CN206282424U - 基于双载波通信的采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于双载波通信的采集器，涉及电力用户用电信息采集技术领域。该采集器包括控制单元、窄带载波通信单元、宽带载波通信单元，该窄带载波通信单元、宽带载波通信单元均与该控制单元电连接；该采集器根据集中器采用的载波通信方式，可选择地通过该宽带载波通信单元和窄带载波通信单元二者至少之一实现该集中器与该控制单元之间的数据交换。本实用新型提供的基于双载波通信的采集器充分结合宽带载波和窄带载波的优势，同时保证了通信效率及成功率。

Description

基于双载波通信的采集器

技术领域

本实用新型涉及电力用户用电信息采集技术领域，具体而言，涉及一种基于双载波通信的采集器。

背景技术

随着电力载波通信技术的发展，采集器可实现自动采集和存储电能表记录的用电信息，并将用电信息发送给集中器，提高了电力用户用电信息采集、处理等工作的效率以及用户的满意度。

现有技术中，窄带载波通信和宽带载波通信是用电信息采集系统中的采集器的常用上行通信方式。窄带载波通信方式存在噪声源多、易受负载特性影响、通信可靠性不高等缺点，而且由于载波频段集中在低频，信道少、带宽窄、数据传输速率低，容易受到集中干扰而丢帧，制约了用电信息采集系统的实时性和工作效率。宽带载波通信方式虽然具有相对较高的通信速率，但是其相对较高的信号频率使得衰减变得更容易，在长距离或恶劣电网环境下需要通过多级中继组网解决抄表问题，尤其是在用电高峰期负荷影响严重或用电设备在宽带频段内的干扰较大时，抄表成功率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于双载波通信的采集器，以解决现有技术中采集器的上行通信方式中存在的抗衰减、抗干扰性能得不到保证以及通信效果不佳的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种基于双载波通信的采集器，其与电能表和集中器通信，用于采集所述电能表记录的用电信息并与所述集中器进行数据交换，所述采集器包括控制单元、窄带载波通信单元、宽带载波通信单元，所述窄带载波通信单元、宽带载波通信单元均与所述控制单元电连接；所述采集器用于依据所述集中器采用的载波通信方式，可选择地通过所述宽带载波通信单元和所述窄带载波通信单元二者至少之一实现所述集中器与所述控制单元之间的数据交换。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种基于双载波通信的采集器，该采集器包括控制单元、窄带载波通信单元、宽带载波通信单元，该窄带载波通信单元、宽带载波通信单元均与该控制单元电连接；该采集器根据集中器采用的载波通信方式，可选择地通过该宽带载波通信单元和窄带载波通信单元二者至少之一实现该集中器与该控制单元之间的数据交换。本实用新型提供的基于双载波通信的采集器充分结合宽带载波和窄带载波的优势，使该采集器与该集中器进行通信时具有更好的抗衰减、抗干扰性能，同时保证了通信效率及成功率。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例所提供的用电信息采集系统的结构框图。

