CN206712785U - 一种宽带电力线载波采集器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽带电力线载波采集器，包括单片机、接口电路、宽带电力线载波控制器、发送滤波器，接收滤波器和耦合器，单片机分别与接口电路以及宽带电力线载波控制器连接，宽带电力线载波控制器分别与发送滤波器以及接收滤波器连接，发送滤波器和接收滤波器还都与耦合器连接。本实用新型的采集器采用宽带电力线载波技术与集中器进行通信，具有载波速率快，抗干扰能力强的优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及用电系统采集领域，尤其涉及一种宽带电力线载波采集器。
背景技术
采集器是用电信息采集系统的重要组成部分，具有体积小，安装方便的特点，采集器能与电能表进行通信，是采集非智能电能表(主要是RS-485电能表)用电信息的采集设备。采集器与集中器之间的通信方式有电力线载波、微功率无线、塑料光纤等。
目前，大多数的采集器与集中器之间是采用窄带电力线载波通信，由于窄带电力线载波通信存在通信速率低、抗干扰能力差的缺点，在用电信息采集系统中的作用越来越小，逐渐不适用于现阶段用电信息采集系统通信的需求。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种宽带电力线载波采集器，以解决窄带电力线载波通信速率低，抗干扰能力差的现有技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种宽带电力线载波采集器，包括单片机、接口电路、宽带电力线载波控制器、发送滤波器，接收滤波器和耦合器，单片机分别与接口电路以及宽带电力线载波控制器连接，宽带电力线载波控制器分别与发送滤波器以及接收滤波器连接，发送滤波器和接收滤波器还都与耦合器连接。
进一步地，接口电路为接口电路，包括串口接收电平转换电路和串口发送电平转换电路，串口接收电平转换电路和串口发送电平转换电路分别与单片机的数据发送引脚和数据接收引脚连接。
进一步地，宽带电力线载波采集器还包括红外收发器，红外收发器包括红外发送电路和红外接收电路，红外发送电路和红外接收电路分别与单片机的红外数据接收端和红外数据发送端连接。
进一步地，宽带电力线载波采集器还包括指示电路，指示电路包括红绿双色发光二极管LED1、红色发光二极管LED2、限流电阻R42、限流电阻R43和限流电阻R49，红绿双色发光二极管LED1中绿色二极管负极与单片机的引脚连接，绿色二极管正极与电阻R42一端连接，红色发光二极管负极与单片机的引脚27连接，绿色二极管正极与电阻R49一端连接，电阻R42和电阻R49的另一组都与电源连接，红色发光二极管LED2一端与单片机的引脚连接，另一端与电阻R43连接，限流电阻R43的另一端与电源连接。
进一步地，发送滤波器和接收滤波器均为无源滤波器。
本实用新型的一种宽带电力线载波采集器采用宽带电力线载波技术与集中器通信，具有信号传输速率高，抗干扰能力强的优点。宽带电力线载波采集器具有红外收发器，能够通过红外进行参数设置与数据查询，方便采集器的维护和管理。宽带电力线载波采集器具有指示电路，通过指示电路指示灯可以观察采集器的通信状态以及设备状态，方便采集器的现场维护。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型优选实施例的一种宽带电力线载波采集器整体结构图；
图2是本实用新型优选实施例的单片机原理图；
图3是本实用新型优选实施例的RS-485接口电路图；
图4是本实用新型优选实施例的红外收发器电路图；
图5是本实用新型优选实施例的宽带电力线载波控制器原理图；
图6是本实用新型优选实施例的发送滤波器电路图；
图7是本实用新型优选实施例的接收滤波器电路图；
图8是本实用新型优选实施例的耦合器电路图；
图9是本实用新型优选实施例的电源电路图；
图10是本实用新型优选实施例的指示电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本实用新型提出了一种宽带电力线载波采集器，参见图1，包括单片机1、接口电路、宽带电力线载波控制器2、发送滤波器3、接收滤波器4和耦合器5，单片机1分别与接口电路以及宽带电力线载波控制器2连接，宽带电力线载波控制器2分别与发送滤波器3以及接收滤波器4连接，发送滤波器3和接收滤波器4还都与耦合器5连接。
参见图2和图3，本实用新型使用的是瑞萨公司的R7F0C90282单片机，单片机1的引脚20(P14/RxD2/)与接口电路的发送端RXD_485连接，引脚21(P13/TxD2/SO20)端与接口电路的接收端TXD_485连接，单片机1通过接口电路与电能表连接，采集电能表的数据。单片机1采集的数据在通过电力线载波发送给集中器之前需要进行调制解调，参见图5，本实用新型实施例选用的宽带电力线载波控制器2是美国高通公司的符合Homeplug标准的QCA7000芯片。单片机1的引脚22(P12/SO00/TxD0)与宽带电力线载波控制器2的引脚14(SERIAL_IO[4])引脚连接，单片机1的引脚23(P11/S100/RxDO)与宽带电力线载波控制器2的引脚15(SERIAL_IO[3])引脚连接，单片机1由此将信号传输给宽带电力线载波控制器2。参见图6，宽带电力线载波控制器2通过引脚33(TXOUT_P)引脚以及引脚32(TXOUT_N)引脚与发送滤波器3连接，发送滤波器3将宽带电力线载波控制器2发送过来的载波调制信号进行滤波后传输给耦合器5。参见图8，耦合器5将宽带电力线载波控制器2发送的经过滤波的调制信号耦合至电力线上，完成调制信号的发送。