一种基于电力线载波通讯的传感装置的制作方法

1.本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及一种基于电力线载波通讯的传感装置。


背景技术：

2.物联网和智能电网是当下全球的热点，越来越多的传感器设备被使用到各种场景下，并且要实现传感设备之间的互联互通，而现在实现传感器之间的互联互通的方式有有线和无线两种主要方案。
3.目前，当使用环境不允许使用无线通讯对传感器进行数据采集时，大多数的解决传感器与采集终端之间数据采集的方案是使用传统的rs485、rs232、can和4
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20ma等方式，而使用这些方案时无可避免的需要布置除电源线和通讯线，总布线数量最少需要4根。
4.但在实践中发现，使用4
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20ma通讯虽然可以达到只使用两根线解决通讯和供电的问题，但是无法驱动功率较大的传感设备，若要驱动功率较高的传感设备则还需另外接两根电源线，那么需要的线束也要4根，线束过多对于现场的施工而言是很耗时耗力的，增加工程成本。
5.且，现在使用的大多数有线传输通信型传感器如使用rs485、rs232、can等通信方式的传感器，在传感器安装时往往需要重新铺设电源线和通信线缆，工程量随着传感器的增加和范围的增大而变的越来越大，导致施工成本的线材的消耗也越来越大。
6.因此，需要提供一种基于电力线载波通讯的传感装置以解决上述技术问题。


