CN201409130Y - 电力线通信载波机 - Google Patents

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易波
黄明松
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Shanghai CSG Smart Sci&Tech.co.,Ltd.
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Abstract

本实用新型公开了一种电力线通信载波机，包括连接通信数据线的通信接口；处理调制前和解调后的数据的数字信号处理模块；调制发送数据、解调接收数据的调制解调模块；对调制后的发送数据进行滤波的发信滤波模块；对滤波后的发送数据进行放大的功率放大模块；连接电力线的射频接口；对接收数据进行电压调制的隔离变压器；对电压调制后的接收数据进行滤波的收信滤波模块；对滤波后的接收数据进行噪声处理、回波处理的噪声处理模块。所述通信接口、数字信号处理模块、调制解调模块、发信滤波模块、功率放大模块和射频接口依次连接。所述射频接口、隔离变压器、收信滤波模块、噪声处理模块、调制解调模块、数字信号处理模块和通信接口也依次连接。

Description

电力线通信载波机
技术领域
本实用新型涉及一种通过电力线载波进行数据通信的装置。
背景技术
电力线载波通信是利用电力线作为传输通道，通过载波方式传输模拟、数字信号，具有经济、稳定、可靠、不易破坏等特点。
然而，电力线的主要功能是电力传输，即传送50Hz工频信号，所以难以兼顾高频数据通信的技术要求。特别是中压(10KV)配电网络，线路变动较大，T接点众多，不能使用阻波器，线路负荷投切的随机性造成信号衰减的随机性很大。
当前，国产电力线载波机多采用宽频调制，可用频带少，组网能力差；多终端连接时易造成通讯困难。而国外电力线载波机仅适用于电网情况较好的状态，其抗干扰能力差；并且多采用非透明传输，限制了广泛应用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对中压配电线路复杂多变以及噪声、回波等干扰造成的通信误码问题，提供了一种普遍实用于中压配电线路的高准确性电力线通信载波机。
为解决上述技术问题，本实用新型电力线通信载波机包括连接通信数据线的通信接口；处理调制前和解调后的数据的数字信号处理模块；调制发送数据、解调接收数据的调制解调模块；对调制后的发送数据进行滤波的发信滤波模块；对滤波后的发送数据进行放大的功率放大模块；连接电力线的射频接口；对接收数据进行电压调制的隔离变压器；对电压调制后的接收数据进行滤波的收信滤波模块；对滤波后的接收数据进行噪声处理、回波处理的噪声处理模块。所述通信接口、数字信号处理模块、调制解调模块、发信滤波模块、功率放大模块和射频接口依次连接。所述射频接口、隔离变压器、收信滤波模块、噪声处理模块、调制解调模块、数字信号处理模块和通信接口也依次连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：数字传输信号，信道数目随意配置，全面组网能力强；采用交错式矩阵纠错，大大降低了误码率；噪声平衡处理、回波抵消处理后获得了理想的通信质量；三重避雷措施，最大保证了装置的安全性。
附图说明
图1是本实用新型电力线通信载波机的结构示意图。
图2是本实用新型电力线通信载波机连接电力线的示意图。
图3是本实用新型电力线通信载波机组网方式的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型电力线通信载波机包括：
通信接口，连接通信数据线，例如可采用RS-232接口或RS-485接口；
数字信号处理模块，对调制前的发送数据(即来自通信接口的发送数据)、解调后的接收数据(即来自调制解调模块的接收数据)进行处理，如格状编码、交错式矩阵纠错等；
调制解调模块，对来自数字信号处理模块的发送数据、来自噪声处理模块的接收数据进行DPSK(差分移相键控)编解码操作，实现数据的调制、解调；
发信滤波模块，对调制后的发送数据(即来自调制解调模块的发送数据)进行滤波处理，使载波信号在传输过程中免受外界杂波的干扰；
功率放大模块，对滤波后的发送数据(即来自发信滤波模块的发送数据)进行功率放大；
射频接口，连接电力线；
隔离变压器，对接收数据进行电压调制；
收信滤波模块，对电压调制后的接收数据(即来自隔离变压器的接收数据)进行杂波滤除，提取载波信号；
噪声处理模块，对滤波后的接收数据(即来自收信滤波模块的接收数据)进行噪声平衡处理、回波抵消处理等；
所述通信接口、数字信号处理模块、调制解调模块、发信滤波模块、功率放大模块和射频接口依次连接；
所述射频接口、隔离变压器、收信滤波模块、噪声处理模块、调制解调模块、数字信号处理模块和通信接口也依次连接。
本实用新型电力线通信载波机的原理是这样的，电力线通信载波机作为中高压电力线路上信号传输的透明通道。终端或中心站待传输数据通过通信接口连接到发送端的电力线通信载波机，这些待传输数据经过编码和数字调制变成数字信号，再经过耦合设备后，用广播方式发送到中高压配电网上。接收端的电力线通信载波机经过数字解调，得到原始的数据。
上述电力线通信载波机还可以包括看门狗模块，所述调制解调模块、看门狗模块和数字信号处理模块依次连接。所述看门狗模块检测所述调制解调模块，当发现载波受到外界的严重干扰时，看门狗模块可对数字信号处理模块进行强行复位。
上述电力线通信载波机还可以包括电源模块，所述电源通过两根电源线分别连接所述数字信号处理模块和功率放大模块。电源模块具有交直流切换功能，提供两路电源，一为功率放大模块提供24V电源用于发射信号功率放大；一为数字信号处理模块提供±5V电源，支持数字处理电路工作。
所述数字信号处理模块中采用交错式钜阵纠错法，将8位矩阵改成11位，以3位正交冗余码监测8位数据。虽然牺牲一定的速度，但克服了配电线路复杂所造成的通信误码问题。
所述噪声处理模块根据“在两个足够近的频点连续噪声有最接近的能量；离散噪声则主要是由负荷瞬变引起的”的认识，采用共生辅助频点来提取信号。对于电磁反射的干扰，噪声处理模块还采用与中心频率很接近的一个副频率在接收端来消除噪声干扰，提取正确的调制信号。这可以减少发送信号的反射对接收端的影响，增强接收信号的纯度。
所述调制解调模块采用离散多载波调制，即在4KHz的带宽范围内，将带宽分为各1.3KHz的3个频段，按2∶1的原则确认波形。将每4个通信频带作为一个子带，最多可以有16个通信频带，根据每条线路的频响特性，选择几个子带进行通信。
请参阅图2，为了确保安全，本实用新型电力线通信载波机具有三重避雷。首先，本实用新型电力线通信载波机的射频端口通过一个结合设备连接电力线。其次，在射频端口的进线端具有屏蔽避雷(氧化锌避雷)，在结合设备的进线端具有氧化锌避雷，在结合设备的出线端具有真空管放电避雷，在电力线(如10KV配变线)上具有主避雷装置。
配电网络的特点是一个变电站连接多个配电站。本实用新型可以分别布置在变电站(称为主载波机)和配电站(称为从载波机)，主载波机与多个从载波机进行数据传输，在变电站由主载波机将进行数据汇集，并通过光纤、电缆、公网或专网主用数据通道与中心机房进行信息传输。上述组网方式请参见图3。
综上所述，本实用新型电力线通信载波机可以在电力线上载波进行通信数据的传输，该设计普遍适用于中国电网，尤其是中压配电网复杂的负荷、阻抗特征，并在误码、噪声、安全上进行了若干改进。

