CN103023533B - 一种双频率电力线载波通信方法 - Google Patents
一种双频率电力线载波通信方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103023533B CN103023533B CN201210490063.0A CN201210490063A CN103023533B CN 103023533 B CN103023533 B CN 103023533B CN 201210490063 A CN201210490063 A CN 201210490063A CN 103023533 B CN103023533 B CN 103023533B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- carrier
- frequencies
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 101000746134 Homo sapiens DNA endonuclease RBBP8 Proteins 0.000 description 2
- 101000969031 Homo sapiens Nuclear protein 1 Proteins 0.000 description 2
- 102100021133 Nuclear protein 1 Human genes 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
本发明提供了一种双频率电力线载波通信方法和装置，该方法在信源端任意选择两个频率的载波信号中任一载波信号对数据信号进行调制产生已调信号通过电力线信道传送到信宿端；在信宿端通过侦测锁定接收到的载波频率，选择相应的解调通道对已调信号进行解调获得数据信号。本发明可以将两个不同频率的载波装置整合在一起，由于接收方可即时分辨发送方的频率，因此能够和原来的单频率***兼容，实现单频向双频的平滑过渡。本发明采用切换式滤波电路，可对两个距离较大的频率分别滤波，单个频率的滤波效果和原***一致，不需要以增加带宽来覆盖两个频率。使用双频率后，***可有效的应对同频干扰和选频衰减，通讯更加稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及电力线载波通信领域，特别涉及一种利用不同的频率发送和接收的通信方法和通信装置。
背景技术
电力线载波通信是以高频载波信号通过高压或低压电力线传输信息的通信方式。传统的电力线载波装置使用单一的频率进行通信，中心频率经选定后滤波电路即以此为中心来设计。这种单频率***的缺点是无法处理同频干扰，以及电力线上常见的选频衰减。所谓同频干扰是指干扰频率接近载波中心频率，造成滤波电路无效。而选频衰减是指电力线上分布电感和电容参数形成了带阻滤波，对某一频率衰减严重。另外，两个不同的单频率***由于无法互联互通，也给电力线载波的实施带来工程上的困难。
发明内容
本发明针对目前传统的电力线载波装置使用单一的频率进行通信，无法处理同频干扰，以及电力线上常见的选频衰减的不足，提供一种双频率电力线载波通信方法及通信装置。
本发明特别针对目前使用较为广泛的两个频率270KHZ和421KHZ，既能做到与已有***兼容，又可以作为转换节点使两个不同频率的单频率设备能够互联互通。
本发明为了完成其技术目的所采用的技术方案是：一种双频率电力线载波通信方法，该方法在信源端任意选择两个频率的载波信号中任一载波信号对数据信号进行调制产生已调信号通过电力线信道传送到信宿端；在信宿端通过侦测锁定接收到的载波频率，选择相应的解调通道对已调信号进行解调获得数据信号；
在信源端包括以下步骤：
选择任一频率的载波，采用所选择的载波信号对数据信号进行调制产生已调信号，并将已调信号通过电力线载波发送的步骤；
在信宿端包括以下步骤：
按照以下方法确定载波信号频率的步骤：
A、采用以两个频率中任何一个为中心频率的带通滤波器接收一个电力线载波工频过零点的时间槽内的信号；
B、采用另一个频率为中心频率的带通滤波器接收紧接着的一个电力线载波工频过零点的时间槽内的信号；
C、判断步骤A和步骤B所接收的信号的质量，并将信号质量好的信号的带通滤波器的中心频率初步设定为载波信号频率；
D、采用以初步设定的载波信号频率为中心频率的带通滤波器接收紧接着的下一个电力线载波工频过零点的时间槽内的信号，再次判断接收到的信号质量，如两次信号质量均大于预定的阈值，则确定该频率为载波信号频率，否则，转向步骤A；
对经过带通滤波器的信号进行解调，输出数据信号的步骤。
进一步的，上述的双频率电力线载波通信方法中：两个频率的载波信号分别使用421KHZ和270KHZ。
进一步的，上述的双频率电力线载波通信方法中：所述的调制方式为FSK调制。
进一步的，上述的双频率电力线载波通信方法中：当使用的载波信号频率为421KHZ时，工频过零点的时间槽为过零点前后各1.5ms为传输时间槽，码速率为13.33KHZ；当使用的载波信号频率为270KHZ时，码速率为 20.83KHZ，传输方式为连续传输或过零点前后各1.512ms时间槽内的过零点传输。
