CN201639576U - 电力线载波路由装置 - Google Patents

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刘珍玲
毛周明
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Abstract

一种电力线载波路由模块，属于电力线通信领域。该电力线载波路由模块包括根据电力线通信协议处理通信数据的处理器、对处理器提供外围支持的外围辅助模块、存储器以及将电力线载波信号在电力线与处理器之间传递的通信模块，所述外围辅助模块、存储器以及通信模块均与处理器连接。电力线载波路由模块具有标准化的电力线载波通信协议，可以将在电力线上传输的微弱的信号提取出来，然后进行放大转发，可以大大增强电力线通信的可靠性。

Description

电力线载波路由装置
【技术领域】
本实用新型涉及电力线通信领域，尤其是涉及一种用于转发通信信息的电力线载波路由装置。
【背景技术】
电力线通信是一种用电力线作为通信媒介的技术。电力线通信的可靠性问题，是自电力线载波通信诞生半个世纪以来阻碍其发展的最大障碍。电力线的通信环境非常恶劣，其干扰和噪声的能量可以是载波信号的能量的数百倍。并且这些干扰和噪声是随时间和地点不同而变化。同时由于在电力线上的负载是不断变化的，干扰及噪声的动态范围很大，相应的通信信道特性也是时变的。
发射信号的上限受电网谐波系数的制约：电网规定的谐波系数为3％，对AC220V电网，意味着谐波分量的均方根值不能超过6.6V(有效值)；而接收信号的下限(接收灵敏度)又受系统信道的抗干扰能力制约，根据不同的调制方式，接收灵敏度指标不一样，一般超过了mV量级，系统信道的抗干扰能力将大大下降，信道的误码率将大大提高，因而难以进行长距离传输。
【实用新型内容】
鉴于此，有必要针对传统的电力线通信信号抗干扰能力不足，难以长距离传输的问题，提供一种可对电力线载波信号进行中继放大和转发的电力线载波路由模块。
一种电力线载波路由模块，包括根据电力线通信协议处理通信数据的处理器、对处理器提供外围支持的外围辅助模块、存储器以及将电力线载波信号在电力线与处理器之间传递的通信模块，所述外围辅助模块、存储器以及通信模块均与处理器连接。
优选地，还包括过零检测电路，所述过零检测电路连接在电力线与处理器之间。
优选地，所述外围辅助模块包括电源、系统时钟以及复位电路，所述电源、系统时钟以及复位电路均与处理器连接。
优选地，所述通信模块包括接收滤波电路、发送功率放大电路和载波耦合电路，所述接收滤波电路和发送功率放大电路连接在载波耦合电路与处理器之间，所述载波耦合电路与电力线连接。
优选地，所述电源包括与处理器连接的数字电源和与通信模块连接的功放电源。
优选地，所述复位电路包括电压监控电路和看门狗电路，所述电压监控电路和看门狗电路均连接至与门，电压监控电路和看门狗电路的输出电平相与即为复位信号。
本实用新型的有益效果在于：电力线载波路由模块具有标准化的电力线载波通信协议，可以将在电力线上传输的微弱的信号提取出来，然后进行放大转发，可以大大增强电力线通信的可靠性。
【附图说明】
图1为电力线载波路由装置的结构示意图；
图2为复位电路图；
图3为发送功率放大电路图；
图4为接收滤波电路图；
图5为载波耦合电路图；
图6为过零检测电路图。
【具体实施方式】
如图1所示，为本实施例的电力线载波路由装置的结构示意图。该路由装置包括处理器100、外围辅助模块200、存储器300以及通信模块400。外围辅助模块200、存储器300以及通信模块400均与处理器100连接，通信模块400与电力线连接并传递电力线600与处理器100之间的通信信号。外围辅助模块200为整个装置提供必要的辅助功能，如电源、时钟等。存储器300可用于存储路由过程中的相关数据，实现路由功能。通信模块400将电力线600上的载波信号传输给处理器100进行路由处理，然后由处理器100将需要转发的数据通过通信模块400向外传输。
