一种低压电力线载波通信装置的制作方法

[0001]
本发明涉及电力线通讯技术，尤其涉及一种低压电力线载波通信装置。


背景技术：

[0002]
电力线载波通信以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。低压电力线载波通信主要利用己有的配电网作为传输媒介，实现频率范围≤500khz的载波信号传递和信息交换。
[0003]
伴随着城市住宅建设日益发展,居民数和独立电能表数迅速膨胀,多种电价制度开始推行,抄表计量日趋复杂,利用电力线载波通信技术进行抄表的方式逐渐推行，其可以在保证降低抄表成本同时可以方便快捷地实现自动化抄收。且，利用计算机的强大功能抄收的数据可以立即处理形成报表,同时由于双工通讯可以很容易做到监控用户用电参数、欠费断电等其他系统没有的功能。采用以计算机为基础、利用电力线载波通讯技术开发的自动抄表系统,可以取消用电中间层,降低用电中间层,降低居民用电价格,消除用电过程腐败现象。
[0004]
但是，低压电力线的拓扑结构和物理特性都是与传统的通信传输介质(如双绞线、同轴电缆、光纤)不同，它在传输通信信号时信道特性相当复杂，负载多、噪声干扰强、信道衰减大，因此通信环境相当恶劣。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种低压电力线载波通信装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
[0007]
一种低压电力线载波通信装置，其包括：变压器、集中器、多个电能获取装置；
[0008]
集中器与多个所述电能获取装置通过三相电力线连接，三线电力线包括：a相相线、b相相线、c相相线和中线，变压器分别与所述集中器和多个所述电能获取装置连接，且所述集中器和多个所述电能获取装置并联；
[0009]
每个所述电能获取装置包括：采集器、阻波器和多个电能表，每个电能表用于获取一个设备的电能信息，所述采集器和所述阻波器并联，且所述采集器和所述阻波器的一端均与所述变压器连接，另一端分别与多个所述电能表串联；
[0010]
所述阻波器为智能阻波器，所述阻波器可根据干扰源的不同频率或高次谐波分量的主频率，自动调节所述阻波器的电参数。
[0011]
作为本发明的进一步改进，所述集中器包括：信号发送模块和信号接收模块，分别与a相相线和中线连接，或者，分别与b相相线和中线连接，或者，分别与c相相线和中线连接。
[0012]
作为本发明的进一步改进，每个所述电能表均包括发送模块和接收模块，所述发送模块和所述接收模块分别与至少一相线和中线连接。
[0013]
作为本发明的进一步改进，所述阻波器包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容，所述第二电阻、第三电阻、第四电阻并联；
[0014]
所述第一电容、所述第二电阻、第三电阻、第四电阻和所述第二电容分别与所述第一电阻和所述第二电容连接。
[0015]
作为本发明的进一步改进，所述阻波器由直棒状软磁体或u型软磁体、金属线圈和电容构成，且所述金属线圈环绕于棒状软磁体或u型软磁体，在金属线圈两端并联电容。
[0016]
作为本发明的进一步改进，所述直棒状软磁体或u型软磁体的材质为铁氧体，所述金属线圈为带绝缘层的铜线。
[0017]
作为本发明的进一步改进，所述集中器还包括：扩频处理增益模块，所述扩频处理增益模块分别与所述信号发送模块和所述信号接收模块连接，用于在将信号扩展信号频谱后再由所述信号发送模块发出，以及对由所述信号接收模块接收的信号对接收到的信号还原。
[0018]
作为本发明的进一步改进，所述扩频处理增益模块用于根据抗干扰容限对待发送的信号和接收的信号进行处理；
[0019]
m
j
＝g
p-[(s/n)
o
+l
s
]；
[0020]
其中，m
j
为抗干扰容限，g
p
为处理增益，s为有用信号功率，n为噪声功率，l
s
为系统损耗，(s/n)
o
为输出端的信噪比。
[0021]
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0022]
本发明实施例提供的低压电力线载波通信装置，通过设置有变压器、集中器和多个电能获取装置，每个电能获取装置包括：采集器、阻波器和多个电能表，且阻波器为智能阻波器，所述阻波器可根据干扰源的不同频率或高次谐波分量的主频率，自动调节所述阻波器的电参数，实现了将负载端的干扰阻止在阻波器上，而不会干扰到电力网上，达到提高通信效果的目的。
附图说明
[0023]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0024]
图1是本发明实施例提供的一种低压电力线载波通信装置的连接示意图。
[0025]
图2是本发明实施例提供的一种阻波器的电路连接示意图。
