[实用新型]纯洪泛自适应低压电力线载波通信单元

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种电力线载波通信装置，特别是涉及一种纯洪泛自适应低压电力线载波通信单元。 

背景技术：

目前，集中式电力线载波通信系统由一定数量的电力线载波通信单元构成，电力线载波通信单元又由电力线载波芯片、信号发送回路、信号接收回路、信号耦合回路、电源回路构成。电力线载波通信单元将数据通过载波调制后耦合至电力线、将电力线作为介质实现通信，各载波通信单元间通过组网构成完整的通信系统。将电力线作为通信介质能充分利用已有线路资源，降低通信系统建设的成本和施工难度。但是，电力线并非专用的通信信道，其上干扰较大、阻抗时变性强、信号难于耦合且衰减较快，给通信造成困难；另外，传统的电力线载波通信系统多采用路由式组网，需要对网络的路由拓扑结构进行手工配置、或花费大量时间进行自动路由学习，这些又增加了系统调试的复杂度，降低了电力线载波通信系统的实用性和通用性。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种提高通信成功率、简化系统调试且能够自行完成组网的纯洪泛自适应低压电力线载波通信单元。

本实用新型的技术方案是：一种纯洪泛自适应低压电力线载波通信单元，含有电力线载波芯片、信号发送回路、信号接收回路、信号耦合回路和电源回路，所述电力线载波芯片设置有调制单元、解调单元、时钟单元、载波侦听单元、组运算单元、参数控制单元、帧处理单元和串行收发器，上述功能单元通过片内总线互联，要发送的数据由串行收发器送入，经帧处理单元处理后，在载波侦听单元未侦听到载波冲突时，送入调制单元产生调制后的载波信号且送出电力线载波芯片，再由信号发射回路进行谐振滤波和功率放大后，通过信号耦合回路耦合发送至电力线；要接收的数据信号由信号耦合回路输入，经信号接收回路进行滤波保护和电平变换后送入电力线载波芯片，再由解调单元对信号进行解调；解调后的信号一方面送入载波侦听单元进行载波冲突侦听，另一方面送入组运算单元进行解析，获取多组解析结果和信噪比值，多组信噪比值送入参数控制单元，通过PID算法动态调整组运算单元的各组接收参数，使其始终趋向最佳信噪比对应的值，实现自适应接收功能，最佳信噪比值所对应结果作为当前解析结果，送入帧处理单元处理获得接收数据，最后由串行收发器送出。 

所述信号耦合回路在形成信号通路的同时、在电气上将其他电路与电力线隔离开、并进行必要的保护；所述时钟单元为电力线载波芯片内其他单元产生时钟信号，同时负责产生载波频率信号。 

所述帧处理单元负责数据包管理和报文帧格式处理，由通用处理核心和运行其内的嵌入式软件构成，当报文数据结构需要调整时，只需修改嵌入式软件即可，保证了通用性和灵活性。 

本实用新型的有益效果是： 

1、本实用新型能根据信道特点动态调整接收参数、提高通信成功率，且无需进行路由参数配置、无需等待路由学习，在正常的数据通信过程中可自行完成组网，简化了系统调试，提高了实用性和通用性。

2、本实用新型采用纯洪泛组网，数据是扩散式传播，而非精准路由式转发，因此无需对网络拓扑结构进行配置，减少了人工干预，增加了对网络时变的适应能力。 

3、本实用新型信号接收时采用自适应算法，选取多组接收参数对信号进行连续跟踪解析，每组参数均能获得一个解析结果和信噪比值，选取信噪比最佳值作为当前解析结果，并根据各组的信噪比值通过PID算法动态调整各组接收参数，使其始终趋向最佳信噪比对应的值，从而获得较好的接收效果，提高了系统的通信成功率。 

4、本实用新型提高了电力线载波通信的可靠性，简化了系统调试工作，硬件电路简单稳定，具备较高的实用性和通用性，其适用范围广，易于推广实施，具有良好的经济效益。 

附图说明：

图1为纯洪泛自适应低压电力线载波通信单元的总体功能框图；

图2为图1所示纯洪泛自适应低压电力线载波通信单元的电路原理图；

图3为图1中电力线载波芯片的功能框图。

具体实施方式：

实施例：参见图1-图3，图中， 1-电力线载波芯片，2-信号发射回路，3-信号接收回路，4-信号耦合回路，5-电源回路，6-调制单元，7-解调单元，8-时钟单元，9-载波侦听单元，10-片内总线，11-组运算单元，12-参数控制单元，13-帧处理单元，14-串行收发器。