图2示出了本实用新型实施例所提供的基于双载波通信的采集器的结构框图。

图3示出了本实用新型实施例所提供的宽带载波通信单元的结构框图。

图4示出了本实用新型实施例所提供的第一信号耦合电路、第一信号发送电路、信号接收电路及滤波电路的连接示意图。

图5示出了本实用新型实施例所提供的窄带载波通信单元的结构框图。

图6示出了本实用新型实施例所提供的第二信号耦合电路、第二信号发送电路及接收滤波电路的连接示意图。

图标：100-用电信息采集系统；10-集中器；20-采集器；30-电能表；21-控制单元；22-宽带载波通信单元；23-窄带载波通信单元；24-存储单元；25-RS485通信单元；26-指示灯单元；27-遥信单元；28-红外通信单元；221-第一主控电路；222-信号驱动放大电路；223-第一信号发送电路；224-第一信号耦合电路；225-滤波电路；226-信号接收电路；227-存储电路；231-第二主控电路；232-第二信号耦合电路；233-接收滤波电路；234-信号解调电路；235-第二信号发送电路；236-过零检测电路；2251-第一滤波电路；2253-第二滤波电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式做详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1示出了本实用新型的一个实施例所提供的用电信息采集系统100的结构框图，该用电信息采集系统100用于对电力用户的用电信息进行采集和处理，其包括集中器10、采集器20及电能表30，该采集器20电连接于该集中器10和该电能表30之间。该电能表30用于记录用电信息，该采集器20用于采集该电能表30记录的用电信息并与该集中器10交换数据，在本实施例中，该采集器20与该集中器10进行交换的数据可以是但不限于通信数据及采集数据。该采集器20还用于自动搜寻并存储该电能表30的档案信息，该电能表30的档案信息可以是但不限于该电能表30的通信地址、型号、生产厂家等。该集中器10可向该采集器20发送通信数据，在本实施例中，该通信数据包括通信信息及通信指令，其中，该通信信息可以是但不限于载波通信参数、网络配置信息、电表通信地址等，该通信指令用于指示该采集器20向该集中器10发送采集数据。当该采集器20接收到该集中器10发送的通信信息时，该采集器20将该通信信息存储下来；当该采集器20接收到该集中器10发送的通信指令时，该采集器20响应该通信指令向该集中器10发送采集数据。

需要说明的是，在本实施例中，该采集数据可以是但不限于该采集器20存储的电能表30记录的用电信息、事件数据和参数等。

图2示出了本实用新型的一个实施例所提供的采集器20的结构框图，该采集器20可用于采集该电能表30的档案信息、该电能表30记录的用电信息并与该集中器10进行数据交换。该采集器20包括控制单元21、宽带载波通信单元22、窄带载波通信单元23、存储单元24、RS485通信单元25、指示灯单元26、遥信单元27、红外通信单元28，该宽带载波通信单元22、窄带载波通信单元23、存储单元24、RS485通信单元25、指示灯单元26、遥信单元27、红外通信单元28均与该控制单元21电连接。该采集器20可通过该宽带载波通信单元22、窄带载波通信单元23与该集中器10进行上行通信。该存储单元24包括RAM存储器和Flash存储器，用于存储该电能表30的档案信息及该电能表30记录的用电信息。该RS485通信单元25包括输入保护电路、RS485收发芯片、光耦隔离电路，用于该控制单元21与电能表30之间的数据交换以及该控制单元21与本地维护设备之间的数据交换。该采集器20还包括电源单元(图中未示)，该电源单元同时与该控制单元21、宽带载波通信单元22、窄带载波通信单元23、存储单元24、RS485通信单元25、指示灯单元26、遥信单元27及红外通信单元28电连接，该电源单元包括220V单相交流电接口、AC-DC电路和DC-DC电路，其中，该220V单相交流电接口不仅是AC-DC电路的电源接口，还是载波信号的出入口，在本实施例中，该AC-DC电路将交流电转换为各种规格的直流电，再经DC-DC电路进行微调、稳压和功率变换，最终给该采集器20的各单元提供对应规格的直流电。该指示灯单元26主要由LED指示灯、电阻及三极管等器件构成，用于指示该采集器20的通电状态、通信状态以及告警。该遥信单元27主要由光耦、二极管及电阻等器件构成，用于检测该采集器20外部的开关状态变化。该红外通信单元28主要由功率放大器、红外发射管、红外接收管、电容及电阻等器件构成，可作为设备维护端口，用于该采集器20的参数读取及设置。

在本实施例中，当该集中器10仅采用宽带载波通信方式与该采集器20进行通信时，该采集器20通过该宽带载波通信单元22实现该集中器10与该控制单元21之间的数据交换，该宽带载波通信单元22接收并处理该集中器10发出的通信数据，将该通信数据中的通信信息存储下来并将该通信信息中的通信指令发送给控制单元21，该控制单元21处理并响应该通信指令通过宽带载波通信单元22向该集中器10发送采集数据。当该集中器10仅采用窄带载波通信方式与该采集器20进行通信时，该采集器20通过窄带载波通信单元23实现该集中器10与该控制单元21之间的数据交换，该窄带载波通信单元23接收并处理该集中器10发出的通信数据，将该通信数据中的通信信息存储下来并将该通信信息中的通信指令发送给控制单元21，该控制单元21处理并响应该通信指令通过窄带载波通信单元23向该集中器10发送采集数据。当该集中器10同时采用宽带载波通信方式和窄带载波通信方式与该采集器20进行通信时，则该采集器20同时通过该宽带载波通信单元22、窄带载波通信单元23实现该集中器10与该控制单元21之间的数据交换，其中，若该控制单元21通过该宽带载波通信单元22和窄带载波通信单元23均收到该集中器10发出的同一通信指令，则该控制单元21处理该宽带载波通信单元22和该窄带载波通信单元23中优先收到的通信指令，并响应该通信指令同时通过该宽带载波通信单元22和该窄带载波通信单元23向该集中器10发送采集数据。

