本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集中器的載波通信模塊。

背景技術(shù)：

目前，隨著人們生活的發(fā)展，對電力線載波通信的要求也越來越高。電力線載波通信指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)的一種通信方式。利用已有的電力線資源進(jìn)行通信，既能滿足通信需求，又可解決布線困難，且基礎(chǔ)建設(shè)投資和日常維護(hù)費(fèi)用低廉，因此電力線載波通信技術(shù)具有很高的經(jīng)濟(jì)性、便捷性和實(shí)用性。

在現(xiàn)有的電力線載波通信系統(tǒng)中，集中器是低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)的中央設(shè)備，安裝在低壓配電變壓器的低壓側(cè)，通過低壓電力線載波與用戶電能表通訊?，F(xiàn)有的集中器載波通信模塊通過電容耦合方式將載波信號注入電力線。

但是，基于此，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這種方式在集中器上的載波接口直接接觸火線和零線，安全性低，并且，火線需要穿越過衰減大的電力開關(guān)設(shè)備，例如，大型的開關(guān)柜、刀閘等電力設(shè)備，線路阻抗小衰減大，導(dǎo)致通信成功率較低。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，如何提供一種集中器的載波通信模塊，以解決現(xiàn)有的載波信號經(jīng)過的信號通路阻抗小衰減大，通信成功率較低的問題。

解決方案

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明在提供一種集中器的載波通信模塊，所述載波通信模塊包括：主控電路、載波收發(fā)電路、切換電路以及多個(gè)接口電路；所述主控電路與所述載波收發(fā)電路相連接，用于將待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制以形成載波信號，并將所述調(diào)制后的載波信號傳輸給載波收發(fā)電路；所述載波收發(fā)電路與所述切換電路相連接，用于對所述主控電路傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行處理，并將所述處理后的信號傳輸至所述切換電路；所述切換電路與所述接口電路相連接，用于在所述主控電路的控制下，將處理后的載波信號傳輸至所述接口電路；所述接口電路用于通過耦合磁環(huán)，將所述切換電路傳輸?shù)妮d波信號耦合至零線上進(jìn)行發(fā)送。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述接口電路還用于通過所述耦合磁環(huán)接收所述零線上傳輸?shù)妮d波信號，并將所述零線上傳輸?shù)妮d波信號傳輸至所述切換電路；所述切換電路還用于將所述接口電路傳輸?shù)妮d波信號傳輸至所述載波收發(fā)電路；所述載波收發(fā)電路還用于對所述切換電路傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行濾波處理，將濾波處理后的載波信號傳輸至所述主控電路；所述主控電路還用于對所述載波收發(fā)電路傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行解調(diào)。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述耦合磁環(huán)與開關(guān)柜的出線端零線耦合連接。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述載波收發(fā)電路包括：功率放大電路；所述功率放大電路分別與所述主控電路以及所述切換電路相連接；所述功率放大電路用于對所述主控電路傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行功率放大，并將所述功率放大后的信號傳輸至所述切換電路。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述載波收發(fā)電路包括：濾波電路以及載波放大電路；所述濾波電路用于對所述切換電路傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行濾波，將濾波后的載波信號傳輸至所述載波放大電路；所述載波放大電路用于對所述濾波電路傳輸?shù)臑V波后的載波信號進(jìn)行放大處理，將放大處理后的載波信號傳輸至所述主控電路。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述切換電路包括：開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、模擬開關(guān)；所述模擬開關(guān)的數(shù)量與所述接口電路的數(shù)量相匹配；所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路在所述主控電路的控制下，通過模擬開關(guān)控制與所述模擬開關(guān)相對應(yīng)的所述接口電路的通斷。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述接口電路包括：耦合變壓器以及電容；所述耦合變壓器的初級線圈與所述切換電路相連接，所述耦合變壓器的次級線圈通過所述電容與所述耦合磁環(huán)相連接。

有益效果

本發(fā)明提供的集中器的載波通信模塊，通過主控電路將待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制以形成載波信號，所述載波收發(fā)電路對所述主控電路傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行處理，所述切換電路在所述主控電路的控制下，將處理后的載波信號傳輸至所述接口電路，所述接口電路通過耦合磁環(huán)，將所述切換電路傳輸?shù)妮d波信號耦合至零線上進(jìn)行發(fā)送，可使寬帶載波信號跳過載波衰減大的電力開關(guān)設(shè)備，直接注入用電側(cè)設(shè)備的零線，有效提高集中器與用戶側(cè)用電信息采集設(shè)備之間的載波通信性能。

