CN203689685U - 一种塑料光纤电力抄表通信模块及通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种塑料光纤电力抄表通信模块及通信系统，该电力抄表通信模块包括光收发器件、光驱动电路、终端通信模块和电源模块；所述光收发器件包括光发射器和光敏器件，光敏器件与终端通信模块和用于进行信号放大并驱动光发射器工作的光驱动电路连接，光驱动电路与光发射器连接，所述光驱动电路还与终端通信模块连接，终端通信模块连接有表计；光收发器件用于连接塑料光纤同外界进行通信，光驱动电路用于放大信号和驱动光发射器工作，电力抄表通信模块光收发器件收到的数据既可以通过表计显示，也可以经光驱动电路放大后通过光收发器件向外发送，使每个模块自身都具备了自动中继功能。

Description

一种塑料光纤电力抄表通信模块及通信系统

技术领域

本实用新型属于电力通信领域，具体涉及一种塑料光纤电力抄表通信模块及通信系统。

背景技术

塑料光纤的发展始于上世纪七十年代美国杜邦公司，到上世纪八十年代，日本三菱公司开发出可用于通信领域的PMMA（聚甲基丙稀酸甲酯）塑料光纤，其光信号损耗参数（衰减系数）已经小于200dB/km。国内在2005年中科院理化所即已开发出通信用PMMA塑料光纤，其衰减系数已小于200dB/km，宣告国内开始了塑料光纤在通信领域的研发与应用。

塑料光纤作为一种新型通信线缆，具有传输数据可靠性高、稳定性好、实时性强、容量大、成本低、易施工等特点，可应用于高电场、强磁场、雷电多发区域等特殊环境，目前已经应用于智能家居、汽车电子等领域。但是由于塑料光纤本身可靠通信距离的约束（<150M），以及只能在单元节点增加CPU处理单元组成并联或双闭环网络的方式，因此，其网络稳定性、可靠性和传输距离问题一直制约了塑料光纤的应用。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服上述现有技术缺陷，提供一种无CPU的、塑料光纤电力抄表通信模块及通信系统，使每个模块自身都具备了自动中继的功能，大大增强了系统的稳定性和可靠性。

为达到上述目的，采用如下技术方案：

一种塑料光纤电力抄表通信模块，包括光收发器件、光驱动电路、终端通信模块和电源模块；所述光收发器件包括光发射器和光敏器件，光敏器件与终端通信模块和用于进行信号放大并驱动光发射器工作的光驱动电路连接，光驱动电路与光发射器连接，所述光驱动电路还与终端通信模块连接，终端通信模块连接有表计，所述电源模块分别与光收发器件和光驱动电路连接。

所述电源模块包括与光驱动电路连接的交流电源模块，及与光收发器件连接的直流电源模块。

所述终端通信模块包括RS485电平转换芯片和RS485接口。

所述终端通信模块包括RS232电平转换芯片和RS232接口。

一种塑料光纤电力抄表通信系统，包括集中器、塑料光纤采集器和N个塑料光纤电力抄表通信模块，其中N≥2；所述塑料光纤采集器输出端与第1个塑料光纤电力抄表通信模块光敏器件连接，第1个塑料光纤电力抄表通信模块光发射器依次串联连接第2至第N个塑料光纤电力抄表通信模块，第N个塑料光纤电力抄表通信模块的光发射器与塑料光纤采集器的输入端连接构成闭环网络。

与现有技术比，本实用新型结合塑料光纤在电力行业应用的具体需求，开发出了一种无CPU基于塑料光纤的新型电力抄表通信模块，包括光收发器件、光驱动电路和终端通信模块，光收发器件用于连接塑料光纤同外界进行通信，光驱动电路用于放大信号和驱动光发射器工作，通过终端通信模块可以将信号发送给表计，表计数据也可以经终端通信模块后通过光发送器件向外发送，实现信息交互，电力抄表通信模块光收发器件收到的数据既可以通过表计显示，也可以经光驱动电路放大后通过光收发器件向外发送，使每个模块自身都具备了自动中继功能。

本系统通过采用单相单环路通讯方式组网，将多个塑料光纤电力抄表通信模块串联，采用连接电路取代CPU处理的方式进行单位节点数据传输，同时，电力抄表通信模块具备了自动中继功能，通过特有的自动有源中继功能，有效地解决了传统方式下通信距离约束问题，使塑料光纤的通讯距离得到了大幅的提高，因此具有很强的实用性和可推广性。

附图说明

图1为本实用新型通信模块的结构示意图；

图2为本实用新型通信模块的结构示意图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施方式对本实用新型做详细描述：

如图1所示，本实用新型的基于自动中继技术的塑料光纤电力抄表通信模块，包括光收发器件、光驱动电路Q、终端通信模块和电源模块；所述光收发器件包括光发射器T0和光敏器件R0，光敏器件与终端通信模块和用于进行信号放大并驱动光发射器工作的光驱动电路连接，光驱动电路与光发射器连接，所述光驱动电路还与终端通信模块连接，终端通信模块连接有表计，所述电源模块分别与光收发器件和光驱动电路连接.