图3示出了本实用新型的一个实施例所提供的宽带载波通信单元22的结构框图，该宽带载波通信单元22用于实现采集器20与集中器10之间的通信。其中，该宽带载波通信单元22包括第一主控电路221、信号驱动放大电路222、第一信号发送电路223、第一信号耦合电路224、滤波电路225、信号接收电路226及存储电路227，该第一主控电路221同时与该信号驱动放大电路222、信号接收电路226、存储电路227及控制单元21电连接，该信号驱动放大电路222、第一信号发送电路223、第一信号耦合电路224、滤波电路225、信号接收电路226依次电连接，该第一信号耦合电路224与该集中器10电连接。在本实施例中，该第一主控电路221包括第一主控芯片。该第一信号耦合电路224用于将交流电网中包含通信数据的第一宽带载波信号耦合到滤波电路225；该滤波电路225用于对从第一信号耦合电路224耦合过来的第一宽带载波信号进行噪声滤除；该信号接收电路226用于对经噪声滤除的第一宽带载波信号进行限幅；该第一主控芯片用于依据宽带载波通信协议对经限幅的第一宽带载波信号进行解调、分析并提取，若提取出的数据包括通信指令，则将该通信指令发送给该控制单元21，若提取出的数据包括通信信息，则将该通信信息发送给该存储电路227以存储该通信信息；该第一主控芯片还用于将要发送给集中器10的采集数据转换为宽带协议数据，并将该宽带协议数据调制为宽带载波频带内的差分信号；该信号驱动放大电路222用于对该差分信号进行放大和滤波；该第一信号发送电路223用于对经放大和滤波的差分信号进行限幅以转换为第二宽带载波信号；该第一信号耦合电路224还用于将该第二宽带载波信号耦合到交流电网以发送到该集中器10。

图4示出了本实用新型的一个实施例所提供的第一信号耦合电路224、第一信号发送电路223、信号接收电路226及滤波电路225的连接示意图。该第一信号耦合电路224包括电容C1、第一瞬态电压抑制器VP1、第一耦合变压器T1，在本实施例中，该电容C1可以为交流瓷片电容，该电容C1与该第一瞬态电压抑制器VP1用于抑制瞬间高能浪涌电压的冲击，保护后级电路免遭损坏；该第一耦合变压器T1可实现交流电网与该宽带载波通信单元22电路之间的信号转换。该第一耦合变压器T1包括第一初级、第一次级及第二次级，该第一次级与该第一信号发送电路223电连接，该第二次级与该滤波电路225电连接；该第一初级包括第一端和第二端，该电容C1的一端与火线L连接，该第一初级的第一端和第二端分别与该电容C1的另一端、零线N电连接，该第一瞬态电压抑制器VP1的一端电连接于该电容C1的另一端与第一初级的第一端之间，该第一瞬态电压抑制器VP1的另一端电连接于该零线N与该第一初级的第二端之间。

该第一信号发送电路223用于对信号进行限幅，该第一信号发送电路223包括二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4及电容C2，该二极管VD1的阳极与该二极管VD2的阳极电连接于该电容C2的一端与地之间，该二极管VD3的阴极与二极管VD4的阴极电连接于该电容C2的另一端与12V电源之间；该第一次级包括第三端和第四端，该第一信号发送电路223还包括电容C3及电容C4，该电容C3及电容C4用于对信号进行滤波，该二极管VD2的阴极、二极管VD4的阳极均与该电容C3的一端电连接，该电容C3的另一端与该第三端电连接；该二极管VD1的阴极、二极管VD3的阳极均与该电容C4的一端电连接，该电容C4的另一端与该第四端电连接。

