具有授时功能的电力线载波网络通信模块的制作方法
【专利摘要】一种具有授时功能的电力线载波网络通信模块，包括电源电路、接口电路、主控处理器、载波收发电路、振荡器电路，其特征在于：所述主控处理器包含主控模块、载波调制解调器和授时信号发送接收模块，所述主控模块与授时信号发送接收模块连接，所述授时信号发送接收模块与载波调制解调器连接；载波收发电路连接载波调制解调器，用于电力线载波信号的放大发送和滤波接收；振荡器电路连接主控模块，用于给主控处理器提供时钟基准；接口电路连接主控模块，用于与其它通信装置进行连接；电源电路与主控模块连接，给整个通信装置供电。本发明将高精度授时功能集成到到了电力线载波模块中，解决了实时钟芯片累积误差大的问题，并降低了智能电表的成本。
【专利说明】具有授时功能的电力线载波网络通信模块
【技术领域】
[0001]本发明属于电力线载波通信【技术领域】，涉及一种具有授时功能的电力线载波网络通信模块。
【背景技术】
[0002]阶梯电价方案已经于2012年7月I日起正式在全国范围内实施；而复费率电价方案，也有望在近期内实施。复费率电价方案实施的前提，是智能电表的精确计时。对于供电企业的智能化、信息化建设而言，不光是复费率电价方案，其它很多技术指标的统计管理，均需要智能电能表的精确计时。目前，智能电能表的精确计时功能，是由其内部的实时钟芯片完成的，而且考虑到停电情况，必须辅以大容量一次性备用锂电池。对于使用实时钟芯片加备用锂电池的技术方案，虽然实时钟芯片本身的计时精度在_40°C至+85°C全温度范围内可达3.4PPM，但因为不具备定期校准机制，所以长期使用的累积误差很是可观，而且实时钟芯片和锂电池成本居高不下,增加了实施成本。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种具有授时功能的电力线载波网络通信模块，替代目前智能电表中实时钟芯片加备用锂电池的精确计时解决方案，由该模块向智能电表提供自动的高精度授时服务，实现智能电表的精确计时；同时降低成本。
[0004]为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是:
[0005]一种具有授时功能的电力线载波网络通信模块，包括电源电路、接口电路、主控处理器、载波收发电路、振荡器电路，其特征在于:所述主控处理器包含主控模块、载波调制解调器和授时信号发送接收模块，所述主控模块与授时信号发送接收模块连接，所述授时信号发送接收模块与载波调制解调器连接；载波收发电路连接载波调制解调器，用于电力线载波信号的放大发送和滤波接收；振荡器电路连接主控模块，用于给主控处理器提供时钟基准；接口电路连接主控模块，用于与其它通信装置进行连接；电源电路与主控模块连接，给整个通信装置供电。
[0006]进一步，所述振荡器电路使用普通的20PPM (_40°C至+85°C全温度范围内)石英谐振器。
[0007]进一步，一种安装有具有授时功能的电力线载波网络通信模块的智能电表，其特征在于:所述智能电表的通信端口与所述电力线载波网络通信模块的接口电路连接。
[0008]本发明的有益效果是:
[0009]1、本发明将高精度授时功能集成到到了电力线载波模块中，智能电表使用该模块后，可以按日、甚至按小时进行精确授时，误差在I毫秒以内，解决了实时钟芯片累积误差大的问题，从而满足了智能电表精确计时的需要，大幅度提高了智能电表在长期使用条件下的计时准确性；
[0010]2、可以节省作为智能电表必备元件的实时钟芯片和备用锂电池，能够显著降低智能电表的制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明结构示意图
[0012]图中:
[0013]1、电源电路 2、接口电路
[0014]3、主控处理器4、载波收发电路
[0015]5、振荡器电路
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明的一种【具体实施方式】做出简要说明。
[0017]如图1所示，具有高精度授时功能的电力线载波网络通信模块，本发明包括电源电路1、接口电路2、主控处理器(包含载波调制解调器和授时信号发送接收模块)3、载波收发电路4、振荡器电路5。主控处理器3包含电力线载波调制解调器，采用直接序列扩频，BPSK调试解调方式；同时包括具备8051内核的主控模块和授时信号发送接收模块，能够发送和接收授时信号，授时信号的发送和接收最多仅需要I毫秒。载波收发电路4连接主控处理器3，用于电力线载波信号的放大发送和滤波接收。振荡器电路5使用普通的20PPM(-40 V至+85 °C全温度范围内)石英谐振器，连接主控处理器3，用于给主控处理器提供时钟基准。接口电路2连接主控处理器3，用于与其它通信装置进行连接。电源电路I与主控处理器3连接，给整个通信装置供电。
[0018]本发明在接收到固定长度和格式的授时命令后，提取其中的授时命令发送时刻的时间信息，进行相应的延时补偿后，通过接口电路2发送给智能电表，智能电表即可得到更新后的当前准确时间。因为授时命令可以按日甚至按小时发出，所以本发明可以使用普通石英谐振器进行短时间的精确计时(日误差在2秒以内)，替代智能电表内部的高精度实时钟芯片的长时间精确计时，并且彻底消除了实时钟芯片的累积误差。本发明还可以通过电力线向其它节点的载波模块转发授时命令，以实现整个电力线载波网络所有节点的授时功倉泛。
[0019]本发明上电后，可以进行正常的载波命令的接收、发送和转发。当本发明接收到集中器或其它本发明所发出的固定长度和格式的授时命令后，硬件自动检测是否收到授时信号，若收到授时信号，则主控程序提取授时命令中的年、月、日、时、分、秒、毫秒信息；否则丢弃命令。因为这个时间信息对应于授时命令发出的时刻，所以还要再减去授时命令所需的固定的传输时间(由命令长度和载波传输速率决定)，再减去授时信号发送接收所需的I毫秒，就是准确到毫秒级的当前时间，主控程序存储这个当前准确时间，预补偿后(减去发送给智能电表的传输时间，并等待到整秒时亥Ij)，通过接口电路2发送给智能电表，智能电表即可得到更新后的当前准确时间。如果本发明接收到集中器或其它本发明发出的发送授时命令的载波命令，则依据通过主控处理器的定时器运行的当前时间，通过电力线发出包含有当前时间的载波授时命令。若本发明的地址出现在载波授时命令的中继路由表中，则进行载波授时命令的中继转发。
[0020]以上对本发明的一个实例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种具有授时功能的电力线载波网络通信模块，包括电源电路、接口电路、主控处理器、载波收发电路、振荡器电路，其特征在于:所述主控处理器包含主控模块、载波调制解调器和授时信号发送接收模块，所述主控模块与授时信号发送接收模块连接，所述授时信号发送接收模块与载波调制解调器连接；载波收发电路连接载波调制解调器，用于电力线载波信号的放大发送和滤波接收；振荡器电路连接主控模块，用于给主控处理器提供时钟基准；接口电路连接主控模块，用于与其它通信装置进行连接；电源电路与主控模块连接，给整个通信装置供电。
2.根据权利要求1所述的电力线载波网络通信模块，其特征在于:所述振荡器电路使用普通的20PPM石英谐振器。
3.一种安装有权利要求1所述的电力线载波网络通信模块的智能电表，其特征在于:所述智能电表的通信端口与所述电力线载波网络通信模块的接口电路连接。
【文档编号】H04B3/54GK103684527SQ201210339261
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月13日 优先权日:2012年9月13日
【发明者】杨利民 申请人:天津益华微电子有限公司