CN101211503A - 一种电力线载波电能表及通信方法 - Google Patents

Abstract

一种电力线载波电能表及其通讯方法，至少由双向通讯电路、多功能专用集成电路或CPU或MCU或DSP数据处理控制器、电能计量电路、显示电路及电源电路构成。利用电力线作为双向通讯的电能表公用网，具有成本低、传输数据实时性好，可靠高等优点，采用多载波频率通讯方法设计的电能表，可实现电能表与主站之间的双向通讯。

Description

一种电力线载波电能表及通信方法

所属技术领域

本发明涉及一种电力线载波电能表及其通讯方法，属电能表电力线载波通讯制造领域。

背景技术

目前电能表在自动抄表功能的实现上通常采用RS485等专线通讯方式，即电能表数据通讯为专线，电能表与主站之间用电信息的交换也通过专线通讯方式进行，这种专线通讯方式，必须要另布线路、投资大，对线路的后期维护费用也较大，而且线路稍有损坏，就会影响信号的传输和交换。传统的电力线载波一般只选用一个载波频点，电能表的网络ID在出厂时设定，表计安装完成后由人工在主站将其加入网络，而本发明的主要特点是：一是利用遍布城乡的电力线作为通信网络，不需另外布线，成本低，维护方便。二是采用多个载波频率，能最大限度地克服电力线上的各种干扰，提高通信可靠性，同时采用多路载波侦听，实现自适应通信，做到即插即用。

发明内容

本发明的目的：利用遍布城乡的电力线作为电能表与主站数据的交换网，利用该网接收主站发送的指令，并根据该指令能够将其运行数据通过电力线网络发送给主站的电能表及其通讯方法。

本发明的目的是这样实现的：一是利用现有的电力线网络作为主站与用户之间的信息发射网与接收网；二是电能表的通讯电路从电力线网络上接收到信号，经过电能表双向通讯电路中多载波频率解调后，输入给多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)进行数据处理、存贮；多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)将已经处理过的用电信息按从电力线网络上接收的指令，经多载波频率调制后，由电力线网络通过多载波频率将电能表数据信息传送至主站。其技术方案：1、利用电力线网络制作多载波频率的电能表的通讯方法，(1)电能表中电能计量电路所产生的电能信号输入电能表中的多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)进行处理、存贮；(2)主站通过电力线网络与电能表进行数据交换；(3)电能表的执行机构受控于自身软件的编程指令或受控于主站通过电力线网络发送的指令；(4)电能表至少由双向通讯电路、多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)、电能计量电路、显示器及电源电路构成。2、利用电力线网络交换数据的电能表，至少由双向通讯电路、多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)、电能计量电路、显示器及电源电路构成，双向通讯电路通过多载波频率从电力网络接收到的信号经多载波频率解调后接多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)，电能计量电路接多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)的信号接口，多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)的数显信号接口接显示器的信号输入端、用电信息信号的接口接双向通讯电路中的多载波频率调制电路，经多载波频率调制后，其信号经双向调谐器调谐后通过多载波频率经电力线网络将信号发出。

本发明的有益效果是：与背景技术相比，利用电力线网络作为双向通讯的公用网，具有成本低，可靠性高，使用范围广；采用多载波频率通讯方法设计的电能表，可通过电力线网络实现电能表与主站之间信息的双向传输。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的原理示意图。

