一种宽带电力线载波芯片用单相表通信模块的制作方法

技术领域：

本发明属于宽带载波设备技术领域，具体涉及一种宽带电力线载波芯片用单相表通信模块，能够实现数据在电力线上的双向、高速和稳定的传输功能和目的。

背景技术：
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电力线宽带通信是现代社会覆盖面最大的网络，如能利用电力线作为网络传输媒介，使电力线和信号线合一，则不必另外布设网络线，家用的普通电源插座便成为通信接口，可使电力线通信网络同时进行话音、数据和电力传输；低压电力线宽带载波(lowvoltagebroadbandpowerlinecarriercommunication--lvplc)通信是利用低压电力配电线(380/220v用户线)作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式，该技术是把载有信息的高频信号加载于电流，然后利用各种等级的电力线传输，接受信息的调制解调器再把高频信号从电流中分离出来，并传送到电力线宽带用户终端(计算机、电视或电话机和智能电表、开关、变台)，该技术在不需要重新布线的基础上，在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载。

中国专利201610110842.1公开的一种电力线宽带载波通信装置包括电源模块、主芯片、检测模块、存储模块、信号放大模块、bpf模块、耦合电路和对外接口，所述的主芯片包括处理模块和调制解调模块，所述的电源模块为整个装置提供电力供应，所述的处理模块分别与检测模块、存储模块、调制解调模块电连接，信号放大模块的输入端连接调制解调模块，信号放大模块的输出端连接耦合电路输入端，bpf模块的输入端连接制解调模块，bpf模块的输出端连接耦合电路输入端，耦合电路的输出端连接电力线，对外接口的一端连接处理模块的i/o接口，对外接口的另一端连接电能表或集中器；中国专利201620155093.x公开的一种电力线宽带载波通信装置包括电源模块、主芯片、检测模块、存储模块、信号放大模块、bpf模块、耦合电路和对外接口，主芯片包括处理模块和调制解调模块，所述的电源模块为整个装置提供电力供应，所述的处理模块分别与检测模块、存储模块、调制解调模块电连接，信号放大模块的输入端连接调制解调模块，信号放大模块的输出端连接耦合电路输入端，bpf模块的输入端连接制解调模块，bpf模块的输出端连接耦合电路输入端，耦合电路的输出端连接电力线，对外接口的一端连接处理模块的i/o接口，对外接口的另一端连接电能表或集中器；中国专利201510256506.3公开的一种电力线宽带载波通信模块包括载波控制电路、与所述载波控制电路相连的载波模拟前端电路、与所述载波模拟前端电路相连用于接收第一载波信号的载波接收电路、与所述载波模拟前端电路相连用于发送第二载波信号的载波发送电路、与所述载波接收电路和载波发送电路相连对信号进行耦合的载波信号耦合电路、与所述载波信号耦合电路及电力线相连的电力线接口、与所述载波控制电路相连用于和电表进行通信的串行通信接口；中国专利201521092398.2公开的一种中压电力线宽带载波通信模块包括宽压交/直流输入供电电路、微处理器电路、数据存贮电路、以太网数据交换处理电路、以太网接口电路、plc模拟信号输入/输出处理电路、模拟信号滤波电路、模拟信号功率放大电路、模拟信号抗干扰及滤波处理电路及耦合器耦合信号处理电路；其中，所述数据存储电路、所述微处理器电路、所述以太网数据交换处理电路和所述以太网接口电路依次顺序双向通讯连接，所述plc模拟信号输入/输出处理电路、所述模拟信号滤波电路、所述模拟信号功率放大电路、所述耦合器耦合信号处理电路、所述模拟信号刚干扰及滤波处理电路依次单向通讯连接并形成闭环；中国专利201510960023.1公开的基于ofdm技术的用于低压集中抄表终端的电力线宽带载波通信模块的主体结构包括调制解调单元、phy单元、发送单元、接收单元、滤波耦合单元，其中调制解调单元的第一信号输入/输出端与phy单元的第一信号输出/输入端对应相连，调制解调单元的信号输出端与发送单元的信号输入端相连，调制解调单元的信号输入端与接收单元的信号输出端相连，发送单元的信号输出端与滤波耦合单元的信号输入端相连，滤波耦合单元的信号输出端与接收单元的信号输入端相连，滤波耦合单元的信号输出/输入端与低压集中抄表终端强电接口的信号输入/输出端对应相连；中国专利201510539717.8公开的一种电力线宽带载波通信模块包括通信单元处理器、宽带协议处理单元、信号耦合单元、信号放大单元、存储单元、通信接口和电源；所述通信单元处理器由电源供电，所述电源外接电力线，所述通信单元处理器分别与所述通信接口和存储单元双向通信，所述通信接口外接客户端采集设备或用电信息采集系统，所述通信单元处理器接宽带协议处理单元，所述宽带协议处理单元接信号放大单元，所述信号放大单元接信号耦合单元，所述信号耦合单元外接电力线；中国专利201420408637.x公开的一种电力线宽带载波通信模块包括数字化调制解调单元、发送单元、接收单元、电力线耦合单元，数字化调制解调单元与发送单元和接收单元相连，发送单元和接收单元与电力耦合单元连接，其特征在于：发送信号时，数字化调制解调单元将通信数据调制为多路高频信号后利用发送单元进行放大，并通过电力线耦合单元加载到电力线；接收信号时，将已加载在电力线上的其他电力线宽带载波通信模块发送的高频载波信号，通过电力线耦合单元输入到接收单元，再进入调制解调单元，将多路高频信号解调为通信数据；中国专利201520326029.9公开的一种电力线宽带载波通信模块包括载波控制电路、与所述载波控制电路相连的载波模拟前端电路、与所述载波模拟前端电路相连用于接收第一载波信号的载波接收电路、与所述载波模拟前端电路相连用于发送第二载波信号的载波发送电路、与所述载波接收电路和载波发送电路相连对信号进行耦合的载波信号耦合电路、与所述载波信号耦合电路及电力线相连的电力线接口、与所述载波控制电路相连用于和电表进行通信的串行通信接口；低压电力网覆盖面广，布局结构复杂，线路信号衰减大，传输速度低，带宽窄，干扰噪声源多；因此，研发设计一种支持数据在电力线上双向、高速和稳定传输的宽带电力线载波芯片用单相表通信模块，具有社会和经济价值。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术中低压电力线载波技术存在的缺点，研发设计一种支持数据在电力线上双向、高速和稳定传输的宽带电力线载波芯片用单相表通信模块。

