CN211296722U - 一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统 - Google Patents
一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于电力传输通信技术领域，公开了一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，包括蓝牙双模表模块、蓝牙双模II型采集器和蓝牙从模块；所述蓝牙双模表模块设置在智能载波表上，包括HPLC通信表模块和第一蓝牙主模块，所述蓝牙双模II型采集器设置在RS485电表上，包括HPLC通信II型采集器和第二蓝牙主模块；所述蓝牙从模块设置在智能断路器上，通过所述第一蓝牙主模块或第二蓝牙主模块进行蓝牙组网及与电表进行蓝牙通讯，所述智能载波表和RS485电表通过HPLC通信网络与主站进行通讯。本实用新型可以实现HPLC载波通信模块与蓝牙通信模块的有机结合，能够有效地对户表的用电情况进行监测与预警，可以广泛应用于电力传输领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力传输通信技术领域，具体涉及一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统。
背景技术
目前，低压电力线高速载波通信(High Power Line Carrier)，简称HPLC，是一种稳定可靠、通信速率快、数据传输安全、可以利用电力线进行数据传输的通信方式，它采用OFDM的调制方式，通信频段范围为0.7M—12M，有效避开了电力线低频噪声，具有抗干扰性好、鲁棒性强的有效特性。另外，采用电力线的通信方式，无需重新布线，利用现成的电力线即可完成数据传输。随着低压电力线高速载波通信技术的不断发展，为了更方便、快捷地完成电力线与其他网络通信设备的数据交互，就需要电力线网络与其他网络设备能够更加友好的接入。
现阶段，由于HPLC通信厂家的互联互通性，当前运行现场都是各家方案混装，现场运维调试工具不一致，界面不统一、不友好，给现场运维人员带来了极大的不便；另一方面，随着新型智能台区的发展，泛在物联网与边缘计算的需求越来越强烈，传统台区存量的断路器不带通信接口，无法有效地进行户表的监测；虽然后期发展的断路器带有RS485通信接口或者小无线的通信接口的方式，但RS485总线通信的方式，现场施工复杂，容易出错，而小无线的通信方式，存在相邻表箱不易分簇的问题，给现场物理拓扑的分析带来一定的难度。
因此，针对目前现有技术应用中存在的上述不便与缺陷，实有必要进行拓展研究，以提供一种更先进的技术方案，解决当前现有技术中存在的问题。
实用新型内容
为适应电力传输通信领域的实际需求，本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，能实现HPLC载波通信模块与蓝牙通信模块的有机结合，利用蓝牙通信的普及与友好接入，能够很好的满足现场运维人员利用手机或者PAD易用的工具来完成安装调试工作；另一方面，配合智能台区中智能蓝牙通信方式断路器的应用，能够有效地对户表的用电情况进行监测与预警，并能够实现台区内表箱的分簇，即物理拓扑关系。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，包括蓝牙双模表模块、蓝牙双模II型采集器和蓝牙从模块；所述蓝牙双模表模块设置在智能载波表上，包括HPLC通信表模块和第一蓝牙主模块，所述蓝牙双模II型采集器设置在RS485电表上，包括HPLC通信II型采集器和第二蓝牙主模块；所述蓝牙从模块设置在智能断路器上，通过所述第一蓝牙主模块或第二蓝牙主模块进行蓝牙组网及与电表进行蓝牙通讯，所述智能载波表和RS485电表通过HPLC通信网络与主站进行通讯。
所述HPLC通信表模块包括：第一HPLC通信芯片SSC1667、单相信号发送放大电路、单相信号接收滤波电路、单相低压耦合电路和单相电源模块，所述单相电源模块用于供电，所述第一HPLC通信芯片SSC1667的输入端通过单相接收滤波电路和单相低压耦合电路与单相电力线连接，输出端通过单相信号发送放大电路和单相低压耦合电路与单相电力线连接；所述第一蓝牙主模块为蓝牙收发电路，其与所述HPLC通信芯片SSC1667的输入输出端连接；
所述HPLC通信II型采集器包括：第二HPLC通信芯片SSC1667、信号发送放大电路、信号接收滤波电路、低压耦合电路和电源模块，所述电源模块用于供电，所述第二HPLC通信芯片SSC1667的输入端通过信号接收滤波电路和低压耦合电路与电力线连接，输出端通过信号发送放大电路和低压耦合电路与电力线连接；所述第二蓝牙主模块为蓝牙收发电路，其与所述HPLC通信芯片SSC1667的输入输出端连接。