本实施例中处理器100为RISE3501芯片，包括载波信号收发电路、电源、时钟接口等，是一个具备完整功能的载波通讯模块。只需要给它提供5V和16V直流电源后可进行PLC载波通讯。
外围辅助模块200包括电源210、系统时钟220以及复位电路230，为整个路由装置提供诸如电源、时钟以及复位等辅助功能。电源210、系统时钟220以及复位电路230均与处理器100连接。
其中电源210包括数字电源和功放电源，数字电源与处理器100连接，供电电压为5V，采用LDO芯片GM1117-3.3降压获取3.3V数字电源以供处理器100工作。功放电源与通信模块400连接，为发送功率放大电路410提供电源，供电电压为16V。
系统时钟220为处理器100提供工作时钟，为了保证模块的通信质量，模块采用高精度、低温漂、宽温度范围的石英晶振。
如图2所示，复位模块230包括电压监控电路231和看门狗电路232。电压监控电路231和看门狗电路232均连接至与门233，电压监控电路231和看门狗电路232的输出电平相与即为复位信号。
存储器300采用EEPROM，是非易失性存储器，用来存储模块的数据，例如各模块的ID，通信配置等。采用IIC接口的非易失性存储器，例如AT24C64。
通信模块400包括发送功率放大电路410、接收滤波电路420和载波耦合电路430。发送功率放大电路410和接收滤波电路420连接在载波耦合电路430与处理器100之间，载波耦合电路430与电力线600连接。
发送功率放大电路410是工作在132KHz的OTL放大电路，采用BD237和BD238中功率晶体管输出峰值在3～6V之间的正弦波(依据负载不同)信号。如图3所示，为该发送功率放大电路的一个示例，其中VI是输入信号的电压，即处理器100向电力线600传输的信号的电压；VO是输出信号的电压，即耦合到电力线600上的信号电压。
接收滤波电路420主要用来滤除电力线上的干扰信号，滤波3dB带宽为110KHz～140KHz，其具体工作电路示例为图4中的电路。
载波耦合电路430的功能是将处理器100的载波信号耦合到高压的电力线600上，同时将电力线600上的载波信号取回给处理器100。本实施例中的载波耦合电路430的结构如图5所示。其中隔离电容采用安全电容，用来隔离AC220V交流，耦合线圈采用铁氧体磁环绕制而成，瞬变抑制器用来保护处理器100。
本实施例的路由装置可进一步包括过零检测电路500。过零检测电路500连接在电力线600与处理器100之间。该过零检测电路500用来判断当前通信模块在供电系统中所在的ABC相号，这个信息是自动组网和自动路由的重要参考信息。过零检测电路500采用光耦来隔离强弱电，具体电路如图6所示。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种电力线载波路由模块，其特征在于，包括根据电力线通信协议处理通信数据的处理器、对处理器提供外围支持的外围辅助模块、存储器以及将电力线载波信号在电力线与处理器之间传递的通信模块，所述外围辅助模块、存储器以及通信模块均与处理器连接。
2.如权利要求1所述的电力线载波路由模块，其特征在于，还包括过零检测电路，所述过零检测电路连接在电力线与处理器之间。
3.如权利要求1或2所述的电力线载波路由模块，其特征在于，所述外围辅助模块包括电源、系统时钟以及复位电路，所述电源、系统时钟以及复位电路均与处理器连接。
4.如权利要求1或2所述的电力线载波路由模块，其特征在于，所述通信模块包括接收滤波电路、发送功率放大电路和载波耦合电路，所述接收滤波电路和发送功率放大电路连接在载波耦合电路与处理器之间，所述载波耦合电路与电力线连接。
5.如权利要求3所述的电力线载波路由模块，其特征在于，所述电源包括与处理器连接的数字电源和与通信模块连接的功放电源。
6.如权利要求3所述的电力线载波路由模块，其特征在于，所述复位电路包括电压监控电路和看门狗电路，所述电压监控电路和看门狗电路均连接至与门，电压监控电路和看门狗电路的输出电平相与即为复位信号。
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