專利名稱：一種低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低壓電力線數(shù)據(jù)傳輸、低壓電力線通信。
背景技術(shù)：
用電力線傳輸數(shù)據(jù)，一般使用高頻載波，窄帶通信載波頻率為5KHz—500KHZ，寬帶通信常用2MHz以上的載波頻率。載波頻率越高，信號(hào)在電力線上的衰減越大，通訊距離越近，而且易受電力線上的噪聲干擾。尤其在載波抄表、遠(yuǎn)程控制等應(yīng)用上，現(xiàn)有的窄帶和寬帶載波通信距離都不能覆蓋整個(gè)變壓器臺(tái)區(qū)，需要通過中繼的方式通信，因此很難做到可靠的實(shí)時(shí)通信和控制；而且不同變壓器臺(tái)區(qū)之間的載波信號(hào)，由于走線臨近而容易互相串?dāng)_，接收端難以區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決目前電力線通信存在的問題，提供一種遠(yuǎn)距離高可靠的通信方法。本發(fā)明是一種在整個(gè)變壓器臺(tái)區(qū)內(nèi)能夠可靠通信的方法，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接通信，達(dá)到實(shí)時(shí)通信和控制的要求。不使用高頻載波，因此不存在信號(hào)串?dāng)_的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法，通過時(shí)間基準(zhǔn)電路提供時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，送給控制電路，控制電路控制負(fù)載的接入和斷開，其特征在于接入和斷開負(fù)載使得電力線電壓的波形趨勢(shì)發(fā)生改變；
所述的時(shí)間基準(zhǔn)電路是過零檢測(cè)電路；
所述的時(shí)間基準(zhǔn)電路是能夠給出與過零點(diǎn)有確定時(shí)間關(guān)系信號(hào)的電路；
所述的控制電路計(jì)算出工頻電壓過零點(diǎn)時(shí)間to，并在to附近對(duì)負(fù)載進(jìn)行接入和斷開控制；
所述的電力線電壓的波形趨勢(shì)發(fā)生改變，是控制電路計(jì)算出電壓過零點(diǎn)時(shí)間to，在to 時(shí)間之前to-tb時(shí)開始接入負(fù)載，到to時(shí)斷開，這段時(shí)間內(nèi)由于火線和零線間接入負(fù)載，使得電壓趨勢(shì)改變，零火線電壓快速接近于零；
所述的電力線電壓的波形趨勢(shì)發(fā)生改變，是控制電路計(jì)算出電壓過零點(diǎn)時(shí)間to，在to 時(shí)間開始接入負(fù)載，到to時(shí)間之后to+ta時(shí)斷開，這段時(shí)間內(nèi)由于火線和零線間接入負(fù)載， 使得電壓趨勢(shì)改變，零火線電壓緩慢上升；
所述的電力線電壓的波形趨勢(shì)發(fā)生改變，是控制電路計(jì)算出電壓過零點(diǎn)時(shí)間to，在to 時(shí)間之前t0-tb時(shí)到t0時(shí)間之后t0+ta時(shí)中間任意時(shí)間段接入和斷開負(fù)載，這段時(shí)間內(nèi)由于火線和零線間接入負(fù)載，使得零火線電壓在過零前快速接近于零，過零后緩慢上升；
所述的負(fù)載是無(wú)源的阻性、容性、感性或者組合負(fù)載；
所述的負(fù)載是電子開關(guān)、電子阻抗、電壓源、電流源、功率源等電子負(fù)載。在接收端，對(duì)電力線電壓的波形趨勢(shì)進(jìn)行檢測(cè)，并與未發(fā)送信號(hào)時(shí)電力線波形趨勢(shì)進(jìn)行特征對(duì)比，即可判斷有沒有信息在電纜線上傳輸。
本發(fā)明的積極效果
與現(xiàn)有載波通信技術(shù)相比，本發(fā)明可以大幅度提高電力線數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，?shí)現(xiàn)變壓器臺(tái)區(qū)內(nèi)可靠的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，不必通過中繼的方式通信，達(dá)到實(shí)時(shí)通信和實(shí)時(shí)控制的要求。并且本發(fā)明的通信實(shí)現(xiàn)方法，不會(huì)對(duì)相鄰臺(tái)區(qū)的電力線造成串?dāng)_，避免了臺(tái)區(qū)串?dāng)_的問題。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明實(shí)施的系統(tǒng)框2是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例的系統(tǒng)框圖
圖3是沒有信號(hào)發(fā)送時(shí)的電力線電壓波形趨勢(shì)圖4是在tO-tb時(shí)接入MOS開關(guān)到t0時(shí)斷開的電力線電壓波形趨勢(shì)圖5是在t0時(shí)接入MOS開關(guān)到tO+ta時(shí)斷開的電力線電壓波形趨勢(shì)圖6是在tO-tb時(shí)接入MOS開關(guān)到t0+ta時(shí)斷開的電力線電壓波形趨勢(shì)
具體實(shí)施方法
下面以在國(guó)內(nèi)220V50HZ低壓電力線為應(yīng)用對(duì)象，結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法，但不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實(shí)施的電路框圖如圖2所示。過零檢測(cè)模塊用于檢測(cè)零線和火線間電壓為零的時(shí)刻，產(chǎn)生過零信號(hào)作為時(shí)間基準(zhǔn)，控制電路用MCU實(shí)現(xiàn)，可控制的MOS開關(guān)作為負(fù)載。由于電力線的電壓周期為固定值20ms，每一次過零間隔為10ms，因此MCU可以根據(jù)過零檢測(cè)電路提供的過零信號(hào)準(zhǔn)確計(jì)算出下一個(gè)過零時(shí)刻to，也可以計(jì)算出to時(shí)間之前的to-tb和to時(shí)間之后的to+ta，用于控制MOS開關(guān)的接入和斷開。MCU在接收到電力線上沒有調(diào)制時(shí)的過零信號(hào)，計(jì)數(shù)器清零，開始計(jì)時(shí)。IOms為下一個(gè)過零時(shí)間點(diǎn)，記為to,如圖3所示；
