)境下的使用需求，因而有必要提出一種新的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電力線通信設(shè)備及其通信方法，基于smartlink技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，提高產(chǎn)品的吞吐量，擴(kuò)大產(chǎn)品在復(fù)雜環(huán)境中的使用范圍；
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種基于smartlink技術(shù)的電力線通信設(shè)備，包括依次連接的第一耦合變壓器、第一帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路、第一模擬前端單元和ARM處理器，所述第一信號(hào)耦合器與外界電力線的火線和零線連接，所述ARM處理器經(jīng)以太網(wǎng)變壓器與以太網(wǎng)接口單元連接，
該電力線通信設(shè)備還包括依次連接的第二耦合變壓器、第二帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路、第二模擬前端單元；第二模擬前端單元與所述ARM處理器連接，第二耦合變壓器與外界電力線的火線和地線連接。優(yōu)選的，上述電力線通信設(shè)備還包括電源單元，該電源單元與第一模擬前端單元、 第二模擬前端單元以及ARM處理器分別連接。優(yōu)選的，所述第一模擬前端單元和ARM處理器之間，以及所述第二模擬前端單元與ARM處理器之間均連接有抗混疊濾波器。
優(yōu)選的，上述電力線通信設(shè)備還包括Flash存儲(chǔ)單元，該Flash存儲(chǔ)單元分別與 ARM處理器和電源單元連接。優(yōu)選的，所述ARM處理器采用AR7420處理芯片。優(yōu)選的，所述第一模擬前端單元和第二模擬前端單元均采用AR1540芯片。一種基于smartlink技術(shù)的電力線通信設(shè)備的通信方法，該方法包括
在數(shù)據(jù)信號(hào)由外界電力線的火線與零線信道或者火線與地線信道進(jìn)入電力線通信設(shè)備時(shí)，將該數(shù)據(jù)信號(hào)依次經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)耦合路徑中的耦合變壓器、帶通濾波器、模擬前端單元處理后傳輸至ARM處理器，由ARM處理器經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后傳輸至以太網(wǎng)接口單元；
在數(shù)據(jù)信號(hào)由以太網(wǎng)接口單元進(jìn)入電力線通信設(shè)備時(shí)，ARM處理器先對(duì)該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，再根據(jù)當(dāng)前電力線的信道狀態(tài)選擇當(dāng)前使用的耦合路徑，之后將該數(shù)據(jù)信號(hào)依次經(jīng)過(guò)所選擇的耦合路徑中的模擬前端、帶通濾波器、耦合變壓器后耦合到外界電力線的火線與零線信道或者火線與地線信道。 優(yōu)選的，所述ARM處理器根據(jù)當(dāng)前電力線的信道狀態(tài)選擇當(dāng)前使用的耦合路徑的方法進(jìn)一步包括=ARM處理器獲取第一模擬前端單元和第二模擬前端單元分別收集的信道信噪比，選擇信噪比較高的信道進(jìn)行傳輸通信。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有以下有益效果。本發(fā)明利用了 smartlink技術(shù)，在現(xiàn)有的PLC產(chǎn)品上增加了一路耦合路徑，且能夠根據(jù)當(dāng)前電力線的信道情況智能選擇合適的耦合路徑，大大增加了吞吐量，有效提高了在復(fù)雜環(huán)境中的覆蓋率，擴(kuò)大了產(chǎn)品的使用范圍。


圖I是普通的PLC設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的PLC設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例所提供的PLC設(shè)備與現(xiàn)有的PLC設(shè)備的吞吐量對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心思想為引入Smartlink技術(shù)到現(xiàn)有的PLC產(chǎn)品中，增加一路耦合路徑，根據(jù)當(dāng)前的電力線信道情況來(lái)智能選擇使用哪條耦合路徑。