一种电力物联网网关

技术领域

本发明涉及电力线载波通信技术和光纤通信领域，具体涉及一种电力物联网网关结构。

背景技术

网关是物联网的感知层、应用层和网络层的连接器。本发明电力物联网网关是光调制解调器和电力线载波通信模块的结合，再搭配路由器，使物联网的感知层和应用层的末端通信采用电力线载波通信为主、其他通信方式为辅，网络层采用光纤通信。该结合形式有助于智能家居、智能工业、智能农业等智能技术的推广和应用。电力线载波通信是指利用现有电力线，通过载波方式将信号进行传输的技术，最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递，有利于降低建设成本。

随着物联网的建设和人工智能技术的不断发展，远程控制的需求越来越多，信号的通信已成为人工智能技术的重要组成部分。无论是智能家居，还是智能工业、智能农业，信号的末端通信都是非常重要的。末端通信采用电力线直接传输信号无疑是比较经济实用的方法，而其安全性和可靠性均高于无线通信。

电力线载波通信模块是智能设备电力线载波信号的连接器，其与光调制解调器、路由器结合在一起，成功将电力载波通讯技术运用在380V/220V低压电网上，作为物联网末端通信的传输方式；使得智能电器设备的监视和控制信号能够在380V/220V电力线上实时传输。利用本发明，通过光纤连接互联网，实现人与物、物与物互联互通。

发明内容

为实现上述目的，一种电力物联网网关其特征在于，包括光调制解调器（1）、路由器（2）、电力线载波通信模块（3）和外壳（4）；光调制解调器（1）的通信接口（1-2）用导体连接接路由器（2）的通信接口（2-1），路由器（2）的通信接口（2-3）用导体连接电力线载波通信模块（3）的通信接口（3-1）；电力线载波通信模块（3）的弱电输出接口（3-2）用导体分别连接光调制解调器（1）的弱电输入接口（1-3）和路由器（2）的弱电输入接口（2-4）；光调制解调器（1）、路由器（2）和电力线载波通信模块（3）置于外壳（4）内。

所述光调制解调器（1）具有将弱电信号和光信号互相转换的功能；光纤接口（1-1）接光纤，是发送和接收光信号的接口；通信接口（1-2）是发送和接收弱电信号的接口；弱电输入接口（1-3）为光调制解调器（1）输入工作所需的电流。

所述路由器（2）用于判断网络地址和选择IP路径，具有选择信息传送路线、连接不同网络的功能，实现不同网络协议转换、互相通信；通信接口（2-1）和通信接口（2-3）是发送和接收弱电信号的接口；外部通信接口（2-2）主要用来连接非电力线载波末端通信设备，可设置多个插口；弱电输入接口（2-4）为路由器（2）输入工作所需的电流。

所述电力线载波通信模块（3）具有发送和接收380V/220V交流电力线中的多种电力线载波信号的能力；具有能将弱电导体内的信号和强电导体内的信号互相转换的功能；通信接口（3-1）是发送和接收弱电信号的接口；电力线载波通信模块（3）内部设置有弱电电源，弱电输出接口（3-2）为光调制解调器（1）和路由器（2）输出工作所需的电流；电力线接口（3-3）接三相或单相380V/220V电力线。电力线载波通信模块（3）将电力线上的强电信号转为弱电信号，传至路由器（2），或将路由器（2）的弱电信号转为强电信号传至电力线上。

所述外壳（4）为一封闭壳体，具有光纤接口（1-1）、外部通信接口（2-2）和电力线接口（3-3）的对外通道。

本发明利用电力线和光通讯相结合，解决了互联网到设备端的“最后一公里”的末端通信困难，成功将电力载波通讯技术运用在380V/220V低压电网上，作为末端通信的传输方式，实现对智能家电设备的实时监视和控制信号的传输，实现万物互联。

附图说明

图1为本发明结构图。

图2为本发明的使用例图。

具体实施方式

下面将结合本发明使用例图，对本发明具体实施方案进行描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他使用例，都属于本发明保护的范围。

本实施例的光调制解调器和路由器直接从市场采购，并取出机芯，电力线载波通信模块按照发明专利“一种基于电力载波的智能家居物联网桥（专利申请号201810153210.2）”的发明内容制作。外壳用塑料板胶结制作。再将光调制解调器、路由器和电力线载波通信模块按照图1所示连接起来，置于外壳内，制作出电力物联网网关。

使用方法如下：

实施例中的家用电器选用空调。准备两台空调、两盏电灯、两个电力物联网网关。将它们根据图2所示安装。电力线载波通信模块的弱电电源输出口，接入路由器和光调制解调器的自身的电源输出口，自身电源不用。每个电力物联网网关搭载一台空调和一盏电灯，模拟家庭用户A和家庭用户B，同时安装在一条220V电路上。每台空调控制器前加装强弱电转换模块，每盏电灯前面加上载波开关（内含强弱电转换模块）。空调和电灯的状态信号通过强弱电转换模块转换后在电力线上传输，从电力线接口（3-3）进入电力物联网网关，再由电力物联网网关内的电力线载波通信模块转为弱电信号，经通信接口(3-1)和通信接口(2-3)接入路由器，路由器进行协议转换和路径分配；信号再通过通信接口（2-1）和通信接口（1-2）进入光调制解调器，光调制解调器将信号转换成光信号形式，再从光纤接口(1-1)进入光纤传输上网。

手机打开智能家居页面，登陆家庭用户A的账户，即可找到要监控的家庭用户A的电力物联网网关及其搭载的家电设备；手机信号通过网络读取智能家居状态信息；同时可以发送控制信号，开关电灯，开关空调，设置空调的模式、温度和风速。登录家庭用户B的账户，可对其接入的家电设备进行同样的操作。家庭用户A和B 的控制相互独立，互不影响。