CN116886126A - 一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***及方法，其中***包括：前端信号接收模块、模式选择模块、调制解调模块及数据通信端口；所述前端信号接收模块分别通过电力线载波通信方式和无线通信方式接收信号，并发送至所述模式选择模块；所述模式选择模块分别计算通过所述电力线载波通信方式和所述无线通信方式接收的信号的幅值及信噪比，择优发送至所述调制解调模块；所述调制解调模块对接收到的信号进行调制解调处理，经所述数据通信接口发送至数据终端。通过采用电力线载波通信与无线通信相结合的模式，同时检测两种传输信号的传输质量，择优进行信号的接收与传输，提高了通信***对于环境的适应性，提升了信号传输质量。
Description
技术领域
本发明涉及电力线载波通信领域，特别涉及一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***及方法。
背景技术
电力线载波通信(Power Line Communication，简称PLC)是一种利用电力线路进行通信的技术。它利用电力线路的传输介质，在电力线路上传输数据信号，实现信息的传输和通信。PLC技术能够利用现有的电力线路进行通信，无需额外的网络设备或布线，因此具有成本低、接入方便的特点。它被广泛应用在智能电网、家庭自动化、智能电器、楼宇自控等领域。在PLC通信***中，数据信号被调制成高频信号，通过调制器和解调器***到电力线路上。接收端通过解调器将信号还原成原始的数据信号。PLC技术的传输速率和传输距离根据不同的应用场景可以有所不同，但一般可以满足常规的数据传输需求。
尽管PLC技术有其独特的优势，如方便接入和广泛应用，但也存在一些限制因素。电力线路的干扰、衰减等因素可能影响信号的传输质量；不同电力线路和建筑物的特性差异也会对PLC通信产生影响。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***及方法，通过采用电力线载波通信与无线通信相结合的模式，同时检测两种传输信号的传输质量，择优进行信号的接收与传输，提高了通信***对于环境的适应性，提升了信号传输质量。
为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，包括：前端信号接收模块、模式选择模块、调制解调模块及数据通信端口；
所述前端信号接收模块分别通过电力线载波通信方式和无线通信方式接收信号，并发送至所述模式选择模块；
所述模式选择模块分别计算通过所述电力线载波通信方式和所述无线通信方式接收的信号的幅值及信噪比，择优发送至所述调制解调模块；
所述调制解调模块对接收到的信号进行调制解调处理，经所述数据通信接口发送至数据终端。
进一步地，所述前端信号接收模块包括：载波信号接收单元和无线信号接收单元；
所述载波信号接收单元和所述无线信号接收单元分别与所述模式选择模块电连接，所述载波信号接收单元通过所述电力线载波通信模式接收信号并发送至所述模式选择模块，所述无线信号接收单元通过所述无线通信方式接收信号并发送至所述模式选择模块。
进一步地，所述模式选择模块包括：第一信号计算单元、第二信号计算单元和模式控制选择单元；
所述第一信号计算单元接收所述前端信号接收模块接收的载波传输信号，并获取所述载波传输信号的幅值及信噪比；
所述第二信号计算单元接收所述前端信号接收模块接收的无线传输信号，并获取所述无线传输信号的幅值及信噪比；
所述模式控制选择单元获取所述载波传输信号的幅值及信噪比和所述无线传输信号的幅值及信噪比，比较二者的信号幅值及信噪比，择优确定信号传输模式，并将与选定信号传输模式相对应的模式选择指令发送至所述调制解调模块。
进一步地，所述调制解调模块包括：第一信号调制解调单元、第二信号调制解调单元、信号放大单元、信号过滤单元及调制解调控制单元；
所述第一信号调制解调单元和所述第二信号调制解调单元分别与所述信号放大单元连接；
所述调制解调控制单元依据模式选择指令打开或关闭所述第一信号调制解调单元和所述第二信号调制解调单元，所述第一信号调制解调单元对载波传输信号进行调制解调，所述第二信号调制解调单元对无线传输信号进行调制解调；
所述第一信号调制解调单元或所述第二信号调制解调单元将调制解调处理后的信号经数据传输端口发送至所述数据终端。
进一步地，所述调制解调模块还包括：信号放大单元和/或信号过滤单元；
所述信号放大单元和/或信号过滤单元设置于所述第一信号调制解调单元或所述第二信号调制解调单元与所述数据传输端口之间，对所述第一信号调制解调单元或所述第二信号调制解调单元输出的经过调节解调的信号进行放大及滤波处理。
进一步地，所述信号过滤单元为带通滤波器。
进一步地，所述基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***还包括：储能模块；
所述储能模块分别与所述前端信号接收模块、所述模式选择模块、所述调制解调模块电连接。
