一种基于低压载波通信的信号传输装置及其控制方法与流程

本发明涉及电力通信技术领域，具体地说是一种基于低压载波通信的信号传输装置及其控制方法。

背景技术：

低压载波技术作为光纤通信网的补充或接入网使用，为电力信号的传输提供了较好的技术支撑。现有技术中，将电力线低压载波技术应用到地下室台区信号通道建设中，即在低压线路设置低压电力载波数据传输装置，通过串行数据接口读取终端数据，将读取的数字信息转换成载波信号，通过电力线送到低压线路上进行传输，直至将无信号的台区采集信号通过低压线路传递到有信号的台区，然后将信号还原，用载波转gprs通信模块传回主站，从而实现终端与主站系统的数据通信，有效解决地下室无信号台区的用电信息采集问题，实现用电采集信息的全覆盖和全采集，并具有较好的推广应用价值。

但是，由于户外无线信号受到其它因素的干扰，也会存在信号强弱的区域之分。因此，即使在户外，也需对较强信号区域进行探寻。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于低压载波通信的信号传输装置及其控制方法，用于解决将地下室内信号盲区的电力信号传输至信号较好区域，并与主站进行通信的技术问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种基于低压载波通信的信号传输装置，包括信息处理系统、信号探测系统和控制系统；

信号处理系统包括信号采集终端模块、主机、从机和远程通信串口转换板模块、远程通信模块和低压线缆模块；信号采集终端模块的信号输入端与被检测电力设备的信号输出端连接；从机和远程通信串口转换板模块均安装在信号采集终端模块上，从机通过远程通信串口转换板模块与信号采集终端模块的信号输出端连接；所述的主机通过低压线缆模块与所述的从机电连接，主机置于户外信号较好处；远程通信模块安装在主机上，并与主机的信号端电连接，远程通信模块与所述的主站无线通信；

信号探测系统包括无线信号探测器、电力驱动控制小车和信号探测导轨；信号探测导轨竖直安装在户外楼体上，电力驱动控制小车可移动的安装在信号探测导轨上，无线信号探测器以及主机均安装在电力驱动控制小车上。

进一步的，包括理线系统，理线系统包括卷筒机构和理线机构，理线机构安装在卷筒机构上；所述低压线缆模块中的通信线缆通过理线机构缠绕在卷筒机构上。

进一步的，所述卷筒机构包括卷筒架，绕线筒，绕线驱动电机和绕线检测开关，绕线筒可转动的安装在卷筒架上，绕线筒的两侧设有卷筒外卡边；绕线驱动电机采用变频电机，绕线驱动电机安装在卷筒架上，绕线驱动电机的旋转动力输出端与所述卷筒转轴连接；绕线检测开关安装在卷筒外卡边上。

进一步的，所述理线机构包括理线电机、理线板、理线螺杆、理线螺母、理线环、前端理线检测开关和后端理线检测开关；理线板安装在两侧的所述卷筒外卡边之间；理线螺杆可转动的安装在理线板上，理线电机安装在理线板的一端，理线电机的旋转动力输出端与理线螺杆的旋转动力输入端连接；所述理线螺母匹配螺接在理线螺杆上，理线螺母可滑动的安装在理线驱动槽上；所述理线环与理线螺母连接，被整理的通信线缆从理线环内通过；所述前端理线检测开关安装在理线板的前端，后端理线检测开关安装在理线板的后端。

进一步的，所述通信线缆上并联设有线缆拽紧检测机构，通信线缆的前端通过线缆防扯断解锁机构与所述的主机连接。

进一步的，与所述线缆拽紧检测机构并联的通信线缆段的线缆芯，采用冗余结构；冗余线缆芯的外部通过弹性橡胶绝缘层包绕；

线缆拽紧检测机构包括线缆拉力传感器和线缆受拉复位弹簧，线缆拉力传感器固定在所述冗余线缆芯一端部外侧的线缆壁上，线缆受拉复位弹簧的一端与线缆拉力传感器连接，另一端与所述冗余线缆芯另一端部外侧的线缆壁连接。

