基于無線射頻與電力線載波相結合的rf-plc網關系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及無線射頻（RF)及電力線載波（PLC)技術領域，特別是涉及一種基于無 線射頻與電力線載波相結合的RF-PLC網關系統。
【背景技術】
[0002] 隨著科學技術水平的不斷提升，人類社會的科技文明已經步入了高速運轉的信息 時代，同時，在經濟全球化的背景之下，現代通信技術不再局限于一隅，獲得了更大的突破， 無線射頻通信與電力線載波通信便是其中最為常見兩種通信技術。
[0003] 無線射頻通信主要依靠電磁波為傳輸媒介進行數據傳播，近年來其發展速度越來 越快，其中無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network，WSN)作為當前嵌入式與物聯網領 域的研宄熱點，是無線射頻通信的主要應用。當然，無線射頻通信還深入到各行各業之中， 應用范圍越來越廣，在不久的將來，它的發展前景還將更加廣闊。
[0004] 雖然無線射頻通信技術近年來進步明顯，但是電力線載波通信技術在日常生活當 中仍然不可取代。電力線載波通信主要依靠導線作為媒介進行傳播，保證了數據傳輸的高 效率和穩定性，同時，增強了對其他信號的抗干擾能力，因此采取電力線載波通信降低了故 障發生的概率。
[0005] 基于上述內容，盡管無線射頻技術的發展勢頭不可阻擋，但是在功能層次上電力 線載波通信的地位也是不可動搖的，事實上，兩者的發展步調是并駕齊驅的，功能應用是相 輔相成的。因此，尋找無線射頻通信與電力線載波通信之間的平衡點將是本發明研宄的重 點，通過將無線射頻通信與電力線載波通信融合起來從而構建出一個高效的通信網絡體 系，這對于通信產業的發展將帶來巨大的促進作用。
[0006] 因此，針對上述技術問題，有必要提供一種基于無線射頻與電力線載波相結合的 RF-PLC網關系統。
【發明內容】
[0007] 有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于無線射頻與電力線載波相結合的 RF-PLC網關系統。
[0008] 為了實現上述目的，本發明實施例提供的技術方案如下：
[0009] 一種基于無線射頻與電力線載波相結合的RF-PLC網關系統，所述系統包括無線 射頻模塊、電力線載波模塊、以及擴展板，所述無線射頻模塊和電力線載波模塊通過若干引 腳相連，所述擴展板與無線射頻模塊和電力線載波模塊分別通過引腳相連，且所述擴展板 作為無線射頻模塊和電力線載波模塊的電源提供方。
[0010] 作為本發明的進一步改進，所述無線射頻模塊為KWOl模塊，所述電力線載波模塊 為PL3300H模塊。
[0011] 作為本發明的進一步改進，所述KWOl模塊包括第一寫入器接口、電源模塊、射頻 電路、第一晶振電路、和第一復位電路，所述PL3300H模塊包括第二寫入器接口、PLC輸入輸 出濾波電路、第二晶振電路以及第二復位電路。
[0012] 作為本發明的進一步改進，所述PL3300H模塊還包括電源濾波電路，電源濾波電 路中包括若干并聯設置的濾波電容。
[0013] 作為本發明的進一步改進，所述第一晶振電路和第二晶振電路為芯片及外設模塊 提供工作時鐘，使用的外部晶振大小為9. 6MHz，晶振電路通過芯片的XTIOC引腳輸出的時 鐘信號作為外部時鐘源。
[0014] 作為本發明的進一步改進，所述第一復位電路和第二復位電路分別包括用于上拉 復位引腳的電阻、以及濾除雜波的電容；所述第一寫入器接口和第二寫入器接口分別與數 據的輸入/輸出引腳SDA和時鐘線引腳SCL相連。
[0015] 作為本發明的進一步改進，所述PLC輸入輸出濾波電路包括耦合電路、信號輸出 放大電路、及信號接收電路。
[0016] 作為本發明的進一步改進，所述PLC輸入輸出濾波電路中：
[0017] 耦合電路用于實現弱電與強電的分離并為載波信號提供通路，耦合電路由電容、 電感和耦合變壓器組成，電容和電感串聯組成了諧振電路，用于濾除雜波對信號的干擾，耦 合變壓器用于強電與弱電的分離；
