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電力線通信范文第1篇

論文摘要：隨著社會信息化程度的提高，網(wǎng)絡(luò)已成為人們生活中不可缺少的一部分。網(wǎng)絡(luò)接入帶寬迅速提升，以適應(yīng)大容量、高速率的數(shù)據(jù)、視頻、語音等高質(zhì)量的信息傳輸與服務(wù)。目前常用的寬帶接入方式有電話撥號（即XDSL）方式、有線電視線路（CableModem）方式、雙絞線以太網(wǎng)方式，隨著科技的迅速發(fā)展，電力線通信已成為一種新型的寬帶接入技術(shù)，并且有著良好的發(fā)展前景。

電力線通信簡稱PLC（PowerLineCommunication0）是利用配電網(wǎng)低壓線路傳輸多媒體信號的一種通信方式。在發(fā)送時利用GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）或OFDM（正交頻分多路復(fù)用）調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進行調(diào)制，把載有高頻信息的高頻加載于電流，然后再電力線上傳輸，在接收端先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號取出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號，并傳送到計算機或電話，實現(xiàn)信息傳遞。類似的電力線通技術(shù)信早已有所應(yīng)用，電力系統(tǒng)中在中高壓輸電網(wǎng)(35千伏以上)上通過電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠動數(shù)據(jù)或話音，就是電力線通信技術(shù)應(yīng)用的主要形式之一，已經(jīng)有幾十年歷史。

PLC接入設(shè)備分局段設(shè)備和用戶端PLC調(diào)制解調(diào)器。局段負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)連接。在通信時來自用戶的數(shù)據(jù)進入調(diào)制解調(diào)器后，通過用戶配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端設(shè)備將信號解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。該技術(shù)不需要重新布線，在現(xiàn)有低壓配電線路上實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、和視頻業(yè)務(wù)的承載。終端用戶只需插上電源插座即可實現(xiàn)因特網(wǎng)接入，電視接收、打電話等。同樣電力線通信技術(shù)也可應(yīng)用于其他相關(guān)領(lǐng)域，對于重要場所的監(jiān)控和保護，一直需要投入大量的人力和財力，現(xiàn)在只需利用電源線，用極低的代價更新原有監(jiān)控設(shè)備即可實現(xiàn)實時遠程監(jiān)控。目前電力系統(tǒng)抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的準(zhǔn)確性、同步性難以保證。同時由于抄表地點分散，表記數(shù)量眾多，所以抄表的工作量巨大?；陔娏€路載波(PLC)通信方式的自動抄表裝置，由于不需要重鋪設(shè)通信信道，節(jié)省了施工及線路費用,成為現(xiàn)代電力通訊的首選方式，使得抄表的工作量大大減少。近年來居民小區(qū)及大樓朝智能化發(fā)展，現(xiàn)在的智能化建筑已經(jīng)實現(xiàn)了5A。但是這些不同的系統(tǒng)自動化需要不同的網(wǎng)絡(luò)支持；給建設(shè)和維護網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。借助電力線通信技術(shù)，無論是監(jiān)控、消防、樓宇還是辦公或者通信自動化都可以利用電力線實現(xiàn)，便于管理和擴展。

電力線通信主要優(yōu)勢：

電力線通信有無可比擬的網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢，我國擁有全世界排名第二的電力輸電線路，擁有用電用戶超過10億，居民家里誰都離不開電力線；顯然連接這10億用戶的既存電力線是提供上網(wǎng)服務(wù)的巨大物質(zhì)基礎(chǔ)。在廣闊的農(nóng)村地區(qū)，特別是那些電話網(wǎng)絡(luò)不太發(fā)達的地區(qū)，PLC更有用武之地，畢竟電力網(wǎng)規(guī)模之大是任何網(wǎng)都不可比擬的。雖然這些地區(qū)上網(wǎng)短期需求量并不大，市場發(fā)展成熟較慢，但會存在電力線上網(wǎng)先入為主的局面，對PLC的長遠發(fā)展和擴展非常有利。