所述的一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，还包括双模路由模块，所述双模路由模块设置在集中器上，其包括HPLC路由通信模块和蓝牙通信模块，所述HPLC路由通信模块通过HPLC通信网络与所述蓝牙双模表模块和蓝牙双模II型采集器连接；且所述HPLC路由通信模块为HPLC通信网络中的主节点，HPLC通信表模块和HPLC通信II型采集器为HPLC通信网络中的从节点，所述HPLC路由通信模块通过所述蓝牙通信模块与移动终端连接。
所述HPLC路由通信模块包括HPLC通信芯片SSC1668、三相电源模块、三相信号发送放大电路、三相信号接收滤波电路、三相低压耦合电路和FLASH模块，所述三相电源模块用于供电，所述HPLC通信芯片SSC1668的输入端通过三相信号接收滤波电路和三相低压耦合电路与三相电力线连接，输出端通过三相信号发送放大电路和三相低压耦合电路与三相电力线连接；所述HPLC通信芯片SSC1668的输入输出端与所述蓝牙通信模块连接。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型提供了一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，能实现HPLC载波通信模块与蓝牙通信模块的有机结合，利用蓝牙通信的普及与友好接入，能够很好的满足现场运维人员利用手机或者PAD易用的工具来完成安装调试工作；另一方面，配合智能台区中智能蓝牙通信方式断路器的应用，能够有效地对户表的用电情况进行监测与预警，并能够实现台区内表箱的分簇，即物理拓扑关系。
本实用新型通过将HPLC路由通信模块、HPLC通信表模块、HPLC通信II型采集器、蓝牙通信模块进行创新性的结合，得到了一种包括蓝牙双模路由模块、蓝牙双模表模块、蓝牙双模II型采集器的低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，其利用HPLC载波模块强大的处理能力，再结合蓝牙通信模块，在不额外增加设备的情况下，就能够将HPLC通信网络和蓝牙通信网络有机结合，实现数据在电力线信道上与蓝牙信道上的互相传输。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统的结构框图；
图2为本实用新型实施例中HPLC通信网络及蓝牙通信网络的构建的系统结构框图；
图3为本实用新型实施例中双模路由模块的硬件结构框图；
图4为本实用新型实施例中蓝牙双模表模块的硬件结构框图；
图5为本实用新型实施例中蓝牙双模II型采集器的硬件结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本实用新型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的一部分实施例，而不是全部的实施例；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。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，包括双模路由模块、蓝牙双模表模块、蓝牙双模II型采集器和蓝牙从模块。
其中，所述双模路由模块设置在集中器上，其包括HPLC路由通信模块和蓝牙通信模块，所述HPLC路由通信模块通过HPLC通信网络与所述蓝牙双模表模块和蓝牙双模II型采集器连接；且所述HPLC路由通信模块为HPLC通信网络中的主节点，HPLC通信表模块和HPLC通信II型采集器为HPLC通信网络中的从节点，所述HPLC路由通信模块通过所述蓝牙通信模块与移动终端连接。HPLC路由通信模块是安装在集中器上的本地通信单元，作为HPLC通信网络中的主节点角色，负责完成组网控制、网络维护管理等功能；蓝牙双模路由模块既具有HPLC路由通信模块的全部功能，又具有蓝牙通信功能，现场运维人员可以使用PAD或手机等具有蓝牙通信功能的手持单元接入蓝牙双模路由模块，管理路由去执行相应的抄读任务，读取路由的相关参数，获取整个路由网络的拓扑信息与载波通信的相关参数，以达到运维的目的。
