CN201018493Y - 窄带电力线通信通用透传装置 - Google Patents
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Abstract
窄带电力线通信通用透传装置，它涉及的是利用低压配电网络进行数据通信的技术领域。它是为了解决现有电力载波通信技术仍然难以完全克服电力线信道的时变性、频率选择性的问题。微处理器电路(1)的数据控制总线端连接电力线调制解调模块电路(2)的数据控制总线端，电力线调制解调模块电路(2)的两个载波信号输出端分别通过强弱电隔离耦合电路(4)连接低压配电网，电力线调制解调模块电路(2)的载波信号输入端通过接收信道开关电路(3)、强弱电隔离耦合电路(4)连接低压配电网。本实用新型能完全克服电力线信道的时变性及频率选择性的问题，还具有逻辑拓扑变化适应能力强、通信距离远的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是利用低压配电网络进行数据通信的技术领域。
背景技术
低压配电网(Low-Voltage network)是一个用户最多、分布最广、用户最必不可少的动力能源传输网络，同时也是一个日益被看好的、将来可以随时使用的高速数字通信网络。电力线通信(Power Line Communication，PLC)，又称电力线载波通信，是指利用电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行传输的技术，是电力系统特有的通信方式。目前的电力载波通信技术仍然难以完全克服电力线信道的时变性、频率选择性等固有特点，在具体应用中还存在由于信道动态变化而导致的逻辑拓扑变化、通信距离有限和通信可靠性差等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有电力载波通信技术仍然难以完全克服电力线信道的时变性、频率选择性的问题，在具体应用中还存在由于信道动态变化而导致的逻辑拓扑变化、通信距离有限和通信可靠性差的问题。进而提供了一种窄带电力线通信通用透传装置。
它由微处理器电路1、电力线调制解调模块电路2、接收信道开关电路3、强弱电隔离耦合电路4组成；
微处理器电路1的数据控制输出输入总线端连接电力线调制解调模块电路2的数据控制输出输入总线端，电力线调制解调模块电路2的两个载波信号输出端分别连接强弱电隔离耦合电路4的两个载波信号输入端，电力线调制解调模块电路2的载波信号输入端连接接收信道开关电路3的载波信号输出端，接收信道开关电路3的载波信号输入端连接强弱电隔离耦合电路4的载波信号输出端；强弱电隔离耦合电路4的电力线接口端连接电力线，微处理器电路1的开关状态控制输出端连接接收信道开关电路3的开关状态控制输入端。
本实用新型能完全克服电力线信道的时变性及频率选择性的问题，还具有逻辑拓扑变化适应能力强、通信距离远，通信可靠性高、体积小、结构简单的优点。
附图说明
图1是本实用新型的整体电路结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式由微处理器电路1、电力线调制解调模块电路2、接收信道开关电路3、强弱电隔离耦合电路4组成；
微处理器电路1的数据控制输出输入总线端连接电力线调制解调模块电路2的数据控制输出输入总线端，电力线调制解调模块电路2的两个载波信号输出端分别连接强弱电隔离耦合电路4的两个载波信号输入端，电力线调制解调模块电路2的载波信号输入端连接接收信道开关电路3的载波信号输出端，接收信道开关电路3的载波信号输入端连接强弱电隔离耦合电路4的载波信号输出端；强弱电隔离耦合电路4的电力线接口端连接电力线，微处理器电路1的开关状态控制输出端连接接收信道开关电路3的开关状态控制输入端。
所述电力线调制解调模块电路2由窄带电力线调制解调芯片U2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、二极管D1、二极管D2、电感L1、电感L2组成；
窄带电力线调制解调芯片U2的脚1、脚3、脚4、脚5、脚8、脚9、脚43端都与微处理器电路1的数据控制输出输入总线端相连接，窄带电力线调制解调芯片U2的脚33端、脚37端、电容C3的一端、二极管D2的阳极端连接电容C4的一端并接电源+VDD端，电容C3的另一端连接电容C4的另一端并接地及连接数字地，窄带电力线调制解调芯片U2的脚32端、二极管D2的阴极端、电容C5的一端连接二极管D1的阳极端，二极管D1的阴极端接数字地，窄带电力线调制解调芯片U2的脚23端、电阻R4的一端连接电容C1的一端，电阻R4的另一端连接电容C1的另一端并接地，窄带电力线调制解调芯片U2的脚17端接地，窄带电力线调制解调芯片U2的脚22端接电源+VCC端，窄带电力线调制解调芯片U2的脚38端、脚39端、脚41端、脚44端都接地，电容C5的另一端、电感L1的一端、电容C6的一端连接电阻R7的一端，电感L1的另一端连接电容C6的另一端并接数字地，电阻R7的另一端电感L2的一端连接电阻R8的一端，电感L2的另一端接数字地，电阻R8的另一端连接电容C7的一端，电容C7的另一端连接接收信道开关电路3的载波信号输出端，窄带电力线调制解调芯片U2的脚29端连接电容C2的一端，电容C2的另一端、电阻R6的一端连接电阻R5的一端，电阻R6的另一端接地，窄带电力线调制解调芯片U2的脚19端、脚20端连接电阻R5的另一端并连接强弱电隔离耦合电路4的一个载波信号输入端，窄带电力线调制解调芯片U2的脚21端连接强弱电隔离耦合电路4的另一个载波信号输入端；
接收信道开关电路3由光耦IC、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C8、运算放大器OPA组成；
光耦IC的脚2端连接微处理器电路1的开关状态控制输出端，光耦IC的脚1端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接电源+VDD端，光耦IC的脚4端接电源+VCC端，光耦IC的脚3端、电阻R10的一端连接运算放大器OPA的电源正极端，电阻R10的另一端接数字地，运算放大器OPA的电源负极端接数字地，运算放大器OPA的输出端连接电阻R11的一端并接电力线调制解调模块电路2的载波信号输入端，运算放大器OPA的反相输入端、电阻R11的另一端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接数字地，运算放大器OPA的同相输入端、电容C8的一端连接电阻R13的一端，电容C8的另一端接数字地，电阻R13的另一端连接强弱电隔离耦合电路4的载波信号输出端；
强弱电隔离耦合电路4由电感L3、电感L4、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R14、电阻R15、电感耦合器B，二极管D3、二极管D4、二极管D5组成；
电感L3的一端连接电力线调制解调模块电路2的一个载波信号输出端，电容C10的一端连接电力线调制解调模块电路2的另一个载波信号输出端，电感L3的另一端、电容C9的一端、二极管D3的阳极端连接电感耦合器B次级的一端并接接收信道开关电路3的载波信号输入端，电容C10的另一端、电阻R14的一端、二极管D5的阳极端连接电感耦合器B次级的另一端，电容C9的另一端连接电阻R14的另一端，二极管D3的阴极端、二极管D5的阴极端连接二极管D4的阴极端，二极管D4的阳极端接地，电感耦合器B初级的一端连接电感L4的一端，电感L4的另一端、电容C11的一端连接电容C12的一端，电容C11的另一端、电容C12的另一端连接电阻R15的一端，电感耦合器B初级的另一端连接电阻R15的另一端并与电阻R15的一端连接在低压配电网上。
微处理器电路1选用的型号为ATMEGA8，窄带电力线调制解调芯片U2选用的型号为ST7538，运算放大器OPA选用的型号为LF356。
工作原理：
本装置应两台以上配合使用，本装置在发送数据信号时，微处理器电路1控制接收信道开关电路3中的光耦IC关闭运算放大器OPA的电源，阻断大幅值的发送信号进入电力线调制解调模块电路2中的窄带电力线调制解调芯片U2的脚32端，从而避免烧毁窄带电力线调制解调芯片U2，同时微处理器电路1控制窄带电力线调制解调芯片U2处在发送数据状态，并通过强弱电隔离耦合电路4将调制的数据信号耦合到低压配电网上；
当接受数据时，微处理器电路1控制窄带电力线调制解调芯片U2处在接收数据状态，同时微处理器电路1控制接收信道开关电路3中的光耦IC开启运算放大器OPA的电源，使强弱电隔离耦合电路4从低压配电网上耦合下来的调制的数据信号通过接收信道开关电路3中的运算放大器OPA放大后送入电力线调制解调模块电路2中的窄带电力线调制解调芯片U2的脚32端中。从而在现有低压配电网(220V/380V)上实现远距离数据传输。
Claims (4)
1.窄带电力线通信通用透传装置，其特征在于它由微处理器电路(1)、电力线调制解调模块电路(2)、接收信道开关电路(3)、强弱电隔离耦合电路(4)组成；
微处理器电路(1)的数据控制输出输入总线端连接电力线调制解调模块电路(2)的数据控制输出输入总线端，电力线调制解调模块电路(2)的两个载波信号输出端分别连接强弱电隔离耦合电路(4)的两个载波信号输入端，电力线调制解调模块电路(2)的载波信号输入端连接接收信道开关电路(3)的载波信号输出端，接收信道开关电路(3)的载波信号输入端连接强弱电隔离耦合电路(4)的载波信号输出端；强弱电隔离耦合电路(4)的电力线接口端连接电力线，微处理器电路(1)的开关状态控制输出端连接接收信道开关电路(3)的开关状态控制输入端。
