CN216216886U - 一种基于蓝牙的双模电力载波通信装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于蓝牙的双模电力载波通信装置，属于电力载波通信技术领域。本实用新型包括壳体和设置在壳体内的PCB主板，所述PCB主板上设有载波处理器模块、蓝牙通信模组、载波通信模组和电源模组，其中，所述载波处理器模块分别与蓝牙通信模组和载波通信模组的一端相连，所述载波通信模组的另一端与线缆接口相连，用于接受和发送线缆上的载波信号，所述电源模组为整个装置提供电源，所述载波处理器模块用于载波信号和蓝牙信号之间的转换，实现载波和蓝牙双模通信。本实用新型的有益效果为：实现蓝牙和载波的双模组通信，使用更加方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力载波通信技术，尤其涉及一种基于蓝牙的双模电力载波通信装置。
背景技术
电力线载波通信(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式。对于低压配电网来说，许多新兴的数字技术,大大提高和改善了低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性，使得电力载波通信技术具有更加诱人的应用前景。利用低压电力线来传输用户用电数据，实现及时有效收集和统计,是目前国内外公认的一个最佳方案。
但是在以往实际应用中，单载波通信还存在不足，比如说在电力线因故障断开时，就无法有效的进行停电上报，因此需要配备蓝牙无线通信进行停电上报，同时也可以一对多的控制家用电器产品或电表箱的蓝牙开关，蓝牙断路器，及手机无线抄表等功能。
实用新型内容
为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种基于蓝牙的双模电力载波通信装置。
本实用新型包括壳体和设置在壳体内的PCB主板，所述PCB主板上设有载波处理器模块、蓝牙通信模组、载波通信模组和电源模组，其中，所述载波处理器模块分别与蓝牙通信模组和载波通信模组的一端相连，所述载波通信模组的另一端与线缆接口相连，用于接受和发送线缆上的载波信号，所述电源模组为整个装置提供电源，所述载波处理器模块用于载波信号和蓝牙信号之间的转换，实现载波和蓝牙双模通信。
本实用新型作进一步改进，所述蓝牙通信模组包括蓝牙通信芯片BT，所述蓝牙通信芯片BT通过引脚16、18与载波处理器模块相连。
本实用新型作进一步改进，所述蓝牙通信模组还包括蓝牙电源控制电路，所述蓝牙电源控制电路包括三极管Q6、三极管Q5，其中，所述三极管Q6的基极与载波处理器模块的复位控制端相连，三极管Q6的发射极接地，集电极与三极管Q5的基极相连，三极管Q5的发射极接供电电源，集电极接蓝牙通信芯片BT的电源引脚。
本实用新型作进一步改进，所述载波处理器模块采用SPE7101载波通信芯片U1，载波通信芯片U1的引脚16、32与所述蓝牙通信模组相连，所述载波通信芯片U1的40、41与所述载波通信模组的接收端相连，引脚44、45与载波通信模组的发送端相连。
本实用新型作进一步改进，还包括过零检测模块，所述过零检测模块的输出端与载波通信芯片U1的引脚7相连。
本实用新型作进一步改进，所述载波通信模组包括载波放大芯片U3、第一保护电路、变压器T3、接收滤波电路，所述载波放大芯片U3的接收端接所述载波处理器模块的载波信号发送端，所述载波放大芯片U3的发送端通过第一保护电路与变压器T3一侧的引脚1和引脚2相连，所述接收滤波电路的发送端与所述载波处理器模块的载波信号的接收端相连，所述接收滤波电路的接收端与变压器T3一侧的引脚3和4相连，所述变压器T3的另一侧的引脚5、8接线缆接口J3。
本实用新型作进一步改进，所述接收滤波电路包括第二保护电路、滤波器电路、钳位电路，其中，所述第二保护电路的输入端分别与变压器T3一侧的引脚3和4相连，所述第二保护电路的输出端与滤波器电路的输入端相连，所述滤波器电路的输出端与钳位电路的输入端相连，所述钳位电路输出端输出不超过芯片采集幅度的载波信号给载波处理器模块。