電力線通信可充分利用現(xiàn)有低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，不需要任何新的線路鋪設(shè)，隨意接入，簡單方便的安裝設(shè)備及使用方式，節(jié)約了資源和費用，無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公共設(shè)施的破壞，同時也節(jié)省了人力，共享互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接，高通訊速率可達141Mbps（將未通過升級設(shè)備可達200Mbps）。PLC調(diào)制解調(diào)器放置在用戶家中，局端設(shè)備放置在樓宇配電室內(nèi)，隨著上游芯片廠商14M產(chǎn)品技術(shù)相對成熟。PLC設(shè)備整體投入不斷下降，據(jù)調(diào)查當(dāng)前14M的PLCModem產(chǎn)品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平，而局端設(shè)備則更便宜。由于一般一個局端拖帶PLC調(diào)制解調(diào)器的規(guī)模為20-30臺，因此隨著用戶的增長，局端設(shè)備可以隨時動態(tài)增加，這一點對于運營商來說，不必在設(shè)備采購初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網(wǎng)絡(luò)接入最后一公里最具競爭力的解決方案之稱。

電力線通信的缺點

傳輸帶寬的問題。PLC與電話線上網(wǎng)從本質(zhì)上講并沒有區(qū)別，都是利用銅線作為傳輸媒質(zhì)，銅線上網(wǎng)的最大問題是不能解決傳輸帶寬問題。雖然14M的產(chǎn)品已經(jīng)成熟，但電力線上網(wǎng)是共享帶寬，若同一地區(qū)多個用戶同時上網(wǎng)則數(shù)據(jù)傳輸速度將會相應(yīng)降低，如何保證用戶能夠獲得足夠帶寬成為挑戰(zhàn)噪聲安全性問題。由于電力網(wǎng)使用的大多是非屏蔽線，用它來傳輸數(shù)據(jù)不可避免的會形成電磁輻射，從而會對其它無線通信，如公安部門或軍事部門的通信造成干擾；再次電力線上網(wǎng)存在不穩(wěn)定的問題，家用電器產(chǎn)生的電磁波對通信產(chǎn)生干擾，時常會發(fā)生一些不可預(yù)知的錯誤。與信號潔凈特性恒定的Ethernet電纜相比，電力線上接入了很多電器，這些電器任何時候都可以插入或拆開，并機或關(guān)閉電源。因而導(dǎo)致電力線的特性不斷變化，影響網(wǎng)速。

電力線通信范文第2篇

關(guān)鍵詞：電力線通信；技術(shù)應(yīng)用

中國目前三網(wǎng)融合狀況，電力線通信技術(shù)只要在使用戶簡單的插上所需要的電源插頭就能輕松的實現(xiàn)與因特網(wǎng)連接，不需要重新布線施工就能完成四網(wǎng)合一的電力線通信工程，尤其是電力線通訊調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用，也可以極大的促進電力線通信技術(shù)的普及，無論是在公共場所還是在家庭都可以輕松便捷的進行聯(lián)網(wǎng)，來實現(xiàn)各種形式的信息傳遞。所以隨著信息全球化的逐步實現(xiàn)，以及用戶對于服務(wù)的不斷遞增，促進電力線通信技術(shù)及應(yīng)用來發(fā)展的。

一、基本原理

電力線通信全稱是電力線載波（Power Line Carrier-PLC）通信，是指利用高壓電力線（在電力載波領(lǐng)域通常指35kV及以上電壓等級）、中壓電力線（指10kV電壓等級）或低壓配電線（380/220V用戶線）作為信息傳輸媒介進行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。高壓電力線載波技術(shù)已經(jīng)突破了僅限于單片機應(yīng)用的限制，已經(jīng)進入了數(shù)字化時代。并且隨著電力線載波技術(shù)的不斷發(fā)展和社會的需要，中/低壓電力載波通信的技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用亦出現(xiàn)了方興未艾的局面。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，利用調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進行調(diào)制，把載有信息的高頻加載于電流，然后在電力線上進行傳輸；在接收端，先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號取出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號，并傳送到終端設(shè)備，以實現(xiàn)信息傳遞。PLC設(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器，局端負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在通信時，來自用戶的數(shù)據(jù)進入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端將信號解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。電力線載波雙向傳輸模塊包括：調(diào)制器、振蕩器、功放、T/R轉(zhuǎn)向開關(guān)、耦合電路和解調(diào)器等部分組成，其中振蕩器是為調(diào)制器提供一個載波信號。

