一种电力载波通讯模块的制作方法

本发明涉及通讯技术领域，具体是一种电力载波通讯模块。

背景技术：

电力线载波通信，简称电力线通信（powerlinecommunication，plc），是利用电力线作为传输通道的一种特殊通信方式，plc利用已有的、几乎无处不在的电力线为通信载体，加上一些plc局端和终端调制解调器，从而将原有电力网变成电力线通信网络，并将原有的电源插座变为信息插座的一种通信技术。

随着楼宇和家居智能化的发展历程中，利用现有的电力线（pl）进行信息传输，实现信息的传输，无需额外的通讯电缆，可以大大节约人力，物力和财力，因此，电力线通信具有很好的开发前景和应用价值，但是目前，传统的低压电力线载波的基本调制方式分为幅值键控、频率键控和相位键控，加上电力线的负载情况复杂，低压电力线的干扰信号频谱宽，信号衰减大，抗干扰能力差，时变性大，并且利用电力线进行数据传输时，数据的安全同样面临危险，容易被第三方侵入。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电力载波通讯模块，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电力载波通讯模块，包括信号发出设备，主信号处理设备，电源模块，低压电力线，从信息处理设备，信号接收设备，所述信号发出设备用于发出控制电路的信号，当用户需要控制从信息处理设备时，向信号发出设备发送控制信号，所述主信号处理器用于对发出信号进行调制，滤波放大，加密等处理并发送，所述低压电力线用于传输信号，所述电源模块用于提供不同电源，所述从信号处理设备用于对接收信号进行解调，滤波放大，解密等处理并接收，所述信息接收设备用于接收信息并控制设备的运行，所述信号发出设备通过主信号处理设备与低压电力线连接，信号接收设备通过从信息处理设备与低压电力线连接，电源模块连接低压电力线。

作为本发明的进一步技术方案：所述信号发出设备包括gs短信，嵌入式网关，internet，所述主信号处理发送设备包括主通信接口，主电力载波通信模块，主电力线接口，信号加密模块，所述从信号处理接收设备包括从电力线接口，信号解密模块，从电力载波通信模块，从通信接口，所述internet和gsm短信连接嵌入式网关，嵌入式网关通过主通信接口连接主电力载波通信模块，主电路载波通信模块的信号输出端连接相互电力线接口和信号加密模块，主电力线接口连接低压电力线，低压电力线的另一端通过从电力线接口连接信号解密模块和从电力载波通信模块，从电力载波通信模块的输出端通过从通信接口连接信号接收设备。

作为本发明的进一步技术方案：所述主电力线接口和信号加密模块包括信号耦合电路，功率放大电路，整形滤波电路，接收信号电路，信号加密电路，主电力载波通讯模块，所述信号耦合电路连接所述低压电力线，信号耦合电路的信号输出端通过接口信号电路连接主电力载波通信模块，主电力载波通信模块通过功率放大电路连接整形滤波放大电路，整形滤波放大电路的输出端连接信号耦合电路的信号接收端，信号加密电路连接主电力载波通信模块。

作为本发明的进一步技术方案：所述信号加密电路包括数据接收单元，加密单元，数据组合单元和密钥获取单元，所述数据接收单元将接收的数据信号通过加密单元与密钥生成单元连接，所述数据接收单元用于将待加密的数字信号进行分段，形成分段数字信号，所述加密单元利用加密算法和密钥生成单元对分段数字信号进行加密。

作为本发明的进一步技术方案：所述功率放大电路通过三极管n1-n2和p1-p2组成功率放大器，三极管p1的基极连接稳压二极管d1的阳极和电阻r1,三极管n1的基极连接二极管d2的阴极和稳压二极管d2的阴极，电阻r1的另一端通过电容c1连接载波信号输出和电容c2，二极管d2的阳极通过电阻r2连接电容c2的另一端，三极管p1的发射极连接稳压二极管d1的阴极、+5v电压、三极管n2的集电极和二极管d4的阴极，三极管n2的基极连接三极管p2的基极、三极管p1的集电极和三极管n1的集电极，三极管n1的发射极连接三极管p1的集电极、稳压二极管d3的阳极、电阻r4、二极管d5的阳极和三极管p2的集电极，电阻r4的另一端连接地端，三极管p2的发射极连接三极管n2的发射极、电容c3、二极管d4的阳极和二极管d5的阴极，电容c3的另一端通过电感l1连接信号耦合电路。

作为本发明的进一步技术方案：所述主电力载波通信模块和从电力载波通信模块选用st7538电力载波芯片。

作为本发明的进一步技术方案：所述主通信接口和从通讯接口选用rs232串行通讯接口。

作为本发明的进一步技术方案：所述信号耦合电路选用原、副边匝比为10：15的耦合线圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明电力载波通讯模块通过对数字信号的进一步处理，采取多种抗干扰和fsk调制解调技术，使信号在噪音频带宽的环境下可实现可靠通信，并带有信号加密功能，增加了数字信号的安全性。