本发明还提供一种双频率电力线载波通信装置，实现高频率电力线载波通信和低频率电力线载波通信，包括双频率发送装置和双频率接收装置，在所述的双频率接收装置中包括接收信号载波频率确定模块，所述的接收信号载波频率确定模块包括由微处理器控制的以高频率为中心的高频带通滤波器和以低频率为中心的低频带通滤波器。
进一步的，上述的双频率电力线载波通信装置中：在所述的双频率接收装置中还包括产生高、低频率之差的差频振荡器和混频器， 所述的混频器的输入端分别接入差频信号和接收的低频率电力线载波通信信号或高频率电力线载波通信信号，所述的差频信号输入混频器由微处理器控制，所述的混频器的输出端接所述的双频率接收装置的中频滤波和解调电路。
进一步的，上述的双频率电力线载波通信装置中：所述的高频率为421KHz，低频率为270KHz。
进一步的，上述的双频率电力线载波通信装置中：还包括电力线工频过零点检测电路，所述的电力线工频过零点检测电路与微处理器相连。
本发明可以将两个不同频率的载波装置整合在一起，由于接收方可即时分辨发送方的频率，因此能够和原来的单频率***兼容，实现单频向双频的平滑过渡。本发明采用切换式滤波电路，可对两个距离较大的频率分别滤波，单个频率的滤波效果和原***一致，不需要以增加带宽来覆盖两个频率。使用双频率后，***可有效的应对同频干扰和选频衰减，通讯更加稳定可靠。
下面通过结合附图具体实施例对本发明进行进一步的说明。
附图说明
附图1、本发明实施例双频率发送装置原理框图。
附图2、本发明实施例双频率接收装置原理框图。
附图3、是本发明实施例双频率接收信号示意图。
附图4、是本发明实施例双频率接收信号频谱图。
附图5、本发明实施例双频率发送装置原理简图。
附图6、本发明实施例双频率接收装置原理简图。
附图7、本发明实施例双频率通信装置开关图。
附图8、本发明实施例双频率接收装置中混频原理简图。
具体实施方式
本实施例是一种421KHZ和270KHz的双频率载波通讯装置，发送端选择任一频率载波信号对数据信号进行FSK调制，然后将已调信号通过电力线载波发送；同时，在接收端通过检测确认发送端所采用的载波频率为421KHZ或270KHz载波信号中的一个，并对接收到的已调信号进行解调。
本实施例两个信道分别使用421KHZ和270KHZ频率。两个信道均为FSK调制方式，421KHZ 以过零点前后各1.5ms为传输时间槽，即所谓过零传输方式，码速率为13.33KHZ；270KHZ以3.024ms为一个码片，码速率为 20.83KHZ，传输方式为连续传输或过零点传输。
工频过零点检测电路为微处理器提供了A相时间基准。B相和C相过零点可以由软件推算。
切换式滤波采用切换开关SGM4717，如图5、6、7所示，变压器 BT1/BT2 电感量分别为94uH/28uH，对应421KHZ时，配对电容量为1.5nF/5.1nF，对应270KHZ时，配对电容量3.7nF/12.4nF。BT1用于接收滤波，BT2用于发送滤波。
发送装置如图1和图5所示，421KHz或者270KHz的已调载波信号通过一个带通滤波器滤波以后，通过电力线载波发送，如图1所示，本实施例中，带通滤波器由一个开关控制，当选择的是高频率的已调载波信号时，利用处理器MCU控制并联的两个电容断开，这里，带通滤波器的中心频率将是421KHz，如果选择的是要发送低频率的信号时，MCU控制开关闭合，此时，带通滤波器的中心频率是270KHz。两种信号带通滤波的频谱如图4所示。
如图5、图7所示，发送时，微处理器MCU产生相应频率的方波输出SSCOUT或SSCOUT1，两者的发送功率有区别，软件可根据需要选择强度。BT2和C26 C27 组成421KHZ滤波网络，而当模拟开关如图7所示接通NO2和COM2时，增加C4 C5组成270KHZ滤波网络。BT2滤波网络产生两个反向正弦波驱动VT1和VT2，将信号发送到BT1 并耦合到电力线。
同样，在接收装置中也有类似的通过变换电容大小改变带通滤波器中心频率的装置，如图2所示，具体电路如图6所示，同时，如图8所示，还通过开关，将接收到的低频率信号进行混频率，产生与高频率信号一致的信号，然后进行解调，接收到低频率的信号时，本实施例中是270KHz的信号，需要经过MC3361的混频芯片进行混频后产生中频信号，这里差为151KHz，产生的中频信号就是421KHz的高频率信号。因此，这里可以接收421KHz或者270KHz的两种载波信号，如果是接收到270KHz的信号，还需要通过混频与本地产生的151KHz的差频率信号混频产生421KHz信号，混频率器加入与否是由MCU控制定时器输出实现的。如果接收到的是421KHz信号MCU将控制不向混频器中加入151KHz的差频率信号，加入0Hz的信号，这样MC3361的混频芯片将仅仅是一个放大器，将421KHz信号放大，以便于以后解调。因此，本接收电路与单频接收器相比，只增加了这个混频电路，另外在接收滤波器中增加了一个选择是否并联电容的选择开关，该开关与输入到混频电路中的差信号同步。