该滤波电路225用于对第二次级输出的第一宽带载波信号进行滤波，其包括第一滤波电路2251和第二滤波电路2253，该第二次级包括第五端及第六端，该第一滤波电路2251包括第一电阻R1、第二电阻R2、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3及第四电感L4，该第二滤波电路2253包括电容C13及电容C14，该第二电阻R2、电容C5、电容C7、电容C9及第三电感L3串联于该第五端与该电容C12的一端之间；该第一电阻R1、电容C6、电容C8、电容C10及第四电感L4串联于该第六端与该电容C12的另一端之间；该第一电感L1的一端电连接于该电容C5与该电容C7之间，另一端电连接于该电容C6与该电容C8之间；该第二电感L2的一端电连接于该电容C7与该电容C9之间，另一端电连接于该电容C8与该电容C10之间；该电容C11的一端电连接于该电容C9与该第三电感L3之间，另一端电连接于该电容C10与该第四电感L4之间。

该信号接收电路226用于对滤波后的信号进行限幅，其包括二极管VD5、二极管VD6、二极管VD7、二极管VD8、电容C15及第三电阻R3，该二极管VD5的阳极、该二极管VD6的阳极均电连接于该电容C15的一端与地之间，该二极管VD7的阴极、二极管VD8的阴极均电连接于该电容C15的另一端与3.3V电源之间，该二极管VD6的阴极、二极管VD8的阳极均电连接于该电容C12的一端与电容C13的一端之间，该二极管VD5的阴极、二极管VD7的阳极均电连接该电容C12的另一端与电容C14的一端之间，该第三电阻R3与该电容C12并联，该电容C13的另一端与该电容C14的另一端均与该第一主控芯片电连接。

图5示出了本实用新型的一个实施例所提供的窄带载波通信单元23的结构框图，该窄带载波通信单元23用于实现该采集器20与该集中器10之间的通信。其中，该窄带载波通信单元23包括第二主控电路231、第二信号耦合电路232、接收滤波电路233、信号解调电路234、第二信号发送电路235及过零检测电路236，该第二主控电路231同时与该信号解调电路234、第二信号发送电路235、过零检测电路236及控制单元21电连接，该第二信号发送电路235、第二信号耦合电路232、接收滤波电路233、信号解调电路234依次电连接，该第二信号耦合电路232、过零检测电路236均与该集中器10电连接。在本实施例中，该第二主控电路231包括第二主控芯片。该第二信号耦合电路232用于将交流电网中包含通信数据的第一窄带载波信号耦合到接收滤波电路233；该接收滤波电路233用于对从第二信号耦合电路232耦合过来的第一窄带载波信号进行限幅和滤波；该信号解调电路234用于依据窄带载波通信协议将经限幅和滤波的第一窄带载波信号解调为数字信号；该第二主控芯片用于对该数字信号进行分析并提取，若提取出的数据包括通信指令，则将该通信指令发送给该控制单元21，若提取出的数据包括通信信息，则将该通信信息存储在该第二主控芯片中；该过零检测电路236用于检测交流电压零点是否到达；该第二主控芯片还用于当检测到该零点到达时，将要发送给集中器10的采集数据转换为窄带协议数据，并将该窄带协议数据调制为窄带载波频带内的单端信号；该第二信号发送电路235用于将该单端信号转换为差分信号，并将该差分信号进行功率放大以转换为第二窄带载波信号；该第二信号耦合电路232还用于将该第二窄带载波信号耦合到交流电网以发送到该集中器10。

图6示出了本实用新型的一个实施例所提供的第二信号耦合电路232、第二信号发送电路235及接收滤波电路233的连接示意图。该第二信号耦合电路232包括电容C16、电容C17、第五电感L5、第六电感L6、第二瞬态电压抑制器VP2及第二耦合变压器BT1，在本实施例中，该第二瞬态电压抑制器VP2、电容C16、电容C17、第五电感L5、第六电感L6共同构成输入保护电路，用于抑制高能浪涌电压的冲击；该第二耦合变压器BT1用于实现交流电网与该窄带载波通信单元23电路之间的信号转换。该第二耦合变压器BT1包括第二初级，该第二初级包括第七端和第八端，该第五电感L5与第六电感L6并联后电连接于该第七端与该电容C16的一端之间，该电容C16的另一端与火线L电连接，该电容C17电连接于零线N与该第八端之间，该第二瞬态电压抑制器VP2电连接于该零线N与该第七端之间。

