基于電力線(xiàn)寬帶載波用電采集上行通信裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及基于電力線(xiàn)寬帶載波用電采集上行通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深化，對(duì)用電信息采集系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng) 絡(luò)覆蓋、帶寬、可靠性和安全性提出了高要求。但目前包括光纖通信、電力線(xiàn)窄帶載波通信、 GPRS/CDMA和230M無(wú)線(xiàn)通信等方式都不完全滿(mǎn)足要求。其中，光纖等有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)具有較高 帶寬、可靠性和較好安全性，但受成本等條件的限制，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面較小，一般適用在變電站 或大型小區(qū)；電力線(xiàn)窄帶載波技術(shù)目前主要用于集中器和電能表之間通信，但同樣受電力 網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性及其衰減的影響制約信號(hào)的傳輸距離，噪聲的干擾也決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì) 量，因此該通信技術(shù)帶寬和可靠性有待提高，技術(shù)還需進(jìn)一步完善；GPRS/CDMA是借用公網(wǎng) 資源進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一種方式，雖然前期投資小，但主要存在網(wǎng)絡(luò)通道建設(shè)、穩(wěn)定性、安全 性、可用性及通信質(zhì)量完全依賴(lài)運(yùn)營(yíng)商，且后期運(yùn)營(yíng)成本高等問(wèn)題。230M數(shù)傳電臺(tái)在安全 性和覆蓋方面有很大的優(yōu)勢(shì)，但230M數(shù)傳電臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)獨(dú)占一個(gè)頻率資源，在同一頻 點(diǎn)上同時(shí)只能有一個(gè)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，一般采用中心對(duì)遠(yuǎn)端多點(diǎn)的通信分配方式，采用輪詢(xún) 方式查詢(xún)數(shù)據(jù)，數(shù)傳速率低（300bps?19. 2kbps)，瞬間發(fā)射功率十幾瓦到幾十瓦，對(duì)終端 電源提出較高要求，也無(wú)法滿(mǎn)足用電采集應(yīng)用。因此，在用電信息采集系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)搭建 上，建設(shè)具備雙向性、實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性特征的智能通信網(wǎng)是一個(gè)重要問(wèn)題，特別是如 何在現(xiàn)有通信資源條件下，充分利用先進(jìn)的通信技術(shù)升級(jí)改造現(xiàn)有通信方式，進(jìn)一步挖掘 潛力是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。隨著HomePulg寬帶載波技術(shù)的發(fā)展，利用其OFDM調(diào)制及IP 技術(shù)，結(jié)合光纖及現(xiàn)有低壓用電采集通信資源，能可靠的解決抄表領(lǐng)域的幾大難題。首先， 本通信裝置采用分布式架構(gòu)，在光纖端是BPLC 0CC路由網(wǎng)關(guān)裝置，在集中器端是BPLC STA 裝置，從而大大的減少了 GPRS/CDMA或光纖承擔(dān)的用戶(hù)數(shù)，進(jìn)而減少了所需要管理的光纖 設(shè)置及集中器的遠(yuǎn)程模塊而直接減少了成本要求。其次，本通信裝置采用了 OFDM的調(diào)制方 式，不會(huì)發(fā)生碼間互相干擾的現(xiàn)象，從而極大地提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕軡M(mǎn)足用電信息 采集數(shù)據(jù)量日益增長(zhǎng)的要求。還有，由于寬帶載波是在原有的電力線(xiàn)路上進(jìn)行通信，不存在 類(lèi)似GPRS/CDMA等無(wú)線(xiàn)通信在地下變電房無(wú)信號(hào)問(wèn)題。當(dāng)然，寬帶載波也同樣跟窄帶載波 一樣受電力網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性及其衰減的影響制約信號(hào)的傳輸距離，有時(shí)需要增加中繼來(lái)提 高其傳輸距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)上述缺點(diǎn)，提供一種基于電力線(xiàn)寬帶載波用電采集 上行通信裝置，它能夠?qū)崟r(shí)連接客戶(hù)端采集設(shè)備和電力用電信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力用電 信息采集系統(tǒng)與集中器、采集器、智能電表的對(duì)接，保證信息采集系統(tǒng)通訊鏈路可靠性和經(jīng) 濟(jì)性，能為客戶(hù)提供對(duì)用電信息采集的全覆蓋、全采集、全費(fèi)控的要求。
[0004] 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的基于電力線(xiàn)寬帶載波用電采集上行通信 裝置，包括ARM微處理器、寬帶載波處理器、寬帶載波信號(hào)耦合單元、寬帶載波信號(hào)放大單 元、以太網(wǎng)、串口 UART和電平轉(zhuǎn)換接口，其特征在于所述ARM微處理器連接有以太網(wǎng)、寬帶 載波處理器、串口 UART和電平轉(zhuǎn)換接口；寬帶載波處理器連接有寬帶載波信號(hào)耦合單元和 寬帶載波信號(hào)放大單元。