信号频率确认工作过程：以A相过零点为基准的3ms用于接收421KHZ，微处理器切换断开 COM1 和 NC1 的连接，此时 C16 C17 和 BT1_6 BT1_8 连接，组成421KHZ 选频网络，同时MCU关闭151KHz时钟，MC3361 混频器作为放大器使用，对信号放大后从FM解调器输出解调信号。微处理器对FSK解调信号进行AD采样，检测其中是否存在有效帧头数据，如果有则记录一次确认。第二个过零点（B相过零点）时间槽的3.024ms，微处理器切换导通 COM1 和 NC1，此时 C1 C2 串联 C21 后与 C16 C17 和 BT1_6 BT1_8 并联，组成 270KHZ选频网络，同时MCU打开151KHZ时钟，MC3361混频器工作，将270KHZ信号混频后得到421kHz 中频，经陶瓷滤波器滤波后解调输出。微处理器对解调信号进行采样，检测其中是否有有效的帧头数据，如有则记录一次确认。第三个过零点（C相过零点时），对采样到有效信号的频率进行再次确认，如两个频率都有信号，则对信号的质量进行比较，在第三个过零点仅对信号质量较好的频率进行再次确认。
本实施例的工作过程如下：
一种双频率电力线载波通信方法，该方法在信源端可任意选择270KHz或421KHz两个频率的载波信号中任一载波信号对数据信号进行调制产生已调信号通过电力线信道传送到信宿端；在信宿端通过侦测锁定接收到的载波频率，选择相应的解调通道对已调信号进行解调获得数据信号；
在信源端包括以下步骤：
选择任一频率的载波信号，采用所选择的载波信号对数据信号进行调制产生已调信号，并将已调信号从电力线载波工频过零点时间槽中发送的步骤；
在信宿端包括以下步骤：
1、按照以下方法确定载波信号频率的步骤：如图3所示
A、采用以两个频率中任何一个为中心频率的带通滤波器接收一个电力线载波工频过零点的时间槽内的信号；
B、采用另一个频率为中心频率的带通滤波器接收紧接着的一个电力线载波工频过零点的时间槽内的信号；
C、判断步骤A和步骤B所接收的信号的质量，并将信号质量好的信号的带通滤波器的中心频率初步设定为载波信号频率；
D、采用以初步设定的载波信号频率为中心频率的带通滤波器接收紧接着的下一个电力线载波工频过零点的时间槽内的信号，再次判断接收到的信号质量，如两次信号质量均大于预定的阈值，则确定该频率为载波信号频率，否则，转向步骤A。
2、对经过带通滤波器的信号进行解调，输出调制信号的步骤。
Claims (4)
1.一种双频率电力线载波通信方法，该方法在信源端任意选择两个频率的载波信号中任一载波信号对数据信号进行调制产生已调信号通过电力线信道传送到信宿端；在信宿端通过侦测锁定接收到的载波频率，选择相应的解调通道对已调信号进行解调获得数据信号；其特征在于：
在信源端包括以下步骤：
选择任一频率的载波，采用所选择的载波频率对数据信号进行调制产生已调信号，并将已调信号通过电力线载波发送的步骤；
在信宿端包括以下步骤：
按照以下方法确定载波信号频率的步骤：
A、采用以两个频率中任何一个为中心频率的带通滤波器接收一个电力线载波工频过零点的时间槽内的信号；
B、采用另一个频率为中心频率的带通滤波器接收紧接着的一个电力线载波工频过零点的时间槽内的信号；
C、判断步骤A和步骤B所接收的信号的质量，并将信号质量好的带通滤波器的中心频率初步设定为载波信号频率；
D、采用以初步设定的载波信号频率为中心频率的带通滤波器接收紧接着的下一个电力线载波工频过零点的时间槽内的信号，再次判断接收到的信号质量，如两次信号质量均大于预定的阈值，则确定该频率为载波信号频率，否则，转向步骤A；
对经过带通滤波器的信号进行解调，输出数据信号的步骤。
2.根据权利要求1所述的双频率电力线载波通信方法，其特征在于：两个频率的载波信号分别使用421KHZ和270KHZ。
3.根据权利要求2所述的双频率电力线载波通信方法，其特征在于：所述的调制方式为FSK调制。
4.根据权利要求3所述的双频率电力线载波通信方法，其特征在于：当使用的载波信号频率为421KHZ时，选择过零点前后各1.5ms为传输时间槽，码速率为13.33KHZ；当使用的载波信号频率为270KHZ时，码速率为20.83KHZ，传输方式为连续传输或过零点前后各1.512ms时间槽内的过零点传输。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210490063.0A CN103023533B (zh) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | 一种双频率电力线载波通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210490063.0A CN103023533B (zh) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | 一种双频率电力线载波通信方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103023533A CN103023533A (zh) | 2013-04-03 |