进一步地，所述基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***包括：与所述储能模块电连接的掉电保护模块；
所述掉电保护模块包括：掉电保护电路和掉电控制单元，所述掉电控制单元与所述储能模块电连接，获取所述储能模块的检测信号，在所述储能模块掉电时控制所述掉电保护电路向所述述前端信号接收模块、所述模式选择模块、所述调制解调模块提供掉电保护。
进一步地，所述基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***还包括：模式选择指示模块；
所述模式选择指示模块与所述模式选择模块连接，获取模式选择指令并相应进行显示。
相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信方法，基于所述基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***选择通信模式并进行数据传输，包括如下步骤：
分别通过电力线载波通信方式和无线通信方式接收信号；
计算通过所述电力线载波通信方式和所述无线通信方式接收到的信号的幅值及信噪比；
比较所述电力线载波通信方式和所述无线通信方式接收到的信号质量，择优发送至调制解调模块进行调制解调处理；
将经过调节解调处理后的信号经数据传输端口发送至数据终端。
本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过采用电力线载波通信与无线通信相结合的模式，同时检测两种传输信号的传输质量，择优进行信号的接收与传输，提高了通信***对于环境的适应性，提升了信号传输质量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***原理示意图；
图2是本发明实施例提供的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
请参照图1，本发明实施例的第一方面提供了一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，包括：前端信号接收模块、模式选择模块、调制解调模块及数据通信端口；前端信号接收模块分别通过电力线载波通信方式和无线通信方式接收信号，并发送至模式选择模块；模式选择模块分别计算通过电力线载波通信方式和无线通信方式接收的信号的幅值及信噪比，择优发送至调制解调模块；调制解调模块对接收到的信号进行调制解调处理，经数据通信接口发送至数据终端。
具体的，前端信号接收模块包括：载波信号接收单元和无线信号接收单元；载波信号接收单元和无线信号接收单元分别与模式选择模块电连接，载波信号接收单元通过电力线载波通信模式接收信号并发送至模式选择模块，无线信号接收单元通过无线通信方式接收信号并发送至模式选择模块。
具体的，模式选择模块包括：第一信号计算单元、第二信号计算单元和模式控制选择单元；第一信号计算单元接收前端信号接收模块接收的载波传输信号，并获取载波传输信号的幅值及信噪比；第二信号计算单元接收前端信号接收模块接收的无线传输信号，并获取无线传输信号的幅值及信噪比；模式控制选择单元获取载波传输信号的幅值及信噪比和无线传输信号的幅值及信噪比，比较二者的信号幅值及信噪比，择优确定信号传输模式，并将与选定信号传输模式相对应的模式选择指令发送至调制解调模块。
具体的，调制解调模块包括：第一信号调制解调单元、第二信号调制解调单元、信号放大单元、信号过滤单元及调制解调控制单元；第一信号调制解调单元和第二信号调制解调单元分别与信号放大单元连接；调制解调控制单元依据模式选择指令打开或关闭第一信号调制解调单元和第二信号调制解调单元，第一信号调制解调单元对载波传输信号进行调制解调，第二信号调制解调单元对无线传输信号进行调制解调；第一信号调制解调单元或第二信号调制解调单元将调制解调处理后的信号经数据传输端口发送至数据终端。
具体的，调制解调模块还包括：信号放大单元和/或信号过滤单元；信号放大单元和/或信号过滤单元设置于第一信号调制解调单元或第二信号调制解调单元与数据传输端口之间，对第一信号调制解调单元或第二信号调制解调单元输出的经过调节解调的信号进行放大及滤波处理。
进一步地，信号过滤单元为带通滤波器。带通滤波器是一种能够通过特定的频率范围内的信号，并抑制其他频率信号的滤波器。它可以允许某个频率范围内的信号通过，而将其他频率范围的信号阻挡或衰减。带通滤波器通常用于去除电路中的噪音或频率干扰，以保留所需频率范围内的信号。带通滤波器的参数和性能取决于其设计和应用需求。可选的，带通滤波器类型包括：RC带通滤波器(使用电阻和电容构建的带通滤波器)、LC带通滤波器(使用电感和电容构建的带通滤波器)、堆积型带通滤波器(使用多个滤波器电路级联构建的带通滤波器)。
此外，基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***还包括：储能模块；储能模块分别与前端信号接收模块、模式选择模块、调制解调模块电连接。
