一種塑料光纖電力抄表通信模塊及通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種塑料光纖電力抄表通信模塊及通信系統(tǒng)，該電力抄表通信模塊包括光收發(fā)器件、光驅(qū)動(dòng)電路、終端通信模塊和電源模塊；所述光收發(fā)器件包括光發(fā)射器和光敏器件，光敏器件與終端通信模塊和用于進(jìn)行信號(hào)放大并驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器工作的光驅(qū)動(dòng)電路連接，光驅(qū)動(dòng)電路與光發(fā)射器連接，所述光驅(qū)動(dòng)電路還與終端通信模塊連接，終端通信模塊連接有表計(jì)；光收發(fā)器件用于連接塑料光纖同外界進(jìn)行通信，光驅(qū)動(dòng)電路用于放大信號(hào)和驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器工作，電力抄表通信模塊光收發(fā)器件收到的數(shù)據(jù)既可以通過表計(jì)顯示，也可以經(jīng)光驅(qū)動(dòng)電路放大后通過光收發(fā)器件向外發(fā)送，使每個(gè)模塊自身都具備了自動(dòng)中繼功能。
【專利說明】一種塑料光纖電力抄表通信模塊及通信系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力通信領(lǐng)域，具體涉及一種塑料光纖電力抄表通信模塊及通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料光纖的發(fā)展始于上世紀(jì)七十年代美國杜邦公司，到上世紀(jì)八十年代，日本三菱公司開發(fā)出可用于通信領(lǐng)域的PMMA (聚甲基丙稀酸甲酯)塑料光纖，其光信號(hào)損耗參數(shù)(衰減系數(shù))已經(jīng)小于200dB/km。國內(nèi)在2005年中科院理化所即已開發(fā)出通信用PMMA塑料光纖，其衰減系數(shù)已小于200dB/km，宣告國內(nèi)開始了塑料光纖在通信領(lǐng)域的研發(fā)與應(yīng)用。
[0003]塑料光纖作為一種新型通信線纜，具有傳輸數(shù)據(jù)可靠性高、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、容量大、成本低、易施工等特點(diǎn)，可應(yīng)用于高電場、強(qiáng)磁場、雷電多發(fā)區(qū)域等特殊環(huán)境，目前已經(jīng)應(yīng)用于智能家居、汽車電子等領(lǐng)域。但是由于塑料光纖本身可靠通信距離的約束(〈150M)，以及只能在單元節(jié)點(diǎn)增加CPU處理單元組成并聯(lián)或雙閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)的方式，因此，其網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、可靠性和傳輸距離問題一直制約了塑料光纖的應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種無CPU的、塑料光纖電力抄表通信模塊及通信系統(tǒng)，使每個(gè)模塊自身都具備了自動(dòng)中繼的功能，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0005]為達(dá)到上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種塑料光纖電力抄表通信模塊，包括光收發(fā)器件、光驅(qū)動(dòng)電路、終端通信模塊和電源模塊；所述光收發(fā)器件包括光發(fā)射器和光敏器件，光敏器件與終端通信模塊和用于進(jìn)行信號(hào)放大并驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器工作的光驅(qū)動(dòng)電路連接，光驅(qū)動(dòng)電路與光發(fā)射器連接，所述光驅(qū)動(dòng)電路還與終端通信模塊連接，終端通信模塊連接有表計(jì)，所述電源模塊分別與光收發(fā)器件和光驅(qū)動(dòng)電路連接。
[0007]所述電源模塊包括與光驅(qū)動(dòng)電路連接的交流電源模塊，及與光收發(fā)器件連接的直流電源模塊。
[0008]所述終端通信模塊包括RS485電平轉(zhuǎn)換芯片和RS485接口。
[0009]所述終端通信模塊包括RS232電平轉(zhuǎn)換芯片和RS232接口。
[0010]一種塑料光纖電力抄表通信系統(tǒng)，包括集中器、塑料光纖采集器和N個(gè)塑料光纖電力抄表通信模塊，其中N ^ 2 ;所述塑料光纖采集器輸出端與第I個(gè)塑料光纖電力抄表通信模塊光敏器件連接，第I個(gè)塑料光纖電力抄表通信模塊光發(fā)射器依次串聯(lián)連接第2至第N個(gè)塑料光纖電力抄表通信模塊，第N個(gè)塑料光纖電力抄表通信模塊的光發(fā)射器與塑料光纖采集器的輸入端連接構(gòu)成閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型結(jié)合塑料光纖在電力行業(yè)應(yīng)用的具體需求，開發(fā)出了一種無CPU基于塑料光纖的新型電力抄表通信模塊，包括光收發(fā)器件、光驅(qū)動(dòng)電路和終端通信模塊，光收發(fā)器件用于連接塑料光纖同外界進(jìn)行通信，光驅(qū)動(dòng)電路用于放大信號(hào)和驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器工作，通過終端通信模塊可以將信號(hào)發(fā)送給表計(jì)，表計(jì)數(shù)據(jù)也可以經(jīng)終端通信模塊后通過光發(fā)送器件向外發(fā)送，實(shí)現(xiàn)信息交互，電力抄表通信模塊光收發(fā)器件收到的數(shù)據(jù)既可以通過表計(jì)顯示，也可以經(jīng)光驅(qū)動(dòng)電路放大后通過光收發(fā)器件向外發(fā)送，使每個(gè)模塊自身都具備了自動(dòng)中繼功能。
