r>[0039]图6为窄带载波过零电路图；
[0040]图7为宽带载波信号收发和耦合电路。
【具体实施方式】
[0041]为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于一下具体实施例。
[0042]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
[0043]实施例:
[0044]如图1，一种全频带电力线载波通信系统，包括BPLC处理器、BPLC收发电路和BPLC耦合电路;BPLC是指宽带电力线载波通信;BPLC收发电路的一侧与BPLC处理器的宽带收发端口相连，BPLC收发电路的另一侧通过BPLC耦合电路与电力线连接；
[0045]全频带电力线载波通信系统还包括窄带载波发送电路、窄带载波接收电路、窄带信号耦合电路以及过零电路；
[0046]窄带载波发送电路和窄带载波接收电路均设置在窄带信号耦合电路与BPLC处理器之间；窄带信号耦合电路与电力线连接;窄带载波发送电路和窄带载波接收电路与BPLC处理器的引脚相连;这里的引脚包括普通的通用1引脚，1引脚可以作为使能信号输出端，弓丨脚也可以是DAC引脚(即BPLC处理器内部集成的DAC的输出端)，通过DAC引脚能模拟正弦波的输出；
[0047]过零电路的输入端接电力线，过零电路的输出端接BPLC处理器的1端口；
[0048]由BPLC处理器产生窄带载波调制信号发送给窄带载波发送电路，并对窄带载波接收电路接收的窄带载波信号先在窄带载波的接收电路(MC3361)中进行鉴频，再输入到BPLC处理器进行解调，从而实现窄带载波通信。
[0049]BPLC收发电路中的发送电路采用通用PA芯片(PA芯片采用ISL1571)，接收电路采用电阻、电容和电感组成的多级滤波电路。
[0050]窄带载波采用BFSK调制方式，通信速率50bps-600bps，采用扩频通信方式，采用80位的扩频因子。
[0051 ]窄带载波的接收电路采用MC3361芯片，负责接收调频信号的鉴频。
[0052]针对窄带载波通信，由宽带载波处理器产生两种不同频率的正弦波信号:MO(如138kHz)和Ml (如126kHz)，两个信号频率差为不超过15KHz，每次发送MO或Ml的时间设为τ(这个时间是指MO或Ml持续的时间)，(τ < 10微秒)，通过过零电路获取到220V正弦交流电的过零点，在过零点前后时间t(t< 4毫秒)里进行数据的收发，每个过零点发送Ibit有效数据(有效数据是指一个O或I)。
[0053]参见图2，进行抄表时，先采用宽带载波方式进行配电台区的电表抄表，一轮抄表完成后，统计未成功抄表的电表，抄表命令下发后一定时间未返回数据或返回数据错误即为未成功抄表，再采用窄带载波通信方式对未成功抄表的电表进行补抄，直到成功率为100%。
[0054]BPLC处理器采用宽带电力线载波芯片高通的QCA7000型芯片。
[0055]BPLC耦合电路中的耦合变压器要求收发线圈分开，原边匝数:发送线圈匝数:接收线圈匝数之比为4:1:5。
[0056]图3中，TX_EN为发送使能信号，DAC_0UT为载波输出信号，TX_0UT为经放大后的载波输出信号，其中TX_0UT，DAC_0UT为宽带载波处理器输出信号，TX_0UT为输出到耦合电路的载波信号。图3的窄带载波信号发送电路采用分立元器件搭建，电路将处理器是输出的信号经过多级放大和滤波后，再通过耦合变压器将信号发射出去。
[0057]针对图4，通过耦合变压器耦合来的载波信号，由MC3361进行鉴频后，到RISE3902芯片进行解调，再送入宽带载波芯片处理。
[0058]图5中，窄带载波信号耦合电路由安规电容，耦合变压器组成，安规电容将50Hz的交流电进行隔离。从电网中接收到的载波信号通过安规电容，从耦合变压器原边耦合到副边，然后进入MC3361进行解调。
[0059]图6为窄带载波过零电路图，过零电路由降压电子和光耦组成，利用光耦的通断产生方波信号，输入到宽带载波芯片1脚进行检测。其中ZERO为输入到宽带载波处理器的过零信号，宽带载波芯片根据该信号的电平来进行窄带载波信号的收发。
