[发明专利]一种电力线宽带载波通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网通信技术，特别涉及一种用电采集系统中基于电力线宽带载波通信装置，用于提高用电信息采集系统的效率和鲁棒性。

背景技术

近年来，随着国家电网公司智能电网建设的推进，用电信息采集系统正在逐步完善。现有的智能电能表自动抄表系统，从电能表、采集器到集中器大都采取485布线、窄带低频电力线载波或无线通信方式。上述过程中涉及到PLC技术的最大优势在于可以利用现有的、完善的、遍及广泛的电力线，从而可以大大节省通信工程投入和施工时间，能使接入网迅速延伸到拥有电力线的地方。然而，电力线不同于普通的数据通信线路，其初衷是为了进行电能传输，而不是数据的传输，对于数据通信而言，其信道不理想，是一个非常不稳定的传输信道，这具体表现为噪声干扰严重、时变性大以及信号衰减严重等缺点。

发明内容

为解决上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种电力线宽带载波通信装置，与现有的普通窄带电力载波技术相比，宽带电力载波技术占用频带宽，数据传输速率高，数据容量大，双向传输，无需另外铺设通信线路，安装方便、可以方便的将电力通信网络延伸到低压用户侧，实现对用户电表的数据采集和控制，是将来智能电网的主要承载技术。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：一种电力线宽带载波通信装置，包括电源模块、主芯片、检测模块、存储模块、信号放大模块、BPF模块、耦合电路和对外接口，所述的主芯片包括处理模块和调制解调模块，所述的电源模块为整个装置提供电力供应，所述的处理模块分别与检测模块、存储模块、调制解调模块电连接，信号放大模块的输入端连接调制解调模块，信号放大模块的输出端连接耦合电路输入端，BPF模块的输入端连接制解调模块，BPF模块的输出端连接耦合电路输入端，耦合电路的输出端连接电力线，对外接口的一端连接处理模块的I/O接口，对外接口的另一端连接电能表或集中器。

进一步的，所述的主芯片采用Hi3911C芯片。

进一步的，所述的电源模块输出3.3V直流电压。

进一步的，所述的存储模块采用Flash芯片。

进一步的，所述的检测模块包括过零检测电路和过流检测电路。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过不同的对外信息转接接口以及形式规范，不仅可以应用在单、三相智能电能表以及集中器中作为宽带载波通信模块使用，也可以作为独立的采集设备进行数据采集和通信。

2、相比低压窄带载波通信，宽带载波通信占用频带宽，在电力线上干扰较少，通信可靠性更高，稳定性和安全性更好，数据容量大，双向全双工快速通信。通过对此方案的测试应用，结果表明在通信环境良好的情况下通信距离可达2km左右，数据物理层通信峰值速率可以达14Mbit/s，误码率达10-9级，在电力线载波通信中体现出良好的抗干扰性能以及抗多径衰减性能，工作频率范围2～12MHz，静态功耗≤250mW，动态功耗≤1.35W，平均功耗≤280mW，完全可以满足现代用电信息采集系统的需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施进行说明，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种电力线宽带载波通信装置，包括电源模块、主芯片、检测模块、存储模块、信号放大模块、BPF模块、耦合电路和对外接口，所述的主芯片包括处理模块和调制解调模块，所述的电源模块为整个装置提供电力供应，所述的处理模块分别与检测模块、存储模块、调制解调模块电连接，信号放大模块的输入端连接调制解调模块，信号放大模块的输出端连接耦合电路输入端，BPF模块的输入端连接制解调模块，BPF模块的输出端连接耦合电路输入端，耦合电路的输出端连接电力线，对外接口的一端连接处理模块的I/O接口，对外接口的另一端连接电能表或集中器。

各个模块的作用的参数要求为：

电源模块：由DCDC电路完成12V到3.3V工作电压的转换，输入耐压大于30V，大于600mA输出能力；选用线绕式功率电感，感值10μH，过流能力大于600mA。

存储模块由flash新品完成对数据及参数的存储，支持片选SFC_CSN。写保护管脚SFC_WPN接10kΩ电阻下拉，保证Flash在非操作状态下内容不被改写。