专利名称：具有多种链路总线的无线通讯网桥装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种面向社区用户或单位用户使用的DCPL现场总线、非对称电力 载波APLC、RS-485现场总线及ZigBee无线通讯之间，在通讯链路层实现中继，形成多 个不同形式的局域网相互通讯融合的网桥装置。该网桥可以与非对称电力载波数字通讯 的电能表网关、DCPL网络智能型水表、DCPL网络智能型燃气表进行通讯，同时该网桥 通过无线ZigBee (通讯标准采用IEEE802.15.4)标准与TD-SCDMA/ZigBee集中网桥进 行无线通讯。非对称电力载波通讯，简写为APLC(Asymmetric Power line carrier)。
背景技术：
当前已公知的电子电能表都是一种电能计量的电表，或台变中电力载波集中器 (主机)通过380VAC三相四线电力线与各个电力载波电能表(从机)，进行电压耦合型
电力线载波(主、从机都是将通讯的调制电压信号耦合在电力线上，称为一对称电力载 波通讯)电能表集中抄表。当前还没有电能表为网关(主机)，通过电能表输出的电力 线进入用户家中与用户家中的白色信息家电(从机)，进行非对称电力载波通讯，实施 信息交互与控制。当前现有的电力线载波电能表集中抄表系统，参看附图1。根据公开的中国发明专利
1、DCPL网络预收费智能型电表抄表器；专利号ZL03158321.1。2、DCPL网络预收智能型水表终端；专利号ZL03158314.8。3、DCPL网络预收智能型燃气表终端专利号ZL03158313.X。4、网络智能表终端的DCPL现场总线及网络预收费网桥专利号 ZL03132268.9。5、一种非对称电力载波通讯装置；专利申请号200410103051.3。以及近期申请的发明专利，专利名称“一种电能表非对称载波通讯系统”中 包括APLC电能表网关。为了能使APLC电能表网关、DCPL网络智能型水表、DCPL网络智能型燃气表 通过现场总线进行通讯，同时该网桥通过无线ZigBee (通讯标准采用IEEE802.15.4)标 准与TD-SCDMA/ZigBee集中网桥进行无线通讯。
发明内容
本发明涉及的“多种链路总线的无线通讯网桥装置”是在中国ZL03132268.9 号发明专利申请“网络智能表终端的DCPL现场总线及网络预收费网桥”，以及中国 200410103051.3号发明专利申请“一种非对称电力载波通讯装置”的基础上，实现一 种多种链路总线的无线通讯网桥装置。具有多种链路总线的无线通讯网桥装置，所述电能表非对称载波通信系统中设 有若干电能表网关，每个电能表网关接入电力系统10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线制(A相、B相、C相、N相)的相线和N相(中线)之间，每个电能表网关连接各 自的信息终端，信息终端由控制网桥和白色信息家电负载组成，控制网桥通过APLC总 线和电能表网关连接，通过电能表网关接入电力系统的相线和N相之间，白色信息家电 负载与控制网桥电气连接；所述电能表网关将电能量和费率数据通过非对称电力载波通 讯传输到控制网桥上，并显示电能量和费率数据；所述控制网桥，用于在线电功率检测 和时间计量，将电功率检测和计量信息传输给电能表网关，接受电能表网关传来的非对 称电力线载波通讯信号和白色信息家电负载传来的信号，显示电能量、水量、燃气量和 费率；所述电能表网关与控制网桥通信采用电压型FSK或S-FSK调制信号，控制网桥与 电能表网关通信采用电流型FSK或S-FSK调制信号；所述信息终端还包括DCPL网络水 表、燃气表终端，DCPL网络水表、燃气表终端通过DCPL现场总线和D-APLC链路网桥 连接，D-APLC链路网桥通过APLC总线和控制网桥连接，D-APLC链路网桥用于实现 DCPL网络水表、燃气表终端，DCPL网络水表、燃气表终端和控制网桥之间的通信；所 述多种链路总线的无线通讯网桥装置还包括集中网桥，若干电能表网关通过RS-485现场 总线连接至ZigBee多链路网桥，ZigBee多链路网桥和集中网桥进行ZigBee无线通信。