一种低压电力线载波互联互通装置

1.一种低压电力线载波互联互通装置，其特征在于包括：
载波接收模块，用于接收低压电力线载波信号；所述载波接收模块采用两级π型滤波器级联方式，通信频带内各频点载波信号的幅频特性和相频特性一致，可适应不同载波通信调制算法；所述π型滤波器级联由两个电容器和一个电感器组成，所述电容器的一端通过电感器连接另一个电容器的一端，两个电容器的另一端与载波接收模块的载波信号输入端相连，所述电感器的两端与载波接收模块的载波信号输出端相连；
调制方式选择模块，用于根据载波通信方式控制频率解调模块的解调模式；
频率解调模块，用于解调载波信号并将解调后获得的解调信号向载波通信装置传送；
所述载波接收模块的载波信号输入端用于与低压电力线的载波信号输出端连接，所述载波接收模块的载波信号输出端与频率解调模块的载波信号输入端连接，所述调制方式选择模块的控制信号输出端与频率解调模块的控制信号输入端连接；所述载波接收模块接收低压电力线载波信号，并将该载波信号传送至调制方式选择模块，调制方式选择模块根据载波通信方式控制频率解调模块的解调模式，所述频率解调模块解调载波信号，并将解调后获得的解调信号由解调信号输出端向载波通信装置传送，且经其解析后进行载波信号响应。
2.根据权利要求1所述的低压电力线载波互联互通装置，其特征在于：所述频率解调模块采用数字方式解调载波信号，获得与不同调制算法相应的码元信号，所述码元信号即为所述的解调信号。
3.根据权利要求2所述的低压电力线载波互联互通装置，其特征在于：所述载波通信方式采用FSK调制，所述频率解调模块以统计信号周期结合数字滤波的方获得所述码元信号。
4.根据权利要求2所述的低压电力线载波互联互通装置，其特征在于：所述载波通信方式采用PSK调制，所述频率解调模块以统计信号相位变化结合数字滤波的方式获得所述码元信号。
5.根据权利要求2所述的低压电力线载波互联互通装置，其特征在于：所述载波通信方式采用OFDM调制，所述频率解调模块以FFT结合数字滤波的方式获得所述码元信号。

一种低压电力线载波互联互通装置\n技术领域\n[0001] 本发明属于低压电力线载波通信领域，尤其涉及一种低压电力线载波互联互通装置，可适用于不同低压电力线载波通信技术方案，实现通信设备的互联互通。\n背景技术\n[0002] 低压电力线载波通信技术是指应用于380V电压等级及以下的电力线载波通信技术。它主要用于传输电线上网、用户抄表及家庭自动化的信息和数据。\n[0003] 近年来，我国国内的低压电力线载波通信技术迅猛发展，载波通信已进入广泛建设和适用的阶段。各种类型的低压电力线载波通信技术均基本满足了当前建设低压载波集抄系统的需要。然而，在低压电力线载波通信技术推广适用的过程中出现了以下问题：由于低压电力线载波通信技术方案的多样性，国内外各载波芯片厂家提供的低压电力线载波通信技术方案也会不同，因此存在通信方案不兼容的现象，该现象直接导致了通信设备不能互联互通和进行互换，如此造成了电网公司在大规模应用载波通信技术时出现管理困难的局面。\n[0004] 所以，解决低压集抄系统通信的不兼容性问题是目前本行业在推广适用低压电力线载波通信技术时亟待解决的技术难题。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于提供一种结构简单、解决了低压集抄系统通信不兼容性问题、可实现通信设备互联互通的低压电力线载波互联互通装置，为电网公司大规模应用载波通信技术带来便利，同时也保护了各种低压电力线载波通信方案的核心技术。\n[0006] 本发明的上述目的通过如下的技术方案来实现：一种低压电力线载波互联互通装置，其特征在于包括：\n[0007] 载波接收模块，用于接收低压电力线载波信号；\n[0008] 调制方式选择模块，用于根据载波通信方式控制频率解调模块的解调模式；\n[0009] 频率解调模块，用于解调载波信号并将解调后获得的解调信号向载波通信装置传送；\n[0010] 所述载波接收模块的载波信号输入端用于与低压电力线的载波信号输出端连接，所述载波接收模块的载波信号输出端与频率解调模块的载波信号输入端连接，所述调制方式选择模块的控制信号输出端与频率解调模块的控制信号输入端连接；所述载波接收模块接收低压电力线载波信号，并将该载波信号传送至调制方式选择模块，调制方式选择模块根据载波通信方式控制频率解调模块的解调模式，所述频率解调模块解调载波信号，并将解调后获得的解调信号由解调信号输出端向载波通信装置传送，且经其解析后进行载波信号响应。