为了实现上述目的，本发明涉及的宽带电力线载波芯片用单相表通信模块的主体结构包括基体、凸起柱、一号凹槽、二号凹槽、强电接口、弱电接口、引脚和led灯；矩形块状结构的基体的上表面一侧长边沿设置有圆柱形结构的凸起柱，基体的上表面上紧贴凸起柱的位置开设有矩形条状结构的一号凹槽，基体的上表面左侧短边沿中心处设置有矩形结构的二号凹槽，基体的下表面设置有内空式矩形结构的强电接口和弱电接口，强电接口和弱电接口的内部均设置有圆柱形结构的引脚，基体的右侧表面上设置有led灯。

本发明涉及的基体的长度、宽度、高度分别为70㎜、50㎜和22.7㎜；凸起柱的直径和高度分别为2.8㎜和7.0㎜；一号凹槽的长度、宽度、高度分别为70㎜、2.2㎜和6.0㎜；凸起柱和一号凹槽便于宽带电力线载波芯片用单相表通信模块与采集器的插接；二号凹槽的长度、宽度、高度分别为18㎜、5.0㎜和8.0㎜，二号凹槽便于握持宽带电力线载波芯片用单相表通信模块并指示宽带电力线载波芯片用单相表通信模块插入采集器的方向；强电接口的长度、宽度、高度分别为20.8㎜、13.4㎜和4.5㎜；弱电接口的长度、宽度、高度分别为23.4㎜、13.4㎜和4.5㎜；强电接口的引脚为2乘以4的双排插针式结构；弱电接口的引脚为2乘以6的双排插针式结构；led灯的灯光颜色包括红色和绿色。

本发明涉及的宽带电力线载波芯片用单相表通信模块得通信宽带为2-12mhz，信号发射功率为22.61dbm，工作功耗为1.5w，静态功耗为0.25w，串口通讯速率为2400-115200bps，工作电压为8-24v，工作环境的温度为-40-+80℃，工作环境的湿度为10-100％rh，与电表之间通过ttl串口通信，通信参数为2400或9600bit/s、8数据位、1停止位和偶校验，支持的报文格式为dl/t645-1997、dl/t645-2007和dl/t698.45-2016。

本发明涉及的宽带电力线载波芯片用单相表通信模块使用时，将基体的上表面朝上，沿着垂直于正切面的方向插在单相表的采集器上，强电接口和弱电接口的引脚分别与单相表的采集器侧面的插座连接，led灯的红灯和绿灯双闪3秒，表示宽带电力线载波芯片用单相表通信模块正常运行；led灯的红灯和绿灯同频同步闪烁，表示采集器地址读取失败，需要及时处理；上电过程中，led灯的红灯快闪和绿灯慢闪；通信状态下，led灯的红灯闪烁表示宽带电力线载波芯片用单相表通信模块向电网发送数据，led灯的绿灯闪烁表示宽带电力线载波芯片用单相表通信模块从电网接收数据；led灯的红灯和绿灯长期不亮或常亮，表示宽带电力线载波芯片用单相表通信模块出现通信异常，需要及时处理。