该接收滤波电路233用于对接收的信号进行限幅和滤波，其包括第七电感L7、第八电感L8、电容C18、电容C19、第四电阻R4、第五电阻R5、二极管VD9及二极管VD10，该第二耦合变压器BT1还包括第三次级及第四次级，该第三次级包括第九端和第十端，该第四次级包括第十一端、第十二端及第十三端，其中，该第十一端、第十三端均与该第二主控芯片电连接。该第七电感L7、第五电阻R5串联于该第九端与该电容C18的一端之间；该电容C19、第八电感L8、第四电阻R4、二极管VD9及二极管VD10并联后电连接于该电容C18的另一端与地之间，其中，该二极管VD9的阳极、二极管VD10的阴极电连接，该二极管VD9的阴极与二极管VD10的阳极电连接，该二极管VD10的阴极与信号解调电路234电连接。

该第二信号发送电路235包括电容C20、二极管VD11、第一三极管VT1、第六电阻R6、中频变压器BT2、第七电阻R7、第二三极管VT2、二极管VD12、电容C21、电容C22、电容C23及第八电阻R8。在本实施例中，该中频变压器BT2用于将第二主控电路231输出的单端信号转换为差分信号；二极管VD11、第一三极管VT1、第二三极管VT2及二极管VD12构成驱动放大电路，用于对该中频变压器BT2输出的差分信号进行放大。其中，该电容C20电连接于该第十一端与该第十三端之间，该第十二端作为该第二耦合变压器BT1的中心抽头，其电压为12V；该二极管VD11的阴极、该第一三极管VT1的集电极均与该第十一端电连接，该二极管VD11的阳极与该第一三极管VT1的发射极电连接于该第十端和地之间，该中频变压器BT2包括第三初级和第五次级，该第三初级包括第十四端、第十五端，该第五次级包括第十六端、第十七端，该第六电阻R6电连接于该第一三极管VT1的基极与该第十六端之间；该电容C23的一端电连接于该第六电阻R6与该第十六端之间，该电容C23的另一端与该第八电阻R8的一端电连接，该第八电阻R8的另一端与第二主控芯片电连接。该电容C21、电容C22并联后电连接于电容C23的一端与该第十七端之间，且该第十七端接地；该第七电阻R7电连接于该第十四端与该第二三极管VT2的基极之间，该第二三极管VT2的发射极与该第十五端电连接后接地；该二极管VD12的阳极与该第十五端电连接，该二极管VD12的阴极、第二三极管VT2的集电极均与该第十三端电连接。

本实施例提供的采集器20的工作原理是：该采集器20根据该集中器10采用的载波通信方式，可选择地通过宽带载波通信单元22或窄带载波通信单元23二者至少之一实现该集中器10与该控制单元21之间的数据交换，当该集中器10仅采用宽带载波通信方式与该采集器20进行通信时，该采集器20通过该宽带载波通信单元22实现该集中器10与该控制单元21之间的数据交换；当该集中器10仅采用窄带载波通信方式与该采集器20进行通信时，该采集器20通过窄带载波通信单元23实现该集中器10与该控制单元21之间的数据交换；当该集中器10同时采用宽带载波通信方式和窄带载波通信方式与该采集器20进行通信时，则该采集器20同时通过该宽带载波通信单元22、窄带载波通信单元23实现该集中器10与该控制单元21之间的数据交换。

该采集器20通过该宽带载波通信单元22实现该集中器10与该控制单元21之间的数据交换时，第一信号耦合电路224将集中器10发出的第一宽带载波信号耦合到滤波电路225；滤波电路225将该第一宽带载波信号进行噪声滤除后发送给信号接收电路226；该信号接收电路226对经噪声滤除的第一宽带载波信号进行限幅后发送给第一主控电路221；该第一主控电路221依据宽带载波通信协议对经限幅的第一宽带载波信号进行解调、分析并提取，若提取出的数据包括通信信息，则将该通信信息发送给该存储电路227以存储该通信信息，若提取出的数据包括通信指令，则将该通信指令发送给该控制单元21；该控制单元21处理并响应该通信指令通过宽带载波通信单元22向该集中器10发送采集数据，该第一主控芯片将该采集数据转换为宽带协议数据，并将该宽带协议数据经信号调制变换为宽带载波频带内的差分信号；信号驱动放大电路222对该差分信号进行放大和滤波；第一信号发送电路223对经放大、滤波后的差分信号进行限幅以转换为第二宽带载波信号；该第一信号耦合电路224将该第二宽带载波信号耦合至交流电网以发送到该集中器10。