二、現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的電力線載波通信（PLC）主要利用高壓輸電線路作為高頻信號的傳輸通道，僅僅局限于傳輸話音、遠動控制信號等，應(yīng)用范圍窄，傳輸速率較低，不能滿足寬帶化發(fā)展的要求。目前PLC正在向大容量、高速率方向發(fā)展，同時轉(zhuǎn)向采用低壓配電網(wǎng)進行載波通信，實現(xiàn)家庭用戶利用電力線打電話、上網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)。國外如美國、日本、以色列等國家正在開展低壓配電網(wǎng)通信的研究和試驗。由美國3COM，Intel，Cisco，日本松下等13家公司聯(lián)合組建使用電力線作為傳送媒介的家庭網(wǎng)絡(luò)推進團體--”Homeplug PowerlineAlliance”，已經(jīng)提出家庭插座（Home Plug）計劃，旨在推動以電力線為傳輸媒介的數(shù)字化家庭（DigitalHome）。

目前，電力線通信還存在以下兩個方面的問題有待進一步研究： （1）硬件平臺：主要包括通信方式的合理選擇、通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇等。擴頻方式、OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)和多維網(wǎng)格編碼方式各有優(yōu)點，哪一種適合低壓網(wǎng)還有待研究，或者也可以采用軟件無線電的思想為這三種方式提供一個統(tǒng)一的平臺。電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淝ё內(nèi)f化，如何優(yōu)化通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)也是值得研究的問題。 （2）軟件平臺：主要包括進一步研究PLC通信理論，改進信號處理技術(shù)和編碼技術(shù)以適應(yīng)PLC特殊的環(huán)境。除了研究適合電力線通信的調(diào)制技術(shù)、編碼技術(shù)外，還需要研究自適應(yīng)信道均衡、回波抵消技術(shù)、自適應(yīng)增益調(diào)整等，這些技術(shù)在低壓PLC對保障通信尤為重要。 （3）網(wǎng)絡(luò)管理問題：除了上網(wǎng)、打電話外，低壓電力線還可以完成遠程自動讀出水、電、氣表數(shù)據(jù)；永久在線連接，構(gòu)建的防火、防盜、防有毒氣體泄漏等的保安監(jiān)控系統(tǒng)；構(gòu)建的醫(yī)療急救系統(tǒng)等等。因此利用電力線可以傳輸數(shù)據(jù)、語音、視頻和電力，實現(xiàn)“四網(wǎng)合一”，也就是說家中的任何電器都可以接入到網(wǎng)絡(luò)中，和骨干網(wǎng)連接。但是如何實現(xiàn)四種網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，以及由此帶來的非常復(fù)雜、龐大的網(wǎng)絡(luò)管理問題需要進一步的研究。

三、載波調(diào)制方式

電力線通信采用OFDM調(diào)試方式。OFDM是在嚴(yán)重電磁干擾的通信環(huán)境下保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定完整傳輸?shù)募夹g(shù)措施，HpmePLUG 1.0的規(guī)范覆蓋4-21MHz的通信頻段，在這個頻段內(nèi)劃分了84個OFDM通信信道。OFDM的原理是幾個通信信道按90度的相位作頻分，這樣的結(jié)果是當(dāng)某一個信道波形過零點時相鄰信道的波形恰好是幅值最大值，這樣就保證了信道間的波形不會因外來的干擾而交疊、串?dāng)_。

四、電力線通信應(yīng)用實例――電力貓

家用電力貓組網(wǎng)靈活，使用方便，適用于多種復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，組網(wǎng)靈活，使用方便快捷；即插即用，220V或110V的電表回路內(nèi)，將2只或2只以上的電力貓接入墻插，無需任何設(shè)置，即可享受高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；無需另布網(wǎng)線，PLC技術(shù)的全新應(yīng)用，能有效避免對建筑物等設(shè)施及裝修的損壞，節(jié)省人力和成本；有插座的地方就能上網(wǎng)，讓分布最為廣泛的電力線成為傳輸多媒體與數(shù)據(jù)流的載體，實現(xiàn)了有插座的地方就能上網(wǎng)，使家庭網(wǎng)絡(luò)得以拓展和延伸，同時讓構(gòu)建家庭企業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)變得輕松簡單；高速率電力線傳輸，電力貓基于HomePlug AV協(xié)議，可在更寬的頻段（2MHz至68MHz）中工作。目前市面上的電力貓物理傳輸速率基本為200Mbps與500Mbps，旨在為消費者于大容量應(yīng)用中采用高吞吐量連接提供支持；數(shù)據(jù)安全與領(lǐng)先的QoS技術(shù)，AES128-bit加密，能有效確保信號傳輸安全，其內(nèi)置QoS服務(wù)機制，能充分保證在同一電力回路中觀看高清IPTV和寬帶上網(wǎng)的混合應(yīng)用；節(jié)能環(huán)保，無輻射。

