一种电能表非对称载波通信系统技术方案

一种电能表非对称载波通信系统，所述电能表非对称载波通信系统中设有电能表网关、控制网桥和白色信息家电负载，电能表网关接入电力系统１０ｋＶ／０．４ｋＶ配电变压器低压侧三相四线制的相线和Ｎ相之间，控制网桥通过电能表网关接入电力系统的相线和Ｎ相之间，白色信息家电负载作为负载与控制网桥电气连接，所述电能表网关和控制网桥、白色信息家电负载进行数字通信；所述电能表网关与控制网桥通信采用电压型ＦＳＫ或Ｓ－ＦＳＫ调制信号，控制网桥与电能表网关通信采用电流型ＦＳＫ或Ｓ－ＦＳＫ调制信号。

【技术实现步骤摘要】

  本专利技术涉及一种载波通信系统，具体涉及电能表主机与白色信息家电从机之间，可以进行非对称电力载波数字通信实施控制及信息交互的载波通信系统。
技术介绍
当前已公知的电子电能表都是一种电能计量的电表，或台变中电力载波集中器（主机）通过380VAC三相四线电力线与各个电力载波电能表（从机），进行电压耦合型电力线载波电能表集中抄表。当前还没有电能表为网关（主机），通过电能表输出的电力线进入用户家中与用户家中的白色信息家电（从机），进行电力载波通信实施信息交互与控制。当前现有的电力线载波电能表集中抄表系统，参看附图1和图2。为了能使电子电能表通过电力线与家庭中白色信息家电进行电力线载波通信，并且将电子电能表作为电力线载波通信网关（主机），而电子电能表负载下方接入的白色信息家电作为从机。也就是说，非对称电力线载波通信电能表网关只能与非对称电力线载波通信电能表网关输出下端供电的白色信息家电进行非对称电力线载波通信，而非对称电力线载波通信电能表网关上端输入的380VAC电力线主干没有电力载波通信装置与载波信号。非对称电力载波通信，简写为：APLC(Asymmetric Power line carrier)。
技术实现思路
为了使现有的电子电能表能与白色信息家电进行非对称电力线载波数字通信，本专利技术提供一种电能表，形成以非对称电力线载波通信电能表网关为主机，白色信息家电为从机的非对称电力线载波通信装置的电能表。电力线载波信号能在电能表输出端电力线上进入用电用户，并与用户白色信息家电负载连接进行非对称电力线载波通信，以及能管理白色信息家电信息数据的电能表，称之为APLC电能表网关。本专利技术是在中国 200410103051.3号专利技术专利申请：“一种非对称电力载波通讯装置”的基础上，实现一种非对称电力线载波通信电能表网关与负载白色信息家电从机进行电力线载波通信的装置。实现本专利技术目的技术方案是：一种电能表非对称载波通信系统，所述电能表非对称载波通信系统中设有电能表网关、控制网桥和白色信息家电负载，电能表网关接入电力系统10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线制（A相、B相、C相、N相）的相线和N相（中线）之间，控制网桥通过电能表网关接入电力系统的相线和N相之间，白色信息家电负载作为负载与控制网桥电气连接，所述电能表网关和控制网桥、白色信息家电负载进行数字通信；所述电能表网关与控制网桥通信采用电压型FSK或S-FSK调制信号，控制网桥与电能表网关通信采用电流型FSK或S-FSK调制信号。本专利技术在电能表内设置非对称电力线载波通信电路，使电能表在完成电能计量基本功能的同时，形成非对称电力线载波通信电能表网关。而非对称电力线载波通信电-->能表网关可以跟负载进行数字通信，负载可以是非对称电力线载波通信的网络空调、网络电热水器、网络冰箱等白色信息家电，以及非对称电力线载波通信与无线通信电能显示控制网桥等。所述电能表网关是非对称电力线载波通信电能表网关，是在电力线中线串联高频互感器形成的载波电路，进行非对称电力线载波通信。电能表网关内设有非对称电力载波通讯装置，该装置为：电能表网关内的N相（中线）串联隔离型高频互感器，电能表网关通过隔离型高频互感器产生电压型FSK（频移键控）调制信号与控制网桥进行电力载波通讯，而控制网桥产生电流FSK（频移键控）调制信号在隔离型高频互感器线圈形成感应调制FSK电压信号与电能表网关进行电力线载波通讯。电能表网关与控制网桥通信是电压型FSK（频移键控）调制信号，控制网桥与电能表网关通信是电流型FSK（频移键控）调制信号，所以称之为非对称电力线载波通讯。所述电能表网关由微处理电路、非对称电力线载波通信电路、红外通信电路、RS-485电路、电能计量电路和稳压电路所组成。所述非对称电力线载波通信电能表网关中也可以由微处理电路、非对称电力线载波通信电路、红外通信电路、RS-485通信电路、稳压电路5部分所组成，形成没有电能计量电路的独立非对称电力线载波通信网关。所述电能表网关也可以是三相四线制的电能表网关。本专利技术采用在电能表中设置网关进行非对称载波通信，面向电力系统10kV/0.4kV配电变压器低压侧用电负荷控制网桥信息终端，实现对各负荷节点的测量与控制。本专利技术中在10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线制主干电力线中没有主机载波通信信号，而电能表网关是作为APLC通讯的主机，而且电能表网关的输入端是连接在配电变压器低压侧三相四线制主干电力线中，电能表网关的输出端是主干电力线中的电力线支线，所以APLC通讯的电能表网关是主干电力线与电力线支线的节点。APLC电能表网关是一种在电力支线上与电力支线上的APLC信息终端进行APLC通讯。此时APLC电能表网关为主机，电力支线上的APLC信息终端为从机，而且APLC电能表网关主机内部APLC电路，是通过中线串联高频互感器与相线耦合电容，将电压型FSK或S-FSK调制的电压信号耦合在中线串联高频互感器负载一侧的中线与相线之间，而中线串联高频互感器的另一侧，被APLC电能表网关主机内部APLC电路中由于在N线与相线之间有耦合电容（CA2），所以APLC电能表网关的电力线输入端的FSK或S-FSK调制的电压信号被耦合电容（CA2）短路。本专利技术的优点是在10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线制主干电力线中并联有多个APLC电能表网关（电力线节点），而每个APLC电能表网关只能与相关电力支线上的APLC信息终端从机进行APLC通讯，而每个APLC电能表网关相互之间在主干电力线中没有FSK或S-FSK调制的电压信号，使每个APLC电能表网关主机之间在实时通讯时，互不干扰，提高了可靠性与抗干扰性。另外每个电力支线的APLC信息终端从机是发出的FSK或S-FSK调制的电流信号，调制的电流信号不会流向其它电力支线中，只能流回10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线制副级线圈中，所以APLC信息终端从机是发出的FSK或S-FSK调制的电流信号只能被相关的电力支线上的APLC电能表网关主机所接收。并且FSK或S-FSK调制的电流信号在长线路中不易被干扰，APLC信息终端从机可以小电流形式的FSK或S-FSK调制，形成小功率方式长距-->离进行APLC通讯。附图说明图1现有的电力线载波通信电能表集中抄表系统简图;图2现有的电力线载波通信电能表集中抄表系统结构示意图;图3本专利技术电能表非对称载波通信系统框图；图4本专利技术电能表网关和控制网桥连接结构框图；图5本专利技术电能表网关电路原理图。具体实施方式参照附图3和图4所示，一种电能表非对称载波通信系统，电能表非对称载波通信系统中设有电能表网关1、控制网桥2和白色信息家电负载3，电能表网关设在电能表中，电能表接入电力系统10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线制（A相、B相、C相、N相）的相线和N相（中线）之间，控制网桥2与白色信息家电负载3电气连接，控制网桥2通过电能表网关1接入电力系统，电能表网关1通过控制网桥2和白色信息家电负载3进行数字通信。电能表网关1和控制网桥2之间设有非对称电力载波通讯装置，该装置包括：电能表网关的N相（中线）串联隔离型高频互感器4，电能表网关1通过隔离型高频互感器2产生电压型FSK（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电能表非对称载波通信系统，其特征是，所述电能表非对称载波通信系统中设有电能表网关、控制网桥和白色信息家电负载，电能表网关接入电力系统１０ｋＶ／０．４ｋＶ配电变压器低压侧三相四线制的相线和Ｎ相之间，控制网桥通过电能表网关接入电力系统的相线和Ｎ相之间，白色信息家电负载作为负载与控制网桥电气连接，所述电能表网关和控制网桥、白色信息家电负载进行数字通信；所述电能表网关与控制网桥通信采用电压型ＦＳＫ或Ｓ－ＦＳＫ调制信号，控制网桥与电能表网关通信采用电流型ＦＳＫ或Ｓ－ＦＳＫ调制信号。

