[發明專利]一種電力線載波通信實驗平臺及實驗方法

在審

• 申請號: 202111502195.6
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114374409A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 沈秋英;曹駿;張文韜;朱靜怡;莊文兵;劉柳;張恒超;王之陽;王波;曲照言;王聰
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;G09B23/18
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 梁慶豐;郭紅燕

1.一種電力線載波通信實驗平臺，其特征在于：包括由電力線(3)相互連接的發送端(1)和接收端(2)；

發送端(1)用于讀取開關量輸入、編碼、調制并耦合發送至電力線(3)，接收端(2)用于耦合接收自電力線(3)的信號，并解調、解碼和輸出控制信號。

2.根據權利要求1所述的一種電力線載波通信實驗平臺，其特征在于：所述發送端(1)包括輸入接口(8)、第一LED輸出模塊(41)、第一單片機小系統(51)、第一載波通信模塊(61)和第一耦合電路(71)；

所述接收端(2)包括繼電器輸出模塊(9)、第二LED輸出模塊(42)、第二單片機小系統(52)、第二載波通信模塊(62)和第二耦合電路(72)；

所述第一單片機小系統(51)的CPU由輸入接口(8)讀取開關輸入量，編碼后發送給第一載波通信模塊(61)調制，并由第一耦合電路(71)耦合到電力線(3)上，接收端(2)的第二耦合電路(72)自電力線(3)接收載波信號，并傳遞給第二載波通信模塊(62)，第二載波通信模塊(62)對接受的載波信號解調后傳送給第二單片機小系統(52)處理，進而由繼電器輸出模塊(9)輸出，并顯示在第二LED輸出模塊(42)上。

3.根據權利要求2所述的一種電力線載波通信實驗平臺，其特征在于：所述第一載波通信模塊(61)和第二載波通信模塊(62)分別包括發送電路(10)和接收電路(11)，且兩個載波通信模塊均包括主控電路(12)，發送端(1)的主控電路(12)與第一單片機小系統(51)的CPU進行串口通信接收載波信號并調制后傳遞給發送電路(10)，經由第一耦合電路(71)耦合到電力線(3)上，第二耦合電路(72)自電力線(3)接收載波信號，并傳遞給接收電路(11)進行濾波，接收端(2)的主控電路(12)對載波信號進行解調，并顯示在接收端(2)的第二LED輸出模塊(42)上。

4.根據權利要求3所述的一種電力線載波通信實驗平臺，其特征在于：所述主控電路(12)采用RISE3501芯片，RISE3501芯片的輸出信號電平為1.34Vpp，發送電路(10)的工作電壓為15V，所述接收電路(11)自電力線(3)上接收的載波信號符合EIA-709.2協議，并對接收的載波信號進行濾波和自動增益控制后傳送至接收端(2)的主控電路(12)的RISE3501芯片。

5.根據權利要求3所述的一種電力線載波通信實驗平臺，其特征在于：所述發送電路(10)和接收電路(11)均通過三階帶通無源濾波器濾除載波頻段以外的信號，自動增益控制可根據信號的大小自動調節增益，當信號過大時，通過CAGC的控制對信號進行20dB的信號衰減。

6.根據權利要求2所述的一種電力線載波通信實驗平臺，其特征在于：所述第一耦合電路(71)暢通載波信號，阻斷工頻交流電，實現電力線(3)和第一載波通信模塊(61)的通斷作用，所述第二耦合電路(72)暢通載波信號，阻斷工頻交流電，實現電力線(3)和第二載波通信模塊(62)的通斷作用；

所述第二耦合電路(72)的輸入端串接供高頻載波信號通過的高壓電容，利用1：1的耦合線圈把載波信號感應到弱點側，且耦合電路中并聯有防止快速沖擊損壞后端電路的瞬變二極管。

7.根據權利要求2所述的一種電力線載波通信實驗平臺，其特征在于：所述第一單片機小系統(51)和第二單片機小系統(52)均包括單片機AT89S52，所述單片機AT89S52負責協調整個通信系統的工作，其包括采集端口信息，控制載波的收發、數據顯示和輸出控制信號。

8.一種電力線載波通信實驗方法，利用根據權利要求1至7中任一項所述的一種電力線載波通信實驗平臺，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1，設置發送端(1)和接收端(2)；

步驟2，在發送端，第一單片機小系統(51)的CPU由輸入接口(8)讀取開關輸入量，編碼后發送給第一載波通信模塊(61)調制，并由第一耦合電路(71)耦合到電力線(3)上；

步驟3，在接收端(2)，第二耦合電路(72)自電力線(3)接收載波信號，并傳遞給第二載波通信模塊(62)，第二載波通信模塊(62)對接受的載波信號解調后傳送給第二單片機小系統(52)處理，進而由繼電器輸出模塊(9)輸出，并顯示在第二LED輸出模塊(42)上。