Claims (7)

1.一种电力线通信载波机，其特征是，所述电力线通信载波机包括：
连接通信数据线的通信接口；
处理调制前和解调后的数据的数字信号处理模块；
调制发送数据、解调接收数据的调制解调模块；
对调制后的发送数据进行滤波的发信滤波模块；
对滤波后的发送数据进行放大的功率放大模块；
连接电力线的射频接口；
对接收数据进行电压调制的隔离变压器；
对电压调制后的接收数据进行滤波的收信滤波模块；
对滤波后的接收数据进行噪声处理、回波处理的噪声处理模块；
所述通信接口、数字信号处理模块、调制解调模块、发信滤波模块、功率放大模块和射频接口依次连接；
所述射频接口、隔离变压器、收信滤波模块、噪声处理模块、调制解调模块、数字信号处理模块和通信接口也依次连接。
2.根据权利要求1所述的电力线通信载波机，其特征是，所述电力线通信载波机还包括监测所述调制解调模块的看门狗模块，所述调制解调模块、看门狗模块和数字信号处理模块依次连接。
3.根据权利要求1所述的电力线通信载波机，其特征是，所述电力线通信载波机还包括电源模块，由两根电源线分别连接所述数字信号处理模块和功率放大模块。
4.根据权利要求3所述的电力线通信载波机，其特征是，所述电源模块通过一根电源线向所述数字信号处理模块输出±5V电源，通过另一根电源线向所述功率放大模块输出24V电源。
5.根据权利要求1所述的电力线通信载波机，其特征是，所述通信接口为RS-232接口或RS-485接口。
6.根据权利要求1所述的电力线通信载波机，其特征是，所述射频接口通过结合设备连接电力线。
7.根据权利要求6所述的电力线通信载波机，其特征是，所述射频接口的进线端、所述结合设备的进线端和出线端、所述电力线均具有避雷装置。
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