所述DCPL网络水表、燃气表终端还通过DCPL总线和ZB-DCPL链路网桥连 接，ZB-DCPL链路网桥和控制网桥进行ZigBee无线通信，ZB-DCPL链路网桥用于实现 DCPL网络水表、燃气表终端和控制网桥之间的通信。所述具有多种链路总线的无线通讯网桥装置还包括若干户外DCPL网络终端， 若干DCPL网络终端通过DCPL现场总线连接ZigBee多链路网桥，再通过ZigBee多链路 网桥和集中网桥进行ZigBee无线通信。为完成APLC电能表网关与DCPL现场总线连接的终端设备在ZigBee无线链路 上进行通讯桥接，而本发明的多种链路总线的无线通讯网桥装置中包括ZigBee多链路 网桥、D-APLC链路网桥及ZB-DCPL链路网桥装置；其中，ZigBee多链路网桥是DCPL 现场总线通讯、RS-485现场总线通讯及ZigBee无线通讯三种通讯链路进行桥接的网桥装 置；D-APLC链路网桥是DCPL现场总线通讯与APLC通讯两种通讯链路进行桥接的网桥 装置；ZB-DCPL链路网桥是ZigBee无线通讯与DCPL现场总线通讯两种通讯链路进行桥 接的网桥装置。为了使APLC电能表网关、DCPL网络智能型水表、DCPL网络智能型燃气表 与ZigBee多链路网桥进行APLC、DCPL现场总线与RS-485现场总线进行通讯，并且 ZigBee多链路网桥也可以通过ZigBee标准的无线通讯与TD-SCDMA/ZigBee集中网桥进
行无线通讯。本发明中1、采用DCPL现场总线主机驱动电路与RS-485驱动电路及智能 ZigBee无线通讯电路进行组合设计，形成的ZigBee多链路网桥；2、采用DCPL现场总 线主机驱动电路与APLC通讯从机通讯电路进行组合设计，形成的D-APLC链路网桥； 3、采用DCPL现场总线主机驱动电路与智能ZigBee无线通讯电路进行组合设计，形成的 ZB-DCPL链路网桥。所以本发明的网桥装置现实了 APLC、DCPL> RS-485及ZigBee 标准之间的无线通讯，并进行通讯链路层连接与通讯数据管理，使得电能表及DCPL网 络水表、燃气表终端等网络终端信息能够利用多种通信方式相互传递，达到方便、快捷 和全面的家庭用能信息化管理。
图IA是现有对称电力线载波通讯电能表集中抄表系统图； 图IB是现有对称电力线载波通讯电能表原理图2是多链路网桥链路层连接方式图； 图3A是实施例1电能表网关与控制网桥之间通讯原理图； 图3B是实施例2电能表网关与控制网桥通讯原理图； 图4是ZigBee多链路网桥电路原理图； 图5是D-APLC链路网桥电路原理图； 图6是ZB-APLC链路网桥电路原理图。
具体实施例方式实施例1
参照附图3A，本发明中的APLC通讯，在10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线 制主干电力线中没有载波通讯的调制电压信号，APLC电能表网关4作为APLC通讯的主 机，APLC电能表网关4的输入端(上端)连接在配电变压器低压侧三相四线制主干电力 线中，APLC电能表网关的输出端(下端)是主干电力线中的电力线支线，所以APLC电 能表网关4是主干电力线与电力线支线的节点。APLC电能表网关4在电力支线上与电力 支线上的APLC信息终端进行APLC通讯。此时APLC电能表网关4为主机，电力支线上 的APLC信息终端为从机，APLC电能表网关4主机内部APLC电路通过在中线(N线) 和相线之间串联高频互感器LAl 4.1与相线耦合电容CA2 4.2，将电压型FSK或S_FSK调 制的电压信号耦合在中线串联高频互感器负载一侧，形成中线与相线之间的。而中线串 联高频互感器的另一侧，由于APLC电能表网关(主机)内部APLC电路在中线与相线 之间有耦合电容CA2 4.2，所以APLC电能表网关的电力线输入端的FSK或S_FSK调制 的电压信号被耦合电容CA2 4.2短路同电位，APLC电能表网关4的电力线输入端没有载 波通讯的电压信号。