本实用新型作进一步改进，所述第一保护电路和第二保护电路均为TVS瞬态二极管，所述钳位电路为双端二极管D3和D4，所述所述双端二极管D3和D4分别包括两个串联的二极管，串联的二极管正极接地，负极接电源，中部分别接对应的信号线。
本实用新型作进一步改进，所述电源模组包括电源转接电路和与所述电源转接电路输出端相连的电源转换电路，所述电源转换电路将直流12V电压转换为对装置供电的3.3V和1.1V电压。
本实用新型作进一步改进，所述电源模组还包括掉电检测电路和超级电容C52，其中，所述掉电检测电路包括分压电阻R56、R57，开关管Q3，所述开关管Q3的漏极分别接载波处理器模块的掉电检测端和3.3V电源，所述开关管Q3的源极接地，栅极接串联的分压电阻R56、R57之间，电阻R57的另一端接地，R56的另一端接电源转换电路的电源输入端，所述超级电容C52的正极接充电电源，负极接地，并通过电容C51与电源转换电路的稳压芯片U4的引脚8相连，掉电时，所述超级电容C52输出掉电维持电压给后级。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：实现蓝牙和载波的双模组通信，使用更加方便，在电力线因故障断开时，可以有效的进行蓝牙无线通讯进行停电上报，同时蓝牙无线通信能满足一对多的控制家用电器产品或电表箱的蓝牙开关，蓝牙断路器，及手机无线抄表等功能。
附图说明
图1为本实用新型PCB板电路结构框图；
图2为本实用新型载波处理器模块和蓝牙通信模组一实施例电路原理图；
图3为载波通信模组电路原理图；
图4为过零检测电路原理图；
图5和图6为电源模组电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型包括壳体和设置在壳体内的PCB主板，所述PCB主板上设有载波处理器模块、蓝牙通信模组、载波通信模组和电源模组，其中，所述载波处理器模块分别与蓝牙通信模组和载波通信模组的一端相连，所述载波通信模组的另一端与线缆接口相连，用于接受和发送线缆上的载波信号，所述电源模组为整个装置提供电源，所述载波处理器模块用于载波信号和蓝牙信号之间的转换，实现载波和蓝牙双模通信。
本例的蓝牙通信模组包括蓝牙通信电路和蓝牙电源控制电路，通过蓝牙电源控制电路，将载波处理器模块控制的软复位变为硬件复位，使蓝牙模块复位更可靠。更能保证收发通信。所述蓝牙通信电路的蓝牙天线优选采用内置的PCB板天线，干扰小，便于安装。
所述载波处理器模块把蓝牙信号转换为载波信号送至载波通信模组，然后通过线缆的强电接口，输送至线缆，通过线缆送至某智能计量表；电力载波信号经本例的载波通信模组，再送至载波处理器模块处理，然后输入给电表或蓝牙通信芯片，由其发送给个人移动通信终端。
本实用新型的有益效果是：采用价格低廉、操作方便的蓝牙载波双模通信，实现了使用智能手机和平板电脑等移动通信终端和电力载波通信系统的通信。
如图2所示，本例的载波处理器模块采用SPE7101载波通信芯片U1，集成载波信号处理、单片机MCU功能，同时集成蓝牙模块控制功能，为整机核心芯片器件。本例载波通信芯片U1的引脚16、32与所述蓝牙通信模组相连，所述载波通信芯片U1的40、41与所述载波通信模组的接收端相连，引脚44、45与载波通信模组的发送端相连。
本例的蓝牙通信模组包括蓝牙通信芯片BT，本例蓝牙通信芯片BT为外购的蓝牙模块，价格低廉，开发成本低。所述蓝牙通信芯片BT通过引脚16、18与载波处理器模块相连，实现数据的收发与传输。
所述蓝牙通信模组还包括蓝牙电源控制电路，所述蓝牙电源控制电路包括三极管Q6、三极管Q5，其中，所述三极管Q6的基极与载波处理器模块的复位控制端相连，三极管Q6的发射极接地，集电极与三极管Q5的基极相连，三极管Q5的发射极接供电电源，集电极接蓝牙通信芯片BT的电源引脚。BT/RST为载波通信芯片U1给蓝牙通信模组的软件复位，现在利用外围三极管Q5和Q6形成对蓝牙模块的电源控制电路，这样即可以变成硬件复位，使蓝牙模块复位更可靠。
