CN101931434A - 基于电力线载波通信的网络数据转换装置及其转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种载波通信装置及其方法，特别是一种基于电力线载波通信的网络数据转换装置及其转换方法。本发明提供了一种基于电力线载波通信的网络数据转换装置和转换方法，将宽带通信网络和窄带通信网络的信号传输连接起来，使其互通，克服了原有高速通信和低速通信的不足之处，提高了通信成功率以及通信的可靠性；兼容了两种通信网络，解决了两种通信网络之间的传输问题，实现了宽带通信网络和窄带通信网络之间的整合兼容运用，简化管理程序，降低管理成本，降低建设成本，在本领域的发展上具有重大意义。

Description

基于电力线载波通信的网络数据转换装置及其转换方法

技术领域

本发明涉及一种载波通信装置及其方法，特别是一种基于电力线载波通信的网络数据转换装置及其转换方法。

背景技术

现有技术中，基于电力线载波通信的方法主要有两种：一种是采用低速电力线通信架构，频率在7KHZ-500KHZ，就是窄带通信方式，采用这种方法通信速率很低，通常小于9600bps，一般只有1200bps，由于电力线路通信的信噪比在随时变化的电力用电环境下难以稳定，不能得到很好的保证，因此通信的成功率低，可靠性差，但传播距离远，可达千米。

基于电力载波通信的另一种方法是采用宽带通信方式，利用正交频分技术(OFDM)，频率在2MHZ-30MHZ，其通信速率大于10Mbps，可以达到200Mbps以上，通信成功率极高，但是由于高速通信的频率高，其在通信的频段内衰减也大，通常只能保证在300米距离内的可靠通信，而且高速通信网络对其相应的通信产品要求高，因此造价也高。

上述两种方法目前在技术是不兼容的，目前是各自独立，面对电力线通信的各个领域，只是根据实施方的通信技术方向选择安装高速通信系统，或者是选择安装低速通信系统，但是对于管理部门而言却是极大不便，需要安装两套管理系统，而不能相互兼容；另一方面，高速通信网络和低速通信网络各有其优势，却都存在一定不足，高速通信网络难以保证长距离的可靠通信，而低速通信网络可长距离通信却无法保证其通信成功率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种可兼容高、低通信网络，且通信成功率高的基于电力载波通信的网络数据转换装置及其转换方法。

首先，本发明所述的通信装置是通过以下途径来实现的：

基于电力线载波通信的网络数据转换装置，其结构要点在于：包括有高速通信模块、低速通信模块，控制转换电路，第一信号传输接口以及第二信号传输接口，第一信号传输接口一端连接通信载体，另一端通过高速通信模块与控制转换电路的一通信接口连接，控制转换电路的另一个通信接口与低速通信模块连接，低速通信模块与第二信号传输接口连接。

高速通信模块实现信息数据与高速载波信号相互转换。低速通信模块实现信息数据与低速载波信号相互转换。控制转换电路根据指令控制高速载波信号与低速载波信号的工作模式：当进行窄带信号转换成宽带信号时，先将窄带信号中的“传输信息”提出，再按宽带通讯协议进行“打包”输入到高速通信模块，完成窄带信号转换宽带信号并输出。当进行宽带信号转换成窄带信号时，先将宽带信号中的“传输信息”提出，再按窄带通讯协议进行“打包”并存入“存储器”后按指令输入到低速通信模块，完成宽带信号转换窄带信号并输出。

第一信号传输接口接收来自通信载体上的高速载波信号，然后传送给高速通信模块，高速通信模块处理后，将数据信号传送给控制转换电路，控制转换电路转换该数据信号使之成为低速载波信号，然后将其传送给低速通信模块做进一步处理，最后通过第二信号传输接口将转换后的信号传输出去，完成由高速载波信号转换为低速载波信号的过程。以上在数据转换装置中的信号流过程是可逆的，也就是说，当低速载波信号经第二信号传输接口进入转换装置后，经由低速通信模块处理，再由控制转换电路转换，最后再由高速通信模块处理后，将由低速载波信号转换成的高速载波信号通过第一信号传输接口传输出去。

