一種電力線載波中繼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力線載波中繼器。
【背景技術(shù)】
[0002]電力線載波技術(shù)，由于采用電力線作為傳輸介質(zhì)，因此不需要布線，也不需要網(wǎng)線投資，是一種性價(jià)比較好的中短距離通訊網(wǎng)絡(luò)。但是，電力線信號(hào)的傳輸收到電力線上連接的設(shè)備以及電力線上的噪聲的很大影響，導(dǎo)致傳輸距離不能太遠(yuǎn)，通訊可靠性低、傳輸效率低(由于失敗的傳輸而需要重傳)的問(wèn)題。目前采用的自動(dòng)路由等技術(shù)基本可以解決傳輸距離近的問(wèn)題，但是存在長(zhǎng)傳輸延時(shí)、調(diào)試復(fù)雜等問(wèn)題。此外，由于這種自動(dòng)路由技術(shù)的各個(gè)載波節(jié)點(diǎn)決定是否轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)包在調(diào)試時(shí)即已經(jīng)確定，而網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨著電力線上設(shè)備的開(kāi)關(guān)及運(yùn)行狀況處于不斷的調(diào)整中，導(dǎo)致通訊存在很大不確定性。采用OFDM技術(shù)可以有效解決在強(qiáng)噪聲環(huán)境中可靠接收信號(hào)的問(wèn)題，然而即使如此，通常也只能用于300米之內(nèi)的距離，在惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下(比如電力線上串聯(lián)有感性阻抗負(fù)載或并聯(lián)有容性阻抗負(fù)載)，實(shí)際通訊距離更短。更嚴(yán)重的是，如果線路上存在以感性互感器為測(cè)量元件的電能表，則通訊信號(hào)會(huì)被電能表大量衰減，使得跨越電能表的電力線載波通訊成為一個(gè)大問(wèn)題，這極大地影響了電力線載波技術(shù)的推廣應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型為克服上述的不足之處，目的在于提供一種電力線載波中繼器，該裝置為一個(gè)電力線載波信號(hào)接收、發(fā)送及轉(zhuǎn)發(fā)模塊組成的電子裝置，可以消除使用感性傳感器的電能表對(duì)OFDM等電力線通訊信號(hào)衰減引起的通訊失效問(wèn)題，并且增加電力線載波通訊的距離，擴(kuò)大了電力線載波技術(shù)的使用范圍。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種電力線載波中繼器，包括:MCU板、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線、電源、電力貓A、電力貓B、接線端子A、接線端子B、開(kāi)關(guān)、電感、電力導(dǎo)線、底板、外殼；來(lái)自單相電力線上的載波通訊信號(hào)通過(guò)中繼器內(nèi)部的2針接線端子A/B進(jìn)入電力貓A/B，電力貓A/B把接收到的通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線發(fā)送給MCU板，MCU板把該包原封不動(dòng)地通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線發(fā)送給電力貓B/A，電力貓B/A把該數(shù)據(jù)包調(diào)制成載波通訊信號(hào)并且通過(guò)輸出端子B/A發(fā)送給電力線；電源通過(guò)電力導(dǎo)線與接線端子A連接，電源與MCU板連接；電感一端通過(guò)電力導(dǎo)線連于接線端子A，另一端連于開(kāi)關(guān)；開(kāi)關(guān)分別與接線端子A、接線端子B連接；MCU板、電源、電力貓A、電力貓B、接線端子A、接線端子B、開(kāi)關(guān)、電感固定在底板上；底板通過(guò)銅柱及螺帽固定于外殼。
[0005]作為優(yōu)選，所述的MCU板為PCB組件，包括PCB板、ARM核心板、以太網(wǎng)絡(luò)控制芯片、網(wǎng)絡(luò)連接器、電源穩(wěn)壓電路、電源接線端子、電源開(kāi)關(guān);ARM核心板通過(guò)系統(tǒng)總線與以太網(wǎng)絡(luò)控制芯片連接；以太網(wǎng)絡(luò)控制芯片與網(wǎng)絡(luò)連接器連接；電源接線端子與電源開(kāi)關(guān)連接，電源開(kāi)關(guān)與電源穩(wěn)壓電路連接；電源穩(wěn)壓電路分別與ARM核心板、以太網(wǎng)絡(luò)控制芯片連接；ARM核心板、以太網(wǎng)控制芯片、網(wǎng)絡(luò)連接器、電源穩(wěn)壓電路、電源接線端子、電源開(kāi)關(guān)固定在PCB板上。
[0006]作為優(yōu)選，所述的ARM核心板為集成了 MCU、FLASH存儲(chǔ)器、SDRAM、系統(tǒng)時(shí)鐘、復(fù)位電路外設(shè)的32位ARM核心板。
[0007]作為優(yōu)選，所述的以太網(wǎng)絡(luò)控制芯片及網(wǎng)絡(luò)連接器各有兩個(gè)。
[0008]作為優(yōu)選，所述的開(kāi)關(guān)為4端切換開(kāi)關(guān)；所述的接線端子A、接線端子B為2針接線端子。
[0009]作為優(yōu)選，所述的電感為高頻阻隔電感。
[0010]作為優(yōu)選，所述的電源為5V AC-DC直流電源，電源的輸出端與MCU板的電源接線端子連接；電源通過(guò)螺栓和螺帽固定在底板上。
[0011]作為優(yōu)選，所述的開(kāi)關(guān)通過(guò)電力導(dǎo)線分別與接線端子A、接線端子B及高頻阻隔電感連接。
