[發明專利]基于高性能載波控制技術的單相表寬帶載波通信模塊

在審

• 申請號: 201710173042.9
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106961291A
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 羅義釗;梁懿;嚴琦;俞煌;陳清雷;劉家健
• 申請（專利權）人: 福建網能科技開發有限責任公司;國家電網公司;國網信息通信產業集團有限公司;國網信通億力科技有限責任公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;G08C19/00
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司35208
• 代理人: 康永輝

技術領域

本發明涉及一種基于高性能載波控制技術的單相表寬帶載波通信模塊。

背景技術

電力用戶用電信息采集系統的建設是當前國家電網公司重點實施工作之一。國家電網公司于2008年提出要求建設“全采集、全預付費、全覆蓋”的居民電量遠程采集系統，并提出建設“智能電網”的設想。目前世界各國也都在積極發展或大規模開展用電信息采集相關系統建設，并取得一定效果?！半娏τ脩粲秒娦畔⒉杉到y”廣泛應用電力線寬帶載波通信技術和光纖通信技術相結合的方案，搭建供電側與客戶側間的高速、穩定、安全的通信信息平臺，應用海量信息處理技術和實時數據庫技術開發了系統主站和高級管理軟件，實現了“信息化、自動化、互動化”的管理和服務。

基于此, 本發明研發一種基于高性能載波控制技術的單相表寬帶載波通信模塊。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于高性能載波控制技術的單相表寬帶載波通信模塊，本發明的目的是通過如下技術方案實現的：所述的基于高性能載波控制技術的寬帶載波集中抄表通信模塊設有載波信號中心處理模塊、中央控制模塊、載波耦合電路模塊、電源轉換模塊、寄存器模塊、單相電能表接口電路模塊、載波信號調制與解調模塊、信號放大模塊等;所述電源轉換模塊連接220V單相電路；所述電源轉換模塊電連接中央控制模塊；中央控制模塊電連接載波信號中央處理模塊；中央控制模塊電連接寄存器模塊、單相電能表接口電路模塊；所述載波信號中心處理模塊通過信號調制與解調模塊連接信號放大模塊，信號放大模塊與載波耦合電路模塊連接；載波耦合電路與220V/380V電路連接, 上述各模塊均設在一塊電路板上;所述的基于高性能載波控制技術的寬帶載波集中抄表通信模塊安裝在單相智能電能表的通用通信模塊接口的插槽內，可為電力部門提供遠程抄表的通信功能。

用戶臺變壓側安裝的寬帶載波集抄系統集中器內安裝有寬帶載波通信模塊作為信號頭端，安裝在單相電能表側的寬帶載波通信模塊作為終端，頭端與終端之間通過正交頻分多路復用技術進行電力線寬帶載波通信，從而實現遠距離載波數據傳輸。作為一種改進，所述中央控制模塊電連載波信號中央處理模塊，中央控制模塊能夠實現載波增強控制算法和實現遠距離數據傳輸的鏈路算法。

與現有技術比較, 本發明的基于高性能載波通信控制技術的寬帶載波通信模塊，使電力部門用電信息采集系統在低壓臺區側實現遠距離高速寬帶載波數據通信功能，以及多表合一的能源集中抄表系統建設中實現現場表計的高速載波集中抄表功能。本發明特別涉及通過電力線載波通信方式實現低壓居民用電信息采集系統用戶側的電能量采集模塊以及遠程集中抄表系統的表計信息采集模塊所需的基于高性能載波控制技術的寬帶載波通信單元。

本發明的優點：本發明的高性能載波控制技術的寬帶載波通信模塊，其功能為：

1、本發明的高性能載波控制技術的寬帶載波通信模塊的入網認證機制

終端模塊在與頭端模塊通訊時具備自動識別認證的能力，能夠拒絕非法終端模塊的接入，確保只有合法接入的終端模塊才能與頭端模塊建立安全的通訊鏈接。

2、讀取電表地址并上報機制

載波模塊在上電延時約3 秒后，向CPU發送地址請求幀，讀取電能表的地址信息。等待電能表應答延時時間1秒。然后將讀取結果 “電能表的地址”向集中器或者主站發送。

3、自動組網機制

頭端模塊能夠創建并維護一個通訊網絡。這個網絡的創建和維護無需人工干預。具有自主管理、動態等特性?？芍С?000個終端連接數，最大可支持15級中繼。支持多路尋址功能和動、靜態路由功能。

自主管理：當一個載波模塊上電并進行注冊時，能根據當前電力網絡環境情況，決定是否與頭端模塊建立直接或間接的通訊鏈路。如果是后者，網絡能為該終端模塊選擇一個合適的中級節點模塊作為中繼與頭端模塊通訊。

動態：網絡會根據當前電力網絡環境為終端模塊選擇最好的通訊鏈路，并作相應的改動。比如：當前中繼節點不再可用，網絡會選擇其他的中繼節點模塊作為它的中繼。該功能使得整個通訊網絡在不同時刻可能具有不同的樹形拓撲結構。

4、數據加密機制

加密方法能夠支持AES/3DES/DES加密機制。終端模塊上線過程中，獲取網絡加密密鑰，密鑰的獲取需要加密。終端模塊上線后，所有的數據通訊需要通過加密算法進行加密。

5、模塊支持4級QoS，滿足不同業務的服務質量需求。

附圖說明

圖1為本發明的固件架構圖。

圖2為通訊接口邏輯架構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步詳細說明：