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖2,本實(shí)施例中所提供的PLC設(shè)備包括兩條f禹合路徑一條I禹合路徑由稱合變壓器11、帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路12、模擬前端單元13、抗混疊濾波器14組成， 耦合變壓器11與外界電力線的火線和零線連接；另一條耦合路徑由耦合變壓器21、帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路22、模擬前端單元23、抗混疊濾波器24組成，耦合變壓器21與外界電力線的火線和地線連接。模擬前端單元13和模擬前端單元23分別與ARM處理器5連接，ARM處理器5通過(guò)以太網(wǎng)變壓器6與以太網(wǎng)接口 7連接。本實(shí)施例中的PLC設(shè)備的通信方法具體為。電力線接收數(shù)據(jù)信號(hào)流向數(shù)據(jù)信號(hào)由電力線L、N或者L、GE進(jìn)入設(shè)備后，通過(guò)對(duì)應(yīng)路徑中的耦合變壓器11/耦合變壓器21耦合到帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路12/帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路22，經(jīng)濾波后模擬前端單元13/模擬前端單元23通過(guò)增益的改變將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸給ARM處理器5，ARM處理器5對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字信號(hào)處理等操作后傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)接口單元7。電力線發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)流向數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)接口單元7進(jìn)入設(shè)備后，ARM處理器5先對(duì)該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理及數(shù)模轉(zhuǎn)換等操作，再根據(jù)電力線的當(dāng)前信道狀態(tài)選擇采用哪條耦合路徑，然后將數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)對(duì)應(yīng)的耦合路徑耦合到相應(yīng)的電力線信道L、N或L、 GE。ARM處理器5根據(jù)電力線的當(dāng)前信道狀態(tài)選擇耦合路徑的方法具體為ARM處理器獲取第一模擬前端單元和第二模擬前端單元分別收集的信道信噪比，選擇信噪比較高的信道進(jìn)行傳輸通信。上述PLC設(shè)備的各個(gè)組成部分的功能具體如下所述。(I)ARM處理器5 :本實(shí)施例采用Atheros的處理芯片AR7420，電力線信號(hào)處理符合 HomePlugAV 及 IEEE1901 標(biāo)準(zhǔn)的 MAC 和 PHY，集成了 SDRAM，提供一個(gè) 100MB 網(wǎng)口、一個(gè) MII/RMII接口，一個(gè)SPI接口，另外還內(nèi)嵌了 ADC和DAC0(2)模擬前端單元13/模擬前端單元23 :本實(shí)施例采用的是Atheros的AR1540型芯片，包含Tx line driver、Rx amplifier,可以通過(guò)軟件編程調(diào)整TX、RX信號(hào)增益,對(duì)數(shù)據(jù)模擬信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理。(3)帶通濾波器帶寬為2MHz 68MHz，能有效抑制來(lái)自電力線的帶外噪聲，保證接收信號(hào)的有效解讀。(4)發(fā)送回路保護(hù)電路由TVS差模保護(hù)、肖特基鉗位保護(hù)構(gòu)成，可以減小來(lái)自電力線的浪涌能量干擾，起到保護(hù)模擬前端單元的作用。(5)耦合變壓器11/耦合變壓器21，將數(shù)據(jù)信號(hào)耦合到“L、N”或者“L、GE”信道， 實(shí)現(xiàn)Smartlink功能，通過(guò)使用安規(guī)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離市電(220V)。(6)電源單元8 :提供3. 3V和IlV電壓，為整個(gè)產(chǎn)品供電。綜上，本發(fā)明與普通的PLC設(shè)備相比，增加了一條耦合路徑，ARM處理器5可在對(duì)電力線信道情況進(jìn)行分析后智能選擇“L、N”及“L、GE”兩條耦合路徑。