一种双通道电力载波通讯系统及其通讯方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双通道电力载波通讯系统及其通讯方法，包括微处理模块、发射功率放大电路、接收滤波电路和耦合电路，微处理模块输出连接发射功率放大电路，信号经过放大后通过耦合电路发送到电力线路上，接收滤波电路通过连接耦合电路接收来自电力线路的信号,滤波后传送到微处理模块，接收滤波电路包括两路带通滤波电路，微处理模块设有两路信号接收端，对应连接两路带通滤波电路接收信号进行处理，该通讯系统针对脉冲噪声具有突发性的特点，能自动检测选择噪声影响较少的信道进行通讯，有效避免脉冲噪声的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力载波通讯系统，特别是一种双通道电力载波通讯系统及其通讯方法。
技术介绍
电力线载波通讯（PLC）是电力系统特有的、基本的通讯方式，它是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行数据传输的技术。用电力线作为网络接进方案，可利用已有的电力配电网络进行通讯，不需要重新布线，且电力线网络分布广泛，接进方便，因此，PLC技术具有得天独厚的上风，它也成为智能家居中最具竞争力的技术之一。但是，低压电力线并不是专门用来传输通讯数据的，它的拓扑结构和物理特性都与传统的通讯传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤等不同，它在传输通讯信号时信道特性相当复杂，存在负载多、噪声干扰强、信道衰减大、信道延时等问题，通讯环境相当恶劣。电力线路上的干扰源包括脉冲噪声和等幅振荡波干扰噪声，两者的工作频率在50kHz～300kHz之间，这些频率正好是大多数载波信号的频率范围，因而这种干扰所占的比重也较高。我们分别对不同地域（城市、产业区、乡村）做了大量实验，结论是可以用干扰噪声的时变线性滤波电路作为低压电力线的基本参考模型来克服电力线的噪声。低压电力线路中产生的其它噪声对载波通讯系统影响较稳定，而脉冲噪声对通讯系统可以产生突发性影响引起瞬间的高误码率，甚至造成通讯中断。在这两种噪声中，对载波通讯系统产生主要影响的是脉冲噪声，通过前面对低压电力线载波信道传输特性的分析可以看出，低压电力线载波通讯的客观环境是非常恶劣的，要达到稳定通讯的效果，必须采用先进的技术手段来克服脉冲噪声。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种双通道电力载波通讯系统，在接收信号过程中能够自动检测信道噪声和接收信号幅度，选择较优良的信道进行通讯，提高通讯的质量与可靠性。本专利技术解决其问题所采用的技术方案是：一种双通道电力载波通讯系统，包括微处理模块、发射功率放大电路、接收滤波电路和耦合电路，微处理模块输出连接发射功率放大电路，信号经过放大后通过耦合电路发送到电力线路上，接收滤波电路通过连接耦合电路接收来自电力线路的信号,滤波后传送到微处理模块，接收滤波电路包括两路带通滤波电路，所述微处理模块设有两路信号接收端，对应连接两路带通滤波电路接收信号进行处理，针对脉冲噪声具有突发性的特点，能自动检测选择噪声影响较少的信道进行通讯，有效避免脉冲噪声的影响。优选地，所述两路带通滤波电路设置的中心频率不相同，分别为281KHz和122KHz，频率范围是以中心频率为中心值，检测范围基本能覆盖在50kHz-300kHz之间。更优选地，所述接收滤波电路还设有用于防雷保护的瞬变抑制二极管，当电压高压高于30V时，它能以极高的速度使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。上述技术方案中，所述微处理模块为电力线载波通信芯片，其内部集成有单片机和电力线载波通信模块，所述单片机通过载波通信模块输出信号和接收两路带通滤波电路的信号传送至单片机处理。上述技术方案中的改进，所述微处理模块中还内建有看门狗定时器和低电压复位电路，能提供两种低功耗省电模式，达到高可靠性和低功耗的性能。一种双通道电力载波通讯系统的通讯方法：电力载波通讯系统初始化，分别设定两路带通滤波电路的初始信道系数，进入工作，包括信号发送和接收两个过程，信号发送过程：通过微处理模块输出载波信号，经过发射功率放大电路放大，最后通过耦合电路送到电力线路上进行传输；信号接收过程：耦合电路接收电力线路上的信号，接收滤波电路分两路通道接收不同频率范围的接收信号，微处理模块分两路通道接收接收滤波电路的滤波信号，两路带通滤波电路各自检测所在通道上的信道噪声和接收信号幅度，当所在通道检测有接收信号时，读取该通道的接收信号幅度进行输出，否则读取该通道的信道噪声进行输出；然后微处理模块根据两通道的输出计算各自的信道系数与初始信道系数对比，选择信道系数较好的一路通道进行通讯。上述通讯方法中，优选的是，两路带通滤波电路的初始信道系数都设定为100。