所述蓝牙双模表模块设置在智能载波表上，包括HPLC通信表模块和第一蓝牙主模块。HPLC通信表模块是安装在智能载波电表上的通信单元，作为HPLC通信网络中的从节点角色，是主站与载波电表之间的信息传输中转站，在自动抄表系统中扮演着非常重要的作用，主站下发的信号经电力线由模块进行接收和解调后，送到载波电表进行处理，然后将载波电表响应的数据进行调制，再通过电力线送回主站，完成主站与载波电表的交互；蓝牙双模表模块既具有HPLC通信表模块的全部功能，又具有蓝牙通信功能，其上的第一蓝牙主模块在蓝牙通信网络中起到主节点角色，作为蓝牙双模表模块的下行通信信道，可以实现主站与蓝牙智能断路器的数据的交互。
所述蓝牙双模II型采集器设置在RS485电表上，包括HPLC通信II型采集器和第二蓝牙主模块。HPLC通信II型采集器是独立的设备，作为HPLC通信网络中的从节点角色，是主站与RS485电表之间的信息传输中转站,实现主站与RS85电表数据的交互；蓝牙双模II型采集器上的第二蓝牙主模块在蓝牙通信网络中起到主节点角色，作为蓝牙双模II型采集器的下行通信信道，可以实现主站与蓝牙智能断路器的数据的交互。
所述蓝牙从模块设置在智能断路器上，通过所述第一蓝牙主模块或第二蓝牙主模块与进行蓝牙组网及与电表进行蓝牙通讯，所述智能载波表和RS485电表通过HPLC通信网络与主站进行通讯。蓝牙从模块是独立的模块，可以内置于其它设备，作为蓝牙通信网络中的从节点角色，现应用于蓝牙智能断路器上起到上行通信功能，可以通过与蓝牙双模表模块或者蓝牙双模II型采集器中蓝牙主模块蓝牙组网及通讯，借助于HPLC通信网络实现与主站的数据交互。
如图3所示，为本实施例中双模路由模块的结构框图，其中，所述HPLC路由通信模块包括HPLC通信芯片SSC1668、三相电源模块、三相信号发送放大电路、三相信号接收滤波电路、三相低压耦合电路和FLASH模块，所述三相电源模块用于供电，所述HPLC通信芯片SSC1668的输入端通过三相信号接收滤波电路和三相低压耦合电路与三相电力线连接，输出端通过三相信号发送放大电路和三相低压耦合电路与三相电力线连接；所述HPLC通信芯片SSC1668的输入输出端与所述蓝牙通信模块连接。此外，双模路由模块还包括FLASH电路，复位电路、时钟电路、指示灯电路等外围电路。
本实施例中，双模路由模块的外形结构和尺寸及弱电接口定义，满足国家电网公司Q/GDW 1375.2-2013《电力用户用电信息采集系统型式规范：集中器型式规范》，硬件具有三相载波收发电路，支持A、B、C三相载波通信，载波频段0.7-12MHZ；具有时钟电路，满足时钟精度要求；电源灯、三相载波收发灯指示当前载波的状态；具有硬件复位电路，低电平复位模块；flash可以存储必要的信息；蓝牙收发电路包括蓝牙芯片，模块内置蓝牙板载天线，RC匹配电路；宽带电力线载波通信芯片SSC1668，它将模拟前端、基带调制解调、数字信号处理、CPU内核及丰富的功能外设集于一体，提供物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、适配层(ADP)、网络层(NET)、应用层(APP)等完整的电力线通信解决方案。SSC1668芯片信号带宽宽，传输速率高，既可更好地满足电网抄表应用，又可满足智能电网的各种应用。
如图4所示，为本实施例中蓝牙双模表模块的硬件结构框图，从图中可以看出，HPLC通信表模块包括：第一HPLC通信芯片SSC1667、单相信号发送放大电路、单相信号接收滤波电路、单相低压耦合电路和单相电源模块，所述单相电源模块用于供电，所述第一HPLC通信芯片SSC1667的输入端通过单相接收滤波电路和单相低压耦合电路与单相电力线连接，输出端通过单相信号发送放大电路和单相低压耦合电路与单相电力线连接；所述第一蓝牙主模块为蓝牙收发电路，其与所述HPLC通信芯片SSC1667的输入输出端连接。此外，蓝牙双模表模块还包括复位电路、时钟电路、指示灯电路等外围电路。
本实施例中，蓝牙双模表模块的外形结构和尺寸及弱电接口定义，满足国家电网公司Q/GDW 1355-2013《单相智能电能表型式规范》，硬件具有单相载波收发电路，支持单相载波通信，载波频段0.7-12MHZ；具有时钟电路，满足时钟精度要求；电源灯、单相载波收发灯等丰富的状态指示灯；具有硬件复位电路，低电平复位模块；停复电识别电路，模块可以获取停复电状态；蓝牙收发电路包括蓝牙芯片，模块内置蓝牙板载天线，RC匹配电路；UART串口电路可以自适应1200、2400、4800、9600等波特率，与智能电表通讯；事件上报STA识别电路，实现电表主动上报时的告知；宽带电力线载波通信芯片SSC1667载波芯片，它将模拟前端、基带调制解调、数字信号处理、CPU内核及丰富的功能外设集于一体，提供物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、适配层(ADP)、网络层(NET)、应用层(APP)等完整的电力线通信解决方案。
