[發明專利]一種電力線載波和雙向工頻通信混合組網方法

無效

• 申請號: 201110102977.0
• 申請日: 2011-04-25
• 公開（公告）號: CN102185638A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 王智慧;李建岐;王立誠;渠曉峰;趙濤;黃畢堯;劉國軍
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04L5/14
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域：

本發明涉及通信技術領域，具體涉及一種電力線載波和雙向工頻通信混合組網方法。

背景技術：

通信是電能信息采集與管理系統的關鍵，通信的可靠性直接影響系統的應用效果。目前低壓居民用戶電能信息采集常用的下行通信方式有低壓電力線載波、有線電纜、短距離無線等，但這些方式均存在一定的缺陷，難以實現100％的抄收覆蓋率。電力線載波通信無須架設專用通信線路，直接利用原有的電力線資源，在低壓居民用戶電能信息采集系統中應用廣泛。但低壓載波信道的衰減、干擾與隨機動態變化限制了載波通信物理層通信能力的提升，從而造成一個或者多個載波通信盲點，可稱之為“孤島”。要解決“孤島”問題，必須借助電力線載波通信以外的其它通信方式。雙向工頻通信也是利用電力線進行通信，是在工頻電壓的過零點附近調制下行電壓信號與上行電流信號，利用電網工頻電壓和電流波形的微小畸變來攜帶信息的一種特殊電力線通信技術。相對于電力線載波通信技術來說，雙向工頻通信具有通信距離遠，傳輸可靠性高，成本低廉等特點。工頻信號在電力線上傳輸衰減很小，受電力線的分布電容的影響小，沒有駐波和盲區現象。更重要的是，由于工頻信號的調制頻率在180～600Hz之內，并利用50Hz作為載波頻率，與電力線載波信號3kHz～500kHz的頻率范圍互不干擾，因此可實現電力線載波和雙向工頻兩種通信信號的同時傳輸，無須增加任何額外設備，為兩種通信方式的混合組網應用奠定了基礎。

發明內容：

針對上述的不足，本發明的目的在于，提供一種電力線載波與雙向工頻通信的混合組網方法，用于低壓居民用戶電能信息采集系統的下行通道建設，以滿足“全采集、全覆蓋、全預付費”的系統建設目標。

本發明提供的一種電力線載波和雙向工頻通信混合組網方法，所述方法的裝置包括載波工頻集中器和載波工頻采集器；所述載波工頻集中器包括主控單元、存儲模塊、人機交互模塊、外圍電路、上行通信模塊和下行通信模塊；所述下行通信模塊包括載波通道和RS485通道；所述主控單元分別與所述存儲模塊、所述人機交互模塊、所述外圍電路、所述上行通信模塊和所述下行通信模塊連接；所述載波工頻采集器包括主控單元、存儲單元、LCD顯示、外圍電路、上行通信模塊和下行通信模塊；所述上行通信模塊包括紅外通道和載波通道；所述主控單元分別與所述存儲單元、所述LCD顯示、所述外圍電路、所述上行通信模塊和下行通信模塊連接；

其改進之處在于，在臺區變壓器低壓側電力線安裝載波工頻集中器，并在低壓居民用戶電能表處安裝載波工頻采集器；將所述載波工頻集中器的所述下行通信模塊中加入工頻通道；

將所述載波工頻采集器的所述上行通信模塊中加入工頻通道。

本發明提供的第一優選方案的方法，其改進之處在于，所述工頻通道包括過零同步電路和調制解調電路。

本發明提供的第二優選方案的方法，其改進之處在于，所述載波工頻集中器的主控單元為ARM處理器。

本發明提供的第三優選方案的方法，其改進之處在于，所述載波工頻集中器的存儲模塊包括閃速存儲器和靜態存儲器。

本發明提供的第四優選方案的方法，其改進之處在于，所述載波工頻集中器的所述人機交互模塊包括鍵盤和LCD顯示。

本發明提供的第五優選方案的方法，其改進之處在于，所述外圍電路包括硬件時鐘和系統電源。

本發明提供的第六優選方案的方法，其改進之處在于，所述載波工頻集中器的所述存儲模塊、所述人機交互模塊、所述外圍電路、所述上行通信模塊和所述下行通信模塊均通過芯片總線連接主控單元；所述載波工頻采集器的所述存儲單元、所述LCD顯示、所述外圍電路、所述上行通信模塊和所述下行通信模塊均通過芯片總線連接主控單元。

本發明提供的第七優選方案的方法，其改進之處在于，所述載波工頻集中器的所述上行通信模塊包括GPRS通道、以太網通道、紅外通道、RS232通道；所述載波工頻采集器的所述下行通信模塊包括RS485通道。

本發明提供的較優選方案的方法，其改進之處在于，所述載波工頻集中器的所述工頻通道的所述過零同步電路包括依次連接的電壓互感器、放大電路、濾波電路、移相電路和電壓比較電路；所述調制電路包括依次連接的可控硅和觸發保護電路，所述保護電路為阻容濾波電路。

本發明提供的另一優選方案的方法，其改進之處在于，所述載波工頻采集器的所述工頻通道的所述過零同步電路包括依次連接的電壓互感器、放大電路、濾波電路、移相電路和電壓比較電路；所述解調電路包括依次連接的電流互感器、放大電路、濾波電路。

與現有技術比，本發明的有益效果為：