[發明專利]基于電力線載波局域網的遠程監控系統節點

無效

• 申請號: 201210192098.6
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102833308A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 陸全華;王坤;燕斌;余小燕;王永紅;劉雪蘭
• 申請（專利權）人: 王坤
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/28;H04B3/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及網絡節點，尤其是基于電力線載波局域網的遠程監控系統節點的設計。?

背景技術

電力載波通訊即PLC，是英文Power?line?Communication的簡稱。?電力載波是電力系統特有的通信方式，電力載波通訊是指利用現有電力線，通過載波方式將模擬或數字信號進行高速傳輸的技術。最大特點是不需要重新架設網絡，只要有電線，就能進行數據傳遞。從20世紀80年代以來，特別是在單片機和集成化革命以來，該系統在電力系統得到廣泛的應用。它為用戶提供數字化社區服務和電子商務，提供高速因特網訪問服務、話音服務，可實現家庭辦公和遠程家電控制，實現防火、防盜、防有毒氣體泄漏等的保安監控系統。?

國外很早對電力線載波通訊技術進行了研究，多家公司推出了自己的電力線載波modem芯片，并制定了電力線載波適用頻率范圍的標準。目前有針對北美洲地區電網（480V/277V，208V/120Vac）的標準頻率范圍100KHz-450KHz和針對歐洲地區電網（400V/230Vac）的標準頻率范圍9KHz-150KHz。各家公司在標準頻率范圍下，針對本地區電網特點，采用各種特定專有技術，設計出自己的電力線載波modem芯片。目前，有幾款電力線載波modem芯片在我國使用。我國可使用的電力線載波modem芯片及模塊可分調頻和多頻或者分為寬帶調制及窄帶調制。?

目前電力線載波的應用主要在家庭寬帶電力貓等應用上。采用寬帶調制芯片，結合OFDM調制技術可以實現家庭寬帶插口與電力插口的統一，覆蓋無線WLAN的盲區，在短距離大帶寬應用上載波通訊得到了較好發展。寬帶電力貓結構上包含微控制器，寬帶電力線載波芯片以及模擬接口。數字以太網信號被調制芯片加載到電力線上進行傳輸，接收端再從經過調制的電力載波信號中解調過濾出數字以太網信號，從而實現家庭計算機通過室內電線進行網絡通訊，再配合家庭路由器實現上網的功能。?

遠程監控系統通常采用較為成熟的有線網絡實現監控區域的各個節點間的通訊及組網，部署成本較大，且部署節點相對固定。監控區域組網后通過HTTP服務器或視頻服務器可以實現遠程監控。隨著物聯網的興起，無線傳感網在一些對數據量要求低的監控網絡中得到了很好應用。比如在每個節點上安裝通過GPRS模塊，使得節點的檢測數據實時通過GPRS信號連入互聯網，從而實現遠程的監控。?

傳統的遠程監控系統通常采用專有有線網絡實施信號的傳輸或組網，部署成本高，廣大中小型企業無法承擔，且遠程監控應用中有很大一部分無需大帶寬，數據量低的應用（如農牧業，礦產，公共服務等），傳統的遠程監控系統的部署門檻過高。物聯網中無線傳感網雖然很好的提供了低速率通訊組網功能，但無線信號可靠性低，受環境變化影響大，且信號穿透能力低，往往需要部署大量的中繼節點，提高了成本。且由于無線互聯網的數據流量費用，也提高了整個系統的運營成本。?

發明內容

為了解決現有遠程監控系統存在的問題，本發明提供一種基于電力線載波局域網的遠程監控系統節點的設計。它正是基于監控節點需要供電這一基本事實，采用電力線載波技術實現數據通訊與電力供給合一的設計，既節省了重新部署專有網絡的高費用，又實現通訊信號的有線通訊，提高了通訊的可靠性，且無額外運營費用，極大地降低了系統的部署成本，為遠程監控系統在各行各業的大規模使用提供了解決方案。?

為達到以上目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：使用普遍存在的電線作為通訊載體，采用電力線載波通訊技術組建局域網，并用電力線載波通訊技術、以太網通訊及傳感器集合成遠程監控系統。遠程監控系統包括信息采集節點、控制終端、上位機。控制終端同時具有電力線（PLC）通訊能力，能與下級采集節點進行環境信息的通訊。采集節點是具有電力線通訊能力的嵌入式設備，可根據應用環境的不同加掛不同的傳感器，采集節點可采用與控制節點相同的設計，應用時屏蔽以太網通訊端口即可。控制終端硬件采用模塊化設計，是由ARM嵌入式微處理器，電力線載波模塊，溫濕度傳感模塊組成。控制終端遠程環境數據的獲取可通過控制節點上運行的WEB服務器與遠程服務器的通訊完成。遠程監控系統可以運行服務器程序，可以實現計算機終端的直接訪問，也可以與遠程服務器交換數據，實現監控數據的自動上傳。?

采用以上技術方案后，本發明的有益效果是：節省了組建遠程監控網絡的重新布線費用，特別適合低成本，低速率的遠程監控應用。相對于無線組網方案，具有對環境要求低，適用對于復雜環境下的遠程監控，通訊可靠，點對點通訊距離高，且無任何額外運營成本等優點，是一種簡單、經濟、實用的遠程監控系統。?