这样，采用本发明所述的网络数据转换装置可以转换并传输高速和低速载波信号，兼容高速、低速通信网络，在本方案的基础上，对高速通信网络和低速通信网络进行优化配比，可克服两种通信方式在传输载波信号上的不足，提高通信成功率和通信可靠性。

宽带通信技术和窄带通信技术分属两个不同技术体系，因为其技术特性上的不相同，导致其所采用的技术及相关各种产品都完全不同，所以双方都在各自领域内发展，而没有考虑与对方的整合兼容。事实上，不论是宽带还是窄带，其本质都是数据以载波方式进行传输，但是本领域的技术人员却因其技术体系关系或由于应用研究的不够深入，或者专注于宽带，或者专注于窄带技术，从没有考虑将两种技术进行整合兼容，完成双方的共通共融，久而久之形成了一种技术“偏见”，认为二者无需兼容，而本发明的技术人员正是克服了该技术“偏见”，对应用研究的深入，求同存异，将两种技术整合兼容，既可以取长补短，进一步发展通信技术，提高通信成功率，还可以将宽带和窄带进行兼容运用，扩大运用范围，简化管理程序，降低管理成本，降低建设成本，在本领域的发展上具有重大意义。

本发明还可以进一步具体为：

第一信号传输接口和第二信号传输接口安装在同一接口电路中。

高速通信模块可以采用如下型号的芯片：INT6300、INT6400、DS7700、DS8101、DS9101；

低速通信模块可以采用如下型号的芯片：IT700、PLC38-I、PLC38-II、PLC38-III；

控制转换电路可以采用如下型号的处理芯片：ARM7，ARM9；另外控制转换电路中的存储器可以采用如下型号：K9F1208。

本发明所述的基于电力线载波通信的网络数据转换方法，其要点在于：

提供一种如上所述的基于电力线载波通信的网络数据转换装置，

提供一种与数据源连接的采集器，

提供一种窄带通信网络和一种宽带通信网络；

当数据源处于宽带通信网络中时，宽带通信网络的数据传输载体通过采集器连接到网络数据转换装置的第一信号传输接口；

高速载波信号需要从宽带通信网络传输到窄带通信网络时，宽带通信网络的数据源高速载波信号将经由采集器，然后通过第一信号传输接口传输到网络数据转换装置中，在网络数据转换装置的转换下，成为低速载波信号，最后通过第二信号传输接口传输到窄带通信网络中；信号返回时，低速载波信号需要从窄带通信网络传输到宽带通信网络，窄带通信网络的低速载波信号将通过第二信号传输接口传输到网络数据转换装置中，在网络数据转换装置的转换下，成为高速载波信号，然后通过第一信号传输接口传输出去，经采集器传输到宽带通信网络中。

当数据源处于窄带通信网络中时，窄带通信网络的数据传输载体通过采集器连接到网络数据转换装置的第二信号传输接口；

低速载波信号需要从窄带通信网络传输到宽带通信网络时，窄带通信网络的低速载波信号将经由采集器通过第二信号传输接口传输到网络数据转换装置中，在网络数据转换装置的转换下，成为高速载波信号，然后通过第一信号传输接口传输到宽带通信网络中；信号返回时，高速载波信号需要从宽带通信网络传输到窄带通信网络，宽带通信网络的数据源高速载波信号将通过第一信号传输接口传输到网络数据转换装置中，在网络数据转换装置的转换下，成为低速载波信号，最后通过第二信号传输接口传输出去，经采集器传输到窄带通信网络中。

这是一种整合宽带通信网络和窄带通信网络的网络架构，系统架构基于电力线载波通信。因此无需另外敷设网络线，而直接利用现有的电力传输线。该网络可以实现高速载波信号和低速载波信号之间的相互转换，从而实现电力宽带载波通信网络和电力窄带载波通信网络之间的相互转换和通信，为宽带通信网络和窄带通信网络提供一个很好的系统组网技术及装置。

上述发明还可以进一步具体为：

还包括一种集中器，其串接在通信网络主站与网络数据转换装置之间。

通信网络主站是通信网络(即宽带通信网络或者窄带通信网络)的一种主节点，对网络传输的数据、协议、设备等进行管理的系统。在通信网络中，集中器是作为对某一局部的所有终端进行网络管理的中间设备，可以加强网络通信的信号传输和各种管理，是对主站管理的辅助和分支。