所述光收发器件包括并列设置的光发射器和光敏器件，其中光发射器主要作用是实现电信号向光信号的转换，而光敏器件主要作用是实现光信号向电信号的转换。光收发器件用于连接塑料光纤同外界进行通信，包括发射和接收两个接口。

所述终端通信模包括RS485电平转换芯片或者RS232电平转换芯片，终端通信口为RS232、RS485接口，其中RS232接口为预留接口。如图1所示，图中通信接口为485的A、B两管脚和预留的232正负两根管脚R、T。

所述电源模块包括220V交流和12V直流两部分（12V直流为预留部分，提供正负两个电源接口），直流部分为光收发器件供电，220V交流通过两个外置的管脚取电，经过变压、整流后转换为+5V直流为驱动电路供电。

如图1所示，光敏器件R0接收到信号，一方面通过连接电路发送给终端通信模块；另一方面通过驱动电路Q对信号进行放大并驱动T0向下游节点发送。

如图2所示，一种塑料光纤单芯串联组网通信系统，包括光收发头1、光收发头2、光收发头3、光收发头4和塑料光纤集线器及集中器；所述塑料光纤采集器输出端与光收发头1的光敏器件连接，光收发头1的光发射器与光收发头2的光敏器件连接，光收发头2的光发射器与光收发头3的光敏器件连接，光收发头3的光发射器与光收发头4的光敏器件连接，光收发头1的光发射器与光收发头2的光敏器件与塑料光纤采集器的输入端连接构成闭环网络。所述光收发头1与所述光收发头2进行数据交互，光收发头2与所述光收发头3进行数据交互，所述光收发头3与所述光收发头4进行数据交互，通过所述塑料光纤集线器构成闭环网络。

上述光收发头的传输路径包括以下两种：（上游模块）→R1→R→（表计）→T→Q→T1→（下游模块）和（上游模块）→R1→Q→T1→（下游模块）；当线路中有某个表计出现故障时，其传输路径为：（上游模块）→R1→Q→T1→（下游模块）。其中，R、T分别表示RS232接口的接收端口和发送端口。

以上电力设计方案巧妙地避开了传统的CPU处理方式，提高了模块的可靠性；实现了模块的自动中继功能，有效的解决了塑料光纤单位节点通信距离约束问题，并进一步提高了通信组网系统的稳定性。

本实用新型的塑料光纤电力抄表通信系统是在总结传统环形网络的基础上进行创新设计的，其突出特点就是在单环路网络的基础上增加了自动中继功能。

塑料光纤电力抄表通信系统的传输路径为：

在正常状态下，主站通信单元向环路发送测试指令，验证网络畅通性。指令按照（主站通信单元）→R1→（表计1）→T1→R2→（表计2）→T2→R3→（表计3）→T3→R4→（表计4）→T4→（主站通信单元）的方式闭环传输。

在环路某个表计故障的情况下（如表计2），自动中继功能发挥作用，指令按照主站通信单元）→R1→（表计）→T1→R2→T2→R3→（表计）→T3→R4→（表计）→T4→（主站通信单元）的方式闭环传输。此类组网方式，使网络具有良好的可拓展性，增加、减少或移动节点快速方便。

本实用新型提供的塑料光纤通信模块，实现了单芯环形网络结构，并使每个模块自身都具备了自动中继的功能，大大增强了系统的稳定性和可靠性；同时，采用连接电路取代CPU处理的方式，有效地解决了传统方式下通信距离受限的问题。

需要声明的是，本实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。

Claims (5)

1.一种塑料光纤电力抄表通信模块，其特征在于，包括光收发器件、光驱动电路、终端通信模块和电源模块；所述光收发器件包括光发射器和光敏器件，光敏器件与终端通信模块和用于进行信号放大并驱动光发射器工作的光驱动电路连接，光驱动电路与光发射器连接，所述光驱动电路还与终端通信模块连接，终端通信模块连接有表计，所述电源模块分别与光收发器件和光驱动电路连接。

2.根据权利要求1所述的电力抄表通信模块，其特征在于，所述电源模块包括与光驱动电路连接的交流电源模块，及与光收发器件连接的直流电源模块。

3.根据权利要求1所述的电力抄表通信模块，其特征在于，所述终端通信模块包括RS485电平转换芯片和RS485接口。

4.根据权利要求1所述的电力抄表通信模块，其特征在于，所述终端通信模块包括RS232电平转换芯片和RS232接口。

5.一种以权利要求1通信模块组网形成的塑料光纤电力抄表通信系统，其特征在于，包括集中器、塑料光纤采集器和N个塑料光纤电力抄表通信模块，其中N≥2；所述塑料光纤采集器输出端与第1个塑料光纤电力抄表通信模块光敏器件连接，第1个塑料光纤电力抄表通信模块光发射器依次串联连接第2至第N个塑料光纤电力抄表通信模块，第N个塑料光纤电力抄表通信模块的光发射器与塑料光纤采集器的输入端连接构成闭环网络。

Images