2.根据权利要求1所述的窄带电力线通信通用透传装置，其特征在于电力线调制解调模块电路(2)由窄带电力线调制解调芯片(U2)、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、二极管D1、二极管D2、电感L1、电感L2组成；
窄带电力线调制解调芯片(U2)的脚33端、脚37端、电容C3的一端、二极管D2的阳极端连接电容C4的一端并接电源+VDD端，电容C3的另一端连接电容C4的另一端并接地及连接数字地，窄带电力线调制解调芯片(U2)的脚32端、二极管D2的阴极端、电容C5的一端连接二极管D1的阳极端，二极管D1的阴极端接数字地，窄带电力线调制解调芯片(U2)的脚23端、电阻R4的一端连接电容C1的一端，电阻R4的另一端连接电容C1的另一端并接地，窄带电力线调制解调芯片(U2)的脚17端接地，窄带电力线调制解调芯片(U2)的脚22端接电源+VCC端，窄带电力线调制解调芯片(U2)的脚38端、脚39端、脚41端、脚44端都接地，电容C5的另一端、电感L1的一端、电容C6的一端连接电阻R7的一端，电感L1的另一端连接电容C6的另一端并接数字地，电阻R7的另一端、电感L2的一端连接电阻R8的一端，电感L2的另一端接数字地，电阻R8的另一端连接电容C7的一端，电容C7的另一端连接接收信道开关电路(3)的载波信号输出端，窄带电力线调制解调芯片(U2)的脚29端连接电容C2的一端，电容C2的另一端、电阻R6的一端连接电阻R5的一端，电阻R6的另一端接地，窄带电力线调制解调芯片(U2)的脚19端、脚20端连接电阻R5的另一端并连接强弱电隔离耦合电路(4)的一个载波信号输入端，窄带电力线调制解调芯片(U2)的脚21端连接强弱电隔离耦合电路(4)的另一个载波信号输入端。
3.根据权利要求1所述的窄带电力线通信通用透传装置，其特征在于接收信道开关电路(3)由光耦IC、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C8、运算放大器OPA组成；
光耦IC的脚2端连接微处理器电路(1)的开关状态控制输出端，光耦IC的脚1端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接电源+VDD端，光耦IC的脚4端接电源+VCC端，光耦IC的脚3端、电阻R10的一端连接运算放大器OPA的电源正极端，电阻R10的另一端接数字地，运算放大器OPA的电源负极端接数字地，运算放大器OPA的输出端连接电阻R11的一端并接电力线调制解调模块电路(2)的载波信号输入端，运算放大器OPA的反相输入端、电阻R11的另一端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接数字地，运算放大器OPA的同相输入端、电容C8的一端连接电阻R13的一端，电容C8的另一端接数字地，电阻R13的另一端连接强弱电隔离耦合电路(4)的载波信号输出端。
4.根据权利要求1所述的窄带电力线通信通用透传装置，其特征在于强弱电隔离耦合电路(4)由电感L3、电感L4、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R14、电阻R15、电感耦合器B，二极管D3、二极管D4、二极管D5组成；
电感L3的一端连接电力线调制解调模块电路(2)的一个载波信号输出端，电容C10的一端连接电力线调制解调模块电路(2)的另一个载波信号输出端，电感L3的另一端、电容C9的一端、二极管D3的阳极端连接电感耦合器B次级的一端并连接接收信道开关电路(3)的载波信号输入端，电容C10的另一端、电阻R14的一端、二极管D5的阳极端连接电感耦合器B次级的另一端，电容C9的另一端连接电阻R14的另一端，二极管D3的阴极端、二极管D5的阴极端连接二极管D4的阴极端，二极管D4的阳极端接地，电感耦合器B初级的一端连接电感L4的一端，电感L4的另一端、电容C11的一端连接电容C12的一端，电容C11的另一端、电容C12的另一端连接电阻R15的一端，电感耦合器B初级的另一端连接电阻R15的另一端并与电阻R15的一端连接在低压配电网上。
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| CN102904614A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-01-30 | 上海电机学院 | 一种迭代时隙分配方法 |
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