如图3所示，本例的载波通信模组包括载波放大芯片U3、第一保护电路、变压器T3、接收滤波电路，所述载波放大芯片U3的接收端接所述载波处理器模块的载波信号发送端，所述载波放大芯片U3的发送端通过第一保护电路与变压器T3一侧的引脚1和引脚2相连，所述接收滤波电路的发送端与所述载波处理器模块的载波信号的接收端相连，所述接收滤波电路的接收端与变压器T3一侧的引脚3和4相连，所述变压器T3的另一侧的引脚5、8接线缆接口J3。
本例接收滤波电路包括第二保护电路、滤波器电路、钳位电路，其中，所述第二保护电路的输入端分别与变压器T3一侧的引脚3和4相连，所述第二保护电路的输出端与滤波器电路的输入端相连，所述滤波器电路的输出端与钳位电路的输入端相连，所述钳位电路输出端输出不超过芯片采集幅度的载波信号给载波处理器模块。
优选的，本例的接口J3为强电接口，第一保护电路和第二保护电路均为TVS瞬态二极管，保护后端电路。
电阻R28、R29、R31、R32将耦合电路提取出的电流信号转换为电压信号传输给后端滤波器电路，滤波器电路是一个0.7-12MHz的带通滤波器，符合电力宽带载波抄表通信带宽0.7-12MHz。
本例钳位电路为双端二极管D3和D4，所述所述双端二极管D3和D4分别包括两个串联的二极管，串联的二极管正极接地，负极接电源，中部分别接对应的信号线。双端二极管D3、D4提供信号电平钳位作用保证输入给载波通信芯片U1的信号幅度不超过芯片采集幅度，然后信号通过电容C40、C46电容输入给载波通信芯片U1。
如图4所示，本例还包括过零检测模块，所述过零检测模块的输出端与载波通信芯片U1的引脚7相连。主要通过强电中的过零信号通过光耦U5后传给载波通信芯片U1处检测其过零信号。
如图5和图6所示，本例电源模组包括电源转接电路和与所述电源转接电路输出端相连的电源转换电路，所述电源转接电路通过接口J2转接电缆的12V电压，所述电源转换电路通过稳压芯片U4(BTA9073)输出3.3V供电供整机工作。
优选的，本例的电源模组还包括掉电检测电路和超级电容C52，其中，所述掉电检测电路包括分压电阻R56、R57，开关管Q3，所述开关管Q3的漏极分别接载波处理器模块的掉电检测端和3.3V电源，所述开关管Q3的源极接地，栅极接串联的分压电阻R56、R57之间，电阻R57的另一端接地，R56的另一端接电源转换电路的电源输入端，所述超级电容C52的正极接充电电源，负极接地，并通过电容C51与电源转换电路的稳压芯片U4的引脚8相连，掉电时，所述超级电容C52输出掉电维持电压给后级。
增加掉电检测电路经电阻R56、R57分压后经开关管Q3控制,由MCU_12V检测信号脚连载波通信芯片U1的引脚8进行掉电检测，当12V掉电后载波通信芯片U1能及时识别后进行停电上报，同时掉电后其超级电容C52能起到掉电后维持100秒左右的供电电源。从而是装置对数据进行及时存储，防止数据的丢失。
本实用新型实现蓝牙和载波的双模组通信，使用更加方便，在电力线因故障断开时，可以有效的进行蓝牙无线通讯进行停电上报，同时蓝牙无线通信能满足一对多的控制家用电器产品或电表箱的蓝牙开关，蓝牙断路器，及手机无线抄表等功能。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于蓝牙的双模电力载波通信装置，其特征在于：包括壳体和设置在壳体内的PCB主板，所述PCB主板上设有载波处理器模块、蓝牙通信模组、载波通信模组和电源模组，其中，所述载波处理器模块分别与蓝牙通信模组和载波通信模组的一端相连，所述载波通信模组的另一端与线缆接口相连，用于接受和发送线缆上的载波信号，所述电源模组为整个装置提供电源，所述载波处理器模块用于载波信号和蓝牙信号之间的转换，实现载波和蓝牙双模通信。
2.根据权利要求1所述的基于蓝牙的双模电力载波通信装置，其特征在于：所述蓝牙通信模组包括蓝牙通信芯片BT，所述蓝牙通信芯片BT通过引脚16、18与载波处理器模块相连。
