專利名稱：一種工頻通信進(jìn)行信號檢測時(shí)濾除電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及工頻通信進(jìn)行信號檢測時(shí)濾除電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響的方法的改進(jìn)。
二.
背景技術(shù)：
電力線工頻通信是一種在配電網(wǎng)50Hz電壓基波過零點(diǎn)附近調(diào)制產(chǎn)生電壓或電流的微弱畸變信號波形來傳輸信息的通信技術(shù)。其基本原理是設(shè)電網(wǎng)電壓波形過零點(diǎn)前臨近某一電角度(一般與過零點(diǎn)位置相差小于30度)作為信號發(fā)送與接收的起始角度。數(shù)據(jù)發(fā)送電路模塊檢測到電壓過零點(diǎn)臨近的角度時(shí)，由調(diào)制電路根據(jù)待發(fā)送信號序列調(diào)制出一個(gè)瞬時(shí)電流脈沖，產(chǎn)生一微弱畸變電壓信號耦合到配電網(wǎng)的電壓基波的過零點(diǎn)附近位置上，隨電壓基波在電力線傳輸，從而完成一個(gè)數(shù)碼的發(fā)送。數(shù)據(jù)采集電路模塊檢測到電壓過零點(diǎn)臨近的角度時(shí)，開始采樣電網(wǎng)電壓基波信號數(shù)據(jù)，然后通過分析電壓基波過零點(diǎn)附近的微小畸變得到一個(gè)數(shù)碼，完成信號的接收。應(yīng)用電壓基波是否攜帶畸變信號作為信息傳輸?shù)姆绞?，通過設(shè)計(jì)一定的通信規(guī)則，就可以實(shí)現(xiàn)甚低頻的電力線通信。工頻通信信號常利用兩個(gè)相鄰電壓周期波形來表示一位信息。若采用幅值檢測方式，則信號比較為相鄰兩波相同時(shí)間位置的幅值進(jìn)行相減。調(diào)制信號是在過零點(diǎn)前一定電角度(相差小于30度)開始調(diào)制，由于調(diào)制點(diǎn)在過零點(diǎn)前附近，故干擾信號相對比較小，同樣，檢測信號也是在同樣位置開始采樣，到過零點(diǎn)位置采樣結(jié)束，形成一組采樣數(shù)據(jù)。由于電網(wǎng)大負(fù)載的投入或撤出以及供電電網(wǎng)的波動(dòng)，電網(wǎng)電壓常常產(chǎn)生很大的波動(dòng)，實(shí)際幅值相差可超過30%，因此，即使不考慮隨機(jī)干擾信號或調(diào)制信號，相鄰電壓同一采樣點(diǎn)位置之間的電壓值也會(huì)相差很大，若直接采取相鄰電壓波形數(shù)據(jù)相減取得調(diào)制信號，將含有很大的電壓波動(dòng)信號，往往不能正確判斷是否存在調(diào)制信號，需要加以消除，否則難以進(jìn)行正常的工頻通信。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種工頻通信進(jìn)行信號檢測時(shí)濾除電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響的方法，以便能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的工頻通信。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種工頻通信進(jìn)行信號檢測時(shí)濾除電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響的方法，其特征為用兩個(gè)相鄰電壓周期波形表示一位信息，對每一個(gè)檢測電壓波形，以采樣起點(diǎn)為一端，到電壓過零點(diǎn)采樣點(diǎn)為另一端，設(shè)置一直線，然后將該電壓波形采樣數(shù)據(jù)與直線所對應(yīng)位置的數(shù)值相減，得出的數(shù)據(jù)作為該電壓波所在的檢測信號數(shù)據(jù)，另一個(gè)相鄰電壓波形也采用上述同樣方法共得兩組數(shù)據(jù)，然后將所得的兩組數(shù)據(jù)對應(yīng)相減，所得的一組結(jié)果數(shù)據(jù)為檢測信號。