假設(shè)tb為200us, ta為IOOus,那么t0_tb=9. 8ms, t0+ta=10. lms。有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)， MCU在9. 8ms時(shí)將MOS開關(guān)接入電路，負(fù)載的接入使得零線和火線間的電壓快速接近于零， 到IOms時(shí)將MOS開關(guān)斷開，電力線負(fù)載恢復(fù)正常，電力線上的電壓波形趨勢(shì)如圖4所示； 或者M(jìn)CU在IOms時(shí)將MOS開關(guān)接入電路，負(fù)載的接入使得零線和火線間的電壓緩慢上升，到10. Ims將MOS開關(guān)斷開，電力線負(fù)載恢復(fù)正常，電力線上的電壓波形趨勢(shì)如圖5所示；
或者M(jìn)CU在9. 8ms時(shí)將MOS開關(guān)接入電路，使得零線和火線間的電壓快速接近于零，過零后電壓緩慢上升，到10. Ims將MOS開關(guān)斷開，電力線負(fù)載恢復(fù)正常，電力線上電壓波形趨勢(shì)如圖6所示。在接收端，采集電力線波形趨勢(shì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，與未發(fā)送信號(hào)時(shí)電力線波形趨勢(shì)特征對(duì)比，即可知道有沒有信息在電力線上傳輸。本發(fā)明不局限于上述的具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在以上說明的基礎(chǔ)上顯然還能看出許多選擇、組合、修改和變更。只要利用工頻電壓過零附近加負(fù)載改變電壓波形趨勢(shì)的方式進(jìn)行通信，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法，通過時(shí)間基準(zhǔn)電路提供時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，送給控制電路，控制電路控制負(fù)載的接入和斷開，其特征在于接入和斷開負(fù)載使得電力線電壓的波形趨勢(shì)發(fā)生改變。
2.如權(quán)利要求I所述的低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法，其中所述時(shí)間基準(zhǔn)電路是過零檢測(cè)電路。
3.如權(quán)利要求I所述的低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法，其中所述的時(shí)間基準(zhǔn)電路是能夠給出與過零點(diǎn)有確定時(shí)間關(guān)系信號(hào)的電路。
4.如權(quán)利要求I所述的低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法，其中所述的電力線電壓的波形趨勢(shì)發(fā)生改變，是控制電路計(jì)算出工頻電壓過零點(diǎn)時(shí)間to,在to時(shí)間之前to-tb時(shí)開始接入負(fù)載，到to時(shí)斷開，這段時(shí)間內(nèi)由于火線和零線間接入負(fù)載，使得電壓趨勢(shì)改變，零火線電壓快速接近于零。
5.如權(quán)利要求I所述的低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法，其中所述的電力線電壓的波形趨勢(shì)發(fā)生改變，是控制電路計(jì)算出工頻電壓過零點(diǎn)時(shí)間to,在to時(shí)間開始接入負(fù)載到to時(shí)間之后to+ta時(shí)斷開，這段時(shí)間內(nèi)由于火線和零線間接入負(fù)載，使得電壓趨勢(shì)改變，零火線電壓緩慢上升。
6.如權(quán)利要求I所述的低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法，其中所述的電力線電壓的波形趨勢(shì)發(fā)生改變，是控制電路計(jì)算出工頻電壓過零點(diǎn)時(shí)間to，在to時(shí)間之前to-tb時(shí)到to時(shí)間之后to+ta時(shí)中間任意時(shí)間段接入和斷開負(fù)載，這段時(shí)間內(nèi)由于火線和零線間接入負(fù)載， 使得零火線電壓在過零前快速接近于零，過零后緩慢上升。
7.如權(quán)利要求I所述的低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法，其中所述負(fù)載是無(wú)源的阻性、容性、感性或者組合負(fù)載。
8.如權(quán)利要求I所述的低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法，其中所述負(fù)載是電子開關(guān)、電子阻抗、電壓源、電流源、功率源等電子負(fù)載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低壓電力線通信的實(shí)現(xiàn)方法，通過時(shí)間基準(zhǔn)電路提供時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，送給控制電路，控制電路計(jì)算出工頻電壓過零點(diǎn)時(shí)間t0，并在t0附近將負(fù)載接入電力線，使得電力線電壓的波形趨勢(shì)發(fā)生變化，從而將信息發(fā)送出去。與現(xiàn)有載波通信技術(shù)相比，本發(fā)明可以大幅度提高電力線數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑢?shí)現(xiàn)變壓器臺(tái)區(qū)內(nèi)可靠的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，不必通過中繼的方式通信，達(dá)到實(shí)時(shí)通信和實(shí)時(shí)控制的要求。并且本發(fā)明的通信實(shí)現(xiàn)方法，不會(huì)對(duì)相鄰臺(tái)區(qū)的電力線造成串?dāng)_，避免了臺(tái)區(qū)串?dāng)_的問題。
文檔編號(hào)H04B3/46GK102594408SQ20121006763
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者杜波 申請(qǐng)人:北京華強(qiáng)智連微電子有限責(zé)任公司