專利名稱：一種電力載波通信芯片裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力載波通信芯片裝置，屬于電力載波的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力線作為規(guī)模最大、終端最多、布線最方便的線路系統(tǒng)，只要通過電力載波芯片將其建成通信網(wǎng)絡(luò)，便能為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供覆蓋最廣、成本最低的通信網(wǎng)絡(luò)，不僅帶來社會(huì)效益，也為電力公司帶來巨大的增值服務(wù)空間。近年來，隨著電網(wǎng)管理要求的提高，對遠(yuǎn)程電能數(shù)據(jù)的采集要求越來越高，而電力線對數(shù)據(jù)傳輸有許多限制，電力線上接有各種各樣的用電設(shè)備，阻性的、感性的、容性的，各種用電設(shè)備經(jīng)常頻繁開閉，就會(huì)給電力線上帶來各種噪聲干擾，且載波信號在電力線傳輸過程中會(huì)衰減，使電力線載波信號的傳輸距離較近。通用的電力線載波芯片都對電力線中的噪聲的處理效果不理想，抗干擾能力不強(qiáng)，通訊可靠性不高，不利于遠(yuǎn)程抄表，且芯片大多外圍器件繁多，提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供的一種電力載波通信芯片裝置。其目的是解決現(xiàn)有電力線遠(yuǎn)程抄表載波傳輸速率不高，通訊不可靠的問題。一種電力載波通信芯片裝置，含有電源電路、時(shí)鐘電路、擴(kuò)頻調(diào)制電路、擴(kuò)頻解調(diào)電路、微處理器、數(shù)據(jù)總線電路和串行通信電路；微處理器連接電源電路、擴(kuò)頻解調(diào)電路、擴(kuò)頻調(diào)制電路、時(shí)鐘電路、數(shù)據(jù)總線電路和串行通信電路。還含有載波耦合電路,信號功率放大電路,功率控制電路,濾波接收電路,存儲芯片電路，串行通信接口電路；載波耦合電 路連接電力線、濾波接收電路和信號功率放大電路；濾波接收電路連接擴(kuò)頻解調(diào)電路；串行通信接口電路連接串行通信電路；存儲芯片電路連接數(shù)據(jù)總線電路；功率控制電路連接信號功率放大電路。本實(shí)用新型提供的一種電力載波通信芯片，該芯片使用專用的集成電路設(shè)計(jì)，具有高效幀的中繼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議、完善的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)議棧，抗干擾性更強(qiáng)，物理層連接更優(yōu)，使通訊速率更快，傳輸距離更遠(yuǎn)并兼具硬件糾錯(cuò)的功能，通訊可靠性更高，芯片的外圍器件也更簡單，解決了后期維修的復(fù)雜度和成本問題。

當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，如圖其中:[0013]圖1為本實(shí)用新型內(nèi)部連接框圖。圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)連接圖。圖3為本實(shí)用新型的復(fù)位電路結(jié)構(gòu)圖。圖4為本實(shí)用新型的晶振電路結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本實(shí)用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。實(shí)施例1:如圖1所示，一種電力載波通信芯片裝置或稱芯片，含有電源電路2、時(shí)鐘電路4、擴(kuò)頻調(diào)制電路3、擴(kuò)頻解調(diào)電路7、微處理器1、數(shù)據(jù)總線電路5和串行通信電路6 ;微處理器I連接電源電路2、擴(kuò)頻解調(diào)電路7、擴(kuò)頻調(diào)制電路3、時(shí)鐘電路4、數(shù)據(jù)總線電路5和串行通信電路6。時(shí)鐘電路4和外部的石英晶振提供串口波特率發(fā)生器和擴(kuò)頻通/[目的時(shí)序的時(shí)鐘源。芯片內(nèi)部包含擴(kuò)頻解調(diào)電路7，擴(kuò)頻調(diào)制電路3和微處理器1，芯片收到擴(kuò)頻信號后，與內(nèi)部的31位偽隨機(jī)碼波形相乘，對基帶信號解擴(kuò)；芯片內(nèi)部將基帶信號與內(nèi)部的31位偽隨機(jī)碼相乘，對基帶信號擴(kuò)頻并將擴(kuò)頻信號進(jìn)行載波調(diào)制后輸出。