根據(jù)下面參考附圖對示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它特征及方面將變得清楚。

附圖說明

包含在說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖與說明書一起示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面，并且用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例提供的集中器的載波通信模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例提供的集中器的載波通信模塊的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例提供的載波收發(fā)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出本發(fā)明一實(shí)施例提供的切換電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出本發(fā)明一實(shí)施例提供的接口電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。

另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的具體實(shí)施方式中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒有某些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在一些實(shí)例中，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法、手段、元件未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。

實(shí)施例1

圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例提供的集中器的載波通信模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述載波通信模塊10包括：主控電路1、載波收發(fā)電路2、切換電路3以及多個(gè)接口電路4。

集中器的載波通信模塊通過通信接口與集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，集中器通過遠(yuǎn)程通信模塊與主站交互。

所述主控電路1與所述載波收發(fā)電路2相連接，在集中器發(fā)送的信號的控制下，主控電路1將待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制以形成載波信號，并將所述調(diào)制后的載波信號傳輸給載波收發(fā)電路2。

具體地，主控電路1控制載波通信模塊整體工作，內(nèi)置調(diào)制解調(diào)電路，調(diào)制解調(diào)載波信號，提供通用串行接口與集中器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

所述載波收發(fā)電路2與所述切換電路3相連接，用于對所述主控電路1傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行處理，并將所述處理后的信號傳輸至所述切換電路3。

所述切換電路3與所述接口電路4相連接，用于在所述主控電路1的控制下，將處理后的載波信號傳輸至所述接口電路4。

具體地，切換電路用于對不同載波信號接口的選擇，用于多個(gè)載波回路的切換，不同回路之間采用分時(shí)復(fù)用的模式通信。

所述接口電路4用于通過耦合磁環(huán)，將所述切換電路3傳輸?shù)妮d波信號耦合至零線上進(jìn)行發(fā)送。

具體地，載波信號通過信號線接至外部耦合磁環(huán)，將載波信號耦合至用電設(shè)備側(cè)的零線上。集中器載波通信模塊安裝在用電信息采集系統(tǒng)的集中器中，由集中器提供工作電源，集中器可安裝在配電室內(nèi)變壓器后或者其他便于取電的位置。

由此，通過所述主控電路1將待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制以形成載波信號，所述載波收發(fā)電路2對所述主控電路1傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行處理，所述切換電路3在所述主控電路1的控制下，將處理后的載波信號傳輸至所述接口電路4，所述接口電路4通過耦合磁環(huán)，將所述切換電路3傳輸?shù)妮d波信號耦合至零線上進(jìn)行發(fā)送，可使寬帶載波信號跳過載波衰減大的電力開關(guān)設(shè)備，直接注入用電側(cè)設(shè)備的零線，可有效提高集中器與用戶側(cè)用電信息采集設(shè)備之間的載波通信性能。

進(jìn)一步地，所述接口電路4還用于通過所述耦合磁環(huán)接收所述零線上傳輸?shù)妮d波信號，并將所述零線上傳輸?shù)妮d波信號傳輸至所述切換電路3。

所述切換電路3將所述接口電路傳輸?shù)妮d波信號傳輸至所述載波收發(fā)電路2。所述載波收發(fā)電路2還用于對所述切換電路3傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行濾波處理，將濾波處理后的載波信號傳輸至所述主控電路1；所述主控電路1還用于對所述載波收發(fā)電路2傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行解調(diào)。

需要說明的是，載波通信模塊10設(shè)置在集中器上，實(shí)現(xiàn)集中器與用電采集終端之間的數(shù)據(jù)交互。本實(shí)施例中的載波通信模塊以及耦合磁環(huán)可以安裝在配電室、變電站、開關(guān)站等位置。

圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例提供的集中器的載波通信模塊的連接結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述耦合磁環(huán)與開關(guān)柜的出線端零線耦合連接。通過信號線將寬帶載波信號引至開關(guān)柜出線端的零線耦合磁環(huán)處，在開關(guān)柜出線端零線處注入寬帶載波信號。

由此，通過所述耦合磁環(huán)與開關(guān)柜的出線端零線耦合連接，這樣避免了寬帶載波信號直接穿過開關(guān)柜，可有效提高集中器與用戶側(cè)用電信息采集設(shè)備之間的載波通信性能。

