專利名稱：一種電力線載波電能表及通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力線載波電能表及其通訊方法，屬電能表電力線載波通 訊制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前電能表在自動抄表功能的實現(xiàn)上通常采用RS485等專線通訊方式，即 電能表數(shù)據(jù)通訊為專線，電能表與主站之間用電信息的交換也通過專線通訊方 式進(jìn)行，這種專線通訊方式，必須要另布線路、投資大，對線路的后期維護(hù)費 用也較大，而且線路稍有損壞，就會影響信號的傳輸和交換。傳統(tǒng)的電力線載 波一般只選用一個載波頻點，電能表的網(wǎng)絡(luò)ID在出廠時設(shè)定，表計安裝完成后 由人工在主站將其加入網(wǎng)絡(luò)，而本發(fā)明的主要特點是 一是利用遍布城鄉(xiāng)的電 力線作為通信網(wǎng)絡(luò)，不需另外布線，成本低，維護(hù)方便。二是采用多個載波頻 率，能最大限度地克服電力線上的各種干擾，提高通信可靠性，同時采用多路 載波偵聽，實現(xiàn)自適應(yīng)通信，做到即插即用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的利用遍布城鄉(xiāng)的電力線作為電能表與主站數(shù)據(jù)的交換網(wǎng)， 利用該網(wǎng)接收主站發(fā)送的指令，并根據(jù)該指令能夠?qū)⑵溥\行數(shù)據(jù)通過電力線網(wǎng) 絡(luò)發(fā)送給主站的電能表及其通訊方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一是利用現(xiàn)有的電力線網(wǎng)絡(luò)作為主站與用戶 之間的信息發(fā)射網(wǎng)與接收網(wǎng)；二是電能表的通訊電路從電力線網(wǎng)絡(luò)上接收到信 號，經(jīng)過電能表雙向通訊電路中多載波頻率解調(diào)后，輸入給多功能專用集成電 路(或CPU或MCU或DSP)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存貯；多功能專用集成電路(或 CPU或MCU或DSP)將已經(jīng)處理過的用電信息按從電力線網(wǎng)絡(luò)上接收的指令， 經(jīng)多載波頻率調(diào)制后，由電力線網(wǎng)絡(luò)通過多載波頻率將電能表數(shù)據(jù)信息傳送至
主站。其技術(shù)方案1、利用電力線網(wǎng)絡(luò)制作多載波頻率的電能表的通訊方法，(1)電能表中電能計量電路所產(chǎn)生的電能信號輸入電能表中的多功能專用集成 電路(或CPU或MCU或DSP)進(jìn)行處理、存貯；(2)主站通過電力線網(wǎng)絡(luò)與 電能表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；(3)電能表的執(zhí)行機(jī)構(gòu)受控于自身軟件的編程指令或受 控于主站通過電力線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的指令；(4)電能表至少由雙向通訊電路、多功 能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)、電能計量電路、顯示器及電源電路 構(gòu)成。2、利用電力線網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)的電能表，至少由雙向通訊電路、多功能專 用集成電路(或CPU或MCU或DSP)、電能計量電路、顯示器及電源電路構(gòu)成， 雙向通訊電路通過多載波頻率從電力網(wǎng)絡(luò)接收到的信號經(jīng)多載波頻率解調(diào)后接 多功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)，電能計量電路接多功能專用集 成電路(或CPU或MCU或DSP)的信號接口，多功能專用集成電路(或CPU 或MCU或DSP)的數(shù)顯信號接口接顯示器的信號輸入端、用電信息信號的接口 接雙向通訊電路中的多載波頻率調(diào)制電路，經(jīng)多載波頻率調(diào)制后，其信號經(jīng)雙 向調(diào)諧器調(diào)諧后通過多載波頻率經(jīng)電力線網(wǎng)絡(luò)將信號發(fā)出。本發(fā)明的有益效果是與背景技術(shù)相比，利用電力線網(wǎng)絡(luò)作為雙向通訊的 公用網(wǎng)，具有成本低，可靠性高，使用范圍廣；采用多載波頻率通訊方法設(shè)計 的電能表，可通過電力線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)電能表與主站之間信息的雙向傳輸。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明的原理框圖。 圖2是本發(fā)明的原理示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是如圖1和圖2所示，利用多載波頻率制作的 電能表的通訊方法，(1)電能表中電能計量電路所產(chǎn)生的電能信號輸入電能表