[0026]
图3是本发明实施例提供的一种阻波器的电结构示意图。
[0027]
其中：1-集中器，11-信号发送模块，12-信号接收模块，2-电能获取装置，21-采集器，22-阻波器，221-第一电阻，222-第二电阻，223-第三电阻，224-第四电阻，225-第一电容，226-第二电容，227-直棒状软磁体，228-金属线圈，23-电能表。
具体实施方式
[0028]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述，需要理解的是，术语“中心”、“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0029]
本发明实施例提供了一种低压电力线载波通信装置，其包括：变压器、集中器1、多个电能获取装置2；
[0030]
集中器1与多个所述电能获取装置2通过三相电力线连接，三线电力线包括：a相相线、b相相线、c相相线和中线，变压器分别与所述集中器1和多个所述电能获取装置2连接，且所述集中器1和多个所述电能获取装置2并联；
[0031]
集中器1包括：信号发送模块11和信号接收模块12，分别与a相相线和中线连接，或者，分别与b相相线和中线连接，或者，分别与c相相线和中线连接。
[0032]
针对电能获取装置2的结构，在一种可能的实现方式中，每个所述电能获取装置2包括：采集器21、阻波器22、多个电能表23，每个电能表23用于获取一个设备的电能信息，所述采集器21和所述阻波器22并联，且所述采集器21和所述阻波器22的一端均与所述变压器连接，另一端分别与多个所述电能表23串联；每个所述电能表23均包括发送模块和接收模块，所述发送模块和所述接收模块分别与至少一相线和中线连接。
[0033]
其中，上述阻波器22为智能阻波器，所述阻波器22可根据干扰源的不同频率或高次谐波分量的主频率，自动调节所述阻波器22的电参数。
[0034]
其中，阻波器22包括：第一电阻221、第二电阻222、第三电阻223、第四电阻224、第一电容225和第二电容226，其电路连接如图2所示，由图2可知，所述第二电阻222、第三电阻223、第四电阻224并联；所述第一电容225、所述第二电阻222、第三电阻223、第四电阻224和所述第二电容226分别与所述第一电阻221和所述第二电容226连接。
[0035]
通过第一电阻221、第一电容225及第二电阻222、第二电容226组成二级滤波器，第二电容226、第二电阻222、第一电容225组成一级ⅱ型阻波器22，当电网干扰源的不同频率或高次谐波分量的主频率在不同频段时，阻波器22内部自动组成调整第二电阻222、第三电阻223、第四电阻224的接入，将负载端的干扰阻止在阻波器22上，而不会干扰到电力网上，从而提高了通信效果。
[0036]
本发明实施例提供的低压电力线载波通信装置，通过设置有变压器、集中器1和多个电能获取装置2，每个电能获取装置2包括：采集器21、阻波器22和多个电能表23，且阻波器22为智能阻波器，所述阻波器22可根据干扰源的不同频率或高次谐波分量的主频率，自动调节所述阻波器22的电参数，实现了将负载端的干扰阻止在阻波器22上，而不会干扰到电力网上，达到提高通信效果的目的。
[0037]
另外，所述集中器1还包括：扩频处理增益模块，所述扩频处理增益模块分别与所述信号发送模块11和所述信号接收模块12连接，用于在将信号扩展信号频谱后再由所述信号发送模块11发出，以及对由所述信号接收模块12接收的信号对接收到的信号还原。
[0038]
所述扩频处理增益模块用于根据抗干扰容限对待发送的信号和接收的信号进行
处理；
[0039]
m
j
＝g
p-[(s/n)
o
+l
s
]；
[0040]
其中，m
j
为抗干扰容限，g
p
为处理增益，s为有用信号功率，n为噪声功率，l
s
为系统损耗，(s/n)
o
为输出端的信噪比。
[0041]
因此，抗干扰容限与扩频处理增益成正比，扩频处理增益增高，抗干扰容限会大大提高，因此，可以通过调节抗干扰容限，甚至在负的信噪比条件下，也能保证该装置将信号从噪声的淹没中提取出来。
[0042]
为进一步消除杂波，提高通信效果。在一种可能的实现方式中，所述阻波器22由直棒状软磁体227或u型软磁体、金属线圈228和电容构成，且所述金属线圈228环绕于直棒状软磁体227或u型软磁体的外侧，在金属线圈228两端并联电容。空芯电感线圈两端成为阻波器22电气连接端，空芯环绕金属线圈228等效为一个电感，即，载波信号中心频率附近的干扰杂波被该阻波器22阻挡，其它频率的干扰杂波则照常通过，不受该阻波器22的影响。
[0043]
所述直棒状软磁体227或u型软磁体的材质为铁氧体，所述金属线圈228为带绝缘层的铜线。
[0044]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。