便攜式電力線載波通訊環境仿真儀制造技術

一種便攜式電力線載波通訊環境仿真儀。目前利用計算機串口傳輸信號給微控器，再由微控器控制繼電器實現電力線信道拓撲結構和負載接入的模擬、噪聲波形數據，再由計算機處理后傳輸給噪聲發生器注入電力線信道，此系統體積龐大。一種便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，其組成包括：面板（1）和殼體，所述的殼體內具有微控制器（12），所述的微控制器通過所述的面板與顯示屏(3)和一組控制鍵(4)連接，所述的微控制器與所述殼體內的電源轉換電路(11)、凈化電源電路(10)、電力線信道模擬電路(5)、繼電器控制電路(6)、噪聲模擬電路(7)、數據通訊電路(9)及時鐘電路(8)連接，所述的微控器與USB口(2)連接。本實用新型專利技術用于電力領域。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

便攜式電力線載波通訊環境仿真儀
本技術涉及一種便攜式電力線載波通信環境的模擬仿真儀。
技術介紹
低壓電力線信道的阻抗特性、噪聲干擾特性、傳輸衰減特性具有時變性和區域性， 建立相應的模擬仿真儀，對于電力線載波通信產品的開發和載波通信理論的研究和評價有著重要的作用；目前利用計算機串口傳輸信號給微控器，再由微控器控制繼電器實現電力線信道拓撲結構和負載接入的模擬、噪聲波形數據，再由計算機處理后傳輸給噪聲發生器注入電力線信道，此系統由計算機、凈化電源、控制器、噪聲發生器四個單獨裝置組合構成， 體積龐大、操作復雜，只適合在實驗室應用，無法攜帶在現場實際檢測操作。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，它是利用電路等效原理，采用微型高集成器件與微型單片機連接來顯示、控制網絡通信及定時設置功能于一體的儀器，它利用一組功能鍵來控制實現電力線信道阻抗特性、衰減特性和噪聲特性的模擬。上述的目的通過以下的技術方案實現一種便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，其組成包括面板和殼體，所述的殼體內具有微控制器，所述的微控制器通過所述的面板與顯示屏和一組控制鍵連接，所述的微控制器與所述殼體內的電源轉換電路、凈化電源電路、電力線信道模擬電路、繼電器控制電路、噪聲模擬電路、數據通訊電路及時鐘電路連接，所述的微控器與USB 口連接。所述的便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，所述的凈化電源電路與所述的電力線信道模擬電路和所述的噪聲模擬電路連接，所述的凈化電源電路采用多抽頭可變電壓供電，通過單片機控制繼電器；在凈化電源和供電電源之間插入射頻低通濾波器，并在電源進線處連接50O /50 Zf H+5 D V型人工電源，變壓器容量選定在2KW。所述的便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，所述的數據通信電路包括網控制器和 RS-232接口，所述的RS-232接口與所述的微控制器和GPRS通信器連接，所述的時鐘電路與調整器連接，所述的數據通信電路采用中興公司生產的MC52I模塊，內置TCP/IP協議棧，支持900/1800MHZ雙頻，以太網控制器采用DM9000E。所述的便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，所述的繼電器控制電路連接拓撲結構變換電路、電力傳輸線模擬電路、負載變換電路，所述的時鐘電路連接精度調整電路，所述的繼電器控制電路連接鍵盤，所述的繼電器采用JQC-3F型直流電磁繼電器，經光電耦合器與單片機I/O相連接。所述的便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，所述的電源轉換電路采用電源變壓器、壓敏電阻、整流橋、濾波器、TVS瞬變抑制二極管、AMSl117系列電源轉換芯片及濾波電容，將交流220V電源轉換為直流+3. 3V、+5V和±12V電壓。所述的便攜式 電力線載波通訊環境仿真儀，所述的噪聲模擬電路包括電力耦合器、功率放大器、幅值程控器、多路開關、高速D/A及FLASH存儲器，所述的多路開關、所述的高速D/A及所述的FLASH存儲器分別連接所述的微控制器；所述的高速D/A連接功率放大器，所述的功率放大器連接所述的電力耦合器，所述的凈化電源器與所述的電源轉換器都和220V電源連接；所述的噪聲模擬電路采用PIC16F923單片機和FPGA芯片、FPGA芯片 XC4VSX35實現DDS硬件算法，波形信息由FPGA內部RAM存儲；典型常用的噪聲波形數據使用Data Flash存儲器AT45DB321D來存儲，采用14位、最高工作頻率為500MSPS的高精度高速D/A芯片MAX5887實現數模轉換；功率放大采用TDA7265雙通道輸出放大器，實現雙路噪聲信號輸出，來模擬電力線的背景噪聲、窄頻帶噪聲、周期脈沖噪聲和隨機脈沖噪聲，噪聲通過耦合器注入電力線信道。所述的便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，所述的時鐘電路采用RX8025芯片，采用TCN75設計測溫電路，設置RX8025的精度調整寄存器。有益效果1.本技術利用電路等效原理和高集成度器件，實現低壓電力線載波通信信道阻抗特性、衰減特性和噪聲特性的有效模擬。用于與電網隔離的凈化電源采用50 Ω 30 P H+3 O V型人工電源，為模擬仿真儀提供穩定阻抗網絡，并在凈化電源和供電電源之間插入射頻低通濾波器，以消除來自電網干擾信號的影響；電力傳輸線模擬電路采用傳輸線近似集總參數模型的方法，以電阻、電感、電容等無源元件的連接模擬一定長度的傳輸線，負載變換采用各種電器設備的等效電阻、電感、電容組合電路模擬，通過構建串聯諧振和并聯諧振電路來模擬電力線信道的阻抗特性；繼電器控制電路根據接收的控制命令，由微控制器控制相應端口的固態繼電器動作，改變線路長度、負載形式以及電力線拓撲結構變換，實現信道衰減特性的模擬；噪聲模擬電路采用單片機和FPGA芯片作為控制核心，結合高速高精度D/A轉換器和功率放大器，實現雙通道的噪聲信號輸出，來模擬電力線的背景噪聲、窄頻帶噪聲、周期脈沖噪聲和隨機脈沖噪聲等。本技術的各電路在機箱內部通過標準接口相連，通過面板上的功能鍵和數字鍵的組合命令，由單片機實現阻抗、衰減及噪聲的設置，液晶顯示器實時顯示信道狀態和參數變化。利用GPRS無線通信模塊或以太網接口模塊實現遠程命令的傳輸、數據的回傳以及噪聲波形數據的更新，便于與實驗中心或設計中心的載波通信分析系統相連接。利用時鐘電路實現信道自動變換功能，如自動改變噪聲的持續時間或負載接入的時間間隔。本技術集顯示、控制、網絡通信和定時設置功能于一體，具有使用方便、操作靈活、功能豐富的特點，能模擬電力線載波通信信道變化狀況。.本技術采用的微控器，是當前最先進的微控器，它控制相應端口的固態繼電器動作，改變線路長度、負載形式以及電力線拓撲結構變換，實現信道衰減特性的模擬；結合高速D/A信息轉換器和功率放大器，實現雙通道的噪聲信號輸出，來模擬電力線的背景噪聲、窄頻帶噪聲、周期脈沖噪聲和隨機脈沖噪聲。..本技術采用的電源轉換器是利用電源變壓器、壓敏電阻、整流橋、濾波器、 瞬變抑制二極管、電源轉換芯片及濾波電容等，將交流220V電源轉換為直流電壓，為儀器提供穩定可靠的直流供電電源。本技術采用的凈化電源器，就是在供電電源之間插入射顱低通濾波器，以消除來自電網干擾信號的影響；并在電源進線處連接50 O /50 ^ H+o O V型人工電源，為模擬仿真儀提供穩定阻抗網絡和純凈電源。本技術采用的通訊器功耗低，數據傳輸準確，連接可靠，最高速率達到 100Mbps。本技術采用的時鐘與調整器連接后，日計時誤差小于O. 5s/d，同時利用時鐘電路能實現信道自動變換功能，如自動改變噪聲的持續時間或負載接入的時間間隔等。本技術外形美觀大方，方便攜帶，功能性強，應用廣泛，值得推廣。附圖說明附圖1是本使用新型的結構示意圖。附圖2是附圖1的內部結構示意圖。具體實施方式實施例1 :一種便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，其組成包括面板I和殼體，所述的殼體內具有微控制器12，所述的微控制器通過所述的面板與顯示屏3和一組控制鍵4連接，所述的微控制器與所述殼體內的電源轉換電路11、凈化電源電路10、電力線信道模擬電路5、繼電器控制電路6、噪聲模擬電路7、數據通訊電路9及時鐘電路8連接，所述的微控器與USB 口 2連接。實施例2 實施例1所述的便攜式本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，其組成包括：面板和殼體，其特征是:所述的殼體內具有微控制器，所述的微控制器通過所述的面板與顯示屏和一組控制鍵連接，所述的微控制器與所述殼體內的電源轉換電路、凈化電源電路、電力線信道模擬電路、繼電器控制電路、噪聲模擬電路、數據通訊電路及時鐘電路連接，所述的微控器與USB口連接。

