CN207301290U - 一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统，包括与电力线电性连接的PLC调制解调器单元以及电池信息采集仪单元；电力线与对应电池组的正极和负极相连；PLC调制解调器单元包括耦合电路单元、接收处理电路单元、调制解调处理单元以及发送处理电路单元，通过设置与电力线电性连接的PLC调制解调器单元以及电池信息采集仪单元，使得本设计相比于其他无线传输技术，不仅可以达到节省成本且同时保证传输速率与质量的最佳方案，采用适当的硬件电路模块，提高信道性能，结合软件算法保证信号不失真，可进一步提高通信质量，实现电池信息采集仪与对应的通讯系统中中转设备之间的点对点数据通信，本设计可用于构建机房和变电站局域网。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及无线传输技术领域，尤其涉及一种信号传输效率高，性能优良，成本低的基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统。
[背景技术]
蓄电池广泛应用于UPS等系统设备中，对电池荷电状态SOC、健康状态SOH等参数进行实时监测变得尤为重要。目前基于安时积分法的SOC估算在工程中应用得较多，而SOC、SOH的计算需要实时检测出电池的内阻、电压、电流、温度等重要物理参数。使用有线的方式联网传输数据，在机房内布线是个大问题，因此采用无线连接是有真实的市场需求的，无线连接可以降低布线成本，布线难度基本没有，但对稳定、实时性有一定要求。
当前常用的无线传输技术有电力载波、ZIGBEE、WIFI、蓝牙等，各有其优缺点，例如，ZIGBEE有自组网、组网能力强、安全性高等特点，但是其成本高、不开源；WIFI覆盖范围广、传输速度快，但是组网能力差；蓝牙同样存在网络节点少、不适宜于多点布控的缺点。相比较，电力载波在传输效率，成本等诸多方面都有其他无线传输技术所没有的优势，是以后发展和使用的趋势。
基于上述问题，本领域的技术人员在电力载波技术上进行了有针对性的研发和实验，力求获得更好的信号传输效率，有效的降低成本，满足实际需求。
[实用新型内容]
为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种信号传输效率高，性能优良，成本低的基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统。
本实用新型解决技术问题的方案是提供一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统，包括若干个与电力线电性连接的PLC调制解调器单元以及与各PLC调制解调器单元电性连接并进行信息交互的电池信息采集仪单元；所述电力线与对应电池组的正极和负极相连；
所述PLC调制解调器单元包括用于与电力线进行高频载波信号接收与传送的耦合电路单元、用于检测并在接收链上消除载波信号脉冲噪音的接收处理电路单元、对载波信号进行打包拆包处理的调制解调处理单元以及对来自调制解调处理单元的信号进行滤波、功率放大处理的发送处理电路单元。
优选地，所述PLC调制解调器单元、电池信息采集仪单元都与电池组电性连接，获取电能。
优选地，所述发送处理电路单元中设置有滤波电路单元和功率放大电路单元。
优选地，所述接收处理电路单元中设置有用于对载波信号进行增益幅度调节的增益调整处理单元。
优选地，所述电池信息采集仪单元包括控制器以及与控制器电性连接、用于感应电池组电流信息的电流传感器单元和感应电压信息的电压传感器单元。
优选地，所述电池信息采集仪单元还包括用于监视电压和电流大小的电路检测单元和与控制器电性连接的报警器；当所述电池组的电压或电流超过预设安全值后，电路检测单元发送信号给控制器，控制器发送控制信号给报警器发出报警声。
优选地，所述电池信息采集仪单元中设置有用于显示电池组地址信息、电压信息和温度信息的电池信息显示仪表。
优选地，所述电池信息显示仪表包括液晶显示屏和若干个控制按钮。
与现有技术相比，本实用新型一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统通过设置与电力线电性连接的PLC调制解调器单元以及电池信息采集仪单元，使得本设计相比于其他无线传输技术，不仅可以达到节省成本且同时保证传输速率与质量的最佳方案，采用适当的硬件电路模块，提高信道性能，结合软件算法保证信号不失真，可进一步提高通信质量，实现电池信息采集仪与对应的通讯系统中中转设备之间的点对点数据通信，本设计可用于构建机房和变电站局域网。
[附图说明]