一種工頻通信進(jìn)行信號檢測時(shí)濾除電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響的方法的計(jì)算機(jī)軟件流程， 其特征為開始后判斷是否為第1波形過零點(diǎn)前采樣起始位置，否返回開始，是則進(jìn)入逐點(diǎn)采樣第1個(gè)波形數(shù)據(jù)，每采樣完一點(diǎn)數(shù)據(jù)后判斷是否為第1波形過零點(diǎn)前采樣終止位置，否返回繼續(xù)逐點(diǎn)采樣第1波形數(shù)據(jù)，是則進(jìn)入以采樣起始及終止位置為兩端點(diǎn)設(shè)置一直線， 再進(jìn)入逐點(diǎn)計(jì)算該直線與各采樣點(diǎn)對應(yīng)位置的值并將所在采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)與計(jì)算值相減作為第ι波形信號采樣值數(shù)組；計(jì)算完畢判斷是否已到第2波形過零點(diǎn)前采樣起始位置，否返回繼續(xù)判斷；是則進(jìn)入逐點(diǎn)采樣第2個(gè)波形數(shù)據(jù)，每采樣完一點(diǎn)數(shù)據(jù)后判斷是否為第2波形過零點(diǎn)前采樣終止位置，否返回繼續(xù)逐點(diǎn)采樣第2波形數(shù)據(jù)，是則進(jìn)入以采樣起始及終止位置為兩端點(diǎn)設(shè)置一直線，再進(jìn)入逐點(diǎn)計(jì)算該直線與各采樣點(diǎn)對應(yīng)位置的值并將所在采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)與計(jì)算值相減作為第2波形信號采樣值數(shù)組；然后進(jìn)入第1波采樣信號數(shù)組與第 2波采樣信號數(shù)組相減作為最終采樣信號數(shù)組，該采樣信號數(shù)組已是濾除電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響的最終采樣信號數(shù)組，然后將采樣信號數(shù)組送到信號分析識別模塊，確定傳送的代碼是1 或是0。采取以上措施的本發(fā)明，由于只是其中一個(gè)波形含有調(diào)制信號，因此直接相減后調(diào)制信號仍被保持，但電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響已基本被濾除，能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的工頻通信。
四.


附圖1是工頻通信代碼“1”的電壓波形調(diào)制信號示意圖；附圖2是工頻通信代碼“0”的電壓波形調(diào)制信號示意圖；附圖3是工頻通信時(shí)間檢測法示意圖；附圖4是工頻通信幅值檢測法示意圖；附圖5是本發(fā)明的計(jì)算機(jī)軟件流程圖；附圖6是本發(fā)明的未加調(diào)制信號時(shí)相鄰電壓采樣波形的采樣信號樣例圖；附圖7是本發(fā)明的未加調(diào)制信號時(shí)相鄰電壓采樣波形數(shù)據(jù)對應(yīng)相減后信號波形的信號樣例圖；附圖8是本發(fā)明的未加調(diào)制信號時(shí)相鄰電壓采樣波形及設(shè)置直線的信號樣例圖；附圖9是本發(fā)明的未加調(diào)制信號時(shí)第1個(gè)電壓采樣波形數(shù)據(jù)與設(shè)置直線的數(shù)據(jù)對應(yīng)相減后信號波形的信號樣例圖；附圖10是本發(fā)明的未加調(diào)制信號時(shí)第2個(gè)電壓采樣波形數(shù)據(jù)與設(shè)置直線的數(shù)據(jù)對應(yīng)相減后信號波形的信號樣例圖；附圖11是本發(fā)明的附圖9與附圖10各自所示的數(shù)據(jù)對應(yīng)相減后信號波形的信號樣例圖；附圖12是本發(fā)明的加調(diào)制信號時(shí)相鄰電壓采樣波形的信號樣例圖；附圖13是本發(fā)明的加調(diào)制信號時(shí)相鄰電壓采樣波形數(shù)據(jù)對應(yīng)相減后信號波形的信號樣例圖；附圖14是本發(fā)明的加調(diào)制信號時(shí)相鄰電壓采樣波形及設(shè)置直線的采樣信號樣例圖；附圖15是本發(fā)明的加調(diào)制信號時(shí)第1個(gè)電壓采樣波形數(shù)據(jù)與設(shè)置直線的數(shù)據(jù)對應(yīng)相減后信號波形的信號樣例圖；附圖16是本發(fā)明的加調(diào)制信號時(shí)第2個(gè)電壓采樣波形數(shù)據(jù)與設(shè)置直線的數(shù)據(jù)對應(yīng)相減后信號波形的信號樣例圖；附圖17是本發(fā)明的附圖15與附圖16各自所示的數(shù)據(jù)對應(yīng)相減后信號波形的信號樣例圖。下面再結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。 五.
