[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

本發明公開了一種電力線載波通信實驗平臺，包括發送端、接收端、電力線、第一LED輸出模塊、第二LED輸出模塊、第一單片機小系統、第二單片機小系統、第一載波通信模塊、第二載波通信模塊、第一耦合電路、第二耦合電路和主控電路，本發明通過讓第一單片機小系統讀取開關輸入量，編碼后發送給第一載波通信模塊調制，并由耦合電路耦合到電力線上，第二耦合電路接收載波信號，并傳遞給第二載波通信模塊，并對接受的載波信號解調后傳送給第二單片機小系統處理，并顯示在第二LED輸出模塊上，讓學生能夠在此平臺上進行電力線載波通信實驗，了解上述通信技術的特點，拓展知識面且鍛煉實踐能力，進而能夠加深對電力線載波通信這種獨特的通信方式原理的理解。

技術領域

本發明涉及電子通信技術領域，具體為一種電力線載波通信實驗平臺。

背景技術

在電子信息工程、通信工程、電子科學與技術、自動化、電氣工程等電類的專業中，通信實驗是一個重要的實驗教學內容，所涉及的內容主要有串行異步、紅外、以太網、CAN、232、485、Modbus、Profibus、Zig-Bee、WiFi、2.4G等。電力線載波通信(power linecommunication，PLC)是以電力線作為傳輸媒介，通過載波方式進行數據傳輸和信息交換的一種通信方式，在路燈控制系統、遠程自動抄表、園區節能管控等方面有著廣泛應用。然而，作為一種不需要專用傳輸媒介的通信方式，在本科專業的實驗教學中尚缺少電力線載波通信實驗平臺。

發明內容

本發明提供一種電力線載波通信實驗平臺，讓學生能夠在此平臺上進行電力線載波通信實驗，了解上述通信技術的特點，拓展知識面且鍛煉實踐能力，進而能夠加深對電力線載波通信這種獨特的通信方式原理的理解。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：本發明的第一方面提供了一種電力線載波通信實驗平臺，包括由電力線相互連接的發送端和接收端；

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

優選的，所述發送端包括輸入接口、第一LED輸出模塊、第一單片機小系統、第一載波通信模塊和第一耦合電路；

所述接收端包括繼電器輸出模塊、第二LED輸出模塊、第二單片機小系統、第二載波通信模塊和第二耦合電路；

所述第一單片機小系統的CPU由輸入接口讀取開關輸入量，編碼后發送給第一載波通信模塊調制，并由第一耦合電路耦合到電力線上，接收端的第二耦合電路自電力線接收載波信號，并傳遞給第二載波通信模塊，第二載波通信模塊對接受的載波信號解調后傳送給第二單片機小系統處理，進而由繼電器輸出模塊輸出，并顯示在第二LED輸出模塊上。

優選的，所述第一載波通信模塊和第二載波通信模塊分別包括發送電路和接收電路，且兩個載波通信模塊均包括主控電路，發送端的主控電路與第一單片機小系統的CPU進行串口通信接收載波信號并調制后傳遞給發送電路，經由第一耦合電路耦合到電力線上，第二耦合電路自電力線接收載波信號，并傳遞給接收電路進行濾波，接收端的主控電路對載波信號進行解調，并顯示在接收端的第二LED輸出模塊上。

優選的，所述主控電路采用RISE3501芯片，RISE3501芯片的輸出信號電平為1.34Vpp，發送電路的工作電壓為15V，所述接收電路自電力線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的主控電路的RISE3501芯片。

優選的，所述發送電路和接收電路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。

優選的，所述第一耦合電路暢通載波信號，阻斷工頻交流電，實現電力線和第一載波通信模塊的通斷作用，所述第二耦合電路暢通載波信號，阻斷工頻交流電，實現電力線和第二載波通信模塊的通斷作用；