高可靠性的电力线载波通信装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及高可靠性的电力线载波通信装置，其目的是提供即使在恶劣的电磁环境下也能可靠地工作的电力线载波通信装置。该电力线载波通信装置包括外部接口(4)、与外部接口(4)连接的主控单元(1)、以及与主控单元(1)连接的发送模块(2)和接收模块(3)，其中，发送模块(2)包括串联的FSK(频移键控)调制电路(6)、驱动电路(7)、串联谐振电路(8)和耦合电路(10)，接收模块(3)包括串联的保护电路(13)、带通滤波电路(15)、增益放大电路(16)和FSK解调电路(17)。本实用新型专利技术的电力线载波通信装置可用于石油钻井、石油测井、矿井勘探等诸多领域。

【技术实现步骤摘要】
高可靠性的电力线载波通信装置
本技术涉及通信装置，具体涉及高可靠性的电力线载波通信装置。
技术介绍
电力线载波通信是以电力线作为信道进行数据通信、实现数据通信与电力传输“二合一”的一种特殊的有线通信方式，已在电网调度通信、远程抄表、智能家居等领域得到应用。 近年来，一些石油技术服务公司在测井地面与井下通信系统中逐步应用电力线载波通信装置。这种电力线载波通信装置只需地面系统和井下系统利用电力线相连，一方面保障地面向井下的电力供给，另一方面实现地面测控信息和井下实测数据信息在地面与井下之间传输，因此可以简化信息传输通道，降低通信成本。然而，由于井下电磁环境恶劣，这种电力线载波通信装置会遭受较严重的电脉冲干扰、噪声干扰等，其可靠性会大大降低，甚至可能造成通信系统瘫痪。
技术实现思路
本技术的目的是提供即使在恶劣的电磁环境下也能可靠地工作的电力线载波通信装置。 根据本技术的一种电力线载波通信装置包括:外部接口，用于从外部接收数据或向外部发送数据；主控单元，与外部接口连接，用于进行收发控制、数据打包以及与上位机的通信；发送模块，与主控单元连接，用于将从主控单元接收的原始数据进行编码后以载波形式发送到电力线上；以及接收模块，与主控单元连接，用于接收电力线上以载波形式传输的编码数据，将该编码数据进行解码后传送给主控单元，其中，发送模块包括串联的FSK(频移键控)调制电路、驱动电路、串联谐振电路和耦合电路，接收模块包括串联的保护电路、带通滤波电路、增益放大电路和FSK解调电路。 可选地，所述耦合电路包括耦合电容和耦合变压器。 可选地，所述带通滤波电路是由高速运算放大器构建的多反馈型四阶有源带通滤波器。 可选地，所述主控单元包括控制器以及与该控制器连接的时钟电路和CAN(控域网)通信电路。 通过采用耦合电路和保护电路来隔离载波，本技术能够显著提高抗电脉冲干扰的能力，从而提高载波通信的可靠性。此外，在采用多反馈型四阶有源带通滤波器的情况下，本技术能够有效地消除电磁环境噪声对通信的干扰，从而进一步提高载波通信的可靠性。因此，本技术的电力线载波通信装置即使在恶劣的电磁环境下也能稳定、可靠地工作，可用于石油钻井、石油测井、矿井勘探等特殊领域，当然也适用于电网调度通信、远程抄表、智能家居等一般领域。 【附图说明】 图1是根据本技术的电力线载波通信装置的概略结构图；以及 图2是根据本技术一个实施例的电力线载波通信装置的具体结构示意图。 【具体实施方式】 如图1所示，根据本技术的电力线载波通信装置包括外部接口 4、主控单元1、发送模块2以及接收模块3。 外部接口 4可用于从外部接收数据或向外部发送数据，其结构可以根据实际应用的需要来设计。例如，外部接口 4可以包括电源输入接口、数据收发接口、程序下载接口、信号监控接口等。电源输入接口可用于对整个电力线载波通信装置的供电。数据收发接口可用于对数据接口的选择和数据的收发控制，使用户可以根据需要选择CAN(控域网)接口或支持TTL (晶体管逻辑)电平的SCI (串行通信接口)接口，在使用SCI接口的情况下，用户可以通过收发控制引脚来控制数据的流向，以避免因收发冲突而产生的误码率问题。程序下载接口可用于软件的升级和测试。信号监控接口可用于检测通信过程中的重要信号波形，便于设备调试和故障诊断。 