该采集器20通过该窄带载波通信单元23实现该集中器10与该控制单元21之间的数据交换时，第二信号耦合电路232将该集中器10发出的第一窄带载波信号耦合到接收滤波电路233；该接收滤波电路233对该第一窄带载波信号进行限幅和滤波；信号解调电路234依据窄带载波通信协议将经限幅和滤波的第一窄带载波信号解调为数字信号；第二主控电路231对该数字信号进行分析并提取，若提取出的数据包括通信信息，则将该通信信息存储在该第二主控芯片中，若提取出的数据包括通信指令，则将该通信指令发送给该控制单元21；该控制单元21处理并响应该通信指令通过窄带载波通信单元23向该集中器10发送采集数据，该第二主控电路231监测过零检测电路236的检测结果，当交流电压零点到达时，该第二主控芯片将要发送的采集数据转换为窄带协议数据，并将该窄带通信协议数据调制为窄带载波频带内的单端信号；第二信号发送电路235将该单端信号转换为差分信号，并将该差分信号进行功率放大以转换为第二窄带载波信号；该第二信号耦合电路232将该第二窄带载波信号耦合至交流电网以发送到集中器10。

该采集器20同时通过该宽带载波通信单元22、窄带载波通信单元23实现该集中器10与该控制单元21之间的数据交换时，当该控制单元21通过该宽带载波通信单元22、窄带载波通信单元23同时收到该集中器10发出的同一通信指令，则该控制单元21优先处理优先到达的通信指令，并响应该通信指令同时通过该宽带载波通信单元22、窄带载波通信单元23向该集中器10发送采集数据。

综上所述，本实用新型实施例所提供的基于双载波通信的采集器，当集中器仅采用宽带载波通信方式与采集器进行通信时，该采集器通过宽带载波通信单元实现该集中器与该控制单元之间的数据交换，当集中器仅采用窄带载波通信方式与该采集器进行通信时，该采集器通过窄带载波通信单元该集中器与该控制单元之间的数据交换；当该集中器同时采用宽带载波通信方式和窄带载波通信方式与该采集器进行通信时，该采集器同时通过该宽带载波通信单元、窄带载波通信单元实现该集中器与该控制单元之间的数据交换。本实用新型提供的基于双载波通信的采集器充分结合宽带载波和窄带载波的优势，使该采集器与该集中器进行通信时具有更好的抗衰减、抗干扰性能，同时保证了通信效率及成功率。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于双载波通信的采集器，其与电能表和集中器通信，用于采集所述电能表记录的用电信息并与所述集中器进行数据交换，其特征在于，所述采集器包括控制单元、窄带载波通信单元、宽带载波通信单元，所述窄带载波通信单元、宽带载波通信单元均与所述控制单元电连接；

所述采集器用于依据所述集中器采用的载波通信方式，可选择地通过所述宽带载波通信单元和所述窄带载波通信单元二者至少之一实现所述集中器与所述控制单元之间的数据交换。

2.如权利要求1所述的基于双载波通信的采集器，其特征在于，当所述集中器仅采用宽带载波通信方式与所述采集器进行通信时，所述采集器通过所述宽带载波通信单元实现所述集中器与所述控制单元之间的数据交换；当所述集中器仅采用窄带载波通信方式与所述采集器进行通信时，所述采集器通过窄带载波通信单元实现所述集中器与所述控制单元之间的数据交换。

3.如权利要求2所述的基于双载波通信的采集器，其特征在于，当所述集中器同时采用所述宽带载波通信方式和所述窄带载波通信方式与所述采集器进行通信时，所述采集器同时通过所述宽带载波通信单元、窄带载波通信单元实现所述集中器与所述控制单元之间的数据交换；其中，若所述控制单元通过所述宽带载波通信单元和所述窄带载波通信单元均收到所述集中器发出的通信数据，则所述控制单元处理所述宽带载波通信单元和所述窄带载波通信单元中优先收到的所述通信数据中的同一通信指令，并响应所述通信指令同时通过所述宽带载波通信单元和所述窄带载波通信单元向所述集中器发送采集数据。