五、總結(jié)

互聯(lián)網(wǎng)不僅實現(xiàn)了經(jīng)濟信息全球化，同時也推進了電力線通信技術(shù)的發(fā)展，在當(dāng)前信息傳遞產(chǎn)業(yè)中，電力線通信技術(shù)已經(jīng)有了不可取代的技術(shù)地位，尤其隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在全球范圍的迅速發(fā)展，電力線通信技術(shù)因為具有靈活方便，又價格低廉的優(yōu)勢擁有了不可替代的地位以及巨大的發(fā)展空間，尤其是國內(nèi)近幾年對于電力線通信技術(shù)的研究和關(guān)注，因為電力線通信技術(shù)本身具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，低成本，高效、不受時間空間限制等不可替代優(yōu)點，使得電力線技術(shù)在信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)管理等方面有了飛速的發(fā)展，電力線通信技術(shù)已經(jīng)成為信息傳遞的一種必要手段，所以對于電力線通信技術(shù)的研究和應(yīng)用是具有社會價值的。

參考文獻：

[1]楊剛.電力線通信技術(shù).電子工業(yè)出版社，2011年1月1日.

電力線通信范文第3篇

【關(guān)鍵詞】電力線通信技術(shù)；現(xiàn)狀；應(yīng)用模式

一、電力線通信技術(shù)概述及現(xiàn)狀

電力線通信（Power Line Communication）技術(shù)簡稱為PLC技術(shù)，是目前發(fā)展前景十分被看好的寬帶接入技術(shù)，是利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。該技術(shù)是把載有信息的高頻信號加載于電流，然后用電線傳輸，接受信息的調(diào)制解調(diào)器再把高頻信號從電流中分離出來，并傳送到計算機或電話，以實現(xiàn)信息傳遞。電力線通信同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱。目前，它是電網(wǎng)調(diào)度自動化、網(wǎng)絡(luò)運營市場化和管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。研究開發(fā)此項技術(shù)，對于充分利用電力設(shè)施，發(fā)揮電力資源優(yōu)勢，發(fā)展電力通信產(chǎn)業(yè)，為電力企業(yè)提供進入電信公共服務(wù)的技術(shù)手段，為電信用戶提供方便的價格合理的寬帶接入（訪問Internet）手段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、視頻和電力的“四網(wǎng)合一”，具有十分廣闊的前景，并且PLC由于其經(jīng)濟、可靠性而日益受到人們的重視。

二、電力線通信的特點

（1）PLC充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無需任何布線，節(jié)約了資源。無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公用設(shè)施的破壞，也節(jié)省了人力。（2）電力線是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模是其他任何網(wǎng)絡(luò)無法比擬的。（3）PLC能夠提供高速率的傳輸，目前，其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而4.5M～45Mbps之間。遠遠高于撥號上網(wǎng)和ISDN，比ADSL更快。足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用。在采用PLC技術(shù)的配電系統(tǒng)中，用戶與Intemet始終相連，可隨時提供服務(wù)，無需撥號，使用極為方便。（4）PLC可以為用戶提供高速因特網(wǎng)訪問服務(wù)、話音服務(wù)，從而為用戶上網(wǎng)和打電話增加了新的選擇。（5）PLC對家庭聯(lián)網(wǎng)也提供支持，使人們可以盡享由PLC技術(shù)帶來的家庭音、視頻網(wǎng)絡(luò)，多人對抗游戲等娛樂。（6）PLC技術(shù)是家居自動化的生力軍，通過遍布各個房間的墻上插座將智能家電聯(lián)網(wǎng)，提前享用數(shù)字化家庭的舒適和便利；利用PLC技術(shù)進行遠程自動讀出水、電、氣表數(shù)據(jù)，可以用一張收費單解決用戶生活的所有收費項目，節(jié)省大量人力、物力，也極大地方便了用戶。（7）用戶每月只需付極少的費用就可以不限時地使用，這對用戶來說格外具有吸引力。