耦合器5还用于接收电力线上的宽带电力线载波并耦合至接收滤波器4。参见图7，接收滤波器4滤除电力线上的干扰信号后将有利于宽带电力线控制器解调的信号发送至宽带电力线载波控制器2，宽带电力线载波控制器2将解调后的信号传输给单片机1，完成数据的接收过程。参见图9，电源电路为整个电路提供稳定可靠的供电电源。电源电路主要有三部分组成，第一部分由压敏电阻RV1、热敏电阻RT1、电感L14、电感L13、变压器T1、整流桥堆BR1、瞬变抑制器V3、电解电容C8组成，其功能是将220V交流电压经降压、整流、滤波后得到15V直流电压。第二部分由线性稳压电源V2和电解电容C9组成，其功能是将15V电压降压输出5V电压供给RS-485电路。第三部分主要是以DC-DC开关电源芯片D1为核心将15V电压降压输出3.3V电压供给微控制器、宽带电力线载波控制器2等电路。本实用新型实施例采用宽带电力线载波技术与集中器通信，有效的解决了窄带电力线载波传输速度慢，抗干扰能力弱的缺点。
进一步地，参见图2，接口电路为RS-485接口电路7，包括串口接收电平转换电路和串口发送电平转换电路，串口接收电平转换电路和串口发送电平转换电路分别与单片机1的数据发送引脚和数据接收引脚连接。RS-485接口电路7将单片机1的UART转换为RS-485，通过RS-485采集RS-485电能表的数据。使用RS-485方式可以采集大部分非智能RS-485电能表的数据，且具有数据传输快，数据传输稳定的优点。
进一步地，参见图4，宽带电力线载波采集器还包括红外收发器6，红外收发器6包括红外发送电路和红外接收电路，红外发送电路和红外接收电路分别与单片机1的红外数据接收端和红外数据发送端连接。通过红外接收端与红外发送端与单片机1进行数据传输，可以使操作者通过红外的方式对采集器的参数进行设置以及对采集器的数据进行查询，方便采集器的维护和管理。
进一步地，参见图10，宽带电力线载波采集器还包括指示电路8，指示电路8包括红绿双色发光二极管LED1、红色发光二极管LED2、限流电阻R42、限流电阻R43和限流电阻R49，所述红绿双色发光二极管LED1中绿色二极管负极与单片机1的引脚连接，绿色二极管正极与电阻R42一端连接，红色发光二极管负极与单片机1的引脚27连接，绿色二极管正极与电阻R49一端连接，电阻R42和电阻R49的另一组都与电源连接，所述红色发光二极管LED2一端与单片机1的引脚连接，另一端与电阻R43连接，所述限流电阻R43的另一端与电源连接。通过单片机1的P21、P22/ANI2和P23/ANI3引脚对指示电路8进行控制，当采集器未加入宽带电力线载波网络时，红色发光二极管LED2的红灯常亮；当采集器已加入宽带电力线载波网络时，红色发光二极管LED2的红灯闪烁；当红色发光二极管LED2的红灯熄灭时表示采集器故障，运行不正常。红绿双色发光二极管LED1熄灭时表示此时无数据通信；当红绿双色发光二极管LED1的红灯闪烁时，表示正在接收来自电力线上的宽带载波信号；当绿灯闪烁时，表示正在向电力线发送宽带载波数据。通过设置对红绿双色发光二极管LED1和红色发光二极管LED2，能够直观的了解采集器的运行状态。
进一步地，发送滤波器3和接收滤波器4为无源滤波器。采用无源滤波器进行滤波操作，电路结构简单，物料成本低。
综上，本实用新型的一种宽带电力线载波采集器采用宽带电力线载波技术与集中器通信，具有信号传输速率高，抗干扰能力强的优点，提高了用电信息采集系统的采集成功率。宽带电力线载波采集器具有红外收发器，能够通过红外进行参数设置与数据查询，方便采集器的维护和管理。宽带电力线载波采集器具有指示电路，通过指示电路指示灯可以观察采集器的通信状态以及设备状态，方便采集器的现场维护。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种宽带电力线载波采集器，其特征在于，包括单片机、接口电路、宽带电力线载波控制器、发送滤波器，接收滤波器和耦合器，所述单片机分别与所述接口电路以及宽带电力线载波控制器连接，所述宽带电力线载波控制器分别与所述发送滤波器以及所述接收滤波器连接，所述发送滤波器和所述接收滤波器还都与耦合器连接。
2.根据权利要求1所述的一种宽带电力线载波采集器，其特征在于，所述接口电路为RS-485接口电路，包括串口接收电平转换电路和串口发送电平转换电路，所述串口接收电平转换电路和所述串口发送电平转换电路分别与所述单片机的数据发送引脚和数据接收引脚连接。
3.根据权利要求1所述的一种宽带电力线载波采集器，其特征在于，所述宽带电力线载波采集器还包括红外收发器，红外收发器包括红外发送电路和红外接收电路，所述红外发送电路和所述红外接收电路分别与单片机的红外数据接收端和红外数据发送端连接。
4.根据权利要求1所述的一种宽带电力线载波采集器，其特征在于，所述宽带电力线载波采集器还包括指示电路，所述指示电路包括红绿双色发光二极管LED1、红色发光二极管LED2、限流电阻R42、限流电阻R43和限流电阻R49，所述红绿双色发光二极管LED1中绿色二极管负极与单片机的引脚26连接，绿色二极管正极与电阻R42一端连接，红色发光二极管负极与单片机的引脚27连接，绿色二极管正极与电阻R49一端连接，电阻R42和电阻R49的另一组都与电源连接；所述红色发光二极管LED2一端与单片机的引脚25连接，另一端与电阻R43连接，所述限流电阻R43的另一端与电源连接。
5.根据权利要求1所述的一种宽带电力线载波采集器，其特征在于，所述发送滤波器为无源滤波器。
6.根据权利要求1所述的一种宽带电力线载波采集器，其特征在于，所述接收滤波器为无源滤波器。
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