一种基于载波芯片的低压电力线接口装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于载波芯片的低压电力线接口装置，目的在于改善低压电力线信道比较恶劣的通信环境，解决工频信号给载波通信系统带来的较大干扰，实现低压电力线与上位控制器之间的有效通信互联。它基于目前技术中普遍应用的ST7538载波芯片，配合滤波、功放及保护电路实现信号的有效传输与接收。本实用新型装置不仅集成度较高，能实现载波信号功率的有效放大，而且能可靠地过滤掉工频信号中的噪声干扰，克服低压电力线传输效率低、通信效果差的缺点，具有良好的应用和发展前景。
【专利说明】—种基于载波芯片的低压电力线接口装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种接口装置，尤其涉及一种基于载波芯片的低压电力线接口装置。
【背景技术】
[0002]如今在世界各国中，电力线通信技术得到越来越广泛的应用。这是一种以电力网作为信道，进行载波通信的有线通信方式。用户可以从电力线进入因特网，实现从简单的数据传输到复杂的网络互联，但是，低压电力线信道的通信环境一向比较恶劣，多数情况下并不能直接保证通信信号的准确传输及控制手段的有效运用。
[0003]申请号为201220026210.4的实用新型涉及通信领域，公开了一种电力线载波通信无线AP终端装置。本实用新型中，在电力线载波通信无线AP终端装置上设置了两个网络接口，并且在电力线载波通信无线AP终端装置中不仅设置有电力线载波芯片，还设有无线路由芯片，通过该电力线载波芯片将承载在电力线中的网络信号通过所述通信接口传输到路由芯片中，由该无线路由芯片，将网络信号中的交互式网络电视ITV信号传输到第一网络口中；将网络信号中的电脑宽带信号传输到第二网络口中，实现ITV信号和电脑宽带信号的同时输出。
[0004]申请号为201320657986.0的实用新型公开了一种电力线载波通信系统，包括感应电路、信号处理电路和单片机；所述信号处理电路包括耦合电路和电力线载波处理芯片，耦合电路的输出信号依次通过带通滤波电路和前级放大电路输入到电力线载波处理芯片，电力线载波处理芯片的输出信号通过功率放大电路输入到耦合电路；电力线通过感应电路连接到耦合电路；上位机依次通过RS485通信接口电路、单片机连接到电力线载波处理芯片。其中，电力线载波处理芯片型号为SC1128，单片机型号为AT89C52。本实用新型利用低压电力线作为传输介质，使用扩频通信电力线载波芯片SC1128和AT89C52单片机实现了数据通信。具有设计合理，连接结构简单，系统能耗低、工作效率高。
[0005]由于低压电力线负担着220V/50HZ或是110V/60Hz的电能传送，这样就与居民日常生活息息相关，线上不可避免会并接许多不同阻抗的用电器，工频信号给载波通信系统带来很大的干扰。而考虑到成本原因以及空间集成化因素，要解决这些问题，最好能有一种低压电力线的通信接口，能实现便捷的安拆及通信。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供了一种基于载波芯片的低压电力线接口装置，目的在于实现低压电力线与上位控制器之间的有效通信互联。
[0007]为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是:一种低压电力线接口装置，由信号收发模块和分别与之连接的微处理器端口、电力线接口组成，所述信号收发模块包括载波芯片、耦合滤波器以及连接两者的信号接收通路与信号发送通路，所述信号接收通路包括无源型电压放大器，所述信号发送通路包括功率放大器、有源电压放大器及供源控制丰吴块。
[0008]所述载波芯片为ST7538调制解调芯片，其功能引脚与信号接收通道、信号发送通道的各电路元件相连。
[0009]所述耦合滤波器与电力线接口连接。
[0010]所述微处理器端口采用串行接口模式，接口内部连接载波芯片的多路数据控制及数据收发引脚，接口外部连接上位控制器的微处理器控制端口。