芯片的串行通信電路6的端口直接與兼容《DL/T645多功能電能表通信協(xié)議》網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信規(guī)范的主控設(shè)備連接，是實(shí)現(xiàn)新型電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)和電子終端設(shè)備之間可靠的數(shù)據(jù)交換的核心芯片。數(shù)據(jù)總線電路5提供外部存儲器的連接端口，可用于存儲設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的地址。該芯片具有很強(qiáng)的抗干擾和抗衰減能力，能提高數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊的可靠性。本實(shí)用新型提供的一種電力載波通信芯片裝置，具有以下特點(diǎn):芯片采用31位偽隨機(jī)碼，軟件相關(guān)解調(diào)和軟件擴(kuò)頻，高性能數(shù)字信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)DS-FSK直序列頻移鍵控的調(diào)制解調(diào)技術(shù)。芯片采用高效率前向糾錯(cuò)和CRC檢錯(cuò)，半雙工通信，碼速率為15.5K波特，數(shù)據(jù)通信速率420BPS。芯片具有高效率的幀中繼轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)層支持中繼深度可達(dá)十五級，高效的數(shù)據(jù)幀壓縮，提高數(shù)據(jù)幀的傳輸效率。芯片集成了物理層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層，應(yīng)用層協(xié)議支持《DL/T645多功能電能表通信協(xié)議》網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信規(guī)范，可編程的6字節(jié)物理地址，可直接采用《DL/T645多功能電能表通信協(xié)議》網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信規(guī)范的地址作為網(wǎng)絡(luò)地址。實(shí)施例2:一種電力載波通信芯片裝置，如圖1為電力載波芯片的內(nèi)部電路連接框圖，一種電力載波通信芯片裝置(芯片)包括:電源電路2，時(shí)鐘電路4，擴(kuò)頻調(diào)制電路3，擴(kuò)頻解調(diào)電路7，微處理器1，串行通信電路6，數(shù)據(jù)總線電路5等。芯片內(nèi)部集成復(fù)位電路，可以將復(fù)位引腳直接連接電源，使用內(nèi)部復(fù)位。對復(fù)位要求嚴(yán)格產(chǎn)品，也可外接阻容電路如圖3所指的連接電路，電阻R和電容Cl連接后與電力載波通信芯片的復(fù)位端口 MRESl連接。芯片的串行數(shù)據(jù)通信的波特率發(fā)生器時(shí)鐘源由外部石英晶體和芯片內(nèi)部時(shí)鐘電路4提供，石英晶體的精度影響串行數(shù)據(jù)通信接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的誤碼率，擴(kuò)頻通信時(shí)序完全依賴芯片的內(nèi)部時(shí)鐘電路和外部石英晶體組成的時(shí)鐘源,芯片的時(shí)鐘頻率的穩(wěn)定度要求相對較高。由于石英晶體易受溫度影響，為了提高通信的可靠性，選用溫度系數(shù)高的晶體振蕩器，晶振的起振電容根據(jù)晶體振蕩器選擇，晶振電路如圖4所示，電力載波通信芯片的時(shí)鐘端口 CLKIN9和端口 CLK0UT10連接外部晶振XTALl，外部晶振XTALl的兩端分別連接電容C2和電容C3，電容C2和電容C3的另一端連接地端。每一個(gè)芯片都有特定的網(wǎng)絡(luò)地址，可供用戶編程，通過SET引腳連接參考地，編程唯一的網(wǎng)絡(luò)地址。SET引腳懸空，芯片內(nèi)部檢測狀態(tài)為高電平，芯片不響應(yīng)符合《DL/T645多功能電能表通信協(xié)議》網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信規(guī)范的地址編程信息幀；SET引腳短接參考地，芯片內(nèi)部檢測到低電平，芯片響應(yīng)符合《DL/T645多功能電能表通信協(xié)議》網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信規(guī)范的地址編程信息幀，并將物理地址保存到與集成數(shù)據(jù)總線連接的外部存儲芯片中。