本发明涉及的宽带电力线载波芯片用单相表通信模块的通讯流程是读取采集器地址，超时等待时间为2秒，超时后采集器不应答，再次读取采集器地址，最多重读6次，重读6次后，采集器不回复，以后每60秒重复进行读取采集器地址和重读的操作，直至成功读取采集器地址。

本发明与现有技术相比，基体和引脚与采集器插接式连接后，led灯的红灯和绿灯的不同闪烁状态对应宽带电力线载波芯片用单相表通信模块的正常运行、采集器地址读取失败、上电过程、通信状态和发送与接收数据以及通信异常的状况，能够与串口进行通信转换，支持通过以太网或超控表实现现场运维，数据统计，拓扑读取功能和现场全网升级；其结构简单，支持《多功能电能表通信协议》、电力线远程升级和频率扩展，具有fec和crc功能，去噪和纠错能力强大，满足国家电网/南方电网信息采集系统标准的要求，能够实现数据在电力线上双向、高速和稳定的传输。

附图说明：

图1为本发明的主体结构俯视原理示意图。

图2为本发明的主体结构仰视原理示意图。

图3为本发明的主体结构左视原理示意图。

图4为本发明的主体结构右视原理示意图。

图5为本发明的主体结构主视原理示意图。

图6为本发明涉及的强电接口结构示意图。

图7为本发明涉及的弱电接口结构示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的宽带电力线载波芯片用单相表通信模块的主体结构包括基体1、凸起柱2、一号凹槽3、二号凹槽4、强电接口5、弱电接口6、引脚7和led灯8；矩形块状结构的基体1的上表面一侧长边沿设置有圆柱形结构的凸起柱2，基体1的上表面上紧贴凸起柱2的位置开设有矩形条状结构的一号凹槽3，基体1的上表面左侧短边沿中心处设置有矩形结构的二号凹槽4，基体1的下表面设置有内空式矩形结构的强电接口5和弱电接口6，强电接口5和弱电接口6的内部均设置有圆柱形结构的引脚7，基体1的右侧表面上设置有led灯8。

本实施例涉及的基体1的长度、宽度、高度分别为70㎜、50㎜和22.7㎜；凸起柱2的直径和高度分别为2.8㎜和7.0㎜；一号凹槽3的长度、宽度、高度分别为70㎜、2.2㎜和6.0㎜；凸起柱2和一号凹槽3便于宽带电力线载波芯片用单相表通信模块与采集器的插接；二号凹槽4的长度、宽度、高度分别为18㎜、5.0㎜和8.0㎜，二号凹槽4便于握持宽带电力线载波芯片用单相表通信模块并指示宽带电力线载波芯片用单相表通信模块插入采集器的方向；强电接口5的长度、宽度、高度分别为20.8㎜、13.4㎜和4.5㎜；弱电接口6的长度、宽度、高度分别为23.4㎜、13.4㎜和4.5㎜；强电接口5的引脚7为2乘以4的双排插针式结构；弱电接口6的引脚7为2乘以6的双排插针式结构；led灯8的灯光颜色包括红色和绿色。

本实施例涉及的宽带电力线载波芯片用单相表通信模块的通信宽带为2-12mhz，信号发射功率为22.61dbm，工作功耗为1.5w，静态功耗为0.25w，串口通讯速率为2400-115200bps，工作电压为8-24v，工作环境的温度为-40-+80℃，工作环境的湿度为10-100％rh，与电表之间通过ttl串口通信，通信参数为2400或9600bit/s、8数据位、1停止位和偶校验，支持的报文格式为dl/t645-1997、dl/t645-2007和dl/t698.45-2016。

本实施例涉及的宽带电力线载波芯片用单相表通信模块使用时，将基体1的上表面朝上，沿着垂直于正切面的方向插在单相表的采集器上，强电接口5和弱电接口6的引脚7分别与单相表的采集器侧面的插座连接，led灯8的红灯和绿灯双闪3秒，表示宽带电力线载波芯片用单相表通信模块正常运行；led灯8的红灯和绿灯同频同步闪烁，表示采集器地址读取失败，需要及时处理；上电过程中，led灯8的红灯快闪和绿灯慢闪；通信状态下，led灯8的红灯闪烁表示宽带电力线载波芯片用单相表通信模块向电网发送数据，led灯8的绿灯闪烁表示宽带电力线载波芯片用单相表通信模块从电网接收数据；led灯8的红灯和绿灯长期不亮或常亮，表示宽带电力线载波芯片用单相表通信模块出现通信异常，需要及时处理。

本实施例涉及的宽带电力线载波芯片用单相表通信模块的通讯流程是读取采集器地址，超时等待时间为2秒，超时后采集器不应答，再次读取采集器地址，最多重读6次，重读6次后，采集器不回复，以后每60秒重复进行读取采集器地址和重读的操作，直至成功读取采集器地址。