三、PLC技術(shù)的應(yīng)用模式

目前PLC技術(shù)的應(yīng)用，主要分為兩種模式，一種是戶外接入模式，主要面向歐洲和亞太市場，具體是利用220/380V線路解決從樓內(nèi)總配電室至每個住戶的通信接入，實現(xiàn)從配電變壓器到住戶的高速數(shù)據(jù)接入。另一種是以美國為代表的戶內(nèi)聯(lián)網(wǎng)模式，利用室內(nèi)電源線，實現(xiàn)家庭內(nèi)部多臺計算機聯(lián)網(wǎng)及智能家用電器聯(lián)網(wǎng)，戶外訪問使用其它傳統(tǒng)的通信方式。由于兩種模式的使用環(huán)境不同，戶外接入模式從技術(shù)上實現(xiàn)起來難度較大，因此能夠提供該種方案的公司數(shù)量較少。目前室內(nèi)產(chǎn)品的較高速率是Intellon公司的PowerPacket可達到14Mbps，ITRAN公司的ITM10可達24Mbps，這些產(chǎn)品在國外均處于初級商用階段。國內(nèi)電力公司研制的產(chǎn)品均屬于戶內(nèi)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，國內(nèi)電力科學(xué)研究院和國電通信中心試驗用的產(chǎn)品屬于PLC接入設(shè)備。

四、電力線通信的發(fā)展前景

目前PLC正在向大容量、高速率方向發(fā)展，同時轉(zhuǎn)向采用低壓配電網(wǎng)進行載波通信，實現(xiàn)家庭用戶利用電力線打電話、上網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)。我國正在進行利用電力線上網(wǎng)的試驗研究。隨著對電力線通信技術(shù)的研究，PLC 的傳輸速率和質(zhì)量不斷提高，從點對點的低速通信到高速的網(wǎng)絡(luò)化通信已經(jīng)成為PLC 發(fā)展的必然趨勢。從電力網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍來看，PLC 技術(shù)作為寬帶接入技術(shù)有很大的發(fā)展?jié)摿Α？梢灶A(yù)見，在將來人們可以使用電力線實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)及Internet接入、小區(qū)安全監(jiān)控、智能自動抄表、家庭智能網(wǎng)絡(luò)管理等業(yè)務(wù)，以低壓電力線為傳輸媒介的載波通信技術(shù)必將得到更為廣泛的關(guān)注和研究。總的來說，結(jié)合我國電力系統(tǒng)目前網(wǎng)絡(luò)通信的現(xiàn)狀，隨著PLC 技術(shù)和產(chǎn)品的日趨成熟，PLC 必將具有較為廣闊的發(fā)展前景和市場空間，并能和其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一起推動我國的信息化建設(shè)的進程。

隨著互聯(lián)網(wǎng)在全球范圍的迅速發(fā)展和用戶對新業(yè)務(wù)服務(wù)要求的不斷增加，作為價格低廉、使用靈活方便、最終可提供電話、上網(wǎng)等服務(wù)的寬帶接入產(chǎn)品，PLC將會有巨大的發(fā)展空間。進一步使電力線通信成為一種便捷的選擇之一，其必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。

參 考 文 獻

[1]戚銀城，尚秋鋒，孔英會，張素香．電力線載波技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]．華北電力大學(xué)學(xué)報．2001（1）

[2]王耀龍，鄭江，梁小冰．電力線高速通信技術(shù)及其現(xiàn)狀[J]．廣西電力．2004（2）

電力線通信范文第4篇

目前，我省主要采用的窄帶調(diào)制解調(diào)技術(shù)主要有：（1）PSK相移鍵控。該方式通過調(diào)制載波的相位來傳輸數(shù)據(jù)，也是一種線性調(diào)制技術(shù)，同樣存在邊瓣再生的問題，特別在發(fā)生相位突變時，包絡(luò)不恒定而導(dǎo)致在通過帶限信道后頻譜發(fā)生擴散。（2）FSK頻移鍵控。通過2個不同的載波代表二進制數(shù)據(jù)中的2種狀態(tài)，來完成數(shù)據(jù)的調(diào)制，它屬于非線性調(diào)制。同時，不管調(diào)制信號如何改變，載波的幅度是恒定的，所以它也是一種恒包絡(luò)調(diào)制。它可以使用功率效率高的C類放大器，而不會使發(fā)送信號占用的頻譜增大；帶外輻射低；接收機設(shè)計簡單。不過其占用帶寬比線性調(diào)制大。在大多數(shù)情況下，數(shù)字調(diào)制是利用數(shù)字信號的離散值去鍵控載波。對載波的幅度、頻率或相位進行鍵控，便可獲得ASK、FSK、PSK等。這三種數(shù)字調(diào)制方式在抗干擾噪聲能力和信號頻譜利用率等方面，以相干PSK的性能最好，目前已在中、高速傳輸數(shù)據(jù)時得到廣泛應(yīng)用。以上調(diào)制方式都屬于窄帶通信技術(shù)，同時窄帶通信技術(shù)還包括QAM調(diào)制、無載波調(diào)幅調(diào)相(CAP)、DMT調(diào)制及擴展頻譜技術(shù)等。窄帶通信方式易于實現(xiàn)，但抗干擾能力弱，配電網(wǎng)各頻帶的衰減隨著負(fù)荷的動態(tài)投切而隨機變化，會出現(xiàn)衰減很大的頻帶，這使得想要選出一段完美的電力線通信頻帶很難，通常依靠選擇載波頻率在衰減小的頻帶里或者均衡技術(shù)來克服信道的變化。但這使得均衡技術(shù)非常復(fù)雜，以至于成本難以接受。同時盡管接收機具有較窄的通帶，使僅有一部分噪聲進入接收機，由于接收裝置中的濾波器具有高品質(zhì)因數(shù)，瞬間的脈沖噪聲會使其發(fā)生自干擾，而低品質(zhì)的濾波器又會使通帶帶寬加大，令更多噪聲進入接收器。所以窄帶通信的抗脈沖噪聲性較差。