[0011]本装置的功能实现是通过将调制解调部分和电力线耦合，实现信号在电力线上传输的，所用耦合滤波器为窄带带通型，即用耦合元件(如电感或电容)连接并联调谐电路组成，与功率放大器，电压放大器同为公知技术，在此不再赘述。
[0012]在信号发送过程中，接口内部对信号进行滤波处理，滤除一定的噪声如二次谐波，并通过功率放大器使信号有足够的功率耦合到电力线上；在信号接收过程中，对混杂在信号中的噪声进行滤除，并放大信号，然后将信号传送到调制解调模块中进行解调。
[0013]本实用新型装置不仅集成度较高，能实现载波信号功率的有效放大，而且能可靠地过滤掉工频信号中的噪声干扰，克服低压电力线传输效率低、通信效果差的缺点，具有良好的应用和发展前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，一种低压电力线接口装置，由信号收发模块、微处理器端口与电力线接口组成。
[0016]所述信号收发模块由载波芯片、耦合滤波器、功率放大器、电压放大器及供源控制模块组成，所述载波芯片为ST7538调制解调芯片，其功能引脚与各电路元件构成信号接收通路与信号发送通路。
[0017]所述微处理器端口采用串行接口模式，接口内部连接ST7538芯片的多路数据控制及数据收发引脚，如数据收发TxD、RxD,模式控制RxTx、REG_DATA,时钟控制CLR/T等，接口外部连接上位控制器的微处理器控制端口。
[0018]本装置是通过将调制解调部分和电力线耦合，实现信号在电力线上传输的，在信号发送过程中，接口内部对信号进行滤波处理，滤除一定的噪声如二次谐波，并通过功率放大器使信号有足够的功率耦合到电力线上；在信号接收过程中，对混杂在信号中的噪声进行滤除，并放大信号，然后将信号传送到调制解调模块中进行解调。
[0019]下面以一个信号收发周期为例，详述整个工作流程:当接口装置两端分别连接上位控制器与电力线后，上位控制器程序完成初始化，并自动进入从电力线接收数据的状态。此时开始检测接口装置有无载波信号，如果电力线及串口都无数据传送发生，则系统进入检测状态，重新开始检测电力线，进入新一轮循环。
[0020]如果检测到有载波信号且正确，则上位机指令控制载波芯片，发出中断程序，以避免微处理端口发送与接收数据的冲突,并开始接收从电力线上传来的数据,数据先由电力线传输至耦合滤波器，经整定后进入电压放大器，随后进入ST7538的接收模拟输入引脚RAI与运放同相输入端引脚C_PLUS，完成信号接收流程；当上位机需要发送信号时，由模式引脚RxTx输出状态，使供源控制模块给发送通道的放大电路供源，同时由电力线驱动ATOP输出载波信号，信号经电压放大器与功率放大器处理后，进入耦合滤波器，经整定后信号即通过电力线接口传输至低压电力线，完成一个信号收发周期。
[0021]本实用新型装置不仅集成度较高，能实现载波信号功率的有效放大，而且能可靠地过滤掉工频信号中的噪声干扰，克服低压电力线传输效率低、通信效果差的缺点，具有良好的应用和发展前景。
【权利要求】
1.一种基于载波芯片的低压电力线接口装置，其特征在于:装置由信号收发模块和分别与之连接的微处理器端口、电力线接口组成，所述信号收发模块包括载波芯片、耦合滤波器以及连接两者的信号接收通路与信号发送通路，所述信号接收通路包括无源型电压放大器，所述信号发送通路包括功率放大器、有源电压放大器及供源控制模块。
2.如权利要求1所述的低压电力线接口装置，其特征在于:所述载波芯片为ST7538调制解调芯片，其功能引脚与信号接收通道、信号发送通道的各电路元件相连。
3.如权利要求1所述的低压电力线接口装置，其特征在于:所述耦合滤波器与电力线接口连接。
4.如权利要求1所述的低压电力线接口装置，其特征在于:所述微处理器端口采用串行接口模式，接口内部连接载波芯片的多路数据控制及数据收发引脚，接口外部连接上位控制器的微处理器控制端口。
【文档编号】H04B3/54GK204046600SQ201420414166
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】时伟, 王飞, 李春晖 申请人:国家电网公司, 镇平县电业局