【技術特征摘要】
1.一種便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，其組成包括面板和殼體，其特征是所述的殼體內具有微控制器，所述的微控制器通過所述的面板與顯示屏和一組控制鍵連接，所述的微控制器與所述殼體內的電源轉換電路、凈化電源電路、電力線信道模擬電路、繼電器控制電路、噪聲模擬電路、數據通訊電路及時鐘電路連接，所述的微控器與USB 口連接。2.根據權利要求1所述的便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，其特征是所述的凈化電源電路與所述的電力線信道模擬電路和所述的噪聲模擬電路連接，所述的凈化電源電路采用多抽頭可變電壓供電，通過微控制器控制繼電器；在凈化電源和供電電源之間插入射頻低通濾波器，并在電源進線處連接50fi /50 H+5 O V型人工電源，變壓器容量選定在2KW。3.根據權利要求1或2所述的便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，其特征是所述的數據通信電路包括網控制器和RS-232接口，所述的RS-232接口與所述的微控制器和GPRS通信器連接，所述的時鐘電路與調整器連接，所述的數據通信電路采用中興公司生產的MC52I模塊，內置TCP/IP協議棧，支持900/1800MHZ雙頻，以太網控制器采用DM9000E。4.根據權利要求1或2所述的便攜式電力線載波通訊環境仿真儀，其特征是所述的繼電器控制電路連接拓撲結構變換電路、電力傳輸線模擬電路、負載變換電路，所述的時鐘電路連接精度調整電路，所述的繼電器控制電路連接控制鍵盤，所述的繼電器采用JQC-3F型直流電磁繼電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張旭輝，林海軍，杜中良，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：實用新型
國別省市：