3.根据权利要求2所述的基于蓝牙的双模电力载波通信装置，其特征在于：所述蓝牙通信模组还包括蓝牙电源控制电路，所述蓝牙电源控制电路包括三极管Q6、三极管Q5，其中，所述三极管Q6的基极与载波处理器模块的复位控制端相连，三极管Q6的发射极接地，集电极与三极管Q5的基极相连，三极管Q5的发射极接供电电源，集电极接蓝牙通信芯片BT的电源引脚。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于蓝牙的双模电力载波通信装置，其特征在于：所述载波处理器模块采用SPE7101载波通信芯片U1，载波通信芯片U1的引脚16、32与所述蓝牙通信模组相连，所述载波通信芯片U1的40、41与所述载波通信模组的接收端相连，引脚44、45与载波通信模组的发送端相连。
5.根据权利要求4所述的基于蓝牙的双模电力载波通信装置，其特征在于：还包括过零检测模块，所述过零检测模块的输出端与载波通信芯片U1的引脚7相连。
6.根据权利要求1-3任一项所述的基于蓝牙的双模电力载波通信装置，其特征在于：所述载波通信模组包括载波放大芯片U3、第一保护电路、变压器T3、接收滤波电路，所述载波放大芯片U3的接收端接所述载波处理器模块的载波信号发送端，所述载波放大芯片U3的发送端通过第一保护电路与变压器T3一侧的引脚1和引脚2相连，所述接收滤波电路的发送端与所述载波处理器模块的载波信号的接收端相连，所述接收滤波电路的接收端与变压器T3一侧的引脚3和4相连，所述变压器T3的另一侧的引脚5、8接线缆接口J3。
7.根据权利要求6所述的基于蓝牙的双模电力载波通信装置，其特征在于：所述接收滤波电路包括第二保护电路、滤波器电路、钳位电路，其中，所述第二保护电路的输入端分别与变压器T3一侧的引脚3和4相连，所述第二保护电路的输出端与滤波器电路的输入端相连，所述滤波器电路的输出端与钳位电路的输入端相连，所述钳位电路输出端输出不超过芯片采集幅度的载波信号给载波处理器模块。
8.根据权利要求7所述的基于蓝牙的双模电力载波通信装置，其特征在于：所述第一保护电路和第二保护电路均为TVS瞬态二极管，所述钳位电路为双端二极管D3和D4，所述双端二极管D3和D4分别包括两个串联的二极管，串联的二极管正极接地，负极接电源，中部分别接对应的信号线。
9.根据权利要求1-3任一项所述的基于蓝牙的双模电力载波通信装置，其特征在于：所述电源模组包括电源转接电路和与所述电源转接电路输出端相连的电源转换电路，所述电源转换电路将直流12V电压转换为对装置供电的3.3V和1.1V电压。
10.根据权利要求9所述的基于蓝牙的双模电力载波通信装置，其特征在于：所述电源模组还包括掉电检测电路和超级电容C52，其中，所述掉电检测电路包括分压电阻R56、R57，开关管Q3，所述开关管Q3的漏极分别接载波处理器模块的掉电检测端和3.3V电源，所述开关管Q3的源极接地，栅极接串联的分压电阻R56、R57之间，电阻R57的另一端接地，R56的另一端接电源转换电路的电源输入端，所述超级电容C52的正极接充电电源，负极接地，并通过电容C51与电源转换电路的稳压芯片U4的引脚8相连，掉电时，所述超级电容C52输出掉电维持电压给后级。
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| CN202122568837.4U CN216216886U (zh) | 2021-10-25 | 2021-10-25 | 一种基于蓝牙的双模电力载波通信装置 |
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| CN216216886U true CN216216886U (zh) | 2022-04-05 |
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| CN202122568837.4U Active CN216216886U (zh) | 2021-10-25 | 2021-10-25 | 一种基于蓝牙的双模电力载波通信装置 |
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