[实用新型]水下机器人电力载波通信的噪声抑制电路

说明书

本实用新型提供一种水下机器人电力载波通信的噪声抑制电路，包括输电线路、上位机、上位机端电力猫、树莓派、树莓派端电力猫以及水下机器人用电设备，上位机端电力猫、树莓派端电力猫以及水下机器人用电设备分别连接到输电线路上，上位机通讯连接上位机端电力猫，树莓派通讯连接树莓派端电力猫，在树莓派端电力猫和水下机器人用电设备之间的输电线路上连接有共模电感。通过共模电感可有效削弱来自推进器、机械臂等水下机器人用电设备产生的噪声干扰，使噪声无法进入通信线路中，确保通信的畅通无误。

技术领域

本实用新型涉及电力载波通信领域，特别涉及一种水下机器人电力载波通信的噪声抑制电路。

背景技术

电力载波通信(Power Line Communication,PLC)是利用现有电力线进行信号传输的技术，其优点为充分利用已经架设好的输电线，不用引入新的通信线路，实现成本低。电力载波通信可用于海底管道、矿井等不利于铺设新线路的地方。目前，电力载波的信号调制与解调技术，采用正交频分复用的原理，已广泛应用于多种电子通信领域。

以500M宽带电力猫模块——LX200V30为例，其12V DC接口用于外接直流电源，电力猫模块工作时要消耗电能。网口用于外接需要进行网络数字信号传输或接收的设备，如笔记本电脑、路由器等。电缆接口需并接到直流或交流输电线上，原始的网络数字信号被调制成高频载波信号之后，需要耦合到输电线上进行传输。载波信号的频率范围是2-30MHz。整个电力猫模块可以分为调制与解调电路和耦合电路两大部分。调制与解调电路，主要完成网络数字信号和高频载波信号的相互转换。耦合电路，主要用于将载波信号加载到输电线上，或者从输电线上检测出载波信号，传送至解调电路。LX200V30电路的集成度非常高，用户在使用时无需进行任何软件配置，即插即用，理论上其传输速率可达到500Mbps，在电力线上的传输距离最远可达到300m，同轴电缆上的传输距离可达到2000m。

在水下机器人的上位机与树莓派的网络数字信号交换过程中，当使用电力猫将网络信号调制到110V DC输电线缆上传输时，会遇到严重的噪声干扰问题。因为无论是直流电路还是50Hz的交流电路，其电流都不是纯净的直流或者纯净的50Hz交流，其中含有大量的脉冲干扰、用电设备噪声等，这些噪声中包含很多2-30MHz这一范围内的正弦信号。来自电力猫的载波信号和这些噪声信号混合在一起，一起在输电线路上传输。而电力猫抵抗噪声干扰的能力有限，当噪声较大时，接收端的电力猫，无法辨识哪些是噪声信号，哪些是载波信号。噪声可能会被通信模块错误地当成高频载波解调出来，致使通信信息错误，也可能会使电力猫检测不到高频载波，导致通信丢失。这些电力猫产品在设计时，没有充分考虑实际输电线路上的噪声干扰问题，因此，虽然其理论传输速率在不断提高，但其难以在有线通信这一领域推广普及。

实用新型内容

针对现有技术存在的以上问题，本实用新型提出了一种水下机器人电力载波通信的噪声抑制电路。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案如下：

水下机器人电力载波通信的噪声抑制电路，包括输电线路、上位机、上位机端电力猫、树莓派、树莓派端电力猫以及水下机器人用电设备，上位机端电力猫、树莓派端电力猫以及水下机器人用电设备分别连接到输电线路上，上位机通讯连接上位机端电力猫，树莓派通讯连接树莓派端电力猫，在树莓派端电力猫和水下机器人用电设备之间的输电线路上连接有共模电感。

在本实用新型的一实施例中，所述输电线路是110V DC输电线路。

在本实用新型的一实施例中，所述水下机器人用电设备包括但不限于推进器、机械臂。

在本实用新型的一实施例中，输电线路通过降压模块分别连接推进器以及机械臂。降压模块将110V直流电降压为12V直流电，为推进器以及机械臂供电。

在本实用新型的一实施例中，还包括航行控制器，航行控制器连接树莓派，推进器以及机械臂与航行控制器连接，由航行控制器控制。