中的多功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存貯；(2) 主站通過電力線網(wǎng)絡(luò)與電能表進(jìn)行信息交換；(3)電能表的執(zhí)行機(jī)構(gòu)受控于自 身軟件的編程指令或受控于主站通過電力線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射的指令；(4)電能表至少 由雙向通訊電路、多功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)、電能計量電 路、顯示器及電源電路構(gòu)成。電能表中的用電信息與主站的數(shù)據(jù)交換均通過電 力線網(wǎng)絡(luò)，電能表接收的指令是由主站通過電力線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射，電能表發(fā)射的指 令是通過電力線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至主站。利用電力線網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)的電能表，至少由 雙向通訊電路、多功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)、電能計量電路、 顯示器及電源電路構(gòu)成，雙向通訊電路從電力線網(wǎng)絡(luò)接收到的模擬信號經(jīng)多載 波頻率解調(diào)電路解調(diào)為數(shù)字信號后接多功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)，電能計量電路接多功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)的信號 接口，多功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)的數(shù)顯信號接口接顯示 器的信號輸入端，用電信息信號的接口接雙向通訊電路中的多載波頻率調(diào)制電 路，經(jīng)多載波頻率調(diào)制后，其信號經(jīng)雙向調(diào)諧器調(diào)諧后通過電力線網(wǎng)將信號發(fā) 出。雙向通訊電路由多載波頻率調(diào)制電路、多載波頻率解調(diào)電路及雙向調(diào)諧器 構(gòu)成，多載波頻率調(diào)制電路接收來自多功能專用集成電路(或CPU或MCU或 DSP)的用電信息信號，經(jīng)多載波頻率調(diào)制后，經(jīng)雙向調(diào)諧器調(diào)諧后通過電力 線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至主站；多載波頻率解調(diào)電路通過雙向調(diào)諧器接收來自電力線網(wǎng)絡(luò) 的信號，經(jīng)多載波頻率解調(diào)后，將其信號發(fā)送至多功能專用集成電路(或CPU 或MCU或DSP)。多載波頻率調(diào)制電路由串/并變換電路、信號映射、多載波頻 率調(diào)制、D/ALPF電路組成；多載波頻率解調(diào)電路由并/串變換電路、信號映射、 抽頭均衡器、多載波頻率解調(diào)、LPFA/D電路組成及載波恢復(fù)電路組成。工作原 理如下主站將所要索取的電能表運行數(shù)據(jù)及控制指令通過電力線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射， 電能表中的雙向通訊電路中的多載波頻率解調(diào)電路接收到此指令后，將模擬信