进一步地，基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***包括：与储能模块电连接的掉电保护模块。掉电保护模块包括：掉电保护电路和掉电控制单元，掉电控制单元与储能模块电连接，获取储能模块的检测信号，在储能模块掉电时控制掉电保护电路向述前端信号接收模块、模式选择模块、调制解调模块提供掉电保护。
掉电保护模块是一种设备或电路设计，旨在保护电子设备免受电力中断或电力干扰的影响，并确保在电力恢复后设备可以正常运行。它主要通过以下方式来实现：1.稳压保护：掉电保护电路通常会包含稳压电路，以确保在电力波动或瞬间停电的情况下，输入电压能够稳定在设定值附近。这有助于保护设备内部电路免受过高或过低的电压波动的影响。2.电池备份：一些掉电保护电路会配备备用电源，如电池。当主电力中断时，备用电源会自动接管供电，以维持设备的正常运行。这可以确保设备在停电期间继续工作或将数据保存。3.自动重启：掉电保护电路还可以实现电源的自动重启功能。当电力恢复之后，掉电保护电路可以自动检测到并重新启动设备，以确保设备可以从停电事件中快速恢复。4.过电流保护：掉电保护电路通常会具备过电流保护功能，以预防过电流对设备造成损害。它们可以根据设备的电流负载进行监测，并在电流超出设定范围时切断电源供应。5.瞬间电源切换：某些掉电保护电路还可以实现瞬间电源切换，以防止设备在电力切换过程中断电。它们使用电源切换器或恢复电路，当主电源出现故障或中断时，能够在几毫秒内切换到备用电源，以保证设备的连续供电。
掉电保护电路的设计和实现因设备和应用而异。它们对于需要保护设备免受电力中断或电力干扰的关键***和应用非常重要，如计算机、通信设备、工控设备和医疗设备等。
进一步地，基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***还包括：模式选择指示模块；模式选择指示模块与模式选择模块连接，获取模式选择指令并相应进行显示。
上述基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***是一种集成了电力线通信和无线通信功能的***。这种通信***通过使用专门设计的双模芯片，在电力线路和无线信道之间进行双向数据传输。
该双模芯片能够在电力线载波通信模式和无线通信模式之间进行切换，并根据通信环境的需求选择合适的通信方式。在电力线载波通信模式下，双模芯片将数据信号调制成高频信号，通过电力线路传输数据。而在无线通信模式下，双模芯片则将数据通过无线信道传输，例如通过Wi-Fi或蓝牙等无线技术。
基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***具有以下优势：1.灵活性：能够根据场景需求切换电力线载波通信模式和无线通信模式，以适应不同的通信环境和距离要求。2.扩展性：通过无线通信模式，可以实现电力线通信无法覆盖的远距离通信，并方便地与其他无线设备进行互连。3.兼容性：该通信***既支持基于电力线的通信，又支持基于无线的通信，与现有的电力线和无线技术兼容，易于集成和部署。
基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***广泛应用于智能电网、智能家居、楼宇自动化等领域，为数据传输和通信提供了一种方便、灵活和可靠的解决方案。
相应地，请参照图2，本发明实施例的第二方面提供了一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信方法，基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***选择通信模式并进行数据传输，包括如下步骤：
步骤S100，分别通过电力线载波通信方式和无线通信方式接收信号。
步骤S200，计算通过电力线载波通信方式和无线通信方式接收到的信号的幅值及信噪比。
步骤S300，比较电力线载波通信方式和无线通信方式接收到的信号质量，择优发送至调制解调模块进行调制解调处理。
步骤S400，将经过调节解调处理后的信号经数据传输端口发送至数据终端。
上述方法通过采用电力线载波通信与无线通信相结合的模式，同时检测两种传输信号的传输质量，择优进行信号的接收与传输，提高了通信***对于环境的适应性，提升了信号传输质量。
本发明实施例旨在保护一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***及方法，其中***包括：前端信号接收模块、模式选择模块、调制解调模块及数据通信端口；所述前端信号接收模块分别通过电力线载波通信方式和无线通信方式接收信号，并发送至所述模式选择模块；所述模式选择模块分别计算通过所述电力线载波通信方式和所述无线通信方式接收的信号的幅值及信噪比，择优发送至所述调制解调模块；所述调制解调模块对接收到的信号进行调制解调处理，经所述数据通信接口发送至数据终端。上述技术方案具备如下效果：
通过采用电力线载波通信与无线通信相结合的模式，同时检测两种传输信号的传输质量，择优进行信号的接收与传输，提高了通信***对于环境的适应性，提升了信号传输质量。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，其特征在于，包括：前端信号接收模块、模式选择模块、调制解调模块及数据通信端口；