[0060]如图7，宽带载波信号收发和耦合电路由安规电容、耦合变压器，多级滤波电路组成，安规电容滤除掉50Hz的交流电，由BPLC处理器发送出来的载波信号通过耦合变压器耦合到强电线路上，电力线上接收到的宽带载波芯片通过安规电容后，通过耦合变压器后，经过多级滤波后输入到宽带载波处理芯片内部解调。
[0061 ]宽带载波芯片电路，宽带载波芯片内嵌ARM9内核，外部需要接程序FLASH，晶体和复位电路等。
[0062]应用效果说明:
[0063]目前在台区线路比较好的情况下，纯窄带载波的日抄表成功率能达到98%以上！宽带载波能做到3小时抄表成功率100%，但是对存在地埋线的台区，日抄表成功率可能低
JlJ 40% ο
[0064]通过实施本方案，在多个配电台区进行试点，均能做到半个小时抄表成功率100%，同时满足100%远程费控。
【主权项】
1.一种全频带电力线载波通信系统，包括BPLC处理器、BPLC收发电路和BPLC耦合电路；BPLC是指宽带电力线载波通信;BPLC收发电路的一侧与BPLC处理器的宽带收发端口相连，BPLC收发电路的另一侧通过BPLC耦合电路与电力线连接； 其特征在于，还包括窄带载波发送电路、窄带载波接收电路、窄带信号耦合电路以及过零电路； 窄带载波发送电路和窄带载波接收电路均设置在窄带信号耦合电路与BPLC处理器之间；窄带信号耦合电路与电力线连接;窄带载波发送电路和窄带载波接收电路与BPLC处理器的引脚相连； 过零电路的输入端接电力线，过零电路的输出端接BPLC处理器的1端口； 由BPLC处理器产生窄带载波调制信号发送给窄带载波发送电路，并对窄带载波接收电路接收的窄带载波信号先在窄带载波的接收电路中进行鉴频，再输入到BPLC处理器进行解调。2.根据权利要求1所述的全频带电力线载波通信系统，其特征在于，BPLC收发电路中的发送电路采用通用PA芯片，接收电路采用电阻、电容和电感组成的多级滤波电路。3.根据权利要求1所述的全频带电力线载波通信系统，其特征在于，窄带载波采用BFSK调制方式，通信速率50bps-600bps，采用扩频通信方式。4.根据权利要求3所述的全频带电力线载波通信系统，其特征在于，窄带载波的接收电路采用MC3361芯片，负责接收调频信号的鉴频。5.根据权利要求3所述的全频带电力线载波通信系统，其特征在于，针对窄带载波通信，由宽带载波处理器产生两种不同频率的正弦波信号:MO和Ml，两个信号频率差为不超过15KHz，每次发送MO或Ml的时间设为τ，通过过零电路获取到220V正弦交流电的过零点，在过零点前后时间t里进行数据的收发，每个过零点发送Ibit有效数据。6.根据权利要求1所述的全频带电力线载波通信系统，其特征在于，先采用宽带载波方式进行配电台区的电表抄表，一轮抄表完成后，统计未成功抄表的电表，再采用窄带载波通信方式对未成功抄表的电表进行补抄。7.根据权利要求1所述的全频带电力线载波通信系统，其特征在于，BPLC处理器采用宽带电力线载波芯片高通的QCA7000型芯片。8.根据权利要求1-7任一项所述的全频带电力线载波通信系统，其特征在于，BPLC耦合电路中的耦合变压器要求收发线圈分开，原边匝数:发送线圈匝数:接收线圈匝数之比为4:1:5。
【专利摘要】本发明公开了一种全频带电力线载波通信系统，包括BPLC处理器、BPLC收发电路和BPLC耦合电路；BPLC是指宽带电力线载波通信；本系统还包括窄带载波发送电路、窄带载波接收电路、窄带信号耦合电路以及过零电路；窄带载波发送电路和窄带载波接收电路均设置在窄带信号耦合电路与BPLC处理器之间；窄带信号耦合电路与电力线连接；窄带载波发送电路和窄带载波接收电路与BPLC处理器的引脚相连；过零电路的输入端接电力线，过零电路的输出端接BPLC处理器的IO端口。该全频带电力线载波通信系统能显著提高抄表的成功率，且抄表效率高。
【IPC分类】H04B3/54, H04B3/56
【公开号】CN105634558
【申请号】CN201610153456
【发明人】邱仁峰, 刘利方, 易模, 熊凯州
【申请人】长沙瑞斯康通信技术有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月17日