进一步的，所述线缆防扯断解锁机构包括线缆防扯断驱动板、线缆防扯断软磁铁、线缆防扯断前插接端子和线缆防扯断后插接端子；线缆防扯断前插接端子安装在通信线缆的前端，线缆防扯断后插接端子安装在所述主机上，线缆防扯断前插接端子和线缆防扯断后插接端子插接连通；

所述线缆防扯断驱动板安装在线缆防扯断前插接端子上，线缆防扯断软磁铁安装在主机上，与线缆防扯断驱动板相向对应设置；线缆防扯断软磁铁外缠绕激励线圈，激励线圈通过线缆防扯断电控开关与所述控制系统电连接。

一种基于低压载波通信的信号传输装置的控制方法，包括：

信号采集终端模块将采集到的电力设备信号通过远程通信串口转换板模块传递至从机，从机将调制后的信号通过低压线缆模块传递至主机，然后通过主机上的远程通信模块与主站进行无线通信；

无线信号探测器检测到主机处的无线信号较弱时，电力驱动控制小车带动主机在信号探测导轨上移动，寻找无线信号较强位置；

电力驱动控制小车带动主机在信号探测导轨上移动过程中，理线机构对缠绕在卷筒机构上的通信线缆进行整理，防止通信线缆在卷筒机构上缆缠绕打结；

当通信线缆的移动受到阻碍后，线缆拽紧检测机构检测到通信线缆受力过大；控制系统控制线缆防扯断解锁机构动作，将通信线缆与所述的主机分离。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1.本发明中涉及的技术方案，能够将地下室内信号盲区的信号，有效的传递至户外信号较好的区域，可靠性较高。

2.本发明技术方案中的信号探测系统，能够对信号较强区域进行探寻；理线系统用于对低压线缆模块中的通信线缆进行整理，以免通信线缆缠绕打结影响主机随电力驱动控制小车的正常移动。

3.线缆拽紧检测机构用于检测通信线缆上受到的拉力是否在正常范围之内，防止通信线缆在抽拉过程中如果被其它杂物缠绕阻碍，受到过大拉力而损伤；若线缆拽紧检测机构检测到拉力过大时，说明远程通信线缆已被其它杂物缠绕阻碍，控制系统将控制线缆防扯断解锁机构动作，将远程通信线缆与所述的主机分离。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构侧视示意图；

图2为本发明实施例中信息处理系统的原理框图；

图3为本发明实施例中理线系统的结构俯视示意图；

图4为本发明实施例中线缆拽紧检测机构处的局部剖视示意图；

图5为本发明实施例中线缆防扯断解锁机构处的局部放大示意图；

图中：1、信号采集终端模块；2、主机；3、从机；4、远程通信串口转换板模块；5、远程通信模块；6、低压线缆模块；7、无线信号探测器；8、电力驱动控制小车；9、信号探测导轨；10、卷筒架；11、绕线筒；111、卷筒外卡边；12、绕线驱动电机；13、绕线检测开关；14、理线电机；15、理线板；16、理线螺杆；17、理线螺母；18、理线环；19、前端理线检测开关；20、后端理线检测开关；21、通信线缆；202、线缆拽紧检测机构；22、冗余线缆芯；23、弹性橡胶绝缘层；204、线缆防扯断解锁机构；24、线缆拉力传感器；25、线缆受拉复位弹簧；26、线缆防扯断驱动板；27、线缆防扯断软磁铁；28、线缆防扯断前插接端子；29、线缆防扯断后插接端子；30、转向轮；31、线缆旋转连接器。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和技术描述以避免不必要地限制本发明。

如图1至5所示，一种基于低压载波通信的信号传输装置，包括信息处理系统、理线系统、信号探测系统和控制系统；

所述信息处理系统用于将地下室内信号盲区的电力信息转换到有信号台区，然后无限传输至主站，进行数据交互；信号处理系统包括信号采集终端模块1、高速载波通信机(主机2、从机3和远程通信串口转换板模块4)、远程通信模块5(gpis通信模块或cdma通信模块)和低压线缆模块6。信号采集终端模块1的信号输入端与被检测电力设备的信号输出端连接；从机3和远程通信串口转换板模块4均安装在信号采集终端模块1上，从机3通过远程通信串口转换板模块4与信号采集终端模块1的信号输出端连接。所述的主机2通过低压线缆模块6与所述的从机3电连接，主机2置于户外信号较好处；远程通信模块5安装在主机2上，并与主机2的信号端电连接，远程通信模块5与所述的主站无线通信。低压线缆模块6从地下室向户外延伸过程中，通过转向轮30过渡转向，转向轮30可转动的安装在楼体上。

