專利名稱：一種雙頻率電力線載波通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力線載波通信領(lǐng)域，特別涉及一種利用不同的頻率發(fā)送和接收的通信裝置。
背景技術(shù)：
電力線載波通信是以高頻載波信號通過高壓或低壓電力線傳輸信息的通信方式。傳統(tǒng)的電力線載波裝置使用單一的頻率進行通信，中心頻率經(jīng)選定后濾波電路即以此為中心來設(shè)計。這種單頻率系統(tǒng)的缺點是無法處理同頻干擾，以及電力線上常見的選頻衰減。所謂同頻干擾是指干擾頻率接近載波中心頻率，造成濾波電路無效。而選頻衰減是指電力線上分布電感和電容參數(shù)形成了帶阻濾波，對某一頻率衰減嚴(yán)重。另外，兩個不同的單頻率系統(tǒng)由于無法互聯(lián)互通，也給電力線載波的實施帶來工程上的困難。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對目前傳統(tǒng)的電力線載波裝置使用單一的頻率進行通信，無法處理同頻干擾，以及電力線上常見的選頻衰減的不足，提供一種雙頻率電力線載波通信裝置。本實用新型特別針對目前使用較為廣泛的兩個頻率270kHZ和421kHZ，既能做到與已有系統(tǒng)兼容，又可以作為轉(zhuǎn)換節(jié)點使兩個不同頻率的單頻率設(shè)備能夠互聯(lián)互通。本實用新型為了完成其技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是:一種雙頻率電力線載波通信裝置，實現(xiàn)高頻率電力線載波通信和低頻率電力線載波通信，包括雙頻率發(fā)送裝置和雙頻率接收裝置，在所述的雙頻率接收裝置中包括接收信號載波頻率確定模塊，所述的接收信號載波頻率確定模塊包括由微處理器控制的以高頻率為中心的高頻帶通濾波器和以低頻率為中心的低頻帶通濾波器。進一步的，上述的雙頻率電力線載波通信裝置中:在所述的雙頻率接收裝置中還包括產(chǎn)生高、低頻率之差的差頻振蕩器和混頻器，所述的混頻器的輸入端分別接入差頻信號和接收的低頻率電力線載波通信信號或高頻率電力線載波通信信號，所述的差頻信號輸入混頻器由微處理器控制，所述的混頻器的輸出端接所述的雙頻率接收裝置的中頻濾波和解調(diào)電路。進一步的，上述的雙頻率電力線載波通信裝置中:所述的高頻率為421kHz，低頻率為 270kHz。進一步的，上述的雙頻率電力線載波通信裝置中:還包括電力線工頻過零點檢測電路，所述的電力線工頻過零點檢測電路與微處理器相連。本實用新型可以將兩個不同頻率的載波裝置整合在一起，由于接收方可即時分辨發(fā)送方的頻率，因此能夠和原來的單頻率系統(tǒng)兼容，實現(xiàn)單頻向雙頻的平滑過渡。本實用新型采用切換式濾波電路，可對兩個距離較大的頻率分別濾波，單個頻率的濾波效果和原系統(tǒng)一致，不需要以增加帶寬來覆蓋兩個頻率。使用雙頻率后，系統(tǒng)可有效的應(yīng)對同頻干擾和選頻衰減，通訊更加穩(wěn)定可靠。[0010]下面通過結(jié)合附圖具體實施例對本實用新型進行進一步的說明。

附圖1、本實用新型實施例雙頻率發(fā)送裝置原理框圖。附圖2、本實用新型實施例雙頻率接收裝置原理框圖。附圖3、是本實用新型實施例雙頻率接收信號示意圖。附圖4、是本實用新型實施例雙頻率接收信號頻譜圖。附圖5、本實用新型實施例雙頻率發(fā)送裝置原理簡圖。附圖6、本實用新型實施例雙頻率接收裝置原理簡圖。附圖7、本實用新型實施例雙頻率通信裝置開關(guān)圖。附圖8、本實用新型實施例雙頻率接收裝置中混頻原理簡圖。
具體實施方式