附图说明

图1为本发明实例的原理方框示意图。

图2为本发明实例的主电力线接口和信号加密的原理方框图。

图3为本发明实例的结构方框示意图。

图4为主电力载波通信模块的功率放大电路图。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1，一种电力载波通讯模块，包括信号发出设备，主信号处理设备，低压电力线，电源模块，从信息处理设备，信号接收设备，所述信号发出设备用于发出控制电路的信号，当用户需要控制从信息处理设备时，向信号发出设备发送控制信号，所述主信号处理器用于对发出信号进行调制，滤波放大，加密等处理并发送，所述低压电力线用于传输信号，所述电源模块用于提供不同电源，所述从信号处理设备用于对接收信号进行解调，滤波放大，解密等处理并接收，所述信息接收设备用于接收信息并控制设备的运行，所述信号发出设备通过主信号处理设备与低压电力线连接，信号接收设备通过从信息处理设备与低压电力线连接，电源模块连接低压电力线，所述信号发出设备包括gs短信，嵌入式网关，internet，所述主信号处理发送设备包括主通信接口，主电力载波通信模块，主电力线接口，信号加密模块，所述从信号处理接收设备包括从电力线接口，信号解密模块，从电力载波通信模块，从通信接口，所述internet和gsm短信连接嵌入式网关，嵌入式网关通过主通信接口连接主电力载波通信模块，主电路载波通信模块的信号输出端连接相互电力线接口和信号加密模块，主电力线接口连接低压电力线，低压电力线的另一端通过从电力线接口连接信号解密模块和从电力载波通信模块，从电力载波通信模块的输出端通过从通信接口连接信号接收设备，所述gsm短信和internet用于用户进行短信消息或internet浏览器进行系统的控制，主通信接口和从通信接口用于使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯，主电力载波通信模块和从电力载波通信模块用于传输载波信号，主电力线接口和从电力线接口用于对信号进行传输与接收，同时也是耦合电路、滤波放大系统、功率放大电路，信号加密模块用于对数字信号进行加密，信号解密模块用于对数字信号进行解密。

实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2，主电力线接口和信号加密模块包括信号耦合电路，功率放大电路，整形滤波电路，接收信号电路，信号加密电路，主电力载波通讯模块，所述信号耦合电路连接所述低压电力线，信号耦合电路的信号输出端通过接口信号电路连接主电力载波通信模块，主电力载波通信模块通过功率放大电路连接整形滤波放大电路，整形滤波放大电路的输出端连接信号耦合电路的信号接收端，信号加密电路连接主电力载波通信模块，所述信号耦合电路用于将向电力线发送地信号耦合到电力线上，又可以从电力线上接收的信号耦合到通信接口，功率放大电路用于输出大功率获得远距离通信，整形滤波电路用于提高载波收发的灵敏度，信号加密电路用于对数字信号进行加密处理。

实施例3：在实施例2的基础上，请参阅图3，信号加密电路包括数据接收单元，加密单元，数据组合单元和密钥获取单元，所述数据接收单元将接收的数据信号通过加密单元与密钥生成单元连接，所述数据接收单元用于将待加密的数字信号进行分段，形成分段数字信号，所述加密单元利用加密算法和密钥生成单元对分段数字信号进行加密。

实施例4：在实施例3的基础上，请参阅图4，功率放大电路通过三极管n1-n2和p1-p2组成功率放大器，三极管p1的基极连接稳压二极管d1的阳极和电阻r1,三极管n1的基极连接二极管d2的阴极和稳压二极管d2的阴极，电阻r1的另一端通过电容c1连接载波信号输出和电容c2，二极管d2的阳极通过电阻r2连接电容c2的另一端，三极管p1的发射极连接稳压二极管d1的阴极、+5v电压、三极管n2的集电极和二极管d4的阴极，三极管n2的基极连接三极管p2的基极、三极管p1的集电极和三极管n1的集电极，三极管n1的发射极连接三极管p1的集电极、稳压二极管d3的阳极、电阻r4、二极管d5的阳极和三极管p2的集电极，电阻r4的另一端连接地端，三极管p2的发射极连接三极管n2的发射极、电容c3、二极管d4的阳极和二极管d5的阴极，电容c3的另一端通过电感l1连接信号耦合电路。

本发明的工作原理是：该电力载波通讯模块采用无线电缆的连接方式，直接可以通过gsm短信消息或者internet与客户端连接并对主从设备进行控制，当需要控制系统工作时，通过用户终端对系统发出信号，信号通过嵌入式网关从rs232串行接口传输给st7538电力载波芯片并对低压电力线发送载波数据，通过st7538电力载波芯片内部的fsk调制器调制，调制信号在通过d/a转变，同时通过信号加密电路利用加密算法和密钥生成单元对分段数字信号进行加密，再经过功率放大电路、整形滤波放大电路、信号耦合电路进行信号处理耦合到低压电力线，低压电力线将数据信号传输给从信号处理接收设备，信号通过st7538电力载波芯片的模拟输入引脚进入st7538电力载波芯片，经过带通滤波器送入一个自增益放大器进行信号的处理，并通过加密算法对应的解密算法对原分段数字信号进行解密，此信号再经过st7538电力载波芯片内部的fsk解调器解调，滤波放大锁相变成串行数字信号，输出给信号接收设备启动相应的功能，其中当系统需要较远的通信距离时，必须要求发送端通过功率放大器输出较大的功率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。