所述信号探测系统用于探测户外无线信号的强弱，当主机2安置点出现无线信号较弱，而影响到信息传输时，信号探测系统用于带动主机2移动，以寻找最佳信号点；信号探测系统包括无线信号探测器7、电力驱动控制小车8(爬轨小车)和信号探测导轨9。信号探测导轨9竖直安装在户外楼体上，电力驱动控制小车8安装在信号探测导轨9上，可沿信号探测导轨9上下移动，其信号端与所述控制系统电连接；无线信号探测器7以及主机2均安装在电力驱动控制小车8上。当无线信号探测器7探测到主机2所在的位置信号较弱时，电力驱动控制小车8将带动无线信号探测器7以及主机2沿信号探测导轨9上下移动，直到找出信号较强位置。

在信号探测系统移动工作过程中，所述的理线系统用于对低压线缆模块6中的通信线缆21进行整理，以免通信线缆21缆缠绕打结影响主机2随电力驱动控制小车8的正常移动。理线系统包括卷筒机构和理线机构，理线机构安装在卷筒机构上；卷筒机构用于缠绕收放线缆，理线机构用于梳理线缆在卷筒机构上逐次收放。卷筒机构包括卷筒架10，绕线筒11，绕线驱动电机12和绕线检测开关13。绕线筒11通过卷筒转轴可转动的安装在卷筒架10上，绕线筒11的两侧设有卷筒外卡边111。所述绕线驱动电机12采用变频电机，绕线驱动电机12安装在卷筒架10上，绕线驱动电机12的旋转动力输出端与所述卷筒转轴连接；绕线驱动电机12的信号端与所述控制系统电连接。所述绕线检测开关13采用超声波距离传感器，与所述控制系统电连接。绕线检测开关13通过支架安装在卷筒外卡边111上，绕线检测开关13用于探测其检测端与绕线筒11上通信线缆21的距离，从而通过控制系统判断通信线缆21的缠绕层数，进而控制绕线驱动电机12的转速，以配合理线机构匀速理线。

理线机构包括理线电机14、理线板15、理线螺杆16、理线螺母17、理线环18、前端理线检测开关19和后端理线检测开关20(均采用超声波距离传感器)。理线板15横向安装在两侧的所述卷筒外卡边111之间，理线板15的横向上设有理线驱动槽。理线螺杆16的两端通过安装座可转动的安装在理线板15上，理线电机14安装在理线板15的一端；理线电机14的旋转动力输出端与理线螺杆16的旋转动力输入端连接，理线电机14的信号端与所述控制系统电连接。所述理线螺母17匹配螺接在理线螺杆16上，理线螺母17的下端设有滑块，理线螺母17通过滑块可滑动的安装在理线驱动槽上。所述理线环18与理线螺母17连接，被整理的通信线缆21从理线环18内通过。所述前端理线检测开关19安装在理线板15的前端，检测理线螺母17是否移动至理线板15的前端；所述后端理线检测开关20安装在理线板15的后端，检测理线螺母17是否移动至理线板15的后端。前端理线检测开关19和后端理线检测开关20均与所述的控制系统电连接，当前端理线检测开关19检测到检测理线螺母17移动至理线板15的前端位置时，控制系统控制理线电机14正向转动，通过理线螺杆16带动理线螺母17向后端移动；当后端理线检测开关20检测到检测理线螺母17移动至理线板15的后端位置时，控制系统控制理线电机14反向转动，通过理线螺杆16带动理线螺母17向前端移动；这样就能实现理线环18带动通信线缆21在所述绕线筒11上往复分层缠绕。