上述通讯方法中，所述微处理模块发送信号时，依次完成信号调制、数字信号转模拟信号、滤波和信号增益放大的步骤进行输出。上述通讯方法中，所述微处理模块接收信号时，依次完成选择通道输入、信号增益放大、滤波、模拟信号转数字信号和信号解调的步骤进行输入处理。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用的一种双通道电力载波通讯系统及其通讯方法，微处理模块发出信号经过发射功率放大电路和耦合电路处理后发送至电力线路上进行传输，同时耦合电路接收电力线路上的信号传送给接收滤波电路，接收信号经过双通道滤波后送至微处理模块，能够自动检测选择噪声影响较少的信道进行通讯，有效避免脉冲噪声的影响，提高系统的质量与可靠性，同时能有效提高通讯的效率和质量，降低误码率，避免通讯中断的出现。附图说明下面结合附图和实例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的双通道电力载波通讯系统的原理框图；图2是本专利技术中微处理模块的电路原理图；图3是本专利技术中发射功率放大电路的电路原理图；图4是本专利技术中耦合电路的电路原理图；图5是本专利技术中接收滤波电路的电路原理图；图6是本专利技术的通讯方法中接收信号过程的逻辑框图。具体实施方式参照图1，本专利技术提供的一种双通道电力载波通讯系统，包括微处理模块1、发射功率放大电路2、接收滤波电路4和耦合电路3，微处理模块1输出依次连接发射功率放大电路2和耦合电路3负责发送信号到电力线路上，耦合电路3与接收滤波电路4连接负责接收来自于电力线路上的信号传送至微处理模块1，接收滤波电路4包括两路带通滤波电路，微处理模块1设有两路信号接收端，对应连接两路带通滤波电路接收信号。优选地，本实施例中所采用的微处理模块1是一颗高集成度的电力线载波通信芯片，优选为电力载波芯片SH99F01，其内部集成了高速增强型8051兼容单片机和高性能电力线载波通信模块（Powerline Transceiver简称PLT）。SH99F01内建PLT模块设计为全集成电力线载波通信引擎，内建模拟前端电路和调制解调电路，外围电路简洁，支持高性能的扩频载波通信技术和窄带调制通信技术，支持过零传输，并首创了载波双模通信技术，结合先进的前向纠错编解码算法，能够最大程度提高载波物理层通信能力，适应各种低压电力线信道环境。SH99F01具有标准8051芯片的大部分特性。此外，SH99F01还集成了512字节RAM和10位ADC。为了达到高可靠性和低功耗，SH99F01内建了看门狗定时器，低电压复位电路，并提供了2种低功耗省电模式。参照图2至图5所示，具体的传送方式为，微处理模块1的PLT要发送数据时，数据通过内部数据总线送到DSP，DSP根据特定的算法完成信号调制，然后数字信号通过DAC转换成模拟信号，再经过滤波器滤波，可调增益放大器放大，最后由微处理模块1的26脚输出。微处理模块1的26脚与发射功率放大电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双通道电力载波通讯系统，包括微处理模块、发射功率放大电路、接收滤波电路和耦合电路，微处理模块输出连接发射功率放大电路，信号经过放大后通过耦合电路发送到电力线路上，接收滤波电路通过连接耦合电路接收来自电力线路的信号,滤波后传送到微处理模块，其特征在于：接收滤波电路包括两路带通滤波电路，所述微处理模块设有两路信号接收端，对应连接两路带通滤波电路接收信号。

【技术特征摘要】
1.一种双通道电力载波通讯系统，包括微处理模块、发射功率放大电路、接收滤波电路和耦合电路，
微处理模块输出连接发射功率放大电路，信号经过放大后通过耦合电路发送到电力线路上，接收滤波电路通过连接耦合电路接收来自电力线路的信号,滤波后传送到微处理模块，其特征在于：
接收滤波电路包括两路带通滤波电路，所述微处理模块设有两路信号接收端，对应连接两路带通滤波电路接收信号。
2.根据权利要求1所述的一种双通道电力载波通讯系统，其特征在于：所述两路带通滤波电路设置的中心频率不相同。
3.根据权利要求2所述的一种双通道电力载波通讯系统，其特征在于：所述两路带通滤波电路的中心频率分别为281KHz和122KHz。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种双通道电力载波通讯系统，其特征在于：所述接收滤波电路还设有用于防雷保护的瞬变抑制二极管。
5.根据权利要求1所述的一种双通道电力载波通讯系统，其特征在于：所述微处理模块为电力线载波通信芯片，其内部集成有单片机和电力线载波通信模块，所述单片机通过载波通信模块输出信号和接收两路带通滤波电路的信号。
6.根据权利要求5所述的一种双通道电力载波通讯系统，其特征在于：所述微处理模块中还内建有看门狗定时器和低电压复位电路。
7.一种如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：严惠良，戴汉楼，
申请(专利权)人：戴汉楼，
类型：发明
国别省市：广东;44