CN2810037Y - 一种利用电力线传输以太网数据的装置 - Google Patents

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汪悦农
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Abstract

本实用新型公开了一种利用电力线传输以太网数据的装置。它的电路结构包括：RJ45以太网接口、网络变压器、数据格式转换芯片、调制解调主芯片、带自动增益控制的数模转换模块、耦合元件和接电力线的电源接口。本实用新型具有如下优点和积极效果：将网络数字信号转换成模拟信号，并且通过耦合器调制在电力线网络上；将电力线上的模拟信号通过耦合器取出并还原成网络数字信号；完全兼容10Base－T以太网PC件，即插即用；使有本产品不用额外布线，不会破坏原有建筑，施工量极小，适用场合广泛，极大减少了投资；系统接入后，任何电源接线处均可使用网络，适应家用网络信息化的需求。

Description

一种利用电力线传输以太网数据的装置
技术领域
本实用新型涉及一种网络数据传输产品。
背景技术
目前常用的局域网连接方法，都是用网络数据线(8芯/4芯双绞线、同轴电缆等)构成的，这种传统的连接方式布线程序复杂，需要比较大的施工量，尤其是需要增加网络节点或修改网络布局，需要很大的工程量；在需要连续营业不允许施工的地方，甚至不可能增改网络布置。
而电力线已经遍布建筑物各个角落，借助电力线路载波，可以将网络信号送至需要网络的各个角落。电力线局域网的优势就是使用方便，不需要额外的布线，在没有预先布线或者需要网络改造的情况下尤其适合。
使用电力线局域网网桥产品就可以在电力线载波上调制上网络数据信号，从而使电力网由单纯的供电网变成具有数据传输功能的局域网。从而也为酒店、宾馆、部分娱乐场所、办公室等等的网络接入提供了非常方便的方式。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种利用电力线传输以太网数据的装置，以解决在电力线载波上调制上网络数据信号，使电力网由单纯电网变成具有数据传输功能的局域网且PC端无须另装驱动程序或者软件等问题。
本实用新型所述一种利用电力线传输以太网数据的装置的电路结构包括：
一个RJ45以太网接口，该接口连接到以太网；
一个网络变压器，该网络变压器一端与上述RJ45以太网接口连接；
一个数据格式转换芯片，该数据格式转换芯片的一端与网络变压器的另一端连接，接收网络变压器耦合进来的以太网信号且将其分解成为控制信号序列和数据信号序列；
一个调制解调主芯片，该主芯片一端与数据格式转换芯片的另一端相连接，根据控制序列将数据信号序列调制成可以叠加到电力线上的数字信号；
一个带自动增益控制的数模转换模块，该数模转换模块的一端接上述调制解调主芯片的另一端；
一个耦合元件，该耦合元件的一端与数模转换模块的另一端相连接；
一个电源接口，该电源接口一端接耦合元件的另一端，另一端接电力线。
如上所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其中的网络变压器是1∶1的网络变压器。
如上所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其中的网络数据格式转换芯片是10/100M以太网信号收发芯片。
如上所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其中的调制解调主芯片是14M电力线通信调制解调芯片，其外围电路包括：100M晶体、用于记录本装置的MAC地址的储存器、自动复位芯片、上拉/下拉电阴及滤波电容。
如上所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其中的数模转换设备是与调制解调主芯片配套的具有自动增益控制的数模转化覆膜元件组。
如上所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其中的耦合元件是与调制解调主芯片配套的线绕带磁芯的感应线圈。
如上所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，在该装置中还包括一个由220V-5V的交流变压器和整流桥组成的芯片工作电源。
本实用新型具有如下优点和积极效果：
1、将网络数字信号转换成模拟信号，并且通过耦合器调制在电力线网络上；
2、将电力线上的模拟信号通过耦合器取出并还原成网络数字信号；
3、完全兼容10Base-T以太网；
4、PC端无须另装驱动程序或者软件，即插即用；
5、使有本产品不会破坏原有建筑，施工量极小，造成场合广泛；
6、不用额外布线，不需要布线施工的材料费用和人员费用，极大减少了投资；
7、系统接入后，任何电源接线处均可使用网络，不局限与网络线接口，适应家用网络信息化的需求。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图。
具体实施方式
本实用新型的电路结构请参见图1，具体说明如下：
结合原理描述中的信号流程方向，说明一个电路实施例。
首先是标准以太网RJ45接口；
网络变压器型号是S558-5999-T7，是1∶1的网络变压器，外围电路包括匹配电阻、滤波电容等；
网络数据格式转换芯片型号是AC101L，是10/100M以太网信号收发芯片，外围电路包括上拉/下拉电阴和滤波电容；
调制解调主芯片型号是INT51X1，是Intellon公司的14M的电力线通信调制解调芯片；外围电路包括：1、100M晶体用于提供基准时钟信号，2、EEPPOM型号93C46，用于记录本设备的MAC地址，3、自动复位芯片型号LM809-3，用于设备加电的时候复位系统；4、LED发光二极管，用于指示设备工作状态；另外还有上拉/下拉电阻及滤波电容；图1中MII是IEEE802.3u规范中的一种标准通讯数据格式，即以太网数据控制层与物理端口层之间的操作协议，为一种工业标准；
数模转换设备为Intellon公司的5V AFE Module，是与INT51X1配套的带AGC(自动增益控制)的数模转化覆膜元件组；
耦合线圈是INT51X1芯片配套的线绕带磁芯的感应线圈；外围电路包括压敏电阻、稳压二极管、电阻电容构成的保护电路；
最后连接的标准电源插头。
此外还有的辅助电路包括：220V-5V的交流变压器和整流桥，用于提供所有芯片的工作电源；5V-3.3V的低压差转换芯片，型号LM1117-3V3，用于提供3.3V标准电压；3.3V-1.5V的低压差转换芯片，型号LM1117-ADJ，用于提供1.5V标准电压；以及滤波电容。
原理描述：
设备有两个端口，一个是电源接口，另一个是RJ45以太网接口。RJ45以太网接口连接到以太网(例如局域网、专线、ADSL等)，通过网络变压器，将以太网的传输的信号耦合进来。耦合进来的以太网信号进入数据格式转换芯片，被分解成为控制信号序列和数据信号序列。控制信号序列和数据信号序列送给调制调主芯片，主芯片根据控制序列将数据信号调制成可以叠加到电力线上的数字信号，然后通过带自动增益控制的数模转换设备变成模拟信号，最后通过专用的耦合，然后通过带自动增益控制的数模转换设备变成模拟信号，最后通过专用的耦合变压器将模拟信号叠加到电力线上，电源接口连接到供电线路中，整个供电电路(300米范围内)就都附带了网络信号。
电脑送到以太网的信号过程与上面描述路程相反。
调制的过程如下：首先网络数据信号通过网络变压器耦合到数据转换芯片AC101L；AC101L再将以太网数据格式转换为MCU能够处理的数据格式，这些数据包括序列信号和纯数据信号发送给调制解调的主芯片lntellon Int51X1芯片；Int51X1芯片将数据信号转换为可以调制在动力电载波上的高频信号；然后通过模块转换成模拟信号，并通过专用的耦合线圈将调制信号叠加到电力载波上。
解调的过程与调制的过程相反。
本装置适合于小范围的网络传输应用，传输距离限300米，为了克服易受大功率电路设备干扰，可用滤波接线板减小干扰。