具體實(shí)施例方式電力線雙向工頻通信是一種在配電網(wǎng)50Hz電壓基波過零點(diǎn)附近調(diào)制產(chǎn)生電壓或電流微弱畸變信號波形來傳輸信息的通信技術(shù)。其基本原理是設(shè)電網(wǎng)電壓波形過零點(diǎn)前臨近某一電角度(一般與過零點(diǎn)位置相差小于30度)作為信號發(fā)送與接收的起始電角度。 數(shù)據(jù)發(fā)送電路模塊檢測到電壓過零點(diǎn)臨近的電角度時(shí)，由調(diào)制電路根據(jù)待發(fā)送信號序列調(diào)制出一個(gè)瞬時(shí)電流脈沖，產(chǎn)生一微弱畸變電壓信號耦合到配電網(wǎng)的電壓基波的過零點(diǎn)附近位置上，隨電壓基波在電力線傳輸，從而完成一個(gè)數(shù)碼的發(fā)送。數(shù)據(jù)采集電路模塊檢測到電壓過零點(diǎn)臨近的電角度時(shí)，開始采樣電網(wǎng)電壓基波信號數(shù)據(jù)，然后通過分析電壓基波過零點(diǎn)附近的微小畸變得到一個(gè)數(shù)碼，完成信號的接收。應(yīng)用電壓基波是否攜帶畸變信號作為信息傳輸?shù)姆绞?，通過設(shè)計(jì)一定的通信規(guī)則，就可以實(shí)現(xiàn)甚低頻的電力線通信。附圖1給出了本發(fā)明實(shí)施例的工頻通信代碼“ 1，，的電壓波形調(diào)制信號示意圖，附圖2給出了本發(fā)明實(shí)施例的工頻通信代碼“0”的電壓波形調(diào)制信號示意圖。參看附圖1和附圖2。工頻通信常利用兩個(gè)相鄰電壓周期波形來表示一位信息，按照前后2個(gè)周期電壓波形過零點(diǎn)附近位置調(diào)制微弱畸變信號的順序來分別表示代碼“ 1，，和“ 0 ”。對這種電壓信號調(diào)制方式的檢測目前基本上可以采用兩種方法進(jìn)行，即時(shí)間檢測和幅值檢測法。附圖3給出工頻通信時(shí)間檢測法示意圖。參看附圖3。利用前后2個(gè)周期對應(yīng)電壓幅值相等位置時(shí)，其電壓波形時(shí)間值的差別來識別調(diào)制信號。即設(shè)置相同的電壓門檻值， 檢測相鄰周期的電壓波形門檻值位置的時(shí)間間隔值，當(dāng)其中一個(gè)電壓波形調(diào)制信號而另一個(gè)不調(diào)制時(shí)，兩者對應(yīng)的電壓門檻值位置時(shí)間間隔值將出現(xiàn)差值，根據(jù)時(shí)間差值可判斷調(diào)制信號的有無。設(shè)電壓門檻值為Vi, i = 0，1，……n-1.檢測前1電壓波形對應(yīng)電壓門檻值的時(shí)間值為=Ttn，i = 0,1,……n-1.后1電壓波形對應(yīng)電壓門檻值的時(shí)間值為TBi，i = 0，
1，……n-1，令Δ = §(Τ@-Τ_)，暫不考慮噪聲及電網(wǎng)頻率變化，當(dāng)電網(wǎng)電壓波形中沒有
i=0
調(diào)制信號時(shí)，At = O;若存在調(diào)制信號，則顯然At興0。據(jù)此，可以判斷調(diào)制信號是否存在。附圖4給出了工頻通信幅值檢測法示意圖。參看附圖4。利用前后2個(gè)周期對應(yīng)相同的采樣時(shí)間位置時(shí)，電壓幅值的差別來識別調(diào)制信號。即在電壓波形相同的時(shí)間位置采樣，檢測相鄰周期的相同時(shí)間位置的電壓波形幅值，當(dāng)其中一個(gè)電壓波形調(diào)制信號而另一個(gè)不調(diào)制時(shí)，兩者對應(yīng)的電壓波形幅值將出現(xiàn)差值，根據(jù)幅值差值可判斷調(diào)制信號的有無。設(shè)電壓波形采樣的時(shí)間間隔值為Ti, i = 0，1，……n-1.檢測前1電壓波形對應(yīng)采樣時(shí)間間隔位置的電壓幅值為Vtn，i=0，l，……n-1.后1電壓波形對應(yīng)電壓門檻值的時(shí)間值為
權(quán)利要求
