[发明专利]一种电力线载波和双向工频通信混合组网方法

说明书

技术领域：

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种电力线载波和双向工频通信混合组网方法。

背景技术：

通信是电能信息采集与管理系统的关键，通信的可靠性直接影响系统的应用效果。目前低压居民用户电能信息采集常用的下行通信方式有低压电力线载波、有线电缆、短距离无线等，但这些方式均存在一定的缺陷，难以实现100％的抄收覆盖率。电力线载波通信无须架设专用通信线路，直接利用原有的电力线资源，在低压居民用户电能信息采集系统中应用广泛。但低压载波信道的衰减、干扰与随机动态变化限制了载波通信物理层通信能力的提升，从而造成一个或者多个载波通信盲点，可称之为“孤岛”。要解决“孤岛”问题，必须借助电力线载波通信以外的其它通信方式。双向工频通信也是利用电力线进行通信，是在工频电压的过零点附近调制下行电压信号与上行电流信号，利用电网工频电压和电流波形的微小畸变来携带信息的一种特殊电力线通信技术。相对于电力线载波通信技术来说，双向工频通信具有通信距离远，传输可靠性高，成本低廉等特点。工频信号在电力线上传输衰减很小，受电力线的分布电容的影响小，没有驻波和盲区现象。更重要的是，由于工频信号的调制频率在180～600Hz之内，并利用50Hz作为载波频率，与电力线载波信号3kHz～500kHz的频率范围互不干扰，因此可实现电力线载波和双向工频两种通信信号的同时传输，无须增加任何额外设备，为两种通信方式的混合组网应用奠定了基础。

发明内容：

针对上述的不足，本发明的目的在于，提供一种电力线载波与双向工频通信的混合组网方法，用于低压居民用户电能信息采集系统的下行通道建设，以满足“全采集、全覆盖、全预付费”的系统建设目标。

本发明提供的一种电力线载波和双向工频通信混合组网方法，所述方法的装置包括载波工频集中器和载波工频采集器；所述载波工频集中器包括主控单元、存储模块、人机交互模块、外围电路、上行通信模块和下行通信模块；所述下行通信模块包括载波通道和RS485通道；所述主控单元分别与所述存储模块、所述人机交互模块、所述外围电路、所述上行通信模块和所述下行通信模块连接；所述载波工频采集器包括主控单元、存储单元、LCD显示、外围电路、上行通信模块和下行通信模块；所述上行通信模块包括红外通道和载波通道；所述主控单元分别与所述存储单元、所述LCD显示、所述外围电路、所述上行通信模块和下行通信模块连接；

其改进之处在于，在台区变压器低压侧电力线安装载波工频集中器，并在低压居民用户电能表处安装载波工频采集器；将所述载波工频集中器的所述下行通信模块中加入工频通道；

将所述载波工频采集器的所述上行通信模块中加入工频通道。

本发明提供的第一优选方案的方法，其改进之处在于，所述工频通道包括过零同步电路和调制解调电路。

本发明提供的第二优选方案的方法，其改进之处在于，所述载波工频集中器的主控单元为ARM处理器。

本发明提供的第三优选方案的方法，其改进之处在于，所述载波工频集中器的存储模块包括闪速存储器和静态存储器。

本发明提供的第四优选方案的方法，其改进之处在于，所述载波工频集中器的所述人机交互模块包括键盘和LCD显示。

本发明提供的第五优选方案的方法，其改进之处在于，所述外围电路包括硬件时钟和系统电源。

本发明提供的第六优选方案的方法，其改进之处在于，所述载波工频集中器的所述存储模块、所述人机交互模块、所述外围电路、所述上行通信模块和所述下行通信模块均通过芯片总线连接主控单元；所述载波工频采集器的所述存储单元、所述LCD显示、所述外围电路、所述上行通信模块和所述下行通信模块均通过芯片总线连接主控单元。

本发明提供的第七优选方案的方法，其改进之处在于，所述载波工频集中器的所述上行通信模块包括GPRS通道、以太网通道、红外通道、RS232通道；所述载波工频采集器的所述下行通信模块包括RS485通道。

本发明提供的较优选方案的方法，其改进之处在于，所述载波工频集中器的所述工频通道的所述过零同步电路包括依次连接的电压互感器、放大电路、滤波电路、移相电路和电压比较电路；所述调制电路包括依次连接的可控硅和触发保护电路，所述保护电路为阻容滤波电路。

本发明提供的另一优选方案的方法，其改进之处在于，所述载波工频采集器的所述工频通道的所述过零同步电路包括依次连接的电压互感器、放大电路、滤波电路、移相电路和电压比较电路；所述解调电路包括依次连接的电流互感器、放大电路、滤波电路。

与现有技术比，本发明的有益效果为：