图1是本实用新型一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统的平面状态示意图。
图2是本实用新型一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统中PLC调制解调器的组成和连接状态示意图。
[具体实施方式]
为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。
请参阅图1和图2，本实用新型一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统1包括若干个与电力线电性连接的PLC调制解调器单元以及与各PLC调制解调器单元电性连接并进行信息交互的电池信息采集仪单元；所述电力线与对应电池组的正极和负极相连；
所述PLC调制解调器单元包括用于与电力线进行高频载波信号接收与传送的耦合电路单元、用于检测并在接收链上消除载波信号脉冲噪音的接收处理电路单元、对载波信号进行打包拆包处理的调制解调处理单元以及对来自调制解调处理单元的信号进行滤波、功率放大处理的发送处理电路单元。
通过设置与电力线电性连接的PLC调制解调器单元以及电池信息采集仪单元，使得本设计相比于其他无线传输技术，不仅可以达到节省成本且同时保证传输速率与质量的最佳方案，采用适当的硬件电路模块，提高信道性能，结合软件算法保证信号不失真，可进一步提高通信质量，实现电池信息采集仪与对应的通讯系统中中转设备之间的点对点数据通信，本设计可用于构建机房和变电站局域网。
优选地，所述PLC调制解调器单元、电池信息采集仪单元都与电池组电性连接，获取电能。
优选地，所述发送处理电路单元中设置有滤波电路单元和功率放大电路单元。
优选地，所述接收处理电路单元中设置有用于对载波信号进行增益幅度调节的增益调整处理单元。
优选地，所述电池信息采集仪单元包括控制器以及与控制器电性连接、用于感应电池组电流信息的电流传感器单元和感应电压信息的电压传感器单元。
优选地，所述电池信息采集仪单元还包括用于监视电压和电流大小的电路检测单元和与控制器电性连接的报警器；当所述电池组的电压或电流超过预设安全值后，电路检测单元发送信号给控制器，控制器发送控制信号给报警器发出报警声。
优选地，所述电池信息采集仪单元中设置有用于显示电池组地址信息、电压信息和温度信息的电池信息显示仪表。
优选地，所述电池信息显示仪表包括液晶显示屏和若干个控制按钮
实际的电力线载波通讯系统中，中转设备与电池信息采集仪处于同一机房距离较近，即使在高负荷下，也能够保证信号的传输距离，不会存在电力线对载波信号的高削减问题，相比于传统的ZIGBEE方案节省了更多的成本，同时也能满足传输的质量与速率的要求。
发送处理电路单元的功能是把经调制并按一定协议打包的信号发射到电力线上。由于芯片输出的载波信号达不到功率要求，所以需先经过功率驱动。系统处于发射状态时，调制解调处理单元根据现场情况选择合适的频点以使发送的信号衰减最小。发送处理电路单元的作用是对调制解调处理单元输出的载波调制信号进行滤波、功率放大，从而将处理后的信号以较高的效率传输到直流电力线上。
载波信号经过耦合电路、载波接收电路进入调制解调处理单元。接收处理电路单元配合调制解调处理单元，检测并在接收链上消除脉冲噪音，采用高级的通信信道获取算法以保证信号低于噪音的情况下也能够获取信号。同时通过调整信号的增益幅度，使调制解调处理单元能够在很宽的范围调整接收信号电平。
耦合电路单元是载波的输入、输出通道，当调制解调处理单元处于发送状态时，耦合电路单元将调制解调处理单元产生的高频载波信号送入电力线上进行传输；当调制解调处理单元处于接收状态时，耦合电路单元在电力线上提取高频载波信号以便进行解调。
本实用新型一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统1相对于ZIGBEE的高成本，不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传输。由于电池组供电本身需要引出导线，同时中转设备从电池组取电，这样利用电池组正、负极柱间的导线为电力载波通信提供通信链路，可以在已有的电力线上进行通信，不需要额外的布线，通过自动连接功能可以方便地进行安装。且PLC调制解调器单元的成本也远低于无线模块，同时，由于是直流载波，也避免了交流载波只能在单相电力线上传输的问题。
