CN204614199U - 一种电力线载波数据通讯装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电力线载波数据通讯装置，其包括电源模块、控制模块、数据拆分模块、数据组合模块、载波调制解调模块、信号输出模块、信号接收模块，控制模块包括单片机以及检测模块，单片机将待发送的载波数据发送到数据拆分模块，数据拆分模块的输出端通过串口连接载波调制解调模块的输入端，载波调制解调模块用于将待发送的载波信号调制并传输给数据发送单元，数据发送单元的输出端连接所述功率放大单元，功率放大单元用于将信号进行放大，信号耦合单元用于将功率放大的载波信号耦合到电力线。本实用新型解决了电力线上较强的干扰和噪声时破坏电力线上载波通信数据，导致实时通信率不高，通信可靠性不好的问题，并且加快了数据的传输速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力载波通信技术领域，具体地涉及一种电力线载波数据通讯装置。
背景技术
电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。由于电力线载波通讯具有信息传输稳定可靠、路由合理、可同时复用远动信号、不需要线路投资等特点，电力线载波通讯技术作为新兴的通讯技术，正逐渐应用于各个领域，例如：在智能家居领域，通常使用电力线载波通讯模块实现控制主机与灯具、电源开关等电器设备之间的通信。
目前，电力线载波通讯模块主要包括中央控制电路(MCU)、同步信号处理电路、信号接收电路、信号发射电路、外部接口电路、用于为上述电路提供电源的电源电路；中央控制电路具有调制、解调等功能，在使用时，中央控制电路可以通过信号接收电路加载获取电力线上的数据信号，可以通过信号发射电路将需要传输的数据信号加载到电力线上，可以通过外部接口电路与控制主机、电器设备等外部设备或外部控制电路进行数据交换及相应控制；而同步信号处理电路用于将同步信号输入中央控制电路。
现有的电力线载波通讯功耗较大，并且容易出现干扰，电力线上的干扰和噪声，将破坏电力线上的载波通信数据，影响电力线上载波数据通信的稳定性，使电力载波通信无法进行。因此在电力载波通信技术领域内，如何提高载波数据在电力线上的通信稳定可靠性以及远距离传输是电力载波通信技术领域中需要亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述提到的电力线上的干扰和噪声对载波通信的影响及如何实现远距离传输的问题，提供一种电力线载波数据通讯装置，其包括电源模块、控制模块、数据拆分模块、数据组合模块、载波调制解调模块、信号输出模块以及信号接收模块，所述电源模块为其余模块提供电源，所述控制模块对信号传输进行控制；
所述数据拆分模块包括拆分单元以及数据编号单元，所述拆分单元用于将每一个载波数据拆分为多个具有固定长度的子数据，所述数据编号单元对所述子数据分别进行编号；
所述信号输出模块包括用于调取所述子数据并发送所述子数据的数据发送单元、用于对所述子数据进行功率放大的功率放大单元以及信号耦合单元；
所述载波调制解调模块用于对子数据进行调制和解调；
所述信号接收模块包括数据接收单元、用于接收经过拆分和编号的载波数据的接收滤波单元以及低噪声放大电路；
所述控制模块包括单片机以及检测模块，所述单片机将待发送的载波数据发送到所述数据拆分模块，所述数据拆分模块的输出端通过串口连接所述载波调制解调模块的输入端，所述载波调制解调模块用于将待发送的经过拆分和编号的载波数据调制成载波信号并传输给所述数据发送单元，所述数据发送单元的输出端连接所述功率放大单元，所述功率放大单元用于将所述载波信号进行放大，所述信号耦合单元用于将功率放大的载波信号耦合到电力线，所述数据接收单元用于接收所述载波信号，接收滤波单元用于对所述载波信号进行滤波，低噪声放大电路用于对载波信号进行放大并发送至载波调制解调模块，载波调制解调模块对接收的载波信号进行解调，以及
所述检测模块用于对接收到的子数据进行检测，如接收的子数据无错误，所述数据组合模块用于将多个具有固定长度的子数据，按照编号进行组合得到完整的数据。