\n[0011] 本发明将低压电力线载波信号进行解调后发送至载波通信装置，实现了通信设备互联互通和互换，解决了低压集抄系统通信不兼容性问题，为电网公司大规模应用载波通信技术带来便利，同时也保护了各种低压电力线载波通信方案的核心技术。\n[0012] 作为本发明的一种实施方式，所述载波接收模块采用两级π型滤波器级联方式，通信频带内各频点载波信号的幅频特性和相频特性一致，可适应不同载波通信调制算法。\n不同低压电力线载波通信方案所选载波通信频点不同，由于本发明载波接收模块的幅频特性和相频特性一致，所以接收性能一致，且不会影响对载波信号相位信息敏感的调制方式。\n[0013] 作为本发明的一种优选方式，所述π型滤波器级联由两个电容器和一个电感器组成，所述电容器的一端通过电感器连接另一个电容器的一端，两个电容器的另一端与载波接收模块的载波信号输入端相连，所述电感器的两端与载波接收模块的载波信号输出端相连。在所选通频带内输入阻抗和输出阻抗都呈低阻抗，适应低压电力线低阻抗环境实现载波信号的有效发送，同时滤除通频带外干扰，保证载波信号的有效接收。\n[0014] 本发明可以由以下实施方式：\n[0015] 所述频率解调模块采用数字方式解调载波信号，获得与不同调制算法相应的码元信号，所述码元信号即为所述的解调信号。\n[0016] 所述载波通信方式采用FSK调制，所述频率解调模块以统计信号周期结合数字滤波的方获得所述码元信号。FSK是Frequency-shift keying的缩写，含义是频移键控，它是利用载波的频率变化来传递数字信息。\n[0017] 所述载波通信方式采用PSK调制，所述频率解调模块以统计信号相位变化结合数字滤波的方式获得所述码元信号。PSK含义是相移键控，它是一种用载波相位表示输入信号信息的调制技术。\n[0018] 所述载波通信方式采用OFDM调制，所述频率解调模块以FFT结合数字滤波的方式获得所述码元信号。OFDM是正交频分复用技术，多载波调制的一种；FFT（Fast Fourier Transformation），即为快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法。\n[0019] 所述数字滤波指当出现不符合所选载波通信方式的信号变化，用符合所选载波通信方式的信号变化替代。可有效滤除其他频率噪声对所选载波通信方式的干扰。\n[0020] 与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：\n[0021] ⑴本发明将低压电力线载波信号进行解调后发送至载波通信装置，实现了通信设备互联互通和互换，解决了低压集抄系统通信不兼容性问题，为电网公司大规模应用载波通信技术带来便利；同时也保护了各种低压电力线载波通信方案的核心技术。\n[0022] ⑵本发明解调方式和滤波方式都使用纯数字方式，不需要针对不同调制方式增加不同的模拟器件，节约了成本。\n[0023] ⑶本发明载波通信方式采用不同方式调制，均结合数字滤波，可有效滤除其他频率噪声对所选载波通信方式的干扰。\n[0024] ⑷本发明采用两级π型滤波器级联的方式，通信频带内各频点载波信号的幅频特性和相频特性一致，可适应不同载波通信调制算法。\n[0025] ⑸本发明的π型滤波器级联在所选通频带内输入阻抗和输出阻抗都呈低阻抗，适应低压电力线低阻抗环境实现载波信号的有效发送，同时滤除通频带外干扰，保证载波信号的有效接收。\n附图说明\n[0026] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。\n[0027] 图1是本发明组成示意图；\n[0028] 图2是本发明使用原理图；\n[0029] 图3是两级π型滤波器级联的电路图；\n[0030] 图4是本发明使用时的示意图。