| CN103023533B true CN103023533B (zh) | 2014-09-17 |
Family
ID=47971711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210490063.0A Active CN103023533B (zh) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | 一种双频率电力线载波通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103023533B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103457637B (zh) * | 2013-08-21 | 2016-01-20 | 南京宇能仪表有限公司 | 双频道电力线载波通信模块电路及其应用*** |
| CN104253631B (zh) * | 2014-05-23 | 2017-01-11 | 戴汉楼 | 一种双通道电力载波通讯***及其通讯方法 |
| CN106936753B (zh) * | 2015-12-31 | 2019-12-13 | 钜泉光电科技(上海)股份有限公司 | 一种基于ofdm电力线通信的传输方法 |
| CN105933079B (zh) * | 2016-06-01 | 2018-07-20 | 国网河北省电力公司电力科学研究院 | 针对不同频率载波信号通信性能的检测***及其检测方法 |
| CN109920229A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-06-21 | 青岛东软载波科技股份有限公司 | 基于单载波多载波和无线通信融合的电力抄表通信模块 |
| CN113438065B (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-19 | 深圳赫飞物联科技有限公司 | 一种可支持正反连接的单线通信电路及其应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1117591A (ja) * | 1997-06-26 | 1999-01-22 | Nippon Denki Ido Tsushin Kk | 電灯線搬送通信装置 |
| CN1582531A (zh) * | 2001-11-01 | 2005-02-16 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 可调滤波器 |
| CN2857336Y (zh) * | 2005-12-16 | 2007-01-10 | 郑文宸 | 电力线载波通讯装置 |
| CN101159449A (zh) * | 2007-09-14 | 2008-04-09 | 西安旌旗电子有限公司 | 低压配电网载波通信***中的一种通信方法 |
| CN102355283A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-02-15 | 青岛鼎信通讯有限公司 | 一种适用于低压电力线载波通信的专用集成电路芯片 |
| CN202998093U (zh) * | 2012-11-27 | 2013-06-12 | 祝文闻 | 一种双频率电力线载波通信装置 |
-
2012
- 2012-11-27 CN CN201210490063.0A patent/CN103023533B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1117591A (ja) * | 1997-06-26 | 1999-01-22 | Nippon Denki Ido Tsushin Kk | 電灯線搬送通信装置 |
| CN1582531A (zh) * | 2001-11-01 | 2005-02-16 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 可调滤波器 |
| CN2857336Y (zh) * | 2005-12-16 | 2007-01-10 | 郑文宸 | 电力线载波通讯装置 |
| CN101159449A (zh) * | 2007-09-14 | 2008-04-09 | 西安旌旗电子有限公司 | 低压配电网载波通信***中的一种通信方法 |
| CN102355283A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-02-15 | 青岛鼎信通讯有限公司 | 一种适用于低压电力线载波通信的专用集成电路芯片 |