2波芯片在集抄中的應(yīng)用

如圖1所示是典型的具有載波通訊功能的單相表設(shè)計原理框圖，載波電路的核心是載波發(fā)送和載波接收電路的設(shè)計及載波芯片調(diào)制電路的設(shè)計。如圖2所示是采用載波通訊方式的集抄方案拓?fù)鋱D。臺區(qū)集中抄表系統(tǒng)是以計算機應(yīng)用技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)、低壓電力線載波數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)的大型信息采集處理系統(tǒng)。由系統(tǒng)主站、臺區(qū)集中器、客戶側(cè)直接載波電能表，以及主站與集中器、集中器與載波電能表之間的數(shù)據(jù)傳輸信道組成。下面對集抄應(yīng)用中的幾個載波相關(guān)功能進行說明和介紹。由于各個載波芯片廠家的方案略有不同，所以只是做原理性介紹。

2.1耦合電路(Coupling電路)。耦合電路如圖3所示，其是載波信號的輸出和輸入通路，并起隔離220V／50Hz的工頻的作用。該電路在設(shè)計時需考慮220V線路側(cè)的阻抗特性。信號耦合變壓器，220V線路側(cè)阻抗一般取3～30n。然后確定線圈初次級的匝數(shù)比或阻抗比。最后設(shè)計功率放大器的輸出匹配電阻。

2.2濾波電路(Filter電路)。如圖4所示濾波電路，該濾波器為帶通濾波器。其不僅要將帶外雜波濾除，還要保證前后級之間的阻抗匹配，以達到順利傳遞信號的目的。由于主晶振的工作頻率不同，載頻也不同；調(diào)制周波數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸速率不同，帶寬也不同。因此，濾波器的參數(shù)在主晶振頻率不同時也將有所變化的。本電路的帶通頻率范圍是400kHz～600kHz。

2.3信號放大電路(PAMP電路)。如圖5所示為信號放大電路，其放大的目的是將濾波后的信號不失真的放大75倍以上，以達到30dB以上增益的要求。特別注意的是小信號的不失真。因為主要是完成小信號的放大。并注意電路本身的噪聲干擾不能過大。經(jīng)該放大電路放大后可接入運算放大器繼續(xù)將信號放大。

2.4自動路由功能。集中器與載波表之間的傳輸距離受線路特性的影響，而一次成功的通信，首先要滿足本地接收信號的解調(diào)信噪比。根據(jù)我國電網(wǎng)的實際經(jīng)驗，500m以內(nèi)的范圍是單級載波可靠傳輸?shù)睦硐刖嚯x。要做到任何情況下抄通率的100%，肯定需要中繼。在集抄系統(tǒng)中，自動路由算法包含在集中器內(nèi)，通過載波協(xié)議，每一電表終端模塊都可作為其他電表的中繼。當(dāng)需要中繼時，集中器能根據(jù)線路的情況，實時、智能、快速地調(diào)整路由，完成集中器到目的電表的通信，無需人工干預(yù)。而固定中繼是不可取的，既難以維護，實效性也差。綜合各地需求，集中器的自動路由最多要求達到7級，保證系統(tǒng)2km的最遠距離。