\n具体实施方式\n[0031] 如图1～3所示，是一种低压电力线载波互联互通装置，包括：\n[0032] 载波接收模块，用于接收低压电力线载波信号；\n[0033] 调制方式选择模块，用于根据载波通信方式控制频率解调模块的解调模式；\n[0034] 频率解调模块，用于解调载波信号并将解调后获得的解调信号向载波通信装置传送；\n[0035] 载波接收模块的载波信号输入端用于与低压电力线的载波信号输出端连接，载波接收模块的载波信号输出端与频率解调模块的载波信号输入端连接，调制方式选择模块的控制信号输出端与频率解调模块的控制信号输入端连接；载波接收模块接收低压电力线载波信号，并将该载波信号传送至调制方式选择模块，调制方式选择模块根据载波通信方式控制频率解调模块的解调模式，频率解调模块解调载波信号，并将解调后获得的解调信号由解调信号输出端向载波通信装置传送，且经其解析后进行载波信号响应。\n[0036] 本发明在使用时，本发明低压电力线载波互联互通装置的载波信号输入接口与载波接收模块的载波信号输入端相连，而低压电力线载波互联互通装置的解调信号输出接口与频率解调模块的解调信号输出端相连，将低压电力线载波互联互通装置的载波信号输入端连接在低压电力线上以接收低压电力线的载波信号，即分别对应连接在低压电力线的零线1和火线2上；而低压电力线载波互联互通装置的解调信号输出接口与载波通信装置相连，将载波通信装置的输出接口对应连接在低压电力线的零线1和火线2上，参见图2。\n[0037] 在本实施例中，载波接收模块采用两级π型滤波器级联方式，通信频带内各频点载波信号的幅频特性和相频特性一致，可适应不同载波通信调制算法。π型滤波器级联由两个电容器和一个电感器组成，电容器的一端通过电感器连接另一个电容器的一端，两个电容器的另一端与载波接收模块的载波信号输入端相连，电感器的两端与载波接收模块的载波信号输出端相连。如图3所示，两级π型滤波器级联包括电阻R、电容C1、C2、C3、C4、电感器L1、L2及保险丝V1，在第一级π型滤波器级联中，电容C1的一端通过电感器L1连接电容器C2的一端，电容C1、C2的另一端分别通过保险丝V1、电阻R连接载波信号输入端；\n在第二级π型滤波器级联中，电容C3的一端通过电感器L2连接电容器C4的一端，电容C3、C4的另一端分别连接电感器L1的两端，而电感器L2的两端连接载波信号输出端；在所选通频带内输入阻抗和输出阻抗都呈低阻抗，适应低压电力线低阻抗环境实现载波信号的有效发送，同时滤除通频带外干扰，保证载波信号的有效接收。\n[0038] 频率解调模块采用数字方式解调载波信号，获得与不同调制算法相应的码元信号，码元信号即为解调信号。解调方式使用数字方式，不需要针对不同调制方式增加不同的模拟器件，节约了成本。\n[0039] 当载波通信方式采用FSK调制，频率解调模块以统计信号周期结合数字滤波的方获得码元信号；当载波通信方式采用PSK调制，频率解调模块以统计信号相位变化结合数字滤波的方式获得码元信号；当载波通信方式采用OFDM调制，频率解调模块以FFT结合数字滤波的方式获得码元信号；数字滤波指当出现不符合所选载波通信方式的信号变化，用符合所选载波通信方式的信号变化替代。可有效滤除其他频率噪声对所选载波通信方式的干扰。\n[0040] 如图4所示，不同低压电力线载波通信方案进行通信时，厂家1使用FSK调制方式，厂家2使用OFDM调制方式。本发明互联互通装置1选择载波通信方式为OFDM调制，它接收到的OFDM载波信号去除保护间隔，经过串行转并行后，使用FFT结合数字滤波的方式得到，最后将码元信号传输给载波通信装置1，由载波通信装置1解析后，进行FSK调制的载波信号响应。同样，互联互通装置2选择载波通信方式为FSK调制，它接收到的FSK载波信号使用统计信号周期结合数字滤波的方式得到码元信号，最后将码元信号传输给载波通信装置2，由载波通信装置2解析后，进行OFDM调制的载波信号响应。解调方式和滤波方式都使用纯数字方式，不需要针对不同调制方式增加不同的模拟器件，节约成本的同时保证了互联互通装置的可行性。\n[0041] 最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；\n例如：两级π型滤波器级联、载波通信方式等还具有其它等同替换方式；因此，这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。