优选地，所述功率放大单元用于将载波信号放大，并将方波整形为正弦波。
优选地，所述接收滤波单元用于将接收到的电力线上的正弦波整形为方波。
优选地，所述检测模块用于判断接收到的子数据是否完整以及所述子数据的编号是否正确。
优选地，所述检测模块如发现接收到的子数据不完整或子数据编号错误，则通过所述单片机通知所述数据发送单元重新发送正确的子数据。
优选地，所述载波调制解调模块设置有第一缓冲区以及第二缓冲区，所述第一缓冲区用于存放调制后的载波信号，所述第二缓冲区用于存放解调后的子数据。
优选地，所述数据发送单元用于调取所述第一缓冲区内存储的载波信号并将所述载波信号存储在数据发送模块物理层的储存空间内。
本实用新型的优点如下所述：
本实用新型能够通过将电力载波数据分包续传，解决了电力线上较强的干扰和噪声时破坏电力线上载波通信数据，导致载波信号的实时通信率不高，通信可靠性不好的问题。排除了电力载波通信的电力干扰，并且加快了数据的传输速度，适合远距离载波数据传输。另外在接收过程中，检测模块一旦发现接收的子数据出现不完整的情况或编号错误的情况，则将出错的子数据重新发送，补充正确的子数据。直到接收端将多个无差错的子数据载波信号整合成完整的数据。
附图说明
图1为本实用新型载波数据通讯装置的结构示意框图；
图2为本实用新型载波信号分包续传示意图；
图3为本实用新型电力载波通信的原理示意图；以及
图4为本实用新型数据分包续传的电力载波通信方法的工作流程
示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型的结构及工作原理做进一步解释：
如图1所示，本实用新型为了解决上述提到的电力线上的干扰和噪声对载波通信的影响及如何实现远距离传输的问题，提供一种电力线载波数据通讯装置，其包括控制模块2、数据拆分模块3、电源模块4、数据组合模块5、载波调制解调模块6、信号输出模块7以及信号接收模块8。电源模块1用于为其余模块提供电源，控制模块2用于对信号传输进行控制。并在出现发送中信号数据丢失的情况下，重新发送正确的数据，保证载波通信的远距离传输，并排除电力线对载波数据的干扰，保证载波数据的正确性。
数据拆分模块3包括拆分单元31以及数据编号单元32，拆分单元31用于将每一个载波数据拆分为多个具有固定长度的子数据100，数据编号单元32对子数据100分别进行编号，得到带编号的子数据200。数据组合模块5用于将多个具有固定长度的带编号的子数据200，按照编号顺序进行组合，得到正确的完整数据。
载波调制解调模块6将待发送的已拆分的载波数据进行调制并将接收的数据进行解调。载波调制解调模块6设置有第一缓冲区以及第二缓冲区。载波调制解调模块6将调整后的载波信号存储在第一缓冲区内，并将解调后的子数据存储于所述第二缓冲区内。
信号输出模块7包括用于调取子数据200载波信号并发送子数据200载波信号的数据发送单元71、用于对子数据200载波信号进行功率放大的功率放大单元72以及信号耦合单元73。功率放大单元72用于将载波信号放大，并将方波整形为正弦波。
信号接收模块8包括用于接收子数据200的的接收滤波单元81、低噪声放大电路82。接收滤波单元81用于将接收到的电力线上的正弦波整形为方波。低噪声放大电路82对接收到的载波信号进行放大处理。
下面结合图3及图4对本实用新型的工作原理做进一步解释：控 制模块2包括单片机21以及检测模块22，单片机21将待发送的载波数据发送到数据拆分模块3，拆分单元31将每一个载波数据拆分为多个具有固定长度的子数据100，数据编号单元32对子数据100分别进行编号，得到带编号的子数据200。数据拆分模块3的输出端通过串口连接载波调制解调模块6的输入端，将子数据200发送至载波调制解调模块6，载波调制解调模块6将待发送的载波数据进行调制，得到子数据200载波信号，并存储在第一缓冲区内。
数据发送单元71调取第一缓冲区内存储的子数据载波信号，并将子数据载波信号存储在信号发送模块物理层的储存空间内，并在储存空间数据填满后对子数据进行发送。数据发送单元71的输出端连接功率放大单元72，功率放大单元72将载波信号进行放大，信号耦合单元73将功率放大的载波信号耦合到电力线5。