3結(jié)束語

電力線通信范文第5篇

關(guān)鍵詞：低壓電力線；MSCOMM控件；載波通信；接口轉(zhuǎn)換

中圖分類號：TN919 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2012）12-0056-03

Design of low-voltage power line carrier-current communication system

ZENG Ping， HUANG Zi-yu， LI Shi-yan， GAO Wen-gang， YE Cheng

（School of Electric Information， Southwest Petroleum University， Chengdu 610500， China）

Abstract： The paper introduces a low-voltage power line carrier-current communication system， which was developed from traditional high-pressure power line communication technology and was regarded as the effective means of solve the problem of "last mile" in Internet access. Through the combination method of hardware and software， the power line carrier communication system is designed to realize the purpose of data transmission through low-voltage power line.

Keywords： low voltage power line； MSCOMM control； carrier communication； interface converter

0 引 言

現(xiàn)代社會的發(fā)展，人們對生產(chǎn)和生活有了更多、更高的要求，例如要求更節(jié)能環(huán)保、更舒適便捷，這些要求的實現(xiàn)都需要大量信息的獲取、傳輸和處理，需要把與生產(chǎn)生活相關(guān)的大量設(shè)備和對象連接起來，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)對它們的監(jiān)測控制與管理，從而形成物聯(lián)網(wǎng)、家域網(wǎng)（HAN）等。在這些網(wǎng)絡(luò)中，需要連接的對象數(shù)量眾多，位置可能變動，給網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成帶來一定的困難。由于這些對象的工作大都離不開電力，所以，用低壓電力線組成網(wǎng)絡(luò)進行通信，是一種很有價值的實現(xiàn)方法。因為利用低壓電力線進行數(shù)據(jù)傳輸，不需要重新布線，覆蓋范圍廣，維護少，節(jié)約資源。為此，本文結(jié)合國內(nèi)外研究動態(tài)，對低壓電力線載波通信技術(shù)進行了研究，并采用相關(guān)功能模塊，編寫了相關(guān)控制軟件，實現(xiàn)了兩點之間通過低壓電力線載波通信來進行數(shù)據(jù)傳輸，并通過上位機進行監(jiān)控的目的。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本設(shè)計主要包括載波通信模塊、上位機監(jiān)控界面及轉(zhuǎn)換接口電路等幾個部分。其中，轉(zhuǎn)換接口電路主要負(fù)責(zé)PLC模塊的TTL電平接口與上位機的串口之間的接口通信。其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 低壓電力線載波通信系統(tǒng)框圖

在數(shù)據(jù)信號發(fā)送端，上位機發(fā)出數(shù)據(jù)信號給COM口，通過接口轉(zhuǎn)換電路把上位機發(fā)出的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為PLC模塊能夠接收并處理的TTL電平信號。然后經(jīng)過PLC模塊將信號調(diào)制成特殊的電力信號，再通過電力線進行傳輸。

在數(shù)據(jù)信號接收端，PLC模塊將電力線上的信號耦合下來，并通過濾波、解調(diào)轉(zhuǎn)換為原來的TTL電平信號，再經(jīng)接口轉(zhuǎn)換電路把信號發(fā)送到上位機進行顯示。

該系統(tǒng)信息是雙向傳輸?shù)?，即PLC模塊與轉(zhuǎn)換接口電路均可以實現(xiàn)雙向通信。

2 系統(tǒng)硬件選擇與設(shè)計

2.1 低壓電力線載波模塊

本文選用杭州新實科技有限公司的SENS-01嵌入式電力線載波通信模塊，該模塊可提供半雙工通信功能，可以在220 V/110 V、50 Hz/60 Hz電力線上實現(xiàn)局域通信；通信速率有600 b/s、1 200 b/s、2 400 b/s、4 800 b/s、9 600 b/s、19 200 b/s等多種速率；每幀長度小于或等于20 B；具有TTL電平接口，可為用戶提供透明的數(shù)據(jù)通道，而且數(shù)據(jù)傳輸與用戶協(xié)議無關(guān)。

2.2 接口轉(zhuǎn)換電路選擇與設(shè)計

本設(shè)計選用的是USB接口作為上位機與PLC模塊的通信接口，因為現(xiàn)在的筆記本大多沒有RS232接口，而且現(xiàn)在許多工業(yè)現(xiàn)場也采用USB接口作為串口通信，十分靈活便捷。因此，本文選用FTDI公司生產(chǎn)的FT232RL芯片作為USB與TTL電平接口的轉(zhuǎn)換芯片，該芯片具有全握手協(xié)議及MODEM接口（CTS、RTS、DTR、DCD、RI），并具有硬件及Xon/Xoff流量控制。芯片內(nèi)置晶振，電路簡單，驅(qū)動能力強。其接口轉(zhuǎn)換電路如圖2所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