APLC通讯的优点是在10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线制主 干电力线中并联有多个APLC电能表网关(电力线节点)，而每个APLC电能表网关(主 机)只能与相关电力支线上的APLC信息终端(从机)进行APLC通讯，而每个APLC 电能表网关相互之间在主干电力线中没有FSK或S-FSK调制的电压信号，使每个APLC 电能表网关(主机)之间在实时通讯时，互不干扰，提高了可靠性与抗干扰性。另外每 个电力支线的APLC信息终端(从机)发出的FSK或S-FSK调制的电流信号，调制的电 流信号不会流向其它电力支线中，只能流回10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线制副 级线圈中，所以APLC信息终端(从机)发出的FSK或S-FSK调制的电流信号只能被相 关的电力支线上的APLC电能表网关(主机)所接收。并且FSK或S-FSK调制的电流 信号在长线路中不易被干扰，APLC信息终端(从机)可以小电流形式的FSK或S-FSK 调制，形成小功率方式长距离进行APLC通讯。APLC电能表网关(主机)与APLC信 息终端(从机)之间通讯原理图，参看附图3A所示。参照图2，本实施例包括下列三种通信方式
1、ZigBee多链路网桥1可以通过RS-485现场总线与APLC电能表网关4进行数字通讯，ZigBee多链路网桥1也可以通过DCPL现场总线与DCPL网络智能型水表、DCPL 网络智能型燃气表以及其它DCPL网络终端5进行数字通讯；ZigBee多链路网桥1经过 ZigBee无线通讯链路层与TD-SCDMA/ZigBee集中网桥进行无线通讯。而APLC电能表 网关4，主要跟APLC标准的电量显示控制网桥6与白色信息家电7进行非对称电力线载 波通讯，参看附图2中链路方式1。2、D-APLC链路网桥2在户内通过DCPL现场总线与DCPL网络智能型水表、 DCPL网络智能型燃气表进行数字通讯；D-APLC链路网桥2，还通过APLC总线和电量 显示控制网关连接，电量显示控制网关进行非对称电力线载波与APLC电能表网关4进行 数字通讯，参看附图2中链路方式2。APLC电能表网关4通过RS-485总线与ZigBee多 链路网桥1进行数字通讯。3、ZB-DCPL链路网桥3在户内通过DCPL现场总线与DCPL网络智能型水表、 DCPL网络智能型燃气表进行数字通讯；ZB-DCPL链路网桥3还通过ZigBee无线通讯 与电量显示控制网桥6进行无线通讯，而电量显示控制网桥5通过非对称电力线载波与 APLC电能表网关4进行数字通讯，参看附图2中链路方式3。APLC电能表网关4通过 RS-485总线与ZigBee多链路网桥1进行数字通讯。实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，APLC电能表网关与控制网桥从机通讯是以在 中线与地线之间进行非对称电力载波通讯的方式实现的。如图3B所示，APLC电能表网关4主机内部APLC电路通过在中线(N线)和 地线之间串联高频互感器LAl 4.1与地线耦合电容CA2 4.2，将电压型FSK或S_FSK调制 的电压信号耦合在中线串联高频互感器负载一侧，形成中线与地线之间的。而中线串联 高频互感器的另一侧，由于APLC电能表网关(主机)内部APLC电路在中线与地线之 间有耦合电容CA2 4.2，所以APLC电能表网关的电力线输入端的FSK或S-FSK调制的 电压信号被耦合电容CA2 4.2短路同电位，APLC电能表网关4的电力线输入端没有载波 通讯的电压信号。实施例3
参照附图2、图4所示，本发明实施例ZigBee多链路网桥1包括三大部分电路部 分1，是由微处理器带有ZigBee收发RF电路芯片IC1、复位电路IC2、时间电路IC3、 存储器IC4、温度传感器IC5、显示电路IC6、多路光耦合器IC7、RS-485总线驱动电路 IC8，以及外围电阻、电容、电感及晶振所组成的智能ZigBee无线收发电路及RS-485接 口电路；电路部分2是由调制解调器U1、放大器IClA与IC1B、三极管TC1—TC5、电 感LC1、限幅器DC3、二极管DCl与DC2，以及外围电阻、电容及晶振所组成的DCPL 总线主机驱动电路；电路部分3是由变压器Tl、整流器Zl与Z2、稳压电路Wl—W3、 隔离稳压器W4、二极管DAl—DA3、充电电池E，以及外围电阻、电容所组成的稳压电 路；