本實施例是一種421kHZ和270kHz的雙頻率載波通訊裝置，發(fā)送端選擇任一頻率載波信號對數(shù)據(jù)信號進行FSK調(diào)制，信號頻譜如圖3所示，然后將已調(diào)信號通過電力線載波發(fā)送；同時，在接收端通過檢測確認(rèn)發(fā)送端所采用的載波頻率為42IkHZ或270kHz載波信號中的一個，并對接收到的已調(diào)信號進行解調(diào)。本實施例兩個信道分別使用421kHZ和270kHZ頻率。兩個信道均為FSK調(diào)制方式，42IkHZ以過零點前后各1.5ms為傳輸時間槽，即所謂過零傳輸方式，碼速率為13.33kHZ ；270kHZ以3.024ms為一個碼片，碼速率為20.83kHZ，傳輸方式為連續(xù)傳輸或過零點傳輸。工頻過零點檢測電路為微處理器提供了 A相時間基準(zhǔn)。B相和C相過零點可以由軟件推算。切換式濾波采用切換開關(guān)SGM4717，如圖5、6、7所示，變壓器BT1/BT2電感量分別為94uH/28uH，對應(yīng)421kHZ時，配對電容量為1.5nF/5.1nF，對應(yīng)270kHZ時，配對電容量3.7nF/12.4nF。BTl用于接收濾波，BT2用于發(fā)送濾波。發(fā)送裝置如圖1和圖5所示，421kHz或者270kHz的已調(diào)載波信號通過一個帶通濾波器濾波以后，通過電力線載波發(fā)送，如圖1所示，本實施例中，帶通濾波器由一個開關(guān)控制，當(dāng)選擇的是高頻率的已調(diào)載波信號時，利用處理器MCU控制并聯(lián)的兩個電容斷開，這里，帶通濾波器的中心頻率將是421kHz，如果選擇的是要發(fā)送低頻率的信號時，MCU控制開關(guān)閉合，此時，帶通濾波器的中心頻率是270kHz。兩種信號帶通濾波的頻譜如圖4所示。如圖5、圖7所示，發(fā)送時，微處理器MCU產(chǎn)生相應(yīng)頻率的方波輸出SSCOUT或SSC0UT1，兩者的發(fā)送功率有區(qū)別，軟件可根據(jù)需要選擇強度。BT2和C26 C27組成42IkHZ濾波網(wǎng)絡(luò)，而當(dāng)模擬開關(guān)如圖7所示接通N02和COM2時，增加C4 C5組成270kHZ濾波網(wǎng)絡(luò)。BT2濾波網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生兩個反向正弦波驅(qū)動VTl和VT2，將信號發(fā)送到BTl并耦合到電力線。同樣，在接收裝置中也有類似的通過變換電容大小改變帶通濾波器中心頻率的裝置，如圖2所示，具體電路如圖6所示，同時，如圖8所示，還通過開關(guān)，將接收到的低頻率信號進行混頻率，產(chǎn)生與高頻率信號一致的信號，然后進行解調(diào)，接收到低頻率的信號時，本實施例中是270kHz的信號，需要經(jīng)過MC3361的混頻芯片進行混頻后產(chǎn)生中頻信號，這里差為151kHz，產(chǎn)生的中頻信號就是421kHz的高頻率信號。因此，這里可以接收421kHz或者270kHz的兩種載波信號，如果是接收到270kHz的信號，還需要通過混頻與本地產(chǎn)生的151kHz的差頻率信號混頻產(chǎn)生421kHz信號，混頻率器加入與否是由MCU控制定時器輸出實現(xiàn)的。如果接收到的是421kHz信號MCU將控制不向混頻器中加入151kHz的差頻率信號，這樣MC3361的混頻芯片將僅僅是一個放大器，將421kHz信號放大，以便于以后解調(diào)。因此，本接收電路與單頻接收器相比，只增加了這個混頻電路，另外在接收濾波器中增加了一個選擇是否并聯(lián)電容的選擇開關(guān)，該開關(guān)與輸入到混頻電路中的差信號同步。 