號解調(diào)為數(shù)字信號后輸入給多功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)，多 功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)中的軟件指令按照所接收的指令， 將存貯在存儲器中的用電信息從存儲器中調(diào)出，按照指令通過多載波頻率調(diào)制 電路將數(shù)字信號調(diào)制為模擬信號后，經(jīng)雙向通訊電路中的雙向調(diào)諧器調(diào)諧后再 通過電力線網(wǎng)絡(luò)發(fā)出，主站通過電力線網(wǎng)絡(luò)即可接收到所要的用電信息，并對 欠費、超載等等未按主站規(guī)定要求運行的用戶通過電能表中的控制機(jī)構(gòu)自動切 斷其電能供給。本設(shè)計中的電能表初次接入電網(wǎng)后即采用多路載波偵聽，偵測 網(wǎng)絡(luò)上現(xiàn)在是否存在通信，如網(wǎng)絡(luò)空閑，即向主站發(fā)出注冊申請，主站收到注 冊申請后，即為其分配一網(wǎng)絡(luò)ID號，電能表收到后即將其保存到存儲器中，作 為其在網(wǎng)絡(luò)中的身份標(biāo)識和主站進(jìn)行雙向通信。利用多載波頻率同時收發(fā)特點 是當(dāng)某一頻率受到干擾時，其它頻率仍能保持正常通信，從而確保通信的正 常進(jìn)行。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)干擾告別大時，則自動廣播查找能和主站通信的節(jié)點，通過該 節(jié)點中繼實現(xiàn)和主站之間的通信，極大地提高了電力線載波的通信成功率。電 能表中的電能計量電路所產(chǎn)生的電能信號輸入至多功能專用集成電路(或CPU 或MCU或DSP)的信號輸入端，經(jīng)其處理后存入存儲器以備索取。顯示器功能 是顯示電能表運行的有關(guān)用電數(shù)據(jù)，以便用戶及主站人員觀察。紅外通信口的功能是便于主站人員通過紅外遙控的方式指令電能表中存貯的用戶信息顯 示在顯示器的屏幕上。電源電路的功能是為其它電路提供能量，確保其正常工作。電能表中的多功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)中的用電指 令的接收、電量檢測、時段切換、時鐘調(diào)整、電量運行運算、存貯以及用電數(shù) 據(jù)的發(fā)送等等均編有軟件且固化在硬件中，此技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，不作敘述。多 功能專用集成電路(或CPU或MCU或DSP)中含有存儲器，也可外接存儲器。
權(quán)利要求
1. 一種電力電能表的通訊方法，電能表中電能計量電路所產(chǎn)生的電能信號輸入電能表中的多功能專用集成電路或CPU或MCU或DSP數(shù)據(jù)處理控制器進(jìn)行處理、存貯，其特征是電能表中的雙向通訊電路在電能表自身軟件的編程指令下或根據(jù)接收到的主站指令，電能表中的計量電路所產(chǎn)生的電能信號利用多載波頻率通過電力線網(wǎng)發(fā)送至主站，主站的指令通過電力線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至電能表。
2、 一種通過電力線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的電能表，其特征是至少由雙向通訊電路、多功能專用集成電路或CPU或MCU或DSP數(shù)據(jù)處理控制器、電能計 量電路、顯示電路及電源電路構(gòu)成，雙向通訊電路從電力線網(wǎng)絡(luò)接收到的信號 經(jīng)其多載波頻率解調(diào)電路解調(diào)后接多功能專用集成電路或CPU或MCU或DSP 數(shù)據(jù)處理控制器，電能計量電路接多功能專用集成電路或CPU或MCU或DSP 數(shù)據(jù)處理控制器的信號接口 ，多功能專用集成電路或CPU或MCU或DSP數(shù)據(jù) 處理控制器的數(shù)顯信號接口接顯示器的信號輸入端、用電信息信號的接口接雙 向通訊電路中的多載波頻率調(diào)制電路，經(jīng)多載波頻率調(diào)制后，其信號經(jīng)雙向調(diào) 諧器調(diào)諧后通過電力線網(wǎng)絡(luò)將其發(fā)出。
全文摘要
一種電力線載波電能表及其通訊方法，至少由雙向通訊電路、多功能專用集成電路或CPU或MCU或DSP數(shù)據(jù)處理控制器、電能計量電路、顯示電路及電源電路構(gòu)成。利用電力線作為雙向通訊的電能表公用網(wǎng)，具有成本低、傳輸數(shù)據(jù)實時性好，可靠高等優(yōu)點，采用多載波頻率通訊方法設(shè)計的電能表，可實現(xiàn)電能表與主站之間的雙向通訊。
文檔編號G08C19/16GK101211503SQ200610161549
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者尹建豐 申請人:江蘇林洋電子有限公司