电路部分1，微处理器带有ZigBee收发RF电路芯片ICl采用CC2533芯片，CC2533 芯片是内含8051微处理器及ZigBee无线通讯收发电路(是采用IEEE802.15.4标准的 2.4GHz的RF无线收发机)；IC2采用MAX809复位电路；IC3采用RX8025时间电路； IC4采用24WC08存储器；IC5采用SE95温度传感器；IC6采用PCF8576显示器电路；IC7多路光耦合器；IC8采用SP485驱动电路。电路中ICl CC2533芯片通过I2C总线接口 SDA、SCL与IC6 PCF8576显示器 电路、IC5 SE95温度传感器、IC4 24WC08存储器、IC3 RX8025时间电路、相对应的 SDA、SCL接口连接，电阻R1—R8是I2C总线的上拉电阻；电路中ICl CC2533芯片 共有两个异步串行UARTO、UART1接口，异步串行UARTO设定I/O 口为PO.O (RXD)、 P0.1 (TXD)、P0.2为收发控制；PO.O (RXD)连接多路光耦合器IC7中Al光耦合器1端， P0.1 (TXD)连接多路光耦合器IC7中A2光耦合器4端，P0.2为收发控制连接多路光耦合 器IC7中A3光耦合器6端，电阻R12 — R14为上拉限流电阻，供电为VDD;多路光耦 合器IC7中A3、A2、Al光耦合器的7端、10端、11端分别对应连接到IC8 SP485驱动 电路的2与3端、4端、1端，电阻R15—R17为上拉限流电阻；IC8 SP485驱动电路的 5与6端为RS-485现场总线接口 A与B接线端子，电阻R18与R19为总线阻抗匹配电 阻，Dl为防静电限幅器，供电为隔离电源的VEE为。异步串行UARTl设定I/O 口为 P0.3 (TXD) > P0.4 为收发信号检测、P0.5 (RXD)、P0.6 为收发控制;P0.3 (TXD)、P0.4、 P0.5 (RXD) > P0.6分别对应连接到调制解调器Ul的9、10、11、12与14端。电路中 IC1CC2533芯片的25、26端是RF无线收机的输出与输入端，并通过电容C6 — C10、电 感Li、L2耦合电路，经天线AN进行收发；晶振电路Cl、C2、Z3组成为RF无线收机 的振荡器，晶振电路C3、C4、Z2组成为微处理电路的振荡器。电路部分2，DCPL总线主机驱动电路中，本实施例调制解调器Ul采用 MSM7512 (也可采用LM1893、ST75XX系列)，调制解调器Ul的9、10、11、12与 14端分别对应连接ICl CC2533芯片的P0.3 (TXD)、P0.4、P0.5 (RXD)、P0.6 ；调制解调 器Ul的3 (AO)端是主机发出的调制FSK信号输出端，FSK信号输入到DCPL总线驱 动电路，DCPL总线驱动电路是由放大器IC1A、电阻RC1—RC8、电容CCl一CC4、三 极管TC1—TC5、二极管DCl与DC2、限幅器DC3、电感LCl所组成，电感LCl接总线 输出接口 ；调制解调器Ul的2 (Al)端是接收从机调制FSK电压信号的输入端，当从 机发出的调制FSK电流信号经电感LCl，电容CC4与电感LCl两端产生对应的FSK的 电压信号，经电容CC5、放大器IC1B、电容CC7送入调制解调器Ul的2 (Al)端，电 阻RC11、电容CC6是放大器IClB的反馈电阻与电容；电路中SD2是调制解调器Ul的 晶振。电路部分3，稳压电路中变压器副边线圈与整流器Z1、滤波电容CA4—CA6、 稳压器W2组成DCPL现场总线的供电电压VCC，VCC电压可以根据DCPL现场总线上 从机数以及DCPL现场总线通讯距离，选择VCC电压的大小，范围一般为6V—24V，最 大为安全电压36V;变压器副边线圈与整流器Z2、滤波电容CAl—CA3、稳压器Wl组 成5V稳压电路，而W3稳压器、电阻RAl—RA3、电容CA7、二极管DAl—DA3、充电 电池E组成VDD电压电源，电压为3.6V ；而隔离稳压器W4是产生RS-485电路中隔离 电源5V的VEE电源。实施例1，ZigBee多链路网桥的主要特征是具备DCPL现场总 线、RS-485现场总线与ZigBee无线多链路桥接通讯，并且是专门的通讯协议与APLC电 能表网关进行白色信息家电数字通讯的远程桥接装备。实施例4
