一种窄带电力载波网络控制器

摘要

本发明提供了一种窄带电力载波网络控制器，包括多条载波电力线支路、N个检测终端模块、工控机和复位与状态显示模块，每条电力线支路均与检测终端模块相连接，所述检测终端模块均与电力载波网络控制器相连接，所述N个检测终端模块均与复位与状态显示模块相连接，所述复位与状态显示模块与电力载波网络控制器相连接。本发明通过电力载波隔离设备将一条电力线分割为多条独立电力载波支路，并应用窄带电力载波网络控制器实现了多条独立电力载波支路间的通信组网，能够大大扩展电力载波的无中继通信覆盖范围。

权利要求

1.一种窄带电力载波网络控制器，其特征在于，包括N条载波电力线支路、N个检测终端模块、工控机和复位与状态显示模块，每条电力线支路均与检测终端模块相连接，所述检测终端模块均与工控机相连接，所述N个检测终端模块均与复位与状态显示模块相连接，所述复位与状态显示模块与工控机相连接，N为大于1的自然数；

所述检测终端模块包括控制单元、电力线调制解调器、线驱动与耦合单元、电源模块、背板电源模块和AC-DC电源模块，所述控制单元与电力线调制解调器相连接，所述电力线调制解调器与线驱动与耦合单元相连接，所述AC-DC电源模块通过背板电源模块与控制单元相连接，所述AC-DC电源模块还通过电源模块与控制单元相连接；

所述工控机包括母板和载板，所述母板上设有微控制器，所述载板上设置有多个接口，所述母板插接在载板上；

所述检测终端模块、复位与状态显示模块均通过接口与载板相连接。

2.如权利要求1所述的窄带电力载波网络控制器，其特征在于，所述电力线调制解调器包括基带电力载波通信单元和前端模拟电力载波通信单元，所述控制单元与基带电力载波通信单元相连接，所述基带电力载波通信单元与前端模拟电力载波通信单元相连接，所述前端模拟电力载波通信单元与线驱动与耦合单元相连接。

说明书

一种窄带电力载波网络控制器

技术领域

[0001] 本发明属于电力线通信领域，具体涉及一种窄带电力载波网络控制器。

背景技术

[0002] 电力线通信(PLC)是指使用电力输送线缆作为传输介质进行通信的技术。PLC分为宽带PLC与窄带PLC，宽带PLC数据传输速率高，但通信距离通常不超过300米，窄带PLC通信速率低，但其通信距离可达数公里。相比于光纤通信、无线通信等技术，应用PLC进行通信，通常勿需进行基础网络建设，可以大大节约通信成本且便于网络维护与扩展，所以近年来PLC在安防监控、远程数据采集与检测、物联网等领域获得了广泛应用。

[0003] 传统窄带PLC的数据传输速率低于10kbps，所以其主要应用在电网自动抄表等对数据传输速率较低的系统中。近年来，随着Maxim公司窄带高速电力载波通信芯片的上市及IEEE关于窄带PLC通信技术标准IEEEStd_1901.2的发布，窄带PLC的通信速率已达300Kbps～1Mbps，无中继通信距离可达数公里，这使得窄带高速PLC在智能电网的建设及诸多要求数据传输速率相对较高的场景获得应用。

[0004] 现有PLC的组网，只针对树形或星形拓扑结构的单一电力传输网上的通信节点，满足不了不同独立电力传输支路的节点间通信的要求。这种传统的PLC组网形式不仅限制了PLC上节点间的通信距离，而且往往会由于网络上设备较多而影响电力传输性能。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种窄带电力载波网络控制器。

[0006] 为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

[0007] 一种窄带电力载波网络控制器，包括多条载波电力线支路、N个检测终端模块、工控机和复位与状态显示模块，每条电力线支路均与检测终端模块相连接，所述检测终端模块均与工控机相连接，所述N个检测终端模块均与复位与状态显示模块相连接，所述复位与状态显示模块与工控机相连接，N为大于1的自然数。

[0008] 进一步地，所述检测终端模块包括控制单元、电力线调制解调器、线驱动与耦合单元、电源模块、背板电源模块和AC-DC电源模块，所述控制单元与电力线调制解调器相连接，所述电力线调制解调器与线驱动与耦合单元相连接，所述AC-DC电源模块通过背板电源模块与控制单元相连接，所述AC-DC电源模块还通过电源模块与控制单元相连接。