如圖3所示的本發(fā)明與普通的PLC設(shè)備的吞吐量對(duì)比示意圖，本發(fā)明所提供的PLC設(shè)備的吞吐量大大增加，可有效提高復(fù)雜環(huán)境中的覆蓋率，擴(kuò)大產(chǎn)品的適用范圍。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于smartlink技術(shù)的電力線通信設(shè)備，包括依次連接的第一耦合變壓器、第一帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路、第一模擬前端單元和ARM處理器，所述第一信號(hào)耦合器與外界電力線的火線和零線連接，所述ARM處理器經(jīng)以太網(wǎng)變壓器與以太網(wǎng)接口單元連接，其特征在于，該電力線通信設(shè)備還包括依次連接的第二耦合變壓器、第二帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路、第二模擬前端單元；第二模擬前端單元與所述ARM處理器連接，第二耦合變壓器與外界電力線的火線和地線連接。
2.如權(quán)利要求I所述的電力線通信設(shè)備，其特征在于，該電力線通信設(shè)備還包括電源單元，該電源單元與第一模擬前端單元、第二模擬前端單元以及ARM處理器分別連接。
3.如權(quán)利要求I所述的電力線通信設(shè)備，其特征在于，所述第一模擬前端單元和ARM處理器之間，以及所述第二模擬前端單元與ARM處理器之間均連接有抗混疊濾波器。
4.如權(quán)利要求2所述的電力線通信設(shè)備，其特征在于，還包括Flash存儲(chǔ)單元，該 Flash存儲(chǔ)單元分別與ARM處理器和電源單元連接。
5.如權(quán)利要求I至4任一所述的電力線通信設(shè)備，其特征在于，所述ARM處理器采用 AR7420處理芯片。
6.如權(quán)利要求I至4任一所述的電力線通信設(shè)備，其特征在于，所述第一模擬前端單元和第二模擬前端單元均采用AR1540芯片。
7.一種基于smartlink技術(shù)的電力線通信設(shè)備的通信方法，其特征在于，該方法包括:在數(shù)據(jù)信號(hào)由外界電力線的火線與零線信道或者火線與地線信道進(jìn)入電力線通信設(shè)備時(shí)，將該數(shù)據(jù)信號(hào)依次經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)耦合路徑中的耦合變壓器、帶通濾波器、模擬前端單元處理后傳輸至ARM處理器，由ARM處理器經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后傳輸至以太網(wǎng)接口單元；在數(shù)據(jù)信號(hào)由以太網(wǎng)接口單元進(jìn)入電力線通信設(shè)備時(shí)，ARM處理器先對(duì)該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，再根據(jù)當(dāng)前電力線的信道狀態(tài)選擇當(dāng)前使用的耦合路徑，之后將該數(shù)據(jù)信號(hào)依次經(jīng)過(guò)所選擇的耦合路徑中的模擬前端單元、帶通濾波器、耦合變壓器后耦合到外界電力線的火線與零線信道或者火線與地線信道。
8.如權(quán)利要求7所述的通信方法，其特征在于，所述ARM處理器根據(jù)當(dāng)前電力線的信道狀態(tài)選擇當(dāng)前使用的耦合路徑的方法進(jìn)一步包括=ARM處理器獲取第一模擬前端單元和第二模擬前端單元分別收集的信道信噪比，選擇信噪比較高的信道進(jìn)行傳輸通信。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于smartlink技術(shù)的電力線通信設(shè)備及其通信方法，所述設(shè)備包括依次連接的第一耦合變壓器、第一帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路、第一模擬前端單元和ARM處理器，第一信號(hào)耦合器與外界電力線的火線和零線連接，ARM處理器經(jīng)以太網(wǎng)變壓器與以太網(wǎng)接口單元連接；還包括依次連接的第二耦合變壓器、第二帶通濾波器及發(fā)送回路保護(hù)電路、第二模擬前端單元，第二模擬前端單元與ARM處理器連接，第二耦合變壓器與外界電力線的火線和地線連接。本發(fā)明在現(xiàn)有的PLC產(chǎn)品上增加了一路耦合路徑，能夠根據(jù)當(dāng)前電力線信道情況智能選擇耦合路徑，大大增加了吞吐量，有效提高了在復(fù)雜環(huán)境中的覆蓋率，擴(kuò)大了產(chǎn)品的使用范圍。
文檔編號(hào)H04B3/56GK102594410SQ20121005827
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者黃歡歡 申請(qǐng)人:深圳市共進(jìn)電子股份有限公司