参照附图3、图5所示，本发明实施例D-APLC链路网桥电路部分包括4大部分电路部分1，是由微处理器IC1、复位电路IC2、温度传感器IC3、存储器IC4、显示器 IC5、调制解调器IC6、模拟开关IC7，以及外围电阻、电容、晶振所组成的智能处理器 电路。电路部分2，是由耦合变压器Tl、放大器U1、光耦合器OPl—OP3、三极管 TUl—TU8、二极管DUl—DU4、整流器DU5、可控硅SU1，以及外围电阻、电容所组成 的非对称电线载波通讯从机电路，简称APLC从机电路。电路部分3是由放大器UClA 与UC1B、三极管TC1—TC5、二极管DCl与DC2、电感LC1、限幅器DC3，以及外围电 阻、电容所组成的DCPL总线主机驱动电路。电路部分4是由电插头ZD、变压器TA1、 整流器Z1、稳压器W3、二极管DAl—DA3、充电电池E，以及外围电阻、电容所组成的 稳压电路。电路部分1，微处理器芯片ICl采用P89LPC9XX系列芯片，微处理器芯片ICl的 12C总线接口 11 (SDA)、12 (SCL)对应连接温度传感器IC3、存储器IC4、显示器IC5 的SDA与SCL，电阻R2—R7为上拉电阻；微处理器芯片ICl的串行口 RXD、TXD> P0.5
(收发控制)口、P0.6 (收发检测)口连接调制解调器IC6的17、13与20、15端；微 处理器芯片ICl的P0.3、P0.4 口连接模拟开关IC7中IC7A (13)与IC7C (5)、IC7B
(12)与IC7D (6)的开关控制端，通过ICl的P0.3、P0.4 口交错高低电平，控制与 选择APLC从机电路或DCPL总线主机驱动电路的通讯，当P0.3 (1)、P0.4 (0)时 APLC从机电路进行通讯，当P0.3 (0)、P0.4 (1)时DCPL总线主机驱动电路通讯； 微处理器芯片ICl的中断INTl 口连接电路2，非对称电线载波通讯从机电路中光耦合器 OP3同步信号输出端。电路部分2，由APLC电能表网关4 (主机)发出的调制FSK电压信号，通过 中线(N线)串联高频互感器LAl 4.1与相线耦合电容CA2 4.2，将FSK或S_FSK调制 的电压信号耦合在中线串联高频互感器负载一侧的中线与相线之间形成，此时从机的电 力线中有调制的FSK信号，经电容CU6与CU7、耦合变压器Tl初级线圈，在耦合变压 器Tl副级线圈上的FSK信号经RU7、RU9由放大器Ul放大输出，经电容CUl连接模 拟开关IC7A输入端1，模拟开关IC7A输出2端的调制FSK信号连接调制解调器IC6的3
(Al)输入端，电阻RU8、电容CU3组成反馈与滤波电路；调制解调器IC6的5 (AO) 端输出的调制FSK信号经模拟开关IC7C送入，由三极管TUl与TU2、光耦合器OP1、 电阻RU4—RU6、电容CU2与CU4组成隔离驱动电路，隔离驱动电路中光耦合器OPl的 输出端，连接电流放大器电路中三极管TU7的基极；电流放大器电路是由三极管TU5— TU8、电阻RU12 — RU15所组成，其中三极管TU5与TU6、电阻RU12与RU13组成限 流电路，选择RU13阻值的大小，决定限流的最大值，而电阻RU14决定FSK调制信号电 流的大小，传送到APLC电能表网关；三极管TUl与TU3、电阻RUl与RU2、二极管 DUU光耦合器OP2组成收发控制电路；三极管TU4、电阻RUlO与RU11、稳压二极管 DU2、电容CU5组成稳压电路；可控硅SU1、二极管DU3、光耦合器OP3、电阻RU19 组成同步信号发生器，可控硅SUl触发电平由电阻RU16 — RU18、稳压管DU4组成的分 压电路提供；交流电50Hz经整流器DU5整流输出由可控硅SUl触发，获得IOOHz同步 信号输出在光耦合器OP3光敏三极管集电极输出。APLC电能表网关与APLC从机载波 通讯波形示意图，参看附图7所示。电路部分3，DCPL总线主机驱动电路中，由模拟开关IC7D输出的FSK调制信
