基于无线射频与电力线载波相结合的rf-plc网关系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线射频（RF)及电力线载波（PLC)技术领域，特别是涉及一种基于无 线射频与电力线载波相结合的RF-PLC网关系统。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术水平的不断提升，人类社会的科技文明已经步入了高速运转的信息 时代，同时，在经济全球化的背景之下，现代通信技术不再局限于一隅，获得了更大的突破， 无线射频通信与电力线载波通信便是其中最为常见两种通信技术。
[0003] 无线射频通信主要依靠电磁波为传输媒介进行数据传播，近年来其发展速度越来 越快，其中无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN)作为当前嵌入式与物联网领 域的研宄热点，是无线射频通信的主要应用。当然，无线射频通信还深入到各行各业之中， 应用范围越来越广，在不久的将来，它的发展前景还将更加广阔。
[0004] 虽然无线射频通信技术近年来进步明显，但是电力线载波通信技术在日常生活当 中仍然不可取代。电力线载波通信主要依靠导线作为媒介进行传播，保证了数据传输的高 效率和稳定性，同时，增强了对其他信号的抗干扰能力，因此采取电力线载波通信降低了故 障发生的概率。
[0005] 基于上述内容，尽管无线射频技术的发展势头不可阻挡，但是在功能层次上电力 线载波通信的地位也是不可动摇的，事实上，两者的发展步调是并驾齐驱的，功能应用是相 辅相成的。因此，寻找无线射频通信与电力线载波通信之间的平衡点将是本发明研宄的重 点，通过将无线射频通信与电力线载波通信融合起来从而构建出一个高效的通信网络体 系，这对于通信产业的发展将带来巨大的促进作用。
[0006] 因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于无线射频与电力线载波相结合的 RF-PLC网关系统。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于无线射频与电力线载波相结合的 RF-PLC网关系统。
[0008] 为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：
[0009] 一种基于无线射频与电力线载波相结合的RF-PLC网关系统，所述系统包括无线 射频模块、电力线载波模块、以及扩展板，所述无线射频模块和电力线载波模块通过若干引 脚相连，所述扩展板与无线射频模块和电力线载波模块分别通过引脚相连，且所述扩展板 作为无线射频模块和电力线载波模块的电源提供方。
[0010] 作为本发明的进一步改进，所述无线射频模块为KWOl模块，所述电力线载波模块 为PL3300H模块。
[0011] 作为本发明的进一步改进，所述KWOl模块包括第一写入器接口、电源模块、射频 电路、第一晶振电路、和第一复位电路，所述PL3300H模块包括第二写入器接口、PLC输入输 出滤波电路、第二晶振电路以及第二复位电路。
[0012] 作为本发明的进一步改进，所述PL3300H模块还包括电源滤波电路，电源滤波电 路中包括若干并联设置的滤波电容。
[0013] 作为本发明的进一步改进，所述第一晶振电路和第二晶振电路为芯片及外设模块 提供工作时钟，使用的外部晶振大小为9. 6MHz，晶振电路通过芯片的XTIOC引脚输出的时 钟信号作为外部时钟源。
[0014] 作为本发明的进一步改进，所述第一复位电路和第二复位电路分别包括用于上拉 复位引脚的电阻、以及滤除杂波的电容；所述第一写入器接口和第二写入器接口分别与数 据的输入/输出引脚SDA和时钟线引脚SCL相连。
[0015] 作为本发明的进一步改进，所述PLC输入输出滤波电路包括耦合电路、信号输出 放大电路、及信号接收电路。
[0016] 作为本发明的进一步改进，所述PLC输入输出滤波电路中：
[0017] 耦合电路用于实现弱电与强电的分离并为载波信号提供通路，耦合电路由电容、 电感和耦合变压器组成，电容和电感串联组成了谐振电路，用于滤除杂波对信号的干扰，耦 合变压器用于强电与弱电的分离；
[0018] 信号输出放大电路的用于将PL3300H模块输出的模拟信号放大，并经过滤波之 后，由耦合电路将信号发送到电力线上，模拟信号信号由PSK_OUT引脚进入信号输出放大 电路，经过功率放大模块SP8M3放大之后再进入耦合电路；
[0019] 信号接收电路用于电力线上的信号接收，其包括用于消除电力线上高频干扰的瞬 变电压抑制二极管、由电容和电感组成的并联谐振电路、以及耦合电容。
[0020] 作为本发明的进一步改进，所述扩展板包括电源转换电路，所述电源转换电路包 括变压器和稳压电路，用于将输入电压转换为KWOl模块与PL3300H模块的工作电压。
[0021] 作为本发明的进一步改进，所述KWOl模块包括PTA1_RX0、PTA2_TX0.、P5V、GND四 个引脚，所述PL3300H模块包括TX、RX、5V、GND四个引脚，KWOl模块的四个引脚与PL3300H 模块的四个引脚分别对应连接。
[0022] 本发明的有益效果是：
[0023] 本发明的RF-PLC网关系统能够将无线射频与电力线载波相结合，从而构建出一 个高效的通信网络系统，这对于通信产业的发展将带来巨大的促进作用。RF-PLC网关系 统可应用于不同的场景之中，如：路灯控制系统、水质监测系统、智能家居以及医疗领域等， RF-PLC网关能够适应这些场景的特殊环境，同时具备操作简单、运行稳定、功耗低等优点。
【附图说明】
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 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，下面描述中的附图仅仅是本 发明中记载的一些实施例，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他的附图。
[0025] 图1为本发明一【具体实施方式】中RF-PLC网关系统的模块示意图；
[0026] 图2为本发明一【具体实施方式】中KWOl模块对外接口示意图；
[0027] 图3为本发明一【具体实施方式】中PL3300H模块内电源滤波电路的电路图；
[0028] 图4为本发明一【具体实施方式】中晶振电路的电路图；
[0029] 图5为本发明一【具体实施方式】中复位电路及写入器接口电路的电路图；
[0030] 图6为本发明一【具体实施方式】中PLC输入输出滤波电路的电路图；
[0031] 图7为本发明一【具体实施方式】中电源转换电路的电路图。
[0032] 图8为本发明一具体实施例中智能路灯控制系统的结构图。
【具体实施方式】
[0033] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实 施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护 的范围。
[0034] 无线射频（Radio Frequency，RF)属于一种低功耗、低成本、低复杂度无线传输 技术，主要采用电磁波作为传输媒介，所用到的工作频段有低频，中高频，超高频，频率在 300KHZ~300GHz之间。从上世纪40年代至今，无线射频技术得到了快速的发展，无线射 频技术给嵌入式领域带来了重大的变革，它突破了空间的局限性，提高了点对点通信的灵 活性。无线射频技术具有如下的特点：
[0035] (1)安装方便。依靠电磁波作为传输媒介，无需单独布线，安装方便，缩短了研发周 期，出现问题时，减少了对线路排查的工作量，使得维护也变得方便。
[0036] (2)适应性好。山地、湖泊、林区等特殊的地理环境下，架线比较困难，采用无线射 频方式可以很好地解决这个问题。
[0037] (3)可配合天线。对天线有一定的依赖性，天线可以大大增强无线传输的信号强 度，提高传输效率，但是天线损坏的情况下也将极大的影响无线射频通信，出现信号强度变 弱甚至信号中断的现象。
[0038] (4)抗干扰性差。易受天气、地形以及其他无线电等因素的影响，使得通信的安全 性和可靠性都变得较差。
[0039] (5)误码率高。传输频繁会使无线节点出现丢失数据的情况，而且易受物体的阻 挡，信号会随着距离的增加明显衰减。
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