[0005] 所述ARM微處理器與寬帶載波處理器、串口 UART、以太網(wǎng)和電平轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行數(shù) 據(jù)通訊連接。
[0006] 寬帶載波處理器與寬帶載波信號(hào)耦合單元和寬帶載波信號(hào)放大單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通 訊連接。
[0007] 所述ARM微處理器通過(guò)通訊串口鏈路與客戶(hù)端采集設(shè)備進(jìn)行通訊。
[0008] 所述ARM微處理器通過(guò)通訊寬帶載波鏈路與寬帶載波路由網(wǎng)關(guān)單元進(jìn)行通訊。
[0009] 所述ARM微處理器通過(guò)以太網(wǎng)或光纖鏈路與電力用電信息采集系統(tǒng)進(jìn)行通訊。
[0010] 所述ARM微處理器通過(guò)通訊鏈路與客戶(hù)端采集設(shè)備和電力用電信息采集系統(tǒng)進(jìn) 行交互，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性抄收、實(shí)時(shí)監(jiān)控；同時(shí)在客戶(hù)端采集設(shè)備或集中器能夠自動(dòng)與附近的寬 帶載波路由網(wǎng)關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注冊(cè)，并驗(yàn)證信息，寬帶載波路由網(wǎng)關(guān)裝置自動(dòng)記錄客戶(hù)端 的通信鏈路信息，實(shí)時(shí)知道客戶(hù)端的通信情況及增減設(shè)備信息。
[0011] ARM微控制器將從串口 UART或以太網(wǎng)接收到的信號(hào)移交給寬帶載波微處理器處 理，寬帶載波微處理器把處理的數(shù)據(jù)調(diào)制成OFDM編碼信號(hào)，寬帶載波信號(hào)放大單元將調(diào)制 后的OFDM信號(hào)進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)經(jīng)耦合電路耦合到電力線(xiàn)中，從而完成串口 UART或 以太網(wǎng)到寬帶載波PLC的通信。
[0012] 所述寬帶載波路由網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)或光纖實(shí)時(shí)接收到系統(tǒng)對(duì)抄表的指令。ARM微 控制器完成將從以太網(wǎng)或光纖接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，分組后移交給寬帶載波微處理器 進(jìn)行處理，寬帶載波微處理器把接收到的數(shù)據(jù)調(diào)制成OFDM的編碼信號(hào)，同時(shí)通過(guò)放大單元 AMPLIFY將調(diào)制后的OFDM信號(hào)進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)再經(jīng)C0UPLLER耦合電路耦合到電力 線(xiàn)中，完成以太網(wǎng)或光纖到寬帶在載波PLC的通信。
[0013] 所述從串口 UART或以太網(wǎng)實(shí)時(shí)接收到客戶(hù)端采集設(shè)備對(duì)抄表的響應(yīng)或主動(dòng)上報(bào) 指令。ARM微控制器完成將從串口 UART或以太網(wǎng)接收到的信號(hào)移交給寬帶載波微處理器， 寬帶載波微處理器把數(shù)據(jù)調(diào)制成OFDM的編碼信號(hào)，放大單元AMPLIFY將調(diào)制后的OFDM信 號(hào)進(jìn)行放大。放大后的信號(hào)經(jīng)C0UPLLER耦合電路耦合到電力線(xiàn)中，從而完成串口 UART或 以太網(wǎng)到寬帶載波PLC的通信。
[0014] 所述ARM微處理器通過(guò)通訊鏈路與客戶(hù)端采集設(shè)備和電力用電信息采集系統(tǒng)進(jìn) 行交互，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性抄收、實(shí)時(shí)監(jiān)控；同時(shí)在客戶(hù)端采集設(shè)備或集中器能夠自動(dòng)與附近的寬 帶載波路由網(wǎng)關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注冊(cè)，并驗(yàn)證信息，寬帶載波路由網(wǎng)關(guān)裝置自動(dòng)記錄客戶(hù)端 的通信鏈路信息，實(shí)時(shí)知道客戶(hù)端的通信情況及增減設(shè)備信息。
[0015] 本實(shí)用新型有如下優(yōu)勢(shì)：
[0016] 1)電力用電信息采集系統(tǒng)原來(lái)上行通訊信道大量使用GRRS/CDMA模式，該模式通 訊信道帶寬比較小，且采集終端每年需繳納大量通訊費(fèi)用。利用現(xiàn)代小區(qū)光纖到樓道與配 電房光纖線(xiàn)路，改造現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)一步挖掘現(xiàn)有通信資 源潛力；
[0017] 2)利用電力線(xiàn)寬帶載波通訊技術(shù)和相關(guān)模塊設(shè)備，提供變電站臺(tái)區(qū)集中器設(shè)備到 小區(qū)樓道光纖接入或配電房光纖接入通訊鏈路。在多網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)電能信息采集 和傳輸，進(jìn)一步提高用電信息采集系統(tǒng)的通信可靠性、實(shí)時(shí)性和安全性；
[0018] 3)帶有光纖接入口的小區(qū)樓道或臺(tái)區(qū)配電房到電力用電信息系統(tǒng)中的集中器設(shè) 備可能存在距離，使用電力線(xiàn)寬帶載波相關(guān)模塊設(shè)備，無(wú)需布線(xiàn)施工簡(jiǎn)