如图5所示，为本实施例中蓝牙双模II型采集器的硬件结构框图，从图5可以看出，所述HPLC通信II型采集器包括：第二HPLC通信芯片SSC1667、信号发送放大电路、信号接收滤波电路、低压耦合电路和电源模块，所述电源模块用于供电，所述第二HPLC通信芯片SSC1667的输入端通过信号接收滤波电路和低压耦合电路与电力线连接，输出端通过信号发送放大电路和低压耦合电路与电力线连接；所述第二蓝牙主模块为蓝牙收发电路，其与所述HPLC通信芯片SSC1667的输入输出端连接。此外，蓝牙双模II型采集器还包括复位电路、时钟电路、指示灯电路等外围电路。
本实施例中，蓝牙双模II型采集器的外形结构和尺寸及弱电接口定义，满足国家电网公司《电力用户用电信息采集系统》，硬件具有单相载波收发电路，支持单相载波通信，载波频段0.7-12MHZ，具有时钟电路；满足时钟精度要求，电源灯、单相载波收发灯等丰富的状态指示灯；具有硬件复位电路，低电平复位模块；停复电识别电路，采集器可以获取停复电状态；蓝牙收发电路包括蓝牙芯片，模块内置蓝牙板载天线，RC匹配电路；红外收发电路，可通过红外进行通讯；1路RS485可以自适应1200、2400、4800、9600等波特率，实现与RS485电表的通讯；宽带电力线载波通信芯片SSC1667载波芯片，它将模拟前端、基带调制解调、数字信号处理、CPU内核及丰富的功能外设集于一体，提供物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、适配层(ADP)、网络层(NET)、应用层(APP)等完整的电力线通信解决方案。
本实施例中，蓝牙双模路由模块安装在集中器上，通过蓝牙双模路由模块中的蓝牙通信模块，现场运维人员可以使用PAD或手机等具有蓝牙通信功能的手持单元接入蓝牙双模路由模块，从而实现对网络的管理、维护。
本实施例中，蓝牙双模表模块安装在智能载波表上，可以用于全载台区，每个表箱中，使用1个蓝牙双模模块替换1个普通的HPLC通信表模块，就可以将HPLC通信网络和蓝牙通信网络有效融合，蓝牙双模模块的蓝牙主模块通过分簇算法与智能断路器中的蓝牙从模块组建蓝牙网络，实现对智能蓝牙断路器进行管理维护。
本实施例中，蓝牙双模II型采集器可以用于R485电表，每个表箱中，可以使用蓝牙双模II型采集器替换普通的HPLC通信II型采集器，就可以将HPLC通信网络和蓝牙通信网络有效融合，蓝牙双模II型采集器的蓝牙主模块通过分簇算法与智能断路器中的蓝牙从模块组建蓝牙网络，实现对智能蓝牙断路器进行管理维护。
本实用新型提供了一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，能实现HPLC载波通信模块与蓝牙通信模块的有机结合，利用蓝牙通信的普及与友好接入，能够很好的满足现场运维人员利用手机或者PAD易用的工具来完成安装调试工作；另一方面，配合智能台区中智能蓝牙通信方式断路器的应用，能够有效地对户表的用电情况进行监测与预警，并能够实现台区内表箱的分簇，即物理拓扑关系。
本实用新型通过将HPLC路由通信模块、HPLC通信表模块、HPLC通信II型采集器、蓝牙通信模块进行创新性的结合，根据不同的应用场景，衍生出三款产品，包括蓝牙双模路由模块、蓝牙双模表模块、蓝牙双模II型采集器。利用HPLC载波模块强大的处理能力，再结合蓝牙通信模块，在不额外增加设备的情况下，就能够将HPLC通信网络和蓝牙通信网络有机结合，实现数据在电力线信道上与蓝牙信道上的互相传输。HPLC载波通信遵循国网成熟的标准《低压电力线高速载波通信互联互通技术规范》。
蓝牙双模表模块、蓝牙双模II型采集器中的蓝牙通信模块作为蓝牙主模块，蓝牙智能断路器中的蓝牙模块作为蓝牙从模块，蓝牙主从模块能够自组网，同时针对现场环境中多主多从共存情况，能够实现自动分簇；蓝牙模块具有身份双向认证、识别功能，只有通过认证的设备才能准许接入该蓝牙通信网络；支持AES128硬件加密及动态秘钥保证数据传输的安全性；良好的蓝牙协议兼容性，能够自适应兼容BLE4.0、BLE4.2、BLE5.0；高传输速率，支持1M/2M的空中速率；GPIO支持自由映射；具备两路通信接口，1路SPI与1路由UART，引脚可自由映射，可根据不用的应用厂家进行灵活自由选择；支持OTA升级，即可通过蓝牙信道升级，也可以通过载波信道进行升级包的传输实现升级，易于产品功能的迭代与更新。