上述的网络数据转换装置可以做为独立设备存在，也可以安装在采集器中，节省成本，同时使信号处理过程更为紧凑，简单。

网络数据转换装置还可以安装在集中器中，这样，可以使集中器数据处理能力有所提高，但就目前而言，系统的建设成本也会相应提高。

综上所述，本发明提供了一种基于电力线载波通信的网络数据转换装置和转换方法，将宽带通信网络和窄带通信网络的信号传输连接起来，使其互通，克服了原有高速通信和低速通信的不足之处，提高了通信成功率以及通信的可靠性；兼容了两种通信网络，解决了两种通信网络之间的传输问题，实现了宽带通信网络和窄带通信网络之间的整合兼容运用，简化管理程序，降低管理成本，降低建设成本，在本领域的发展上具有重大意义。

附图说明

图1所示为本发明所述网络数据转换装置的电路框架示意图；

图2所示为本发明所述最佳实施例的网络结构原理示意图；

具体实施方式

最佳实施例

参照附图1，基于电力线载波通信的网络数据转换装置，包括有高速通信模块、低速通信模块，控制转换电路，第一信号传输接口以及第二信号传输接口，第一信号传输接口一端连接通信载体，另一端通过高速通信模块与控制转换电路的一通信接口电连接，控制转换电路的另一个通信接口与低速通信模块电连接，低速通信模块与第二信号传输接口电连接。

上述设备中，高速通信模块为宽带PLC高速通信模块，可以采用型号为DS7700的通信芯片。低速通信模块为低速PLC通信模块，可以采用型号为PLC38-II的通信芯片，控制转换电路则为一种ARMCPU控制电路。

第一信号传输接口接收来自通信载体上的高速载波信号，然后传送给高速通信模块，高速通信模块处理后，将数据信号传送给控制转换电路，控制转换电路转换该数据信号使之成为低速载波信号，然后将其传送给低速通信模块做进一步处理，最后通过第二信号传输接口将转换后的信号传输出去，完成由高速载波信号转换为低速载波信号的过程。信号回传时，也就是说，当低速载波信号经第二信号传输接口进入网络数据转换装置后，经由低速通信模块处理，再由控制转换电路转换，最后再由高速通信模块处理后，将由低速载波信号转换成的高速载波信号通过第一信号传输接口传输出去。

参照附图2，本实施例提供以电力系统的抄表系统为应用背景，基于电力线载波的网络数据转换方法。以下先介绍现有电力抄表系统的情况：

目前，对供电电表的安装根据安装对象和环境区分，有两种方式，一种是集中式，一种是分散式，集中式的电表抄表系统可以适用于宽带通信网络，只需要加装高速通信模块即可，分散式的电表抄表系统适用于窄带通信网络，上述两种通信方式均可以实现抄表，两个系统各自独立，互不兼容，对供电管理部门而言管理和建设成本大大提高，且难以实现统一管理。针对以上问题，可以将本发明所述的网络数据转换方法实现将窄带通信网络的数据传输转换为宽带通信网络的数据传输，以提高通信成功率，实现两种不同通信方法的整合兼容。具体如下：

提供一种如前所述的基于电力线载波通信的网络数据转换装置，

提供一种窄带通信网络，为各个电表连接和传输的网络；一种宽带通信网络，为供电部门提供数据管理的通信网络；

提供一种包括有上述网络数据转换装置的采集器，即网络数据转换装置安装在采集器中，采集器连接在具有各种电表数据源的窄带通信网络中；

提供一种集中器，其与宽带通信网络连接，为一种宽带通信的网络管理中间设备；

窄带通信网络的数据传输载体通过采集器连接到网络数据转换装置的第二信号传输接口，宽带通信网络的数据传输载体通过集中器连接到网络数据转换装置的第一信号传输接口；

从电表中采集的各种数据成为窄带通信网络的低速载波信号，集中传输到采集器中，然后通过第二信号传输接口传输到网络数据转换装置中，在网络数据转换装置的转换下，成为高速载波信号，并通过第一信号传输接口传输出去，最后经集中器传输到宽带通信网络中，将数据信号传输到供电管理部门上。