9号连接DCPL总线驱动电路；DCPL总线驱动电路是由放大器UC1A、电阻RC1—RC8、 电容CCl一CC4、三极管TC1—TC5、二极管DCl与DC2、限幅器DC3、电感LCl所组 成，电感LCl接总线输出接口；当总线上从机发出的调制FSK电流信号经电感LC1，电 容CC8与电感LCl两端产生对应的FSK的电压信号，经电容CC5、放大器UClB、电容 CC7送入模拟开关IC7B，电阻RC11、电容CC6是放大器UClB的反馈电阻与电容。电路部分4，由电插头ZD、电阻RA4、电容CA3、变压器TAl的初级线圈组成 容抗与感抗串联的输入电路，变压器TAl的次级线圈经整流器Z1、稳压器W3及电阻R2 与RA3、电容CAl与CA2、电阻Rl与二极管DAl—DA3、充电电池E，所组成的稳压 电路，充电电池E为后备电源。D-APLC链路网桥2主要特征是可以通过DCPL现场总线与DCPL网络智能型 水表、DCPL网络智能型燃气表及其它DCPL网络终端进行数字通讯，并且D-APLC链路 网桥还可以通过APLC非对称电力线载波与APLC电能表网关进行数字桥接通讯。实施例5
参照附图3、图6所示，本发明实施例ZB-DCPL链路网桥3电路部分包括3大部 分电路部分1，是由微处理器带有ZigBee收发RF电路芯片ICl、复位电路IC2、时间 电路IC3、存储器IC4、温度传感器IC5、显示电路IC6，以及外围电阻、电容、电感及 晶振所组成的智能SgBee无线收发电路；电路部分2是由调制解调器U1、放大器IClA 与IC1B、三极管TC1—TC5、电感LC1、限幅器DC3、二极管DCl与DC2，以及外围电 阻、电容及晶振所组成的DCPL总线主机驱动电路；电路部分3是由变压器Tl、整流器 Zl与Z2、稳压电路W3、二极管DAl—DA3、充电电池El及电池E2，以及外围电阻、 电容所组成的稳压电路。电路部分1，微处理器带有ZigBee收发RF电路芯片ICl采用CC2533芯片， CC2533芯片是内含8051微处理器及ZigBee无线通讯收发电路(是采用IEEE802.15.4标 准的2.4GHz的RF无线收发机)；IC2采用MAX809复位电路；IC3采用RX8025时间电 路；IC4采用24WC08存储器；IC5采用SE95温度传感器；IC6采用PCF8576显示器电路。电路中IC1 CC2533芯片通过I2C总线接口 SDA、SCL与IC6 PCF8576显示 器电路、IC5 SE95温度传感器、IC4 24WC08存储器、IC3 RX8025时间电路、相对应 的SDA、SCL接口连接，电阻R1—R8是I2C总线的上拉电阻；电路中IC1CC2533 芯片选UARTl为异步串行接口，设定I/O 口为P0.3(TXD)、P0.4为收发信号检测、 P0.5 (RXD)、P0.6 为收发控制；P0.3 (TXD)、P0.4、P0.5 (RXD) > P0.6 分别对应连接到调 制解调器Ul的9、10、11、12与14端。电路中ICl CC2533芯片的25、26端是RF无 线收机的输出与输入端，并通过电容C6 — C10、电感Li、L2耦合电路，经天线AN进行 收发；晶振电路Cl、C2、Z3组成为RF无线收机的振荡器，晶振电路C3、C4、Z2组成 为微处理电路的振荡器。