本文采用MSCOMM控件（即Microsoft Communication Control）進行串口編程，該控件是Microsoft公司為簡化Windows下串行通信編程而提供的ActiveX控件[2]。它提供了一系列標(biāo)準(zhǔn)通信命令的使用接口，因此，利用它能夠建立和串口的連接，并能夠通過串口連接到其他通信設(shè)備（如調(diào)制解調(diào)器）發(fā)出命令、交換數(shù)據(jù)以及監(jiān)控和響應(yīng)串行連接中發(fā)生的事件和錯誤。使用MSCOMM控件編寫串口程序時，不需要花費時間了解復(fù)雜的API函數(shù)，但它在執(zhí)行的時候需要調(diào)用API函數(shù)[3]。

MSCOMM控件串行通信處理方式采用事件驅(qū)動方式，許多情況下，在事件發(fā)生時需要得到通知，這時，就可以利用MSCOMM控件的OnComm事件捕捉并處理這些通信事件。這種方法的優(yōu)點是程序響應(yīng)及時，可靠性高。

3.1 系統(tǒng)通信程序設(shè)計

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收顯示都是通過對上位機編寫軟件來實現(xiàn)的。其流程大致為：關(guān)閉串口，對串口的波特率進行選擇，然后設(shè)置通信參數(shù)；打開串口之后，可以選擇發(fā)送方式為手動或自動（自動發(fā)送周期根據(jù)模塊的處理速度固定為2 s），也可以選擇是否為十六進制發(fā)送（對應(yīng)的接收端應(yīng)選擇十六進制顯示）。

在監(jiān)控顯示部分，當(dāng)接收緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)就會觸發(fā)OnComm事件，對數(shù)據(jù)進行讀取并在編輯框中顯示。修改波特率時，一般需要關(guān)閉串口然后才能調(diào)試。其系統(tǒng)程序流程圖如圖3所示。

3.2 數(shù)據(jù)發(fā)送部分算法

由于在數(shù)據(jù)發(fā)送時，模塊每次只能接收20 b以內(nèi)的數(shù)據(jù)，因此，為了使模塊能夠發(fā)送或接收更多的數(shù)據(jù)，本文采用指針指向的方法，分段取出所要發(fā)送的數(shù)據(jù)，每段20 b。

數(shù)據(jù)發(fā)送首先要獲取編輯框內(nèi)所要發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后計算其長度，再判斷與20的關(guān)系。如果整除得b的話，就直接發(fā)送b次，每次分段讀取，且必須在兩次發(fā)送之間添加延時程序，否則，這樣處理就沒有意義，因為模塊的處理速度慢于發(fā)送的速度會造成數(shù)據(jù)丟失。當(dāng)不能整除且得到的余數(shù)為a時，要先發(fā)送b次，讀取完b×20個字符后，再發(fā)送剩余的a個字符。圖4所示是其數(shù)據(jù)發(fā)送程序流程圖。

3.3 通信與監(jiān)視界面

圖5所示是本系統(tǒng)中上位機的通信與監(jiān)控界面圖。從圖中可以看出，在通信界面設(shè)置好波特率，然后打開串口，在COM6發(fā)送窗口輸入字符串，然后點擊發(fā)送（或自動發(fā)送），COM5接收顯示窗口就會顯示COM6所發(fā)送的信息。由圖5可知，數(shù)據(jù)信息的傳輸量已經(jīng)突破了模塊自定義的20 B，即能夠?qū)崿F(xiàn)較多信息量的發(fā)送與接收。

4 結(jié) 語

電力網(wǎng)絡(luò)是目前覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)，有著巨大的潛在利用價值。在家居自動化、家用電器控制等方面，PLC技術(shù)有著得天獨厚的優(yōu)勢。本文利用低壓電力線載波方式實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在低壓電力線上的傳輸，并能通過上位機實時顯示數(shù)據(jù)。但是，目前PLC技術(shù)仍然存在很多不足，在電力線上干擾嚴(yán)重時，通信成功率可能還無法保證，通信速率也比較低，因此還需要更深入的研究。

圖3 系統(tǒng)程序流程圖

參 考 文 獻

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