實(shí)施例2

圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例提供的載波收發(fā)電路的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上對載波收發(fā)電路2進(jìn)行進(jìn)一步限定。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述載波收發(fā)電路2包括：功率放大電路21；所述功率放大電路21分別與所述主控電路1以及所述切換電路3相連接；所述功率放大電路21用于對所述主控電路1傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行功率放大，并將所述功率放大后的信號傳輸至所述切換電路3。

具體地，要發(fā)送的載波信號由主控電路1的載波輸出接口輸出至功率放大電路21，經(jīng)過切換電路4接至對應(yīng)的接口電路4，經(jīng)由零線耦合磁環(huán)注入電力線的零線上。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述載波收發(fā)電路2包括：濾波電路22以及載波放大電路23；所述濾波電路22用于對所述切換電路傳輸?shù)妮d波信號進(jìn)行濾波，將濾波后的載波信號傳輸至所述載波放大電路23；所述載波放大電路23用于對所述濾波電路22傳輸?shù)臑V波后的載波信號進(jìn)行放大處理，將放大處理后的載波信號傳輸至所述主控電路1。

其中，濾波電路22可以為通濾波電路。

具體地，來自電力線零線的載波信號通過零線耦合磁環(huán)進(jìn)入接口電路4，然后通過相應(yīng)的切換電路3接入帶通濾波電路，濾除高頻及低頻噪聲后，經(jīng)過載波放大電路23進(jìn)行放大，接至主控電路1的載波輸入接口。

由此，通過所述載波收發(fā)電路2包括：功率放大電路21和/或?yàn)V波電路22以及載波放大電路23，可對信號實(shí)現(xiàn)功放或?yàn)V波放大，進(jìn)一步提高集中器與用戶側(cè)用電信息采集設(shè)備之間的載波通信性能。

實(shí)施例3

圖4示出本發(fā)明一實(shí)施例提供的切換電路的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上對切換電路3進(jìn)行進(jìn)一步限定。

本實(shí)施例中，所述切換電路3包括：開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路31、模擬開關(guān)32。

所述模擬開關(guān)32的數(shù)量與所述接口電路4的數(shù)量相匹配；所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路31在所述主控電路1的控制下，通過模擬開關(guān)32控制與所述模擬開關(guān)32相對應(yīng)的所述接口電路4的通斷。

具體地，模擬開關(guān)32與所述接口電路4一一對應(yīng)，也就是一個(gè)模擬開關(guān)32控制一個(gè)接口電路4的通斷。

主控電路1使用gpio控制驅(qū)動(dòng)電路31以驅(qū)動(dòng)模擬開關(guān)32，通過模擬開關(guān)32開啟或關(guān)閉不同的信號通路，使載波收發(fā)電路2與不同的信號接口電路連通或斷開，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)回路的分時(shí)復(fù)用。

由此，本實(shí)施例通過所述模擬開關(guān)32的數(shù)量與所述接口電路4的數(shù)量相匹配；所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路31在所述主控電路1的控制下，通過模擬開關(guān)32控制與所述模擬開關(guān)32相對應(yīng)的所述接口電路4的通斷，使載波收發(fā)電路2與不同的信號接口電路連通或斷開，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)回路的分時(shí)復(fù)用。

實(shí)施例4

圖5示出本發(fā)明一實(shí)施例提供的接口電路的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上對接口電路4進(jìn)行進(jìn)一步限定。

本實(shí)施例中，接口電路4包括：耦合變壓器t1以及電容c1。

所述耦合變壓器t1的初級線圈與所述切換電路相連接，所述耦合變壓器t1的次級線圈通過所述電容c1與所述耦合磁環(huán)相連接。

具體地，采用耦合變壓器t1進(jìn)行信號隔離，使用安規(guī)電容c1直流隔離，引出載波信號線至信號注入位置的耦合磁環(huán)。

其中，所述耦合磁環(huán)可以是開口或者閉口的，組合后能夠形成封閉磁路的磁環(huán)或組件，如兩個(gè)c型半磁環(huán)組件可以組合成一個(gè)o型環(huán)。引出的載波信號線在耦合磁環(huán)上根據(jù)載波模塊的帶載能力和耦合效率選擇纏繞不同的匝數(shù)。

由此，本實(shí)施例通過所述耦合變壓器t1的初級線圈與所述切換電路相連接，所述耦合變壓器t1的次級線圈通過所述電容c1與所述耦合磁環(huán)相連接，可使寬帶載波信號跳過載波衰減大的電力開關(guān)設(shè)備，直接注入用電側(cè)設(shè)備的零線，可有效提高集中器與用戶側(cè)用電信息采集設(shè)備之間的載波通信性能。

前述對本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。

以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。