具体实施方式

本发明所采用的技术方案是：如图1和图2所示，利用多载波频率制作的电能表的通讯方法，(1)电能表中电能计量电路所产生的电能信号输入电能表中的多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)进行数据处理、存贮；(2)主站通过电力线网络与电能表进行信息交换；(3)电能表的执行机构受控于自身软件的编程指令或受控于主站通过电力线网络发射的指令；(4)电能表至少由双向通讯电路、多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)、电能计量电路、显示器及电源电路构成。电能表中的用电信息与主站的数据交换均通过电力线网络，电能表接收的指令是由主站通过电力线网络发射，电能表发射的指令是通过电力线网络发送至主站。利用电力线网络交换数据的电能表，至少由双向通讯电路、多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)、电能计量电路、显示器及电源电路构成，双向通讯电路从电力线网络接收到的模拟信号经多载波频率解调电路解调为数字信号后接多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)，电能计量电路接多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)的信号接口，多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)的数显信号接口接显示器的信号输入端，用电信息信号的接口接双向通讯电路中的多载波频率调制电路，经多载波频率调制后，其信号经双向调谐器调谐后通过电力线网将信号发出。双向通讯电路由多载波频率调制电路、多载波频率解调电路及双向调谐器构成，多载波频率调制电路接收来自多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)的用电信息信号，经多载波频率调制后，经双向调谐器调谐后通过电力线网络发送至主站；多载波频率解调电路通过双向调谐器接收来自电力线网络的信号，经多载波频率解调后，将其信号发送至多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)。多载波频率调制电路由串/并变换电路、信号映射、多载波频率调制、D/ALPF电路组成；多载波频率解调电路由并/串变换电路、信号映射、抽头均衡器、多载波频率解调、LPFA/D电路组成及载波恢复电路组成。工作原理如下：主站将所要索取的电能表运行数据及控制指令通过电力线网络发射，电能表中的双向通讯电路中的多载波频率解调电路接收到此指令后，将模拟信号解调为数字信号后输入给多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)，多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)中的软件指令按照所接收的指令，将存贮在存储器中的用电信息从存储器中调出，按照指令通过多载波频率调制电路将数字信号调制为模拟信号后，经双向通讯电路中的双向调谐器调谐后再通过电力线网络发出，主站通过电力线网络即可接收到所要的用电信息，并对欠费、超载等等未按主站规定要求运行的用户通过电能表中的控制机构自动切断其电能供给。本设计中的电能表初次接入电网后即采用多路载波侦听，侦测网络上现在是否存在通信，如网络空闲，即向主站发出注册申请，主站收到注册申请后，即为其分配一网络ID号，电能表收到后即将其保存到存储器中，作为其在网络中的身份标识和主站进行双向通信。利用多载波频率同时收发特点是：当某一频率受到干扰时，其它频率仍能保持正常通信，从而确保通信的正常进行。当网络干扰告别大时，则自动广播查找能和主站通信的节点，通过该节点中继实现和主站之间的通信，极大地提高了电力线载波的通信成功率。电能表中的电能计量电路所产生的电能信号输入至多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)的信号输入端，经其处理后存入存储器以备索取。显示器功能是：显示电能表运行的有关用电数据，以便用户及主站人员观察。红外通信口的功能是：便于主站人员通过红外遥控的方式指令电能表中存贮的用户信息显示在显示器的屏幕上。电源电路的功能是：为其它电路提供能量，确保其正常工作。电能表中的多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)中的用电指令的接收、电量检测、时段切换、时钟调整、电量运行运算、存贮以及用电数据的发送等等均编有软件且固化在硬件中，此技术为现有技术，不作叙述。多功能专用集成电路(或CPU或MCU或DSP)中含有存储器，也可外接存储器。

Claims (2)

1.一种电力电能表的通讯方法，电能表中电能计量电路所产生的电能信号输入电能表中的多功能专用集成电路或CPU或MCU或DSP数据处理控制器进行处理、存贮，其特征是：电能表中的双向通讯电路在电能表自身软件的编程指令下或根据接收到的主站指令，电能表中的计量电路所产生的电能信号利用多载波频率通过电力线网发送至主站，主站的指令通过电力线网络发送至电能表。

2.一种通过电力线网络进行数据交换的电能表，其特征是：至少由双向通讯电路、多功能专用集成电路或CPU或MCU或DSP数据处理控制器、电能计量电路、显示电路及电源电路构成，双向通讯电路从电力线网络接收到的信号经其多载波频率解调电路解调后接多功能专用集成电路或CPU或MCU或DSP数据处理控制器，电能计量电路接多功能专用集成电路或CPU或MCU或DSP数据处理控制器的信号接口，多功能专用集成电路或CPU或MCU或DSP数据处理控制器的数显信号接口接显示器的信号输入端、用电信息信号的接口接双向通讯电路中的多载波频率调制电路，经多载波频率调制后，其信号经双向调谐器调谐后通过电力线网络将其发出。

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