[0012]本系統(tǒng)通過采用單相單環(huán)路通訊方式組網(wǎng)，將多個(gè)塑料光纖電力抄表通信模塊串聯(lián)，采用連接電路取代CPU處理的方式進(jìn)行單位節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)，電力抄表通信模塊具備了自動(dòng)中繼功能，通過特有的自動(dòng)有源中繼功能，有效地解決了傳統(tǒng)方式下通信距離約束問題，使塑料光纖的通訊距離得到了大幅的提高，因此具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可推廣性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型通信模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型通信模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下通過附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)描述:
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型的基于自動(dòng)中繼技術(shù)的塑料光纖電力抄表通信模塊，包括光收發(fā)器件、光驅(qū)動(dòng)電路Q、終端通信模塊和電源模塊；所述光收發(fā)器件包括光發(fā)射器TO和光敏器件R0，光敏器件與終端通信模塊和用于進(jìn)行信號(hào)放大并驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器工作的光驅(qū)動(dòng)電路連接，光驅(qū)動(dòng)電路與光發(fā)射器連接，所述光驅(qū)動(dòng)電路還與終端通信模塊連接，終端通信模塊連接有表計(jì)，所述電源模塊分別與光收發(fā)器件和光驅(qū)動(dòng)電路連接.[0017]所述光收發(fā)器件包括并列設(shè)置的光發(fā)射器和光敏器件，其中光發(fā)射器主要作用是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)向光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，而光敏器件主要作用是實(shí)現(xiàn)光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。光收發(fā)器件用于連接塑料光纖同外界進(jìn)行通信，包括發(fā)射和接收兩個(gè)接口。
[0018]所述終端通信模包括RS485電平轉(zhuǎn)換芯片或者RS232電平轉(zhuǎn)換芯片，終端通信口為RS232、RS485接口，其中RS232接口為預(yù)留接口。如圖1所示，圖中通信接口為485的A、B兩管腳和預(yù)留的232正負(fù)兩根管腳R、T0
[0019]所述電源模塊包括220V交流和12V直流兩部分(12V直流為預(yù)留部分，提供正負(fù)兩個(gè)電源接口)，直流部分為光收發(fā)器件供電，220V交流通過兩個(gè)外置的管腳取電，經(jīng)過變壓、整流后轉(zhuǎn)換為+5V直流為驅(qū)動(dòng)電路供電。
[0020]如圖1所示，光敏器件RO接收到信號(hào)，一方面通過連接電路發(fā)送給終端通信模塊；另一方面通過驅(qū)動(dòng)電路Q對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大并驅(qū)動(dòng)TO向下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送。
[0021]如圖2所示，一種塑料光纖單芯串聯(lián)組網(wǎng)通信系統(tǒng)，包括光收發(fā)頭1、光收發(fā)頭2、光收發(fā)頭3、光收發(fā)頭4和塑料光纖集線器及集中器；所述塑料光纖采集器輸出端與光收發(fā)頭I的光敏器件連接，光收發(fā)頭I的光發(fā)射器與光收發(fā)頭2的光敏器件連接，光收發(fā)頭2的光發(fā)射器與光收發(fā)頭3的光敏器件連接，光收發(fā)頭3的光發(fā)射器與光收發(fā)頭4的光敏器件連接，光收發(fā)頭I的光發(fā)射器與光收發(fā)頭2的光敏器件與塑料光纖采集器的輸入端連接構(gòu)成閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)。所述光收發(fā)頭I與所述光收發(fā)頭2進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，光收發(fā)頭2與所述光收發(fā)頭3進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，所述光收發(fā)頭3與所述光收發(fā)頭4進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，通過所述塑料光纖集線器構(gòu)成閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)。