上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，其特征在于，包括蓝牙双模表模块、蓝牙双模II型采集器和蓝牙从模块；所述蓝牙双模表模块设置在智能载波表上，包括HPLC通信表模块和第一蓝牙主模块，所述蓝牙双模II型采集器设置在RS485电表上，包括HPLC通信II型采集器和第二蓝牙主模块；所述蓝牙从模块设置在智能断路器上，通过所述第一蓝牙主模块或第二蓝牙主模块进行蓝牙组网及与电表进行蓝牙通讯，所述智能载波表和RS485电表通过HPLC通信网络与主站进行通讯。
2.根据权利要求1所述的一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，其特征在于，所述HPLC通信表模块包括：第一HPLC通信芯片SSC1667、单相信号发送放大电路、单相信号接收滤波电路、单相低压耦合电路和单相电源模块，所述单相电源模块用于供电，所述第一HPLC通信芯片SSC1667的输入端通过单相接收滤波电路和单相低压耦合电路与单相电力线连接，输出端通过单相信号发送放大电路和单相低压耦合电路与单相电力线连接；所述第一蓝牙主模块为蓝牙收发电路，其与所述HPLC通信芯片SSC1667的输入输出端连接；
所述HPLC通信II型采集器包括：第二HPLC通信芯片SSC1667、信号发送放大电路、信号接收滤波电路、低压耦合电路和电源模块，所述电源模块用于供电，所述第二HPLC通信芯片SSC1667的输入端通过信号接收滤波电路和低压耦合电路与电力线连接，输出端通过信号发送放大电路和低压耦合电路与电力线连接；所述第二蓝牙主模块为蓝牙收发电路，其与所述HPLC通信芯片SSC1667的输入输出端连接。
3.根据权利要求1所述的一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，其特征在于，还包括双模路由模块，所述双模路由模块设置在集中器上，其包括HPLC路由通信模块和蓝牙通信模块，所述HPLC路由通信模块通过HPLC通信网络与所述蓝牙双模表模块和蓝牙双模II型采集器连接；且所述HPLC路由通信模块为HPLC通信网络中的主节点，HPLC通信表模块和HPLC通信II型采集器为HPLC通信网络中的从节点，所述HPLC路由通信模块通过所述蓝牙通信模块与移动终端连接。
4.根据权利要求3所述的一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统，其特征在于，所述HPLC路由通信模块包括HPLC通信芯片SSC1668、三相电源模块、三相信号发送放大电路、三相信号接收滤波电路、三相低压耦合电路和FLASH模块，所述三相电源模块用于供电，所述HPLC通信芯片SSC1668的输入端通过三相信号接收滤波电路和三相低压耦合电路与三相电力线连接，输出端通过三相信号发送放大电路和三相低压耦合电路与三相电力线连接；所述HPLC通信芯片SSC1668的输入输出端与所述蓝牙通信模块连接。
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Cited By (2)
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| CN111193530A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-05-22 | 青岛东软载波科技股份有限公司 | 一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统和方法 |
| CN113784325A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-12-10 | 宁波迦南智能电气股份有限公司 | 一种基于电力线载波的电能表与断路器自动配对方法 |
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2020
- 2020-02-14 CN CN202020169306.0U patent/CN211296722U/zh active Active
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| CN113784325A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-12-10 | 宁波迦南智能电气股份有限公司 | 一种基于电力线载波的电能表与断路器自动配对方法 |
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