[实用新型]电力线载波通信抄表系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力线载波通信技术领域，尤其涉及一种低压电力线载波通信抄表系统。 

背景技术

随着电子和计算机技术的迅速发展，实施自动抄表的大环境逐渐成熟，管理体制现代化呼唤着自动抄表时代的来临。这不但有利于管道煤气公司、自来水公司和供电部门信息网络的建立，而且也有利于将来城市各种信息系统的建设。快速、准确、经济、实时可靠地获得用水、电、气管理的各类数据，是进行费用自动结算、用量分析、计量表运行状况监测、负荷处理等应用管理的基础。 

在用电领域，随着电子式电能表电能量计量计费系统中得到越来越广泛的使用，同时伴随着国内外电力线载波通信技术的普及，抄表系统中采用电力线载波的通信方式在所有抄表系统的通信方式中所占的比例不断扩大。这是因为电力线路遍布各处,从发电厂到各个居民家庭无所不至,利用现有的电力网作为信道,不需重新布线,可以节省大量的人力物力,电力载波抄表是最符合电力系统特点的自动抄表方案。 

如图1所示，目前的电力线载波通信抄表系统通常包括四层物理结构：主站、集中器、载波通信节点及RS485总线表设备；其中，主站通过公用通信信道从集中器中抄收远程数据并对其进行统计、分析生成各种报表、曲线，完成各种计费管理及控制等；集中器是整个系统的核心单元，它能够接收主站命令，依次抄收并储存各载波通信节点的用电数据，然后通过公用通信信道将数据传至主站；载波通信节点包括各类载波表及载波采集器；RS485总线表设备包括各类具有RS485通信接口的电表、水表、气表、热表。它是一个以低压电网为主要通信信道，公用通信信道（例如GPRS、GSM、PSTN、CDMA等）和部分RS485总线信道为辅助通信信道而构成的一个通信网络。集中器与载波表或载波采集 器的数据交换采用低压电网通信信道；主站与集中器的数据交换利用公用通信信道，应当根据实际情况来合理地选择信道类型。载波采集器实际上是一个将RS485总线通信模式转换为电力线通信模式的一种电子装置，它通过RS485总线与RS485总线表（不具有电力线载波通信功能，如传统的复费率电能表、多功能电能表等）交换数据，并通过低压电力线与集中器进行数据通信。 

但是，电力线不同于光纤、同轴电缆、双绞线等专用的通信媒质,它的主要功能是电力传输,其设计时不可能兼顾高频通信的技术要求。低压电力线作为传输信道存在许多技术难点,主要是衰减和噪声干扰问题。低压线路本身对信号的衰减较大,负载特性不同且时变很大，并且存在许多不可预料的噪声和干扰源，外界高频信号及自然界存在的各种电磁干扰也会对载波信号造成衰减，另外不同类型的电源线引起的高频信号反射以及功放阻抗失配都会严重地影响载波信号的传输。 

低压电力线路固有的这些特性，造成了电力线载波通信抄表系统在实际现场应用过程中，出现成功率较低、并且稳定性和可靠性下降，甚至出现很多计量节点数据抄不回来的情况。鉴于此，基于电力载波通信的路由组网技术得到了很大发展，各种路由组网策略应运而生。如图2所示，通过路由组网技术，集中器下的所有载波通信节点组成了一个通信网络，通过路由调度，载波节点与节点之间可以进行载波信号的中继转发，这一定程度上提高了载波抄表系统的稳定性与可靠性，但并不能完全解决问题。这是由于路由组网策略一般都是在获取通信网络中所有节点通信地址的前提下进行，若通信地址存在错误极易导致路由组网的失败，并且对于一些孤立节点以及中继深度较深的节点（中继深度大于3级或通信成功率较低），路由组网技术对载波抄表系统的通信成功率提升有限（如图中的节点41和节点42）。因此还非常有必要对现有载波抄表系统再加以改进。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种稳定性、可靠性和通信成功率高、防止计量节点数据漏抄的电力线载波通信抄表系统。 

本实用新型的目的由以下技术方案实现： 

一种电力线载波通信抄表系统，包括载波通信节点，所述载波通信节点包括各类载波表及载波采集器，载波通信节点间通过路由组成一个通信网络；其特征在于：载波通信节点还包括主动中继器，用于实时监测电力线上的通信信号，完成载波信号自动中继转发。 

作为具体的技术方案，所述主动中继器包括信号耦合电路、信号接收电路、信号发送电路、模拟解调电路、模拟调制电路、状态指示模块、主控MCU模块及电源模块；其中： 

所述信号耦合电路从电力线上获取载波信号，将信号传输给信号接收电路，并将信号发送电路送来的信号耦合到电力线上； 

所述信号接收电路完成对载波信号的滤波及放大； 

所述信号发送电路将模拟调制电路送来的模拟信号进行滤波处理及功率放大后，送至信号耦合电路；