[0018] 信號輸出放大電路的用于將PL3300H模塊輸出的模擬信號放大，并經過濾波之 后，由耦合電路將信號發送到電力線上，模擬信號信號由PSK_OUT引腳進入信號輸出放大 電路，經過功率放大模塊SP8M3放大之后再進入耦合電路；
[0019] 信號接收電路用于電力線上的信號接收，其包括用于消除電力線上高頻干擾的瞬 變電壓抑制二極管、由電容和電感組成的并聯諧振電路、以及耦合電容。
[0020] 作為本發明的進一步改進，所述擴展板包括電源轉換電路，所述電源轉換電路包 括變壓器和穩壓電路，用于將輸入電壓轉換為KWOl模塊與PL3300H模塊的工作電壓。
[0021] 作為本發明的進一步改進，所述KWOl模塊包括PTA1_RX0、PTA2_TX0.、P5V、GND四 個引腳，所述PL3300H模塊包括TX、RX、5V、GND四個引腳，KWOl模塊的四個引腳與PL3300H 模塊的四個引腳分別對應連接。
[0022] 本發明的有益效果是：
[0023] 本發明的RF-PLC網關系統能夠將無線射頻與電力線載波相結合，從而構建出一 個高效的通信網絡系統，這對于通信產業的發展將帶來巨大的促進作用。RF-PLC網關系 統可應用于不同的場景之中，如：路燈控制系統、水質監測系統、智能家居以及醫療領域等， RF-PLC網關能夠適應這些場景的特殊環境，同時具備操作簡單、運行穩定、功耗低等優點。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下， 還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1為本發明一【具體實施方式】中RF-PLC網關系統的模塊示意圖；
[0026] 圖2為本發明一【具體實施方式】中KWOl模塊對外接口示意圖；
[0027] 圖3為本發明一【具體實施方式】中PL3300H模塊內電源濾波電路的電路圖；
[0028] 圖4為本發明一【具體實施方式】中晶振電路的電路圖；
[0029] 圖5為本發明一【具體實施方式】中復位電路及寫入器接口電路的電路圖；
[0030] 圖6為本發明一【具體實施方式】中PLC輸入輸出濾波電路的電路圖；
[0031] 圖7為本發明一【具體實施方式】中電源轉換電路的電路圖。
[0032] 圖8為本發明一具體實施例中智能路燈控制系統的結構圖。
【具體實施方式】
[0033] 為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實 施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護 的范圍。
[0034] 無線射頻（Radio Frequency，RF)屬于一種低功耗、低成本、低復雜度無線傳輸 技術，主要采用電磁波作為傳輸媒介，所用到的工作頻段有低頻，中高頻，超高頻，頻率在 300KHZ~300GHz之間。從上世紀40年代至今，無線射頻技術得到了快速的發展，無線射 頻技術給嵌入式領域帶來了重大的變革，它突破了空間的局限性，提高了點對點通信的靈 活性。無線射頻技術具有如下的特點：
[0035] (1)安裝方便。依靠電磁波作為傳輸媒介，無需單獨布線，安裝方便，縮短了研發周 期，出現問題時，減少了對線路排查的工作量，使得維護也變得方便。
[0036] (2)適應性好。山地、湖泊、林區等特殊的地理環境下，架線比較困難，采用無線射 頻方式可以很好地解決這個問題。
[0037] (3)可配合天線。對天線有一定的依賴性，天線可以大大增強無線傳輸的信號強 度，提高傳輸效率，但是天線損壞的情況下也將極大的影響無線射頻通信，出現信號強度變 弱甚至信號中斷的現象。
[0038] (4)抗干擾性差。易受天氣、地形以及其他無線電等因素的影響，使得通信的安全 性和可靠性都變得較差。
[0039] (5)誤碼率高。傳輸頻繁會使無線節點出現丟失數據的情況，而且易受物體的阻 擋，信號會隨著距離的增加明顯衰減。
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