[0012]作為優(yōu)選，所述的外殼一側(cè)開(kāi)有方孔，用以暴露接線端子A、接線端子B及開(kāi)關(guān)把手。
[0013]作為優(yōu)選，所述的底板厚度為2mm。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果在于:(I)可以使得電力線通訊技術(shù)應(yīng)用在安裝有多個(gè)電能表的電力線上；(2)可以非常簡(jiǎn)單地增加電力線載波通訊的距離，而不需要復(fù)雜的調(diào)試；
(3)可以通過(guò)電力線通訊來(lái)消除使用感性傳感器的電能表對(duì)OFDM信號(hào)衰減的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型物理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型MCU模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是延長(zhǎng)通訊距離示意圖；
[0018]圖4是消除電能表或類似裝置對(duì)通訊影響的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于此:
[0020]實(shí)施例:如圖1所示，一種電力線載波中繼器結(jié)構(gòu)由MCU板、5V AC-DC直流電源、2針接線端子A、電力貓A、2針接線端子B、電力貓B、一個(gè)4端切換開(kāi)關(guān)、一個(gè)高頻隔離電感、鋁合金底板、硅鋼外殼、大電流電力導(dǎo)線及標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線組成。
[0021]MCU板通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線分別連接到電力貓A和電力貓B ;電力貓A通過(guò)額定電流為2A的2根電力導(dǎo)線分別連接到2針接線端子A的端子I和端子2 ;電力貓B通過(guò)額定電流為2A的2根電力導(dǎo)線分別連接到2針接線端子B的端子I和端子2 ;5V AC-DC直流電源通過(guò)額定電流為2A的2根電力導(dǎo)線分別連接到2針接線端子A的端子I和端子2 ;2針接線端子A的端子I使用電力導(dǎo)線連接到高頻隔離電感的一端，高頻隔離電感的另一端連接到切換開(kāi)關(guān)的端子I ;2針接線端子A的端子2使用電力導(dǎo)線連接到切換開(kāi)關(guān)的端子2 ;切換開(kāi)關(guān)的端子4和3分別使用電力導(dǎo)線連接到2針接線端子B的端子I和2 ;5V直流電源的輸出連接到MCU板的電源接線端子為其供電。
[0022]2針接線端子A的I端接LI，2端接NI，LI為火線，NI為零線。2針接線端子B的I端接L2，2端接N2，L2為火線，N2為零線。
[0023]鋁合金底板厚度為2mm，它以及其上安裝的部件組成的組件用銅柱、鏍帽固定在硅鋼外殼的機(jī)殼上。娃鋼外殼的一側(cè)開(kāi)方孔，用來(lái)暴露出2針接線端子A、B以及開(kāi)關(guān)C的把手。
[0024]來(lái)自單相電力線上的載波通訊信號(hào)通過(guò)中繼器內(nèi)部的2針接線端子A/B進(jìn)入電力貓A/B，電力貓A/B把接收到的通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線發(fā)送給MCU板，MCU板把該包原封不動(dòng)地通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線發(fā)送給電力貓B/A，電力貓B/A把該數(shù)據(jù)包調(diào)制成載波通訊信號(hào)并且通過(guò)輸出端子B/A發(fā)送給電力線。
[0025]端子A的L1/N1和端子B的L2/N2之間有切換開(kāi)關(guān)和載波尚頻隔尚電感。當(dāng)開(kāi)關(guān)C為ON時(shí)，LI通過(guò)電感連接到L2，NI直接連接到N2 ；當(dāng)開(kāi)關(guān)C為OFF時(shí)，LI同L2斷路，NI同N2斷路。
[0026]當(dāng)電感接入到LI和L2之間時(shí)，來(lái)自L1/N1的載波信號(hào)會(huì)被電感吸收而衰減，因此L2/N2上只有很小中繼前的信號(hào)和很大的中繼后重新建立的信號(hào)；同理，來(lái)自L2/N2的信號(hào)也被電感吸收而衰減因此在L1/N1上只有很小的中繼前信號(hào)和很大的中繼后重新建立的信號(hào)。這樣就消除了中繼器轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)受到到中繼前信號(hào)干擾的狀況。
[0027]當(dāng)有高阻抗負(fù)載衰減信號(hào)時(shí)，不接入電感(開(kāi)關(guān)C為0FF)，而利用該負(fù)載的衰減能力消除掉中繼器轉(zhuǎn)發(fā)后的信號(hào)受到增強(qiáng)前信號(hào)干擾的狀況。
[0028]其中，所述的MCU板如圖2所示，MCU板為一個(gè)PCB組件，通過(guò)銅柱和螺帽及其上的直徑為3.5mm的4個(gè)安裝孔安裝在鋁合金底板上。MCU板包括32位ARM核心板、2個(gè)以太網(wǎng)控制器芯片以及2個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)連接器、電源穩(wěn)壓電路、電源接線端子、電源開(kāi)關(guān)和安裝和連接這些部件的PCB板。ARM核心板通過(guò)系統(tǒng)總線連接到2個(gè)以太網(wǎng)控制器芯片；電源穩(wěn)壓電路把外部5V電源調(diào)整成穩(wěn)定的3.3V和5V電壓，然后把3.3V提供給以太網(wǎng)控制器芯片及