技术实现要素：

7.本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于电力线载波通讯的传感装置，解决了目前现有的有线传输通信型传感器的线缆多、施工成本高等的问题，具有使用方便，安装简单的优势，能够有效的节省安装工程成本和线缆成本。
8.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种基于电力线载波通讯的传感装置，包括单片机处理模块1、电力线载波通讯型传感模块2、电力线载波通讯模块3以及供电模块4；其中，所述电力线载波通讯型传感模块2与所述电力线载波通讯模块3分别与所述单片机处理模块1进行串口通信连接，所述供电模块4与所述单片机处理模块1电性连接，所述供电模块4、所述电力线载波通讯模块3以及所述电力线载波通讯型传感模块2分别电连接电力线缆以进行供电和通信连接。
9.优选，所述电力线缆为同一变压器输出的。
10.优选，所述单片机处理模块1通过usart串口与所述电力线载波通讯模块3进行通信连接以将modbus报文发送至电力线载波通信汇聚局端。
11.优选，基于电力线载波通讯的传感装置进一步包括声光报警模块5，所述声光报警模块5通过gpio串口与所述单片机处理模块1通信连接。
12.优选，所述电力线载波通信汇聚局端内设有与所述电力线载波通讯型传感模块2
相配置的mac地址。
13.优选，所述电力线载波通讯型传感模块2内至少包括电流采样电路21、温湿度探测电路22、遥信检测电路23以及rs485通讯电路24；其中，所述电流采样电路21、所述温湿度探测电路22、所述遥信检测电路23以及所述rs485通讯电路485分别通过adc、i2c和usart串口以与所述单片机处理模块1进行串口通信连接。
14.优选，所述电力线缆采用三相电源电力系统进行供电与通信。
15.优选，所述单片机处理模块1内进一步包括在线升级装置的固件以进行算法和系统的更新。
16.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种基于电力线载波通讯的传感装置，解决了目前现有的有线传输通信型传感器的线缆多、施工成本高等的问题，具有使用方便，安装简单的优势，能够有效的节省安装工程成本和线缆成本。
附图说明
17.图1是本实用新型的一种基于电力线载波通讯的传感装置的工作原理框图；
18.图2是一种基于电力线载波通讯的传感装置与特定电源的应用组网图。
19.说明书附图中数字标识对应的部件名称分别如下：
20.单片机处理模块1；电力线载波通讯型传感模块2；电力线载波通讯模块3；供电模块4；声光报警模块5；电流采样电路21；温湿度探测电路22；遥信检测电路23；rs485通讯电路24。
具体实施方式
21.下面结合图示对本实用新型的技术方案进行详述。
22.请参阅图1～图2，本实施例的基于电力线载波通讯的传感装置，包括单片机处理模块1、电力线载波通讯型传感模块2、电力线载波通讯模块3以及供电模块4；其中，电力线载波通讯型传感模块2与电力线载波通讯模块3分别与单片机处理模块1进行串口通信连接，供电模块4与单片机处理模块1电性连接，供电模块4、电力线载波通讯模块3以及电力线载波通讯型传感模块2分别电连接电力线缆以进行供电和通信连接。
23.优选，电力线缆为同一变压器输出的。
24.优选，单片机处理模块1通过usart串口与电力线载波通讯模块3进行通信连接以将modbus报文发送至电力线载波通信汇聚局端。
25.优选，基于电力线载波通讯的传感装置进一步包括声光报警模块5，声光报警模块5通过gpio串口与单片机处理模块1通信连接。
26.优选，电力线载波通信汇聚局端内设有与电力线载波通讯型传感模块2相配置的mac地址。
27.优选，电力线载波通讯型传感模块2内至少包括电流采样电路21、温湿度探测电路22、遥信检测电路23以及rs485通讯电路24；其中，电流采样电路21、温湿度探测电路22、遥信检测电路23以及rs485通讯电路24分别通过adc、i2c和usart串口以与单片机处理模块1进行串口通信连接。
28.优选，电力线缆采用三相电源电力系统进行供电与通信。
29.优选，单片机处理模块1内进一步包括在线升级装置的固件以进行算法和系统的更新。
30.在本实施例中，请参照图1，本技术可通过常用的220v交流电源进行供电，内部通过供电模块4对前端电源进行二次转换后为整个单片机处理模块1提供电源；
31.以及，本技术可通过单片机处理模块1的gpio以及adc、i2c和usart串口连接电力线载波通讯型传感模块2来获取传感器采样所得的数值，经过单片机处理模块1内置算法校准后形成标准modbus协议格式的报文，再通过电力线载波通讯模块3将报文发送至电力线载波通信汇聚局端；
32.以及，当采集获得的环境数据超出报警阈值时，单片机处理模块1可通过gpio口控制led灯和输出pwm信号控制蜂鸣器一起产生声光报警。
33.在本实施例中，请参照图2，本技术的电力线载波通讯汇聚局端和电力线载波通讯型传感模块2可连接在同一变压器出来的电力线缆下进行供电和通讯；
34.以及，本技术的电力线载波通讯汇聚局端需接三相电源，电力线载波通讯型传感模块2只需接入其中一项电源即可；
35.以及，本技术接入三相电源前需要给电力线载波通讯汇聚局端配置好传感设备的mac地址，然后再接入三相电源，电力线载波通讯型传感模块2也接上电源后该电力线传输网络上的设备会自动组网；
36.以及，组网成功后电力线载波通讯型传感模块2则会对环境参数进行采集然后将型号耦合到电力线上进行传输，电力线载波通讯汇聚局端可将信息采集后再通过rs485或者rs232上传给智能网关或信息采集终端，再上送给主站；
37.以及，主站在接收到来自各个电力线载波通讯型传感模块2的数据后，可对各个电力线载波通讯型传感模块2置的数据进行运算处理，跟据各个电力线载波通讯型传感模块2所采集的环境数据生成相应的管控指令，遥控相应的设备或者是提醒工作人员对工作环境进行调整。
38.优选，本技术可将采集到的环境参数信息如温湿度、气体浓度和水浸以及烟雾等信息通过电力线载波通讯模块3将信息耦合到电力线上进行传输，实现电源线和通讯线二合一，然后通过电力线载波通讯汇聚局端(载波通讯局端)接收信息并解析后上传到网关设备或主站。
39.优选，本技术可以采集各种环境参数信息比如温湿度、气体浓度、水浸、烟雾和压力、电流等信息，并具备报警阈值设定，当环境参数超过报警阈值时进行声光报警和上传报警信息，具备在线升级装置的固件，更新算法和系统。
40.优选，使用4
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20ma通讯电路也可以实现本技术所提及的电源线缆和通讯线缆的合二为一，即实现对设备的供电也实现设备之间的通讯，但是此方案传输数据慢，供电功率低，且在通讯上只能实现点对点，不能实现总线式的通讯方式，依然无法避免接线线缆多，工程安装复杂的问题。
41.可见，实施上图所描述的基于电力线载波通讯的传感装置及应用方法，解决了目前现有的有线传输通信型传感器的线缆多、施工成本高等的问题，具有使用方便，安装简单的优势，能够有效的节省安装工程成本和线缆成本。
42.此外，实施上图所描述的基于电力线载波通讯的传感装置及应用方法，能够将通
讯线缆和供电线缆合二为一，具有现场接线线缆少、220v交流电压取电方便的优势，在安装时只需接上220vac电源就可以实现所有传感器的互联互通。
43.以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。