所述前端信号接收模块分别通过电力线载波通信方式和无线通信方式接收信号，并发送至所述模式选择模块；
所述模式选择模块分别计算通过所述电力线载波通信方式和所述无线通信方式接收的信号的幅值及信噪比，择优发送至所述调制解调模块；
所述调制解调模块对接收到的信号进行调制解调处理，经所述数据通信接口发送至数据终端。
2.根据权利要求1所述的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，其特征在于，
所述前端信号接收模块包括：载波信号接收单元和无线信号接收单元；
所述载波信号接收单元和所述无线信号接收单元分别与所述模式选择模块电连接，所述载波信号接收单元通过所述电力线载波通信模式接收信号并发送至所述模式选择模块，所述无线信号接收单元通过所述无线通信方式接收信号并发送至所述模式选择模块。
3.根据权利要求1所述的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，其特征在于，
所述模式选择模块包括：第一信号计算单元、第二信号计算单元和模式控制选择单元；
所述第一信号计算单元接收所述前端信号接收模块接收的载波传输信号，并获取所述载波传输信号的幅值及信噪比；
所述第二信号计算单元接收所述前端信号接收模块接收的无线传输信号，并获取所述无线传输信号的幅值及信噪比；
所述模式控制选择单元获取所述载波传输信号的幅值及信噪比和所述无线传输信号的幅值及信噪比，比较二者的信号幅值及信噪比，择优确定信号传输模式，并将与选定信号传输模式相对应的模式选择指令发送至所述调制解调模块。
4.根据权利要求1所述的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，其特征在于，
所述调制解调模块包括：第一信号调制解调单元、第二信号调制解调单元、信号放大单元、信号过滤单元及调制解调控制单元；
所述第一信号调制解调单元和所述第二信号调制解调单元分别与所述信号放大单元连接；
所述调制解调控制单元依据模式选择指令打开或关闭所述第一信号调制解调单元和所述第二信号调制解调单元，所述第一信号调制解调单元对载波传输信号进行调制解调，所述第二信号调制解调单元对无线传输信号进行调制解调；
所述第一信号调制解调单元或所述第二信号调制解调单元将调制解调处理后的信号经数据传输端口发送至所述数据终端。
5.根据权利要求4所述的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，其特征在于，
所述调制解调模块还包括：信号放大单元和/或信号过滤单元；
所述信号放大单元和/或信号过滤单元设置于所述第一信号调制解调单元或所述第二信号调制解调单元与所述数据传输端口之间，对所述第一信号调制解调单元或所述第二信号调制解调单元输出的经过调节解调的信号进行放大及滤波处理。
6.根据权利要求5所述的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，其特征在于，
所述信号过滤单元为带通滤波器。
7.根据权利要求1所述的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，其特征在于，还包括：储能模块；
所述储能模块分别与所述前端信号接收模块、所述模式选择模块、所述调制解调模块电连接。
8.根据权利要求7所述的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，其特征在于，还包括：与所述储能模块电连接的掉电保护模块；
所述掉电保护模块包括：掉电保护电路和掉电控制单元，所述掉电控制单元与所述储能模块电连接，获取所述储能模块的检测信号，在所述储能模块掉电时控制所述掉电保护电路向所述述前端信号接收模块、所述模式选择模块、所述调制解调模块提供掉电保护。
9.根据权利要求1-8任一所述的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***，其特征在于，还包括：模式选择指示模块；
所述模式选择指示模块与所述模式选择模块连接，获取模式选择指令并相应进行显示。
10.一种基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信方法，其特征在于，基于如权利要求1-9任一所述的基于电力线宽带载波无线双模芯片的通信***选择通信模式并进行数据传输，包括如下步骤：
分别通过电力线载波通信方式和无线通信方式接收信号；
计算通过所述电力线载波通信方式和所述无线通信方式接收到的信号的幅值及信噪比；
比较所述电力线载波通信方式和所述无线通信方式接收到的信号质量，择优发送至调制解调模块进行调制解调处理；
将经过调节解调处理后的信号经数据传输端口发送至数据终端。
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