【技术特征摘要】
1.一种电能表非对称载波通信系统，其特征是，所述电能表非对称载波通信系统中设有电能表网关、控制网桥和白色信息家电负载，电能表网关接入电力系统10kV/0.4kV配电变压器低压侧三相四线制的相线和N相之间，控制网桥通过电能表网关接入电力系统的相线和N相之间，白色信息家电负载作为负载与控制网桥电气连接，所述电能表网关和控制网桥、白色信息家电负载进行数字通信；所述电能表网关与控制网桥通信采用电压型FSK或S-FSK调制信号，控制网桥与电能表网关通信采用电流型FSK或S-FSK调制信号。2.根据权利要求1所述的电能表非对称载波通信系统，其特征是，电能表网关中设有非对称电力载波通讯装置，该装置为电能表网关的N相串联隔离型高频互感器，电能表网关通过隔离型高频互感器产生电压型FSK调制信号与控制网桥或白色信息家电进行电力载波通讯，而控制网桥产生电流FSK调制信号在隔离型高频互感器线圈形成感应调制FSK电压信号与电能表网关进行电力线载波通讯。3.根据权利要求1所述的电能表非对称载波通信系统，其特征是，所述电能表网关由微处理电路、非对称电力线载波通信电路、红外通信电路、RS-485电路和稳压电路所组成。4.根据权利要求3所述的电能表非对称载波通信系统，其特征是，所述微处理电路由IC1 微处理器、IC2 模拟开关、IC3 时间电路、TC4 EEPROM、IC5 温度传感芯片、IC6 显示器电路、IC7 复位电路以及外围器件组成。5.根据权利要求3所述的电能表非对称载波通信系统，其特征是，所述非对称电力载波通信电路中IA1 调制解调器芯片采用MSM7512或LM1893或AMIS-49587，IA1 调制解调器芯片Ain口是控制网桥发出的调制信号的输入端；控制网桥发出的电流FSK调制信号是要经过电力中线LA1 高频互感器的第4、5端的线圈中，高频互感器的第4、5端的线圈中电流FSK调制信号经过电感耦合在LA1 高频互感器的第1、第3端感应出小电压值的FSK调制信号，通过电容CA3、RA2电阻送到IA2 放大器正相端1、IA...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建国，毛星原，郭建华，
申请(专利权)人：郭建国，毛星原，郭建华，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]