低压线缆模块6包括所述的通信线缆21、线缆拽紧检测机构202和线缆防扯断解锁机构204。通信线缆21包括终端通信线缆和远程通信线缆，所述远程通信线缆缠绕在所述的绕线筒11上，远程通信线缆的后端横向穿过绕线筒11的轴向空腔与所述终端通信线缆的前端通过线缆旋转连接器31连接；终端通信线缆的后端与所述的从机3电连接。所述的线缆拽紧检测机构202安装在远程通信线缆的前段部上，远程通信线缆的前端通过线缆防扯断解锁机构204与所述的主机2连接。线缆拽紧检测机构202用于检测远程通信线缆上受到的拉力是否在正常范围之内，防止远程通信线缆在抽拉过程中如果被其它杂物缠绕阻碍，受到过大拉力而损伤。若线缆拽紧检测机构202检测到拉力过大时，说明远程通信线缆已被其它杂物缠绕阻碍，控制系统将控制线缆防扯断解锁机构204动作，将远程通信线缆与所述的主机2分离。

所述线缆拽紧检测机构202并联在远程通信线缆上，与线缆拽紧检测机构202并联的远程通信线缆段的线缆芯，采用冗余结构，即线缆芯弯曲回转设置；冗余线缆芯22的外部通过弹性橡胶绝缘层23包绕，以满足一定伸缩要求。线缆拽紧检测机构202包括线缆拉力传感器24和线缆受拉复位弹簧25，线缆拉力传感器24固定在所述冗余线缆芯22一端部外侧的线缆壁上，线缆拉力传感器24的信号端与所述控制系统电连接；线缆受拉复位弹簧25的一端与所述线缆拉力传感器24连接，另一端与所述冗余线缆芯22另一端部外侧的线缆壁连接。

线缆防扯断解锁机构204包括线缆防扯断驱动板26，线缆防扯断软磁铁27，线缆防扯断前插接端子28和线缆防扯断后插接端子29。线缆防扯断前插接端子28安装在远程通信线缆的前端，线缆防扯断后插接端子29安装在所述主机2上，并与其连通；线缆防扯断前插接端子28和线缆防扯断后插接端子29插接连通。所述线缆防扯断驱动板26(采用吸磁材料，如铁质材料)安装在线缆防扯断前插接端子28的外侧，线缆防扯断软磁铁27安装在主机2上，与线缆防扯断驱动板26相向对应设置。线缆防扯断软磁铁27外缠绕激励线圈，激励线圈通过线缆防扯断电控开关与电源连接，线缆防扯断电控开关的信号端与所述控制系统电连接。在正常状态下，线缆防扯断电控开关开启，线缆防扯断驱动板26在线缆防扯断软磁铁27吸附作用下靠在一起，线缆防扯断前插接端子28和线缆防扯断后插接端子29插接连通。当线缆拽紧检测机构202检测到受力过大时，控制系统控制线缆防扯断电控开关断开，线缆防扯断驱动板26失去线缆防扯断软磁铁27吸附作用而相对脱离；线缆防扯断前插接端子28由于受到拉力过大而与线缆防扯断后插接端子29脱离，从而防止远程通信线缆的主体部分受到拉力过大而损坏。

所述的控制系统包括控制箱、控制器(plc)和操控板，控制器和操控板安装在控制箱上，控制箱置于地下室内。控制器的信号输入端分别与所述操控板、绕线检测开关13、前端理线检测开关19、后端理线检测开关20以及线缆拉力传感器24电连接；控制器的信号输出端分别与所述绕线驱动电机12、理线电机14以及线缆防扯断电控开关电连接。

一种基于低压载波通信的信号传输装置的控制方法，包括：

信号采集终端模块1将采集到的电力设备信号通过远程通信串口转换板模块4传递至从机3，从机3将调制后的信号通过低压线缆模块6传递至主机2，然后通过主机2上的远程通信模块5与主站进行无线通信；

无线信号探测器7检测到主机2处的无线信号较弱时，电力驱动控制小车8带动主机2在信号探测导轨9上移动，寻找无线信号较强位置；

电力驱动控制小车8带动主机2在信号探测导轨9上移动过程中，理线机构对缠绕在卷筒机构上的通信线缆21进行整理，防止通信线缆21在卷筒机构上缆缠绕打结；

当通信线缆21的移动受到阻碍后，线缆拽紧检测机构202检测到通信线缆21受力过大；控制系统控制线缆防扯断解锁机构204动作，将通信线缆21与所述的主机2分离。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。