信號頻率確認(rèn)工作過程:以A相過零點為基準(zhǔn)的3ms用于接收421kHZ，微處理器切換斷開COMl和NCl的連接，此時C16 C17和BT1_6 BT1_8連接，組成421kHZ選頻網(wǎng)絡(luò)，同時MCU關(guān)閉151kHz時鐘，MC3361混頻器作為放大器使用，對信號放大后從FM解調(diào)器輸出解調(diào)信號。微處理器對FSK解調(diào)信號進行AD采樣，檢測其中是否存在有效幀頭數(shù)據(jù)，如果有則記錄一次確認(rèn)。第二個過零點(B相過零點)時間槽的3.024ms，微處理器切換導(dǎo)通COMl和NC1，此時Cl C2串聯(lián)C21后與C16 C17 和BT1_6 BT1_8 并聯(lián)，組成270kHZ選頻網(wǎng)絡(luò)，同時MCU打開151kHZ時鐘，MC3361混頻器工作，將270kHZ信號混頻后得到421kHz中頻，經(jīng)陶瓷濾波器濾波后解調(diào)輸出。微處理器對解調(diào)信號進行采樣，檢測其中是否有有效的幀頭數(shù)據(jù)，如有則記錄一次確認(rèn)。第三個過零點(C相過零點時)，對采樣到有效信號的頻率進行再次確認(rèn)，如兩個頻率都有信號，則對信號的質(zhì)量進行比較，在第三個過零點僅對信號質(zhì)量較好的頻率進行再次確認(rèn)。
權(quán)利要求1.一種雙頻率電力線載波通信裝置，實現(xiàn)高頻率電力線載波通信和低頻率電力線載波通信，包括雙頻率發(fā)送裝置和雙頻率接收裝置，其特征在于:在所述的雙頻率接收裝置中包括接收信號載波頻率確定模塊，所述的接收信號載波頻率確定模塊包括由微處理器控制的以高頻率為中心的高頻帶通濾波器和以低頻率為中心的低頻帶通濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻率電力線載波通信裝置，其特征在于:在所述的雙頻率接收裝置中還包括產(chǎn)生高、低頻率之差的差頻振蕩器和混頻器，所述的混頻器的輸入端分別接入差頻信號和接收的低頻率電力線載波通信信號或高頻率電力線載波通信信號，所述的差頻信號由微處理器控制，在接收低頻率電力線載波通信信號時，微控制器差頻信號輸出產(chǎn)生高、低頻率之差的信號；在接收高頻率電力線載波通信信號時，微控制器差頻信號輸出為OkHZ ;所述的混頻器的輸出端接所述的雙頻率接收裝置的中頻濾波和解調(diào)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻率電力線載波通信裝置，其特征在于:所述的高頻率為421kHz，低頻率為 270kHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的雙頻率電力線載波通信裝置，其特征在于:還包括電力線工頻過零點檢測電路，所述的電力線工頻過零點檢測電路與微處理器相連。
專利摘要本實用新型提供了一種雙頻率電力線載波通信裝置，實現(xiàn)高頻率電力線載波通信和低頻率電力線載波通信，包括雙頻率發(fā)送裝置和雙頻率接收裝置，在所述的雙頻率接收裝置中包括接收信號載波頻率確定模塊，所述的接收信號載波頻率確定模塊包括由微處理器控制的以高頻率為中心的高頻帶通濾波器和以低頻率為中心的低頻帶通濾波器。本實用新型可以將兩個不同頻率的載波裝置整合在一起，由于接收方可即時分辨發(fā)送方的頻率，因此能夠和原來的單頻率系統(tǒng)兼容，實現(xiàn)單頻向雙頻的平滑過渡。本實用新型采用切換式濾波電路，可對兩個距離較大的頻率分別濾波，單個頻率的濾波效果和原系統(tǒng)一致，不需要以增加帶寬來覆蓋兩個頻率。
文檔編號H04B1/50GK202998093SQ20122063518
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者祝文聞, 蘆興元, 吳勝禮 申請人:祝文聞