[發明專利]低壓電力線載波通信影響試驗模塊

有效

• 申請號: 201410223501.6
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN104158564A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 白志霞;吳文麗;張建民;程昱舒;賈穎;姚俊峰;張鑫;劉馨卉;郭勁汝;曹英
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司計量中心
• 主分類號: H04B3/46
• 分類號: H04B3/46
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及載波通信網絡試驗測試模塊，具體為低壓電力線載波通信影響試驗模塊。

背景技術

低壓電力線載波通信憑借其低壓電力線通信線路牢固可靠、不需要另外投資建設通信線路等特點，已經成為覆蓋范圍最廣的低壓配電網通信方式和智能電網建設中本地通信的重要手段，常用于采集終端設備（如電能表）與集中器之間的載波通信。但由于低壓配電網向所有低壓用戶開放，線路中具有不同阻抗特性的負載隨時切入切出，線路一般為樹狀輻射結構，網路結構復雜且型式多樣，造成載波通信信道阻抗匹配困難，嚴重影響了低壓電力載波通訊的可靠性。因此，建立合適的低壓電力線載波信道模型對低壓電力載波深入研究和模擬現場通信性能測試有重要意義。

發明內容

本發明解決目前缺乏低壓電力線載波信道模型的問題，提供一種低壓電力線載波通信影響試驗模塊。

本發明是采用如下技術方案實現的：低壓電力線載波通信影響試驗模塊，包括一個控制計算機,與控制計算機相連的控制MCU電路、信號驅動電路、繼電器控制電路、載波影響負載切換電路、負載切換指示電路；

所述的MCU電路包括STM32F103芯片，該芯片的輸入端與控制計算機相連；由控制計算機向STM32F103芯片發出PC測試軟件的指令，STM32F103芯片寫有對PC軟件的指令進行判斷的程序；

所述的信號驅動電路由光電耦合器EL817和串入/并出高速轉換器4094和驅動芯片ULN2003依次相連而成，光電耦合器EL817的輸入端與STM32F103芯片的輸出端口相連；

所述的繼電器控制電路包括多個繼電器，各繼電器的一端都與電源相連，各繼電器的另一端分別與驅動芯片ULN2003的輸出總線的各線端相連；

所述的載波影響負載切換電路包括電阻并聯支路組、阻抗并聯支路組、電容并聯支路組和電感串聯支路；電阻并聯支路組的每個并聯支路由一個繼電器的常開觸點和一個電阻串聯而成；阻抗并聯支路組的每個并聯支路由一個繼電器的常開觸點和一個阻抗串聯而成；電容并聯支路組的每個并聯支路由一個繼電器的常開觸點和一個電容串聯而成；電感串聯支路由多個電感串聯而成且每個電感的兩端并聯一個繼電器的常開觸點；阻抗并聯支路組和電容并聯支路組并聯在兩載波信號傳輸線之間，電阻并聯支路組和電感串聯支路串聯在載波信號傳輸線上；其中繼電器控制電路中的繼電器數量至少等于電阻并聯支路數、阻抗并聯支路數、電容并聯支路數和電感串聯支路的電感數之和；

所述的負載切換指示電路包含數量與電阻并聯支路數、阻抗并聯支路數、電容并聯支路數和電感串聯支路的電感數之和相同的多個發光二極管，各發光二極管的一端都與電源相連，各發光二極管的另一端分別與ULN2003芯片的輸出總線的各線端相連。

電阻并聯支路組中每一支路中的電阻模擬載波線路不同長度對載波通訊的影響；阻抗并聯支路組中每一支路中的阻抗模擬載波線路不同負載對載波通訊的影響；電感串聯支路中的每個電感模擬載波線路不同電感量對載波通訊的影響；電容并聯支路組中每一支路中的電容模擬載波線路不同電容值對載波通訊的影響。

控制MCU是整個模塊的控制中心，負載切換電路是模塊的動作機構。控制MCU電路接收控制計算機的PC測試軟件的指令進行負載類型的切換，控制MCU接收PC軟件的指令后程序判斷哪幾個繼電器需要吸合，然后發出繼電器控制信號，控制信號經光電隔離EL817送給串入并出轉換器4094和驅動芯片ULN2003，MCU的3.3V邏輯信號轉換成為12V的繼電器控制信號，對應的繼電器動作，將載波通訊影響試驗負載切入，指示面板上的相應指示燈同時閃亮，方便查看切入的負載種類和檔位，此時負載切換電路構成的負載網絡的兩端（即載波傳輸線的兩端）即模擬了一種電網的網絡特性。各繼電器常開觸點在ＰＣ軟件控制下可任意開閉設置，任意開閉組合，模擬不同現場載波通訊線路環境下，載波通訊性能的測試。當負載切換電路的載波傳輸線（相當于實際中的火線和零線）兩端分別接入載波工裝電能表和集中器時，通過測試或觀察集中器讀取網絡另一端的載波電能表的數據情況，完成在這一種負載網絡下載波性能的測試。這里，控制計算機所需的PC測試軟件和STM32F103芯片所需的指令判斷程序是本領域技術人員容易實現的。