[0022]上述光收發(fā)頭的傳輸路徑包括以下兩種:(上游模塊)一Rl — R—(表計(jì))—T — Q — Tl —(下游模塊)和(上游模塊)一Rl — Q — Tl —(下游模塊)；當(dāng)線路中有某個(gè)表計(jì)出現(xiàn)故障時(shí)，其傳輸路徑為:(上游模塊)一Rl — Q — Tl —(下游模塊)。其中，R、T分別表示RS232接口的接收端口和發(fā)送端口。
[0023]以上電力設(shè)計(jì)方案巧妙地避開了傳統(tǒng)的CPU處理方式，提高了模塊的可靠性；實(shí)現(xiàn)了模塊的自動(dòng)中繼功能，有效的解決了塑料光纖單位節(jié)點(diǎn)通信距離約束問題，并進(jìn)一步提高了通信組網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0024]本實(shí)用新型的塑料光纖電力抄表通信系統(tǒng)是在總結(jié)傳統(tǒng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的，其突出特點(diǎn)就是在單環(huán)路網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)中繼功能。
[0025]塑料光纖電力抄表通信系統(tǒng)的傳輸路徑為:
[0026]在正常狀態(tài)下，主站通信單元向環(huán)路發(fā)送測試指令，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)暢通性。指令按照(主站通信單元)一Rl —(表計(jì)I)— Tl — R2 —(表計(jì)2)— T2 — R3 —(表計(jì)3)— T3 — R4 —(表計(jì)4) — T4 —(主站通信單元)的方式閉環(huán)傳輸。
[0027]在環(huán)路某個(gè)表計(jì)故障的情況下(如表計(jì)2)，自動(dòng)中繼功能發(fā)揮作用，指令按照主站通信單元)一Rl —(表計(jì))一Tl — R2 — T2 — R3 —(表計(jì))一T3 — R4 —(表計(jì))一T4 —(主站通信單元)的方式閉環(huán)傳輸。此類組網(wǎng)方式，使網(wǎng)絡(luò)具有良好的可拓展性，增加、減少或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)快速方便。
[0028]本實(shí)用新型提供的塑料光纖通信模塊，實(shí)現(xiàn)了單芯環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并使每個(gè)模塊自身都具備了自動(dòng)中繼的功能，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；同時(shí)，采用連接電路取代CPU處理的方式，有效地解決了傳統(tǒng)方式下通信距離受限的問題。
[0029]需要聲明的是，本實(shí)用新型內(nèi)容及【具體實(shí)施方式】意在證明本實(shí)用新型所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請(qǐng)待批的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種塑料光纖電力抄表通信模塊，其特征在于，包括光收發(fā)器件、光驅(qū)動(dòng)電路、終端通信模塊和電源模塊；所述光收發(fā)器件包括光發(fā)射器和光敏器件，光敏器件與終端通信模塊和用于進(jìn)行信號(hào)放大并驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器工作的光驅(qū)動(dòng)電路連接，光驅(qū)動(dòng)電路與光發(fā)射器連接，所述光驅(qū)動(dòng)電路還與終端通信模塊連接，終端通信模塊連接有表計(jì)，所述電源模塊分別與光收發(fā)器件和光驅(qū)動(dòng)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力抄表通信模塊，其特征在于，所述電源模塊包括與光驅(qū)動(dòng)電路連接的交流電源模塊，及與光收發(fā)器件連接的直流電源模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力抄表通信模塊，其特征在于，所述終端通信模塊包括RS485電平轉(zhuǎn)換芯片和RS485接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力抄表通信模塊，其特征在于，所述終端通信模塊包括RS232電平轉(zhuǎn)換芯片和RS232接口。
5.一種以權(quán)利要求1通信模塊組網(wǎng)形成的塑料光纖電力抄表通信系統(tǒng)，其特征在于，包括集中器、塑料光纖采集器和N個(gè)塑料光纖電力抄表通信模塊，其中N ^ 2 ;所述塑料光纖采集器輸出端與第I個(gè)塑料光纖電力抄表通信模塊光敏器件連接，第I個(gè)塑料光纖電力抄表通信模塊光發(fā)射器依次串聯(lián)連接第2至第N個(gè)塑料光纖電力抄表通信模塊，第N個(gè)塑料光纖電力抄表通信 模塊的光發(fā)射器與塑料光纖采集器的輸入端連接構(gòu)成閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)。
【文檔編號(hào)】G08C23/06GK203689685SQ201320839805
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】王海 申請(qǐng)人:陜西盤庚能源技術(shù)有限公司