数据接收单元81接收电力线传输的载波信号，接收滤波单元82对接收的载波信号进行滤波，低噪声放大电路83将载波信号进行放大，并发送至载波调制解调模块6。载波调制解调模块6将解调后的子数据存储于第二缓冲区内。
检测模块22判断接收到的子数据是否完整以及所述子数据的编号是否正确。检测模块22如发现接收到的子数据不完整或子数据编号错误，则通过单片机21通知数据发送单元71重新发送正确的子数据，直至接收到的子数据完整且每个编号一一对应为止。
数据组合模块5将接收到的多个具有固定长度的带编号的子数据200，按照编号顺序进行组合，得到正确的完整数据。
本实用新型能够通过将电力载波数据分包续传，解决了电力线上较强的干扰和噪声时破坏电力线上载波通信数据，导致载波信号的实时通信率不高，通信可靠性不好的问题。排除了电力载波通信的电力干扰，并且加快了数据的传输速度。另外在接收过程中，检测模块22一旦发现接收的子数据存在问题，则将错误子数据重新发送，补充错误子数据。直到接收端将多个无差错的子数据整合成完整的数据帧。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的 技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种电力线载波数据通讯装置，其特征在于：其包括电源模块、控制模块、数据拆分模块、数据组合模块、载波调制解调模块、信号输出模块以及信号接收模块，所述电源模块用于为其余模块提供电源，所述控制模块用于对信号传输进行控制；
所述数据拆分模块包括拆分单元以及数据编号单元，所述拆分单元用于将每一个载波数据拆分为多个具有固定长度的子数据，所述数据编号单元对所述子数据分别进行编号；
所述信号输出模块包括用于调取所述子数据并发送所述子数据的数据发送单元、用于对所述子数据进行功率放大的功率放大单元以及信号耦合单元；
所述载波调制解调模块用于对子数据进行调制和解调；
所述信号接收模块包括数据接收单元、用于接收经过拆分和编号的载波数据的接收滤波单元以及低噪声放大电路；
所述控制模块包括单片机以及检测模块，所述单片机将待发送的载波数据发送到所述数据拆分模块，所述数据拆分模块的输出端通过串口连接所述载波调制解调模块的输入端，所述载波调制解调模块用于将待发送的经过拆分和编号的载波数据调制成载波信号并传输给所述数据发送单元，所述数据发送单元的输出端连接所述功率放大单元，所述功率放大单元用于将所述载波信号进行放大，所述信号耦合单元用于将功率放大的载波信号耦合到电力线，所述数据接收单元用于接收所述载波信号，所述接收滤波单元用于对所述载波信号进行滤波，所述低噪声放大电路用于对载波信号进行放大并发送至载波调制解调模块，所述载波调制解调模块用于对接收的载波信号进行解调，以及
所述检测模块用于对接收到的子数据进行检测，如接收的子数据无错误，所述数据组合模块用于将多个具有固定长度的子数据按照编号进行组合得到完整的数据。
2.根据权利要求1所述的电力线载波数据通讯装置，其特征在于：所述功率放大单元用于将载波信号放大，并将方波整形为正弦波。
3.根据权利要求2所述的电力线载波数据通讯装置，其特征在于：所述接收滤波单元用于将接收到的电力线上的正弦波整形为方 波。
4.根据权利要求1所述的电力线载波数据通讯装置，其特征在于：所述检测模块用于判断接收到的子数据是否完整以及所述子数据的编号是否正确。
5.根据权利要求4所述的电力线载波数据通讯装置，其特征在于：所述检测模块如发现接收到的子数据不完整或子数据编号错误，则通过所述单片机要求所述数据发送单元重新发送正确的子数据。
6.根据权利要求1所述的电力线载波数据通讯装置，其特征在于：所述载波调制解调模块设置有第一缓冲区以及第二缓冲区，所述第一缓冲区用于存放调制后的载波信号，所述第二缓冲区用于存放解调后的子数据。
7.根据权利要求6所述的电力线载波数据通讯装置，其特征在于：所述数据发送单元用于调取所述第一缓冲区内存储的载波信号并将所述载波信号存储在数据发送模块物理层的储存空间内。
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