电路部分2，DCPL总线主机驱动电路中，本实施例调制解调器Ul采用 MSM7512 (也可采用LM1893、ST75XX系列)，调制解调器Ul的9、10、11、12与 14端分别对应连接ICl CC2533芯片的P0.3 (TXD)、P0.4、P0.5 (RXD)、P0.6 ；调制解调 器Ul的3 (AO)端是主机发出的调制FSK信号输出端，FSK信号输入到DCPL总线驱动电路，DCPL总线驱动电路是由放大器IC1A、电阻RC1—RC8、电容CCl一CC4、三 极管TC1—TC5、二极管DCl与DC2、限幅器DC3、电感LCl所组成，电感LCl接总线 输出接口 ；调制解调器Ul的2 (Al)端是接收从机调制FSK电压信号的输入端，当从 机发出的调制FSK电流信号经电感LCl，电容CC4与电感LCl两端产生对应的FSK的 电压信号，经电容CC5、放大器IC1B、电容CC7送入调制解调器Ul的2 (Al)端，电 阻RC11、电容CC6是放大器IClB的反馈电阻与电容；电路中SD2是调制解调器Ul的 晶振。 电路部分3，由电阻RA4、电容CA3、变压器TAl的初级线圈组成容抗与感抗串 联的输入电路，变压器TAl的次级线圈经整流器Z1、稳压器W3及电阻R2与RA3、电 容CAl与CA2、电阻Rl与二极管DA1—DA3、充电电池E1，所组成的稳压电路；充电 电池El为后备电源，E2为外接电池。
权利要求
1.具有多种链路总线的无线通讯网桥装置，所述电能表非对称载波通信系统中设有 若干电能表网关，每个电能表网关接入电力系统10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线 制(A相、B相、C相、N相)的相线和N相(中线)之间，每个电能表网关连接各 自的信息终端，信息终端由控制网桥和白色信息家电负载组成，控制网桥通过APLC总 线和电能表网关连接，通过电能表网关接入电力系统的相线和N相之间，白色信息家电 负载与控制网桥电气连接；所述电能表网关将电能量和费率数据通过非对称电力载波通 讯传输到控制网桥上，并显示电能量和费率数据；所述控制网桥，用于在线电功率检测 和时间计量，将电功率检测和计量信息传输给电能表网关，接受电能表网关传来的非对 称电力线载波通讯信号和白色信息家电负载传来的信号，显示电能量、水量、燃气量和 费率；所述电能表网关与控制网桥通信采用电压型FSK或S-FSK调制信号，控制网桥 与电能表网关通信采用电流型FSK或S-FSK调制信号；其特征是，所述信息终端还包 括DCPL网络水表、燃气表终端，DCPL网络水表、燃气表终端通过DCPL现场总线和 D-APLC链路网桥连接，D-APLC链路网桥通过APLC总线和控制网桥连接，D-APLC 链路网桥用于实现DCPL网络水表、燃气表终端，DCPL网络水表、燃气表终端和控制网 桥之间的通信；所述多种链路总线的无线通讯网桥装置还包括集中网桥，若干电能表网 关通过RS-485现场总线连接至ZigBee多链路网桥，ZigBee多链路网桥和集中网桥进行 ZigBee无线通信。
2.根据权利要求1所述的具有多种链路总线的无线通讯网桥装置，其特征是，所述 DCPL网络水表、燃气表终端还通过DCPL总线和ZB-DCPL链路网桥连接，ZB-DCPL 链路网桥和控制网桥进行ZigBee无线通信，ZB-DCPL链路网桥用于实现DCPL网络水 表、燃气表终端和控制网桥之间的通信。
3.根据权利要求1或2所述的具有多种链路总线的无线通讯网桥装置，其特征是，所 述多种链路总线的无线通讯网桥装置还包括若干户外DCPL网络终端，若干DCPL网络终 端通过DCPL现场总线连接ZigBee多链路网桥，再通过ZigBee多链路网桥和集中网桥进 行ZigBee无线通信。
4.根据权利要求3所述的具有多种链路总线的无线通讯网桥装置，其特征是，APLC 电能表网关为主机，电力支线上的信息终端为从机，而且电能表网关内部APLC电路， 通过中线串联高频互感器与相线耦合电容，将主机发出的电压型FSK或S-FSK调制的电 压信号耦合在中线串联高频互感器负载一侧，形成负载一侧中线与相线之间的调制信号 与D-APLC链路网桥从机通讯；信息终端发出的FSK或S-FSK调制的电流信号，通过电 力线被电能表网关所接收；从机通讯发出的FSK或S-FSK调制的电流信号通过电能表网 关内部APLC电路中的中线串联高频互感器，在次级线圈耦合形成FSK或S-FSK调制的 电压信号，完成从机与主机通讯。
