[实用新型]基于电力线载波通信的宽带载波抄表模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种宽带载波集中抄表通信装置，特别涉及通过电力线载波通信方式实现低压居民用电信息采集系统用户侧的电能量采集装置以及远程集中抄表系统的表计信息采集装置。

背景技术

电力线载波通讯--PLC，是一种通过电线进行数据传输的通信技术。换句话说，载波是利用现有电网作为信号的传递介质，使电网在传输电力的同时可以进行数据通讯。这种方式能够有效监测和控制电网中的电力设备、仪表以及家用电器。同时，电力线载波技术即插即用，大大提高了生产、工作和生活效率，在很大程度上节约了布线施工成本，。上述种种特点及优势使其相比较其它通讯方式更胜一筹。 

目前，电力线载波技术日渐主导电力系统和民用生活的通讯方式。根据载波频率、载波速率、载波调制方式，行业内部分为两大阵营：

低速窄带阵营 采用1～500kHz的频段载波，速率通常在1.5～10Kbps之间，简单的OFDM扩频调制方式；

高速宽带阵营采用1～30MHz的载波频率，从早期的10M带宽芯片技术发展到目前的200M、500M带宽的芯片技术，基于成熟的DMT的调制方式。近年来，国内外开始普遍向宽带高速率PLC转移，通常称之为宽带电力线载波技术或称之为BPL。早期产品带宽不够、传输距离相对较短是技术瓶颈，经过国内外科研机构研究和发展后，目前，PLC已过渡到了BPL，在进一步扩容提速（从10兆跃升到最高500兆）的同时，成功解决了信号衰减、噪音干扰等问题，网络传输更加稳定、通畅，更好地适应不同的电网结构。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种通过基于OFDM（正交频分多路复用）技术的电力线宽带载波通信集中抄表系统通信模块，使电力部门用电信息采集系统在用户侧实现低压高速载波集中抄表功能，以及远程集中抄表系统中实现现场表计的高速载波集中抄表功能。

本实用新型的目的是这样实现的：所述的基于电力线载波通信的宽带载波抄表模块，包括用户表计和宽带载波集抄系统集中器，用户表计包括单相智能电能表、三相智能电能表或宽带载波通信采集器，其结构特点为宽带载波集抄系统集中器和用户表计内安装有宽带载波通信模块，宽带载波集抄系统集中器安装的宽带载波通信模块作为信号头端，在用户表计内安装的宽带载波通信模块作为信号终端，信号头端与信号终端之间通过OFDM电力线载波信号进行电力线宽带载波通信。

所述的宽带载波通信模块的通信物理带宽为10MBps。

上述的OFDM即为正交频分多路复用。

在用户台变侧安装的宽带载波集抄系统集中器内安装有宽带载波通信模块作为信号头端，安装在用户表计侧（包括单相智能电能表、三相智能电能表、采集器）的宽带载波通信模块作为终端，头端与终端之间通过OFDM载波调制技术进行电力线宽带载波通信，从而实现远距离载波数据传输。

本实用新型的优点：本实用新型的基于电力线载波通信的宽带载波抄表模块装置功能为：

1、接入模块的认证机制，终端模块在与头端模块通讯前必须在头端模块侧进行注册登记，具有认证的能力，能够拒绝非法终端模块的接入，确保只有合法接入的终端模块才能与头端模块建立安全的通讯链接。终端模块注册时需要合法的网络成员密钥（NMK），否则无法注册成功。

2、电表地址主动上报机制，电表模块上电后，能获取电表地址并在注册上线的过程中将电表地址告知头端模块。头端模块可以进一步将该电表地址告知集中器，从而实现主动上报功能。利用该功能，集中器可以将头端模块上报的电表地址与来自主站系统的电表资产文档进行对比，可以快速、准确地排查可能存在的坏表、未上电、串口损坏等情况，从而提高抄通率。

3、自动组网机制，头端模块创建并维护一个通讯网络。这个网络的创建和维护无需人工干预。具有自主管理、动态等特性。

自主管理：当一个终端模块上电并进行注册时，能根据当前电力网络环境情况，决定是否与头端模块建立直接或间接的通讯链路。如果是后者，网络能为该终端模块选择一个合适的中继终端模块作为中继节点，与头端模块建立通讯。

动态：网络会根据当前电力网络环境为终端模块选择最好的通讯链路，并作相应的改动。比如：终端模块的当前中继终端模块不再可用，网络会选择其他的中继终端模块作为它的中继节点。该功能使得整个通讯网络在不同时刻可能具有不同的树形拓扑结构。

4、自动中继算法机制，对于任何一个终端模块，网络会自主选择一个合适的中继终端模块作为中继节点与头端模块通讯，无需人工干预。终端模块或头端模块都必须通过选定的中继终端模块才能与对方进行通讯。