如圖2為電力載波通信芯片裝置在單相載波模塊中應(yīng)用的連接框圖，包括:載波耦合電路11，信號功率放大電路13，功率控制電路14，濾波接收電路10，存儲芯片電路8，串行通信接口電路9。載波耦合電路11連接電力線12、濾波接收電路10和信號功率放大電路13 ；濾波接收電路10連接擴(kuò)頻解調(diào)電路7 ； 串行通信接口電路9連接串行通信電路6 ；存儲芯片電路8連接數(shù)據(jù)總線電路5 ；功率控制電路14連接信號功率放大電路13。載波耦合電路11為弱電和強(qiáng)電之間提供載波信號的通道，信號功率放大電路13為小信號放大，能夠提高載波通訊的距離，濾波接收電路10是對從電力線上引入的信號進(jìn)行濾波，提高載波信號的接收性能，功率控制電路是有輸出電流控制的作用，保證功放電路的可靠性。電力線上的載波信號經(jīng)過載波耦合電路11，濾波接收電路10后，將擴(kuò)頻信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號輸出，芯片接收到擴(kuò)頻信號后與內(nèi)部的31位偽隨機(jī)碼波形相乘運(yùn)算，將基帶信號擴(kuò)頻。在芯片內(nèi)部，基帶信號與31位偽隨機(jī)碼相乘將基帶信號擴(kuò)頻，芯片內(nèi)部將擴(kuò)頻信號進(jìn)行載波調(diào)制后輸出。輸出的DS-FSK之序列擴(kuò)頻信號經(jīng)過信號功率放大電路13，將信號耦合到電力線12上。存儲芯片電路8用于存儲設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的地址。串行通信接口電路9是載波模塊和單相電表之間連接的通信接口。如上所述，對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的 變形例也全部包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電力載波通信芯片裝置，其特征在于包括含有電源電路、時(shí)鐘電路、擴(kuò)頻調(diào)制電路、擴(kuò)頻解調(diào)電路、微處理器、數(shù)據(jù)總線電路和串行通信電路；微處理器連接電源電路、擴(kuò)頻解調(diào)電路、擴(kuò)頻調(diào)制電路、時(shí)鐘電路、數(shù)據(jù)總線電路和串行通信電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力載波通信芯片裝置，其特征在于含有載波耦合電路，信號功率放大電路，功率控制電路，濾波接收電路，存儲芯片電路，串行通信接口電路； 載波耦合電路連接電力線、濾波接收電路和信號功率放大電路； 濾波接收電路連接擴(kuò)頻解調(diào)電路； 串行通信接口電路連接串行通信電路； 存儲芯片電路連接數(shù)據(jù)總線電路； 功率控制電 路連接信號功率放大電路。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種電力載波通信芯片裝置，屬于電力載波的技術(shù)領(lǐng)域。芯片內(nèi)部包括電源，時(shí)鐘電路，擴(kuò)頻調(diào)制電路，擴(kuò)頻解調(diào)電路，微處理器，串行通信總線，集成電路總線。時(shí)鐘電路和外部石英晶振提供串口波特率發(fā)生器和擴(kuò)頻通信時(shí)序的時(shí)鐘源。集成數(shù)據(jù)總線端口連接外部存儲器，用于存儲設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中地址。擴(kuò)頻調(diào)制電路連通擴(kuò)頻信號和微處理器。擴(kuò)頻解調(diào)電路連通微處理器和擴(kuò)頻解調(diào)信號，并將擴(kuò)頻信號進(jìn)行載波調(diào)制后輸出。串行通信端口直接與兼容《DL/T645多功能電能表通信協(xié)議》網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信規(guī)范的主控設(shè)備連接。芯片具有傳輸距離遠(yuǎn)，通信可靠性高的特點(diǎn)。
文檔編號H04B3/54GK203135872SQ20132006749
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者常永利, 李全在, 李桂林 申請人:北京中宸泓昌科技有限公司