4.如权利要求3所述的基于双载波通信的采集器，其特征在于，所述宽带载波通信单元包括第一主控电路、第一信号耦合电路、滤波电路、信号接收电路，所述控制单元、信号接收电路均与所述第一主控电路电连接，所述第一信号耦合电路、滤波电路、信号接收电路依次电连接，所述第一信号耦合电路与所述集中器电连接；

所述第一信号耦合电路用于将交流电网中包含所述通信数据的第一宽带载波信号耦合到所述滤波电路；所述滤波电路用于将所述第一宽带载波信号进行噪声滤除；所述信号接收电路用于对经噪声滤除的所述第一宽带载波信号进行限幅；所述第一主控电路用于依据宽带载波通信协议对经限幅后的所述第一宽带载波信号进行解调、分析并提取出所述通信指令，以及将所述通信指令发送给所述控制单元。

5.如权利要求4所述的基于双载波通信的采集器，其特征在于，所述宽带载波通信单元还包括信号驱动放大电路、第一信号发送电路，所述信号驱动放大电路电连接于所述第一主控电路与所述第一信号发送电路之间，所述第一信号发送电路与所述第一信号耦合电路电连接；

所述第一主控电路还用于将所述采集数据转换为宽带协议数据，并将所述宽带协议数据调制为宽带载波频带内的差分信号；所述信号驱动放大电路用于对所述差分信号进行放大和滤波；所述第一信号发送电路用于对经放大和滤波的所述差分信号进行限幅以转换为第二宽带载波信号，所述第一信号耦合电路还用于将所述第二宽带载波信号耦合到所述交流电网以发送到所述集中器。

6.如权利要求3所述的基于双载波通信的采集器，其特征在于，所述窄带载波通信单元包括第二主控电路、第二信号耦合电路、接收滤波电路、信号解调电路，所述控制单元、信号解调电路均与所述第二主控电路电连接，所述第二信号耦合电路、接收滤波电路、信号解调电路依次电连接，所述第二信号耦合电路与所述集中器电连接；

所述第二信号耦合电路用于将交流电网中包含所述通信数据的第一窄带载波信号耦合到所述接收滤波电路；所述接收滤波电路用于对所述第一窄带载波信号进行限幅和滤波；所述信号解调电路用于依据窄带载波通信协议将经限幅和滤波的所述第一窄带载波信号解调为数字信号；所述第二主控电路用于对所述数字信号进行分析并提取出所述通信指令，以及将所述通信指令发送给所述控制单元。

7.如权利要求6所述的基于双载波通信的采集器，其特征在于，所述窄带载波通信单元还包括过零检测电路及第二信号发送电路，所述过零检测电路与所述集中器电连接，所述第二信号发送电路电连接于所述第二信号耦合电路与所述第二主控电路之间；

所述过零检测电路用于检测交流电压零点是否到达；所述第二主控电路还用于当所述零点到达时将所述采集数据转换为窄带协议数据，并将所述窄带协议数据调制为窄带载波频带内的单端信号；所述第二信号发送电路用于将所述单端信号转换为差分信号，并将所述差分信号进行功率放大以转换为第二窄带载波信号，所述第二信号耦合电路还用于将所述第二窄带载波信号耦合到所述交流电网以发送到所述集中器。

8.如权利要求1所述的基于双载波通信的采集器，其特征在于，所述采集器还包括RS485通信单元，所述RS485通信单元与所述控制单元、电能表电连接，所述RS485通信单元用于所述控制单元与所述电能表之间的数据交换。

9.如权利要求1所述的基于双载波通信的采集器，其特征在于，所述采集器还包括指示灯单元、红外通信单元，所述指示灯单元、红外通信单元均与所述控制单元电连接。

10.如权利要求1所述的基于双载波通信的采集器，其特征在于，所述采集器还包括存储单元、遥信单元，所述存储单元、遥信单元均与所述控制单元电连接。