5.根据权利要求3所述的具有多种链路总线的无线通讯网桥装置，其特征是，APLC 电能表网关为主机，电力支线上的信息终端为从机，而且电能表网关内部APLC电路， 通过中线串联高频互感器与地线耦合电容，将主机发出的电压型FSK或S-FSK调制的电 压信号耦合在中线串联高频互感器负载一侧，形成负载一侧中线与地线之间的调制信号 与D-APLC链路网桥从机通讯；信息终端发出的FSK或S-FSK调制的电流信号，通过电 力线被电能表网关所接收；从机通讯发出的FSK或S-FSK调制的电流信号通过电能表网关内部APLC电路中的中线串联高频互感器，在次级线圈耦合形成FSK或S-FSK调制的 电压信号，完成从机与主机通讯。
6.根据权利要求3所述的具有多种链路总线的无线通讯网桥装置，其特征是，所述 ZigBee多链路网桥的电路部分包括三大部分电路部分1由微处理器带有ZigBee收发 RF电路芯片IC1，复位电路IC2、时间电路IC3、存储器IC4、温度传感器IC5、显示电路 IC6、多路光耦合器IC7、RS-485总线驱动电路IC8，以及外围电阻、电容、电感及晶振 所组成；电路部分2是由调制解调器U1，放大器IClA与IC1B、三极管TC1—TC5、电 感LC1、限幅器DC3、二极管DCl与DC2，以及外围电阻、电容及晶振所组成的DCPL 总线主机驱动电路；电路部分3是由变压器Tl、整流器Zl与Z2、稳压电路Wl—W3、 隔离稳压器W4、二极管DAl—DA3、充电电池E，以及外围电阻、电容所组成的稳压电 路。
7.根据权利要求3所述的具有多种链路总线的无线通讯网桥装置，其特征是，所述 D-APLC链路网桥的电路部分包括4大部分电路部分1，是由微处理器IC1、复位电路 IC2、温度传感器IC3、存储器IC4、显示器IC5、调制解调器IC6、模拟开关IC7，以及外 围电阻、电容、晶振所组成的智能处理器电路；电路部分2，是由耦合变压器Tl、放大 器U1、光耦合器OP1—OP3、三极管TU1—TU8、二极管DU1—DU4、整流器DU5、可 控硅SU1，以及外围电阻、电容所组成的非对称电线载波通讯从机电路；电路部分3，是 由放大器UClA与UC1B、三极管TC1—TC5、二极管DCl与DC2、电感LC1、限幅器 DC3，以及外围电阻、电容所组成的DCPL总线主机驱动电路；电路部分4，是由电插头 ZD、变压器TAl、整流器Zl、稳压器W3、二极管DAl—DA3、充电电池E，以及外围 电阻、电容所组成的稳压电路。
8.根据权利要求3所述的具有多种链路总线的无线通讯网桥装置，其特征是，所述 ZB-DCPL链路网桥的电路部分包括3大部分电路部分1是由微处理器带有ZigBee收发 RF电路芯片IC1、复位电路IC2、时间电路IC3、存储器IC4、温度传感器IC5、显示电 路IC6，以及外围电阻、电容、电感及晶振所组成的智能ZigBee无线收发电路；电路部 分2是由调制解调器U1、放大器IClA与IC1B、三极管TCl一TC5、电感LC1、限幅器 DC3、二极管DCl与DC2，以及外围电阻、电容及晶振所组成的DCPL总线主机驱动电 路；电路部分3是由变压器Tl、整流器Zl与Z2、稳压电路W3、二极管DAl—DA3、 充电电池El及电池E2，以及外围电阻、电容所组成的稳压电路。
全文摘要
具有多种链路总线的无线通讯网桥装置，所述电能表非对称载波通信系统中设有若干电能表网关，每个电能表网关连接各自的信息终端，信息终端由控制网桥和白色信息家电负载组成；所述电能表网关与控制网桥通信采用电压型FSK或S-FSK调制信号，控制网桥与电能表网关通信采用电流型FSK或S-FSK调制信号；所述信息终端还包括DCPL网络水表、燃气表终端，DCPL网络水表、燃气表终端通过DCPL现场总线和D-APLC链路网桥连接，D-APLC链路网桥通过APLC总线和控制网桥连接；所述多种链路总线的无线通讯网桥装置还包括集中网桥，若干电能表网关通过RS-485现场总线连接至ZigBee多链路网桥。
文档编号H04B3/54GK102014523SQ20101055257
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者毛星原, 郭建国 申请人:毛星原, 郭建国