CN1170371C - 电力线载波通讯传输数据的方法 - Google Patents
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Abstract
一种电力线载波通讯传输数据的方法，该方法用信号调制解调装置作为通讯端口将通讯数据信号接收或发射，通讯数据的载波信号通过高通激励耦合单元后，以电力线的火线或中性线与接地线形成的传输介质进行传输。在传输中，信号在不影响电力安全的情况下进行传输，并减少由于负载变化和电网中用电器具所产生的干扰；信号传输对电力线的结构的敏感度降低，提高数据传输率和传输距离并保持了利用电力线进行传输的灵活性，有利于这一技术的推广。
Description
本发明涉及数据信息的传输，更具体地涉及电力线载波通讯传输数据的方法。
利用现有的市电电力供电线路传输数据已成为当前一大通讯技术热点，它可为家庭自动控制系统、自动水电煤气抄表、电力线上英特网、电力线局域网提供更大的方便。目前在电源线上进行数据传输的方法是在火线和中性线(零线)上进行，如在火线和中性线(零线)上进行频移键控(FSK)、扩谱/码分多址(CDMA)、正交幅度调制(QAM)、相位调制解调等多种技术实施方案。可以想象得知，由于电力线的火线与中性线(零线)间的负载变化大，各电器设备对电力线路干扰强度难以确定以及电力线路自身结构复杂、分叉多等客观条件限制，使电力线上传输数据的可靠性、传输速率、传输距离和信号隔离都受到很大限制，影响了电力线传输数据的普及应用。
本发明的目的是针对上述利用电力线的火线和中性线(零线)进行传输数据的方法存在的缺点，提出电力线载波通讯传输数据的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：该方法用信号调制解调装置作为通讯端口将通讯数据信号接收或发射，通讯数据的载波信号通过高通激励耦合收发单元后，以电力线的火线或中性线(零线)与接地线组成的回路作为传输介质进行传输。
由于本发明采用电力线的火线或中性线(零线)与接地线组成的回路作为传输介质来对通讯数据的载波信号进行传输，所以在信号的传输回路中，信号能够在不影响电力安全的情况下进行传输，并大大减少由于负载变化和电网中用电器具所产生的干扰；此外，使信号传输对电力线的结构的敏感度降低，从而提高数据传输率和传输距离并保持了利用电力线进行传输的灵活性，有利于这一技术的推广与普及。
下面请结合附图和实施例，对本发明作一详细地说明：
图1为本发明原理框图。
图2为本发明的实施例原理框图。
如图1所示，通常，单相市电电力供电线路包括有火线、中性线(零线)，火线、中性线(零线)进入每一户，用户的用电具器接于火线和中性线(零线)之间，而接地线一般接用电器具的外壳，正常情况下接地线上并不存在电流，它与火线和中性线(零线)之间均看作为开路，其阻抗视为无穷大，本发明方法是用信号调制解调装置作为通讯端口将通讯数据信号接收或发射，通讯数据的载波信号通过高通激励耦合单元后，以电力线的火线与接地线作为传输介质进行传输。当然也可以在电力线的中性线(零线)与接地线作为传输介质进行传输，也就是说，该方法用信号调制解调装置作为通讯端口将通讯数据信号接收或发射，通过高通激励耦合单元后的通讯数据的载波信号也可以以电力线的中性线(零线)与接地线作为传输介质进行传输。
这样，火线和中性线(零线)上的负载变化及噪声均不会对传输信道造成影响，供电线路上的干扰由于不能构成传输回路而难以进入信号传输信道，无论供电线路上的支路多或少、负载变化大或小，其火线与接地线之间、中性线(零线)与接地线之间所形成的信号回路能保持稳定，提高了信号传输质量。
由于在电力线的火线与中性线(零线)之间存在寄生电抗，若只采用火线与接地线、或中性线(零线)与接地线之间的回路传输，一回路中的信号有部分能量会耗散到另一条回路中，使信号传输衰减失真，同时也增大了火线与中性线(零线)之间的噪声。为了解决这一问题，本发明还可以在信号调制解调装置作为通讯端口将通讯数据信号接收或发射时，将经高通激励耦合单元后的通讯数据的载波信号分别同时、同步、同相以电力线的火线与接地线组成的回路和电力线的中性线(零线)与接地线组成的回路作为传输介质进行传输。这样，因寄生电抗所产生的寄生电流将大大减少，火线与中性线(零线)之间几乎不增加噪声，信号传输性能得以提高。
本发明的方法不涉及信号的调制方式，因此传统的电力线载波通讯的调制解调方法仍然可以适用。
本发明的方法特别适用于有公共保护接地线，以及供电线路结构复杂的系统，如有接地保护的大楼局域网或空调控制、居民楼的统一水电煤气抄表和家庭自控系统。
对于一个局域网而言，电源网络一般为树状拓扑结构，本方法可以在局域网的一级树根处增加低通阻波器，也就是说，当采用在电力线的火线与接地线之间进行信号传输时，则在所说的电力线的火线进线处与接地线之间接一低通阻波器；当采用在电力线的中性线(零线)与接地线之间进行信号传输时，则在所说的电力线的中性线(零线)进线处与接地线之间接有一低通阻波器；当同时采用在电力线的火线与接地线之间、中性线(零线)与接地线之间进行信号传输时，则在所说的电力线的火线进线处与接地线之间、中性线(零线)进线处与接地线之间分别接低通阻波器、
请再结合图2，本发明所提及高通激励耦合收发单元可采用变压器和隔离电容，变压器的中心抽头与接地线相接，变压器的两个同相端分别通过电容与火线和中性线(零线)接接，若采用火线与接地线之间回路，或中性线(零线)与接地线之间回路信号传输，则可只要在相应的回路中接高通激励耦合收发单元即可。当然高通激励耦合收发单元还可以采用其它的形式结构。
请继续参阅图2，本发明提及的低通阻波器采用电感电容低通阻波器，电感串接在接地线上，电容的一端与地相接，另一端则通过电容接火线(中性线(零线))，若同时采用火线与接地线之间回路、中性线(零线)与接地线之间回路，则需同时采用电感电容低通阻波器。当然也可以不采用这种结构形式的低通阻波器，采用其它形式的阻波器。
Claims (6)
1、一种电力线载波通讯传输数据的方法，其特征在于：该方法用信号调制解调装置作为通讯端口将通讯数据信号接收或发射，通讯数据的载波信号通过高通激励耦合收发单元后，以电力线的火线与接地线组成的回路作为传输介质进行传输。
2、如权利要求1所述的电力线载波通讯传输数据的方法，其特征在于：在所说的电力线的火线进线处与接地线之间接有一低通阻波器。
3、一种电力线载波通讯传输数据的方法，其特征在于：该方法用信号调制解调装置作为通讯端口将通讯数据信号接收或发射，通讯数据的载波信号通过高通激励耦合收发单元后，以电力线的中性线与接地线组成的回路作为传输介质进行传输。
4、如权利要求3所述的电力线载波通讯传输数据的方法，其特征在于：在所说的电力线的中性线进线处与接地线之间接有一低通阻波器。
5、一种电力线载波通讯传输数据的方法，其特征在于：该方法用信号调制解调装置作为通讯端口将通讯数据信号接收或发射，通讯数据的载波信号通过高通激励耦合收发单元后，以电力线的火线与接地线组成的回路以及以电力线的中性线与接地线组成的回路作为传输介质进行传输。
6、如权利要求5所述的电力线载波通讯传输数据的方法，其特征在于：在所说的电力线的火线进线处与接地线之间以及电力的中性线进线处与接地线之间分别接有低通阻波器。
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