主控单元1与外部接口 4连接，可用于进行收发控制、数据打包以及与上位机的通信。主控单元1的结构可以根据实际应用的需要来设计。根据本技术的一个实施例，主控单元1可以包括控制器18以及与控制器18连接的时钟电路11和CAN通信电路12，如图2所示。 发送模块2与主控单元1连接，可用于将从主控单元1接收的原始数据进行编码后以载波形式发送到电力线上。发送模块2可以包括串联的FSK(频移键控)调制电路6、驱动电路7、串联谐振电路8和耦合电路10，如图2所示。这些电路的结构可以根据实际应用的需要来设计。例如，FSK调制电路6可以是高可靠性的集成编码芯片；驱动电路7可以是正弦波桥式互补驱动电路；串联谐振电路8可以由电容和电感串联而成，其谐振频率点可设定在载波频率的中心频率上，此时信号的传输效率高，并且该串联谐振电路可起到滤波的作用；耦合电路10可以包括耦合电容和耦合变压器，用于信号传输以及与电源的隔离。可选地，发送模块2还可以包括连接在串联谐振电路8与耦合电路10之间的发送开关9。 接收模块3与主控单元1连接，可用于接收电力线上以载波形式传输的编码数据，将该编码数据进行解码后传送给主控单元1。接收模块3可以包括串联的保护电路13、带通滤波电路15、增益放大电路16和FSK解调电路17，如图2所示。这些电路的结构可以根据实际应用的需要来设计。例如，保护电路13可以由双向TVS(瞬态电压抑制器)二极管构成，以防止电力线上的尖峰电脉冲干扰损坏器件；带通滤波电路15可以是由高速运算放大器构建的多反馈型四阶有源带通滤波器，用于对编码信号进行滤波与整形；增益放大电路16可以是由运算放大器构建的正向比例放大器，用于信号的放大；FSK解调电路17可以是高可靠性的集成解码芯片，用于对编码信号的解调。可选地，接收模块3还可以包括连接在保护电路13与带通滤波电路15之间的接收开关14。 通过采用耦合电路10和保护电路13来隔离载波，本技术能够显著提高抗电脉冲干扰的能力，从而提高载波通信的可靠性。此外，在带通滤波电路15采用多反馈型四阶有源带通滤波器的情况下，本技术能够有效地消除电磁环境噪声对通信的干扰，从而进一步提高载波通信的可靠性。 以上具体描述了本技术的实施例，这些描述仅是示例性的而不是限制性的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力线载波通信装置，包括：外部接口(4)，用于从外部接收数据或向外部发送数据；主控单元(1)，与外部接口(4)连接，用于进行收发控制、数据打包以及与上位机的通信；发送模块(2)，与主控单元(1)连接，用于将从主控单元(1)接收的原始数据进行编码后以载波形式发送到电力线上；以及接收模块(3)，与主控单元(1)连接，用于接收电力线上以载波形式传输的编码数据，将该编码数据进行解码后传送给主控单元(1)，其特征在于，发送模块(2)包括串联的频移键控FSK调制电路(6)、驱动电路(7)、串联谐振电路(8)和耦合电路(10)，接收模块(3)包括串联的保护电路(13)、带通滤波电路(15)、增益放大电路(16)和FSK解调电路(17)。

【技术特征摘要】
1.一种电力线载波通信装置，包括: 外部接口(4)，用于从外部接收数据或向外部发送数据； 主控单元(1)，与外部接口(4)连接，用于进行收发控制、数据打包以及与上位机的通?目; 发送模块(2)，与主控单元(1)连接，用于将从主控单元(1)接收的原始数据进行编码后以载波形式发送到电力线上；以及 接收模块(3)，与主控单元(1)连接，用于接收电力线上以载波形式传输的编码数据，将该编码数据进行解码后传送给主控单元(1)， 其特征在于，发送模块(2)包括串联的频移键控FSK调制电路￠)、驱动电路(7)、串联谐振电路⑶和耦合电路(10)，接收模块(3)包括串联的保护电路(13)、带通滤波电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海山，张建国，王恒，白玉新，解庆，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11