当信号回传时，即当高速载波信号从宽带通信网络传输到窄带通信网络时，宽带通信网络的高速载波信号经集中器传输到电力线上，然后通过第一信号传输接口传输到网络数据转换装置中，在网络数据转换装置的转换下，成为低速载波信号，可以分为两类，一类通过第二信号传输接口传输出去，经采集器传输到窄带通信网络中的低速载波电表上，另一类则可以通过485总线信号传输给具有485功能的电表。485接口电路与控制转换电路的连接见附图1。

上述实施例中，也可以使网络数据转换装置安装在集中器中，不过设备成本将提高。

本实施例未述部分与现有技术相同。

Claims (7)

1.基于电力线载波通信的网络数据转换装置，其特征在于：包括有高速通信模块、低速通信模块，控制转换电路、第一信号传输接口以及第二信号传输接口，第一信号传输接口一端连接通信载体，另一端通过高速通信模块与控制转换电路的一通信接口连接，控制转换电路的另一个通信接口与低速通信模块连接，低速通信模块与第二信号传输接口连接。

2.根据权利要求1所述的基于电力线载波通信的网络数据转换装置，其特征在于：控制转换电路根据指令控制高速载波信号与低速载波信号的工作模式：当进行窄带信号转换成宽带信号时，先将窄带信号中的“传输信息”提出，再按宽带通讯协议进行“打包”输入到高速通信模块，完成窄带信号转换宽带信号并输出；当进行宽带信号转换成窄带信号时，先将宽带信号中的“传输信息”提出，再按窄带通讯协议进行“打包”并存入“存储器”后按指令输入到低速通信模块，完成宽带信号转换窄带信号并输出。

3.根据权利要求1所述的基于电力线载波通信的网络数据转换装置，其特征在于，第一信号传输接口和第二信号传输接口安装在同一接口电路中。

4.基于电力线载波通信的网络数据转换方法，其特征在于，包括如下组成：提供一种如权利要求1所述的基于电力线载波通信的网络数据转换装置，提供一种与数据源连接的采集器，

提供一种窄带通信网络和一种宽带通信网络；

当数据源处于宽带通信网络中时，宽带通信网络的数据传输载体通过采集器连接到网络数据转换装置的第一信号传输接口；

高速载波信号需要从宽带通信网络传输到窄带通信网络时，宽带通信网络的数据源高速载波信号将经由采集器，然后通过第一信号传输接口传输到网络数据转换装置中，在网络数据转换装置的转换下，成为低速载波信号，最后通过第二信号传输接口传输到窄带通信网络中；信号返回时，低速载波信号需要从窄带通信网络传输到宽带通信网络，窄带通信网络的低速载波信号将通过第二信号传输接口传输到网络数据转换装置中，在网络数据转换装置的转换下，成为高速载波信号，然后通过第一信号传输接口传输出去，经采集器传输到宽带通信网络中，

当数据源处于窄带通信网络中时，窄带通信网络的数据传输载体通过采集器连接到网络数据转换装置的第二信号传输接口；

低速载波信号需要从窄带通信网络传输到宽带通信网络时，窄带通信网络的低速载波信号将经由采集器通过第二信号传输接口传输到网络数据转换装置中，在网络数据转换装置的转换下，成为高速载波信号，然后通过第一信号传输接口传输到宽带通信网络中；信号返回时，高速载波信号需要从宽带通信网络传输到窄带通信网络，宽带通信网络的数据源高速载波信号将通过第一信号传输接口传输到网络数据转换装置中，在网络数据转换装置的转换下，成为低速载波信号，最后通过第二信号传输接口传输出去，经采集器传输到窄带通信网络中。

5.根据权利要求4所述的基于电力线载波通信的网络数据转换方法，其特征在于，还包括一种集中器，其串接在通信网络主站与网络数据转换装置之间。

6.根据权利要求4所述的基于电力线载波通信的网络数据转换方法，其特征在于，网络数据转换装置可以做为独立设备存在，也可以安装在采集器中，连接采集器的接口电路，并与采集器共用同一设备外壳。

7.根据权利要求5所述的基于电力线载波通信的网络数据转换方法，其特征在于，网络数据转换装置安装在集中器中，连接集中器的接口电路，并与集中器共用同一设备外壳。

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