基于無線射頻與電力線載波相結(jié)合的rf-plc網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線射頻(RF)及電力線載波(PLC)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種基于無 線射頻與電力線載波相結(jié)合的RF-PLC網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學技術(shù)水平的不斷提升,人類社會的科技文明已經(jīng)步入了高速運轉(zhuǎn)的信息 時代,同時,在經(jīng)濟全球化的背景之下,現(xiàn)代通信技術(shù)不再局限于一隅,獲得了更大的突破, 無線射頻通信與電力線載波通信便是其中最為常見兩種通信技術(shù)。
[0003] 無線射頻通信主要依靠電磁波為傳輸媒介進行數(shù)據(jù)傳播,近年來其發(fā)展速度越來 越快,其中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)作為當前嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng) 域的研宄熱點,是無線射頻通信的主要應(yīng)用。當然,無線射頻通信還深入到各行各業(yè)之中, 應(yīng)用范圍越來越廣,在不久的將來,它的發(fā)展前景還將更加廣闊。
[0004] 雖然無線射頻通信技術(shù)近年來進步明顯,但是電力線載波通信技術(shù)在日常生活當 中仍然不可取代。電力線載波通信主要依靠導線作為媒介進行傳播,保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母?效率和穩(wěn)定性,同時,增強了對其他信號的抗干擾能力,因此采取電力線載波通信降低了故 障發(fā)生的概率。
[0005] 基于上述內(nèi)容,盡管無線射頻技術(shù)的發(fā)展勢頭不可阻擋,但是在功能層次上電力 線載波通信的地位也是不可動搖的,事實上,兩者的發(fā)展步調(diào)是并駕齊驅(qū)的,功能應(yīng)用是相 輔相成的。因此,尋找無線射頻通信與電力線載波通信之間的平衡點將是本發(fā)明研宄的重 點,通過將無線射頻通信與電力線載波通信融合起來從而構(gòu)建出一個高效的通信網(wǎng)絡(luò)體 系,這對于通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將帶來巨大的促進作用。
[0006] 因此,針對上述技術(shù)問題,有必要提供一種基于無線射頻與電力線載波相結(jié)合的 RF-PLC網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種基于無線射頻與電力線載波相結(jié)合的 RF-PLC網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案如下:
[0009] 一種基于無線射頻與電力線載波相結(jié)合的RF-PLC網(wǎng)關(guān)系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括無線 射頻模塊、電力線載波模塊、以及擴展板,所述無線射頻模塊和電力線載波模塊通過若干引 腳相連,所述擴展板與無線射頻模塊和電力線載波模塊分別通過引腳相連,且所述擴展板 作為無線射頻模塊和電力線載波模塊的電源提供方。
[0010] 作為本發(fā)明的進一步改進,所述無線射頻模塊為KWOl模塊,所述電力線載波模塊 為PL3300H模塊。
[0011] 作為本發(fā)明的進一步改進,所述KWOl模塊包括第一寫入器接口、電源模塊、射頻 電路、第一晶振電路、和第一復位電路,所述PL3300H模塊包括第二寫入器接口、PLC輸入輸 出濾波電路、第二晶振電路以及第二復位電路。
[0012] 作為本發(fā)明的進一步改進,所述PL3300H模塊還包括電源濾波電路,電源濾波電 路中包括若干并聯(lián)設(shè)置的濾波電容。
[0013] 作為本發(fā)明的進一步改進,所述第一晶振電路和第二晶振電路為芯片及外設(shè)模塊 提供工作時鐘,使用的外部晶振大小為9. 6MHz,晶振電路通過芯片的XTIOC引腳輸出的時 鐘信號作為外部時鐘源。
[0014] 作為本發(fā)明的進一步改進,所述第一復位電路和第二復位電路分別包括用于上拉 復位引腳的電阻、以及濾除雜波的電容;所述第一寫入器接口和第二寫入器接口分別與數(shù) 據(jù)的輸入/輸出引腳SDA和時鐘線引腳SCL相連。
[0015] 作為本發(fā)明的進一步改進,所述PLC輸入輸出濾波電路包括耦合電路、信號輸出 放大電路、及信號接收電路。
[0016] 作為本發(fā)明的進一步改進,所述PLC輸入輸出濾波電路中:
[0017] 耦合電路用于實現(xiàn)弱電與強電的分離并為載波信號提供通路,耦合電路由電容、 電感和耦合變壓器組成,電容和電感串聯(lián)組成了諧振電路,用于濾除雜波對信號的干擾,耦 合變壓器用于強電與弱電的分離;
[0018] 信號輸出放大電路的用于將PL3300H模塊輸出的模擬信號放大,并經(jīng)過濾波之 后,由耦合電路將信號發(fā)送到電力線上,模擬信號信號由PSK_OUT引腳進入信號輸出放大 電路,經(jīng)過功率放大模塊SP8M3放大之后再進入耦合電路;