[0009] 进一步地，所述工控机包括母板和载板，所述母板上设有微控制器，所述载板上设置有多个接口，所述母板插接在载板上；

[0010] 所述检测终端模块、复位与状态显示模块均通过接口与载板相连接。

[0011] 进一步地，所述电力线调制解调器包括基带电力载波通信单元和前端模拟电力载波通信单元，所述控制单元与基带电力载波通信单元相连接，所述基带电力载波通信单元与前端模拟电力载波通信单元相连接，所述前端模拟电力载波通信单元与线驱动与耦合单元相连接。

[0012] 本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

[0013] 本发明通过电力载波隔离设备将一条电力线分割为多条独立电力载波支路，并应用窄带电力载波网络控制器实现了多条独立电力载波支路间的通信组网，能够大大扩展电力载波的无中继通信覆盖范围。

附图说明

[0014] 图1为多支路PLC网络系统结构示意图；

[0015] 图2为本发明窄带电力载波网络控制器结构示意图；

[0016] 图3为检测终端模块结构示意图。

[0017] 以下结合附图和实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

[0018] 以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

[0019] 实施例：

[0020] 本实施例给出一种窄带电力载波网络控制器，如图2，包括多条载波电力线支路、N个检测终端模块、工控机和复位与状态显示模块，每条电力线支路均与检测终端模块相连接，所述检测终端模块均与工控机相连接，所述N个检测终端模块均与复位与状态显示模块相连接，所述复位与状态显示模块与工控机相连接，N为大于1的自然数。

[0021] 本发明中的窄带电力载波网络控制器还包括AC-DC电源和状态插报音频驱动模块，AC-DC电源与主电力线连接，所述状态插报音频驱动模块用于音频的输入和输出。

[0022] 所述检测终端模块、复位与状态显示模块均通过接口与载板相连接。

[0023] 如图3所示，检测终端模块包括控制单元、电力线调制解调器、线驱动与耦合单元、电源模块、背板电源模块和AC-DC电源模块，所述控制单元与电力线调制解调器相连接，所述电力线调制解调器与线驱动与耦合单元相连接，所述AC-DC电源模块通过背板电源模块与控制单元相连接，所述AC-DC电源模块还通过电源模块与控制单元相连接。本发明中的控制单元可以是如单片机的控制芯片。

[0024] 本发明中的工控机包括母板和载板，所述母板上设有微控制器，所述载板上设置有多个接口，所述母板插接在载板上；

[0025] 所述检测终端模块、复位与状态显示模块均通过接口与载板相连接。

[0026] 电力线调制解调器包括基带电力载波通信单元和前端模拟电力载波通信单元，所述控制单元与基带电力载波通信单元相连接，所述基带电力载波通信单元与前端模拟电力载波通信单元相连接，所述前端模拟电力载波通信单元与线驱动与耦合单元相连接。

[0027] 如图1所示为在火车站内轨道电气设备状态实时监测的工程应用实例，站内PLC网络包括六条从主电力被电力线载波隔断器分隔的电力线支路I～IV(每条支路上连接若干个检测终端模块DTE)、PLC网络控制器和系统主机等。在上行链路中，各DTE将检测数据通过载波网络控制器上传到系统主机；在下行链路中，系统主机的网络控制命令通过载波网络控制器下发至相关DTE。另外，载波网络控制器控制所有六条支路的所有设备的自主组网和对各DTE的实时管理。

[0028] 本发明用于控制电力载波网中设备的组网、网络管理与不同节点和主机间数据的路由。本发明的核心由多块电力载波通信板和实现数据处理与路由算法的微控制器板组成。其中，电力载波通信板由基带电力载波通信单元、前端模拟电力载波通信单元、线驱动与耦合单元等构成，主要实现电力载波信号的通信；微控制器板由CPU母板和带有多种接口的载板构成，主要实现通信节点设备的入网认证与管理、节点检测数据的路由控制、与电力载波通信板和主机间的通信等。另外，载波网络控制器在出现网络控制异常时会报警、自动复位并重新组网。