1.一種工頻通信進(jìn)行信號檢測時(shí)濾除電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響的方法，其特征為用兩個(gè)相鄰電壓周期波形表示一位信息，對每一個(gè)檢測電壓波形，以采樣起點(diǎn)為一端，到電壓過零點(diǎn)采樣點(diǎn)為另一端，設(shè)置一直線，然后將該電壓波形采樣數(shù)據(jù)與直線所對應(yīng)位置的數(shù)值相減， 得出的數(shù)據(jù)作為該電壓波所在的檢測信號數(shù)據(jù)，另一個(gè)相鄰電壓波形也采用上述同樣方法共得兩組數(shù)據(jù)，然后將所得的兩組數(shù)據(jù)對應(yīng)相減，所得的一組結(jié)果數(shù)據(jù)為檢測信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工頻通信進(jìn)行信號檢測時(shí)濾除電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響的方法的計(jì)算機(jī)軟件流程，其特征為開始后判斷是否為第1波形過零點(diǎn)前采樣起始位置，否返回開始，是則進(jìn)入逐點(diǎn)采樣第1個(gè)波形數(shù)據(jù)，每采樣完一點(diǎn)數(shù)據(jù)后判斷是否為第1波形過零點(diǎn)前采樣終止位置，否返回繼續(xù)逐點(diǎn)采樣第1波形數(shù)據(jù)，是則進(jìn)入以采樣起始及終止位置為兩端點(diǎn)設(shè)置一直線，再進(jìn)入逐點(diǎn)計(jì)算該直線與各采樣點(diǎn)對應(yīng)位置的值并將所在采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)與計(jì)算值相減作為第1波形信號采樣值數(shù)組；計(jì)算完畢判斷是否已到第2波形過零點(diǎn)前采樣起始位置，否返回繼續(xù)判斷；是則進(jìn)入逐點(diǎn)采樣第2個(gè)波形數(shù)據(jù)，每采樣完一點(diǎn)數(shù)據(jù)后判斷是否為第2波形過零點(diǎn)前采樣終止位置，否返回繼續(xù)逐點(diǎn)采樣第2波形數(shù)據(jù)，是則進(jìn)入以采樣起始及終止位置為兩端點(diǎn)設(shè)置一直線，再進(jìn)入逐點(diǎn)計(jì)算該直線與各采樣點(diǎn)對應(yīng)位置的值并將所在采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)與計(jì)算值相減作為第2波形信號采樣值數(shù)組；然后進(jìn)入第1波采樣信號數(shù)組與第2波采樣信號數(shù)組相減作為最終采樣信號數(shù)組，該采樣信號數(shù)組已是濾除電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響的最終采樣信號數(shù)組，然后將采樣信號數(shù)組送到信號分析識別模塊，確定傳送的代碼是1或是0。
全文摘要
一種工頻通信進(jìn)行信號檢測時(shí)濾除電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響的方法，其特征為用兩個(gè)相鄰電壓周期波形表示一位信息，對每一個(gè)檢測電壓波形，以采樣起點(diǎn)為一端，到電壓過零點(diǎn)采樣點(diǎn)為另一端，設(shè)置一直線，然后將該電壓波形采樣數(shù)據(jù)與直線所對應(yīng)位置的數(shù)值相減，得出的數(shù)據(jù)作為該電壓波所在的檢測信號數(shù)據(jù)，另一個(gè)相鄰電壓波形也采用上述同樣方法共得兩組數(shù)據(jù)，然后將所得的兩組數(shù)據(jù)對應(yīng)相減，所得的一組結(jié)果數(shù)據(jù)為檢測信號。本發(fā)明由于只是其中一個(gè)波形含有調(diào)制信號，因此直接相減后調(diào)制信號仍被保持，但電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響已基本被濾除，能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的工頻通信。
文檔編號H02J3/01GK102347611SQ20101024297
公開日2012年2月8日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者姚普糧, 林朝光, 韋甘銘, 黃鏡彬, 龍光成 申請人:北海市聚志軟件有限公司