与现有技术相比，本实用新型一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统1通过设置与电力线电性连接的PLC调制解调器单元以及电池信息采集仪单元，使得本设计相比于其他无线传输技术，不仅可以达到节省成本且同时保证传输速率与质量的最佳方案，采用适当的硬件电路模块，提高信道性能，结合软件算法保证信号不失真，可进一步提高通信质量，实现电池信息采集仪与对应的通讯系统中中转设备之间的点对点数据通信，本设计可用于构建机房和变电站局域网。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统，其特征在于：包括若干个与电力线电性连接的PLC调制解调器单元以及与各PLC调制解调器单元电性连接并进行信息交互的电池信息采集仪单元；所述电力线与对应电池组的正极和负极相连；
所述PLC调制解调器单元包括用于与电力线进行高频载波信号接收与传送的耦合电路单元、用于检测并在接收链上消除载波信号脉冲噪音的接收处理电路单元、对载波信号进行打包拆包处理的调制解调处理单元以及对来自调制解调处理单元的信号进行滤波、功率放大处理的发送处理电路单元；所述耦合电路单元接收电力线上的载波信号并将载波信号传输给接收处理电路单元进行噪音消除处理，处理完后将信号发送给调制解调处理单元进行载波信号的拆包和调制，调制解调处理单元处理完成后将信号发送给发送处理电路单元，发送处理电路单元处理后传输信号给耦合电路单元并将载波信号重新传输到电力线上。
2.如权利要求1所述的一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统，其特征在于：所述PLC调制解调器单元、电池信息采集仪单元都与电池组电性连接，获取电能。
3.如权利要求2所述的一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统，其特征在于：所述发送处理电路单元中设置有滤波电路单元和功率放大电路单元。
4.如权利要求1所述的一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统，其特征在于：所述接收处理电路单元中设置有用于对载波信号进行增益幅度调节的增益调整处理单元。
5.如权利要求1所述的一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统，其特征在于：所述电池信息采集仪单元包括控制器以及与控制器电性连接、用于感应电池组电流信息的电流传感器单元和感应电压信息的电压传感器单元。
6.如权利要求5所述的一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统，其特征在于：所述电池信息采集仪单元还包括用于监视电压和电流大小的电路检测单元和与控制器电性连接的报警器；当所述电池组的电压或电流超过预设安全值后，电路检测单元发送信号给控制器，控制器发送控制信号给报警器发出报警声。
7.如权利要求5所述的一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统，其特征在于：所述电池信息采集仪单元中设置有用于显示电池组地址信息、电压信息和温度信息的电池信息显示仪表。
8.如权利要求7所述的一种基于电力线载波通讯的电池信息采集仪系统，其特征在于：所述电池信息显示仪表包括液晶显示屏和若干个控制按钮。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111010211A (zh) * | 2018-10-08 | 2020-04-14 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种通信设备及一种电池管理系统 |
| CN114089201A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-25 | 同济大学 | 一种锂离子电池内部状态测量系统 |
| WO2022205433A1 (zh) * | 2021-04-02 | 2022-10-06 | 华为技术有限公司 | 电池监测装置及系统 |
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| CN111010211B (zh) * | 2018-10-08 | 2021-08-17 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种通信设备及一种电池管理系统 |
| WO2022205433A1 (zh) * | 2021-04-02 | 2022-10-06 | 华为技术有限公司 | 电池监测装置及系统 |
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