[发明专利]一种基于以太网和串行接口的电力载波通信控制电路

说明书

本发明提出一种基于以太网和串行接口的电力载波通信控制电路，所述的基于以太网和串行接口的电力载波通信控制电路，包括依次连接的电力线耦合电路、信号接收电路、信号发射电路、电力线信号调制/解调、单片机控制部分、电源电路和信号接口电路。通过在水下海工装备中运用这种电力载波通信控制技术，岸上指挥控制台与水下海工装备通信电缆中仅有两根电力线，减小电缆空间及重量、节约成本。所述的基于以太网和串行接口的电力载波通信控制电路通过扩频通信技术，克服线缆传输信号的干扰。在实际运用中，该设备使得水下装备能够准确响应指挥控制台下达的控制指令，并将采集的相应信号传输给指挥控制台判读，解决了岸上水下通信传输问题。

技术领域

本发明属于电力载波通信领域，具体涉及一种电力载波通信控制电路，用该通信电路能够通过2根供电线传输以太网数据和RS232串口数据。

背景技术

电力线载波(PLC)通信是指利用现有低压配电线(380V或220V)，通过载波方式将模拟或数字信号进行传输的技术。目前，我国电力线载波频率使用范围为40～500kHz，载波频带带宽为4kHz。在低频段使用时，存在着阻波器制作上的困难；在高频段使用时，易受广播信号的干扰，存在线路对信号衰减的不均匀性等问题。

已授权的实用新型专利CN209072488U公开了一种具有电力载波通信装置的水下机器人，包括电力载波通信装置、主控制装置、供电模块、处理器模块、供电模块、数据存储模块等，其提供一种具有电力载波通信装置的水下机器人，以电力载波通信方式实现通信，利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输，不需要重新设置专用设备就能进行数据传递，能够实现可靠通信。

已公开的发明专利申请CN109552579A公开了一种小型有缆遥控式水下机器人；已授权的实用新型专利CN210704829U公开了一种遥控式水下机器人水面与水下协同控制装置，这两篇文件都公开了采用电力载波通信装置完成岸上和水下机器人通信的内容。

综上所述，现有技术存在以下缺点：在低频段使用时，存在着阻波器制作上的困难；在高频段使用时，易受广播信号的干扰，存在线路对信号衰减的不均匀性等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于以太网和串行接口的电力载波通信控制电路的设计方法，所述方法采用电力载波信号传输形式；用于岸上水下的电力载波通信电路。

本发明提出了一种用于基于以太网和串行接口的电力载波通信控制电路的设计方法，所述的基于以太网和串行接口的电力载波通信控制电路包括依次连接的电力线耦合电路、信号接收电路、信号发射电路、电力线信号调制/解调、单片机控制部分和信号接口电路；其特征在于，所述方法包括：

步骤一，电力线耦合电路的设计，采用变压器实现了高压端与低压端的隔离，选定电力线路侧阻抗取和变压器初级和次级的匝数比，设置防浪涌保护电路设计防变压器饱和电路；

步骤二，设计信号接收电路，所述的信号接收电路包括前级滤波器和增益放大器，滤波器使用带通滤波器，增益放大器的放大增益≧30db；

步骤三，设计信号发射电路，所述的信号发射电路包括功率放大器，功率放大器用于将电力载波扩频调制芯片发出的调制信号进行放大，该功率放大器工作在开关状态。

步骤四，设计电力载波扩频调制芯片的调制参数为：数据速率1kb/s、四周波调制、载频为200～300kHz，带宽为100kHz。优选的，所述的电力载波扩频信号的载频为250kHz。

本发明还提出了一种用于基于以太网和串行接口的电力载波通信控制电路的操作方法，所述的基于以太网和串行接口的电力载波通信控制电路包括依次连接的电力线耦合电路、信号接收电路、信号发射电路、电力线信号调制/解调、单片机控制部分和信号接口电路；所述的单片机采用W77E58，电力载波信号调制/调采用专用芯片SC1128；其特征在于，所述操作方法包括：

步骤A1，初始化单片机控制器；