| CN202998093U (zh) * | 2012-11-27 | 2013-06-12 | 祝文闻 | 一种双频率电力线载波通信装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103023533A (zh) | 2013-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103023533B (zh) | 一种双频率电力线载波通信方法 | |
| EP1864394B1 (en) | System and method for power line communications | |
| CN1799207B (zh) | 通过电力线进行数据通信的***和方法 | |
| CN202850989U (zh) | 一种基于单芯测井电缆的高速数据传输*** | |
| CN105282021A (zh) | 信号集中器设备 | |
| CN101146072B (zh) | 甚小线性调频键控调制的超窄带通信方法 | |
| CN108173799B (zh) | 一种基于频域处理的电力线载波通信方法 | |
| US6775324B1 (en) | Digital signal modulation system | |
| CN105406899A (zh) | 用于海洋通信的电力线载波通信装置 | |
| CN202998093U (zh) | 一种双频率电力线载波通信装置 | |
| US6067325A (en) | Modem designs, and systems using the modem designs for communicating information between a number of remote locations and one or more central locations | |
| US20050069052A1 (en) | Ultra-wideband receiver | |
| CN203445873U (zh) | 多相电力线载波通信装置 | |
| CN105100968A (zh) | 基于mppsk调制的数字对讲机*** | |
| RU2714858C2 (ru) | Счетчик электроэнергии и модуль адаптера для него | |
| Surendran et al. | An analog spread-spectrum interface for power-line data communication in home networking | |
| US20040109497A1 (en) | Communications system including a narrow band demodulator | |
| CN203912045U (zh) | 自适应多种调制方式的数字转发中继调制解调器 | |
| JP3552987B2 (ja) | 電源線データ伝送方式及びその伝送装置並びにその配電盤装置 | |
| CN206835083U (zh) | 一种电力网元 | |
| CN203788281U (zh) | 电力线载波信号的解调电路及微控制器 | |
| CN109792376B (zh) | 一种时钟同步方法及设备 | |
| CN201590818U (zh) | 微波散射一体化通信装置 | |
| KR100587015B1 (ko) | 쏘 필터를 이용한 데이타 송수신 장치 | |
| CN101969421B (zh) | 采用五类线传送cdma信号的装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENZHEN CORE LONG ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: ZHU WENWEN Effective date: 20150717 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150717 Address after: 7 B building, building five, Longjing second industrial zone, Pearl Dragon Road, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong 518000, China Patentee after: Shenzhen long core electronic technology Co Ltd Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province in Longjing Nanshan District North Industrial Zone 9 05 Patentee before: Zhu Wenwen |