Claims (7)

1、一种利用电力线传输以太网数据的装置，其特征在于：其电路结构包括：
一个RJ45以太网接口，该接口连接到以太网；
一个网络变压器，该网络变压器一端与上述RJ45以太网接口连接；
一个数据格式转换芯片，该数据格式转换芯片的一端与网络变压器的另一端连接，接收网络变压器耦合进来的以太网信号且将其分解成为控制信号序列和数据信号序列；
一个调制解调主芯片，该主芯片一端与数据格式转换芯片的另一端相连接，根据控制序列将数据信号序列调制成可以叠加到电力线上的数字信号；
一个带自动增益控制的数模转换模块，该数模转换模块的一端接上述调制解调主芯片的另一端；
一个耦合元件，该耦合元件的一端与数模转换模块的另一端相连接；
一个电源接口，该电源接口一端接耦合元件的另一端，另一端接电力线。
2、如权利要求1所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其特征在于：其中的网络变压器是1∶1的网络变压器。
3、如权利要求1所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其特征在于：其中的网络数据格式转换芯片是10/100M以太网信号收发芯片。
4、如权利要求1所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其特征在于：其中的调制解调主芯片是14M电力线通信调制解调芯片，其外围电路包括：100M晶体、用于记录本装置的MAC地址的储存器、自动复位芯片、上拉/下拉电阴及滤波电容。
5、如权利要求1所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其特征在于：其中的数模转换设备是与调制解调主芯片配套的具有自动增益控制的数模转化覆膜元件组。
6、如权利要求1所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其特征在于：其中的耦合元件是与调制解调主芯片配套的线绕带磁芯的感应线圈。
7、如权利要求1所述的一种利用电力线传输以太网数据的装置，其特征在于：在该装置中还包括一个由220V-5V的交流变压器和整流桥组成的芯片工作电源。
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