[0019] 信號接收電路用于電力線上的信號接收,其包括用于消除電力線上高頻干擾的瞬 變電壓抑制二極管、由電容和電感組成的并聯(lián)諧振電路、以及耦合電容。
[0020] 作為本發(fā)明的進一步改進,所述擴展板包括電源轉(zhuǎn)換電路,所述電源轉(zhuǎn)換電路包 括變壓器和穩(wěn)壓電路,用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為KWOl模塊與PL3300H模塊的工作電壓。
[0021] 作為本發(fā)明的進一步改進,所述KWOl模塊包括PTA1_RX0、PTA2_TX0.、P5V、GND四 個引腳,所述PL3300H模塊包括TX、RX、5V、GND四個引腳,KWOl模塊的四個引腳與PL3300H 模塊的四個引腳分別對應(yīng)連接。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是:
[0023] 本發(fā)明的RF-PLC網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)能夠?qū)o線射頻與電力線載波相結(jié)合,從而構(gòu)建出一 個高效的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),這對于通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將帶來巨大的促進作用。RF-PLC網(wǎng)關(guān)系 統(tǒng)可應(yīng)用于不同的場景之中,如:路燈控制系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)、智能家居以及醫(yī)療領(lǐng)域等, RF-PLC網(wǎng)關(guān)能夠適應(yīng)這些場景的特殊環(huán)境,同時具備操作簡單、運行穩(wěn)定、功耗低等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明中記載的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下, 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1為本發(fā)明一【具體實施方式】中RF-PLC網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的模塊示意圖;
[0026] 圖2為本發(fā)明一【具體實施方式】中KWOl模塊對外接口示意圖;
[0027] 圖3為本發(fā)明一【具體實施方式】中PL3300H模塊內(nèi)電源濾波電路的電路圖;
[0028] 圖4為本發(fā)明一【具體實施方式】中晶振電路的電路圖;
[0029] 圖5為本發(fā)明一【具體實施方式】中復位電路及寫入器接口電路的電路圖;
[0030] 圖6為本發(fā)明一【具體實施方式】中PLC輸入輸出濾波電路的電路圖;
[0031] 圖7為本發(fā)明一【具體實施方式】中電源轉(zhuǎn)換電路的電路圖。
[0032] 圖8為本發(fā)明一具體實施例中智能路燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0033] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案,下面將結(jié)合本發(fā)明實 施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施 例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都應(yīng)當屬于本發(fā)明保護 的范圍。
[0034] 無線射頻(Radio Frequency,RF)屬于一種低功耗、低成本、低復雜度無線傳輸 技術(shù),主要采用電磁波作為傳輸媒介,所用到的工作頻段有低頻,中高頻,超高頻,頻率在 300KHZ~300GHz之間。從上世紀40年代至今,無線射頻技術(shù)得到了快速的發(fā)展,無線射 頻技術(shù)給嵌入式領(lǐng)域帶來了重大的變革,它突破了空間的局限性,提高了點對點通信的靈 活性。無線射頻技術(shù)具有如下的特點:
[0035] (1)安裝方便。依靠電磁波作為傳輸媒介,無需單獨布線,安裝方便,縮短了研發(fā)周 期,出現(xiàn)問題時,減少了對線路排查的工作量,使得維護也變得方便。
[0036] (2)適應(yīng)性好。山地、湖泊、林區(qū)等特殊的地理環(huán)境下,架線比較困難,采用無線射 頻方式可以很好地解決這個問題。
[0037] (3)可配合天線。對天線有一定的依賴性,天線可以大大增強無線傳輸?shù)男盘枏?度,提高傳輸效率,但是天線損壞的情況下也將極大的影響無線射頻通信,出現(xiàn)信號強度變 弱甚至信號中斷的現(xiàn)象。
[0038] (4)抗干擾性差。易受天氣、地形以及其他無線電等因素的影響,使得通信的安全 性和可靠性都變得較差。
[0039] (5)誤碼率高。傳輸頻繁會使無線節(jié)點出現(xiàn)丟失數(shù)據(jù)的情況,而且易受物體的阻 擋,信號會隨著距離的增加明顯衰減。
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