电力线载波通讯信号传输

电力线载波双向传输模块研究- -

电力线载波双向传输模块研究

一、文献综述

1．本课题研究的目的和意义

电力线载波（Power Line Carrier – PLC）通信是利用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级）或低压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。近年来，高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代。并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。

电力线上网充分利用现有的配电网络基础设施，无需任何布线，是一种“No NewWires”技术。可以节省了巨大的新增投资。目前，我国拥有全世界长度排名第二的电力输电线路，全国500kV和330kV的电力线路长达25094.16Km，220Kv线路107348.06Km，加上110Kv线路共计310000Km，可绕地球近8圈。我国目前电话用户不到3亿，但用电用户已超过10亿，显然这连接10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础

低压电力线载波抄表系统

电力线载波集中抄表系统和自动抄表系统是以主站为核心的主从式多级网络系统，具有灵活性和可扩充性。如果用户已有现成的局域网络，Archnet集中抄表系统和自动抄表系统中的\主站\可作为一个工作站来看待。对于一个较大的电力公司，便可以设置多个\主站\，而每个主站对于整个系统而言，具有统一性和相对独立性。电力线载波集中抄表系统和自动抄表系统包括主站级、集中器级、采集终端/模块级。

集中器是以配电变压器为单位而设置的，每个配电台区就是一个子系统，而集中器则是这个子系统的主站端。集中器经低压电力线管理低压侧的所有设备（各种表计的采集模块和采集终端）。从主站到集中器可以用多种信道实现通信，比如电话网（PSTN）、局域网（LAN，Ethernet）、GSM/GPRS和其它符合RS-232标准的设备或信道，其中利用局域网和GPRS可以建立互联网的工作方式，主站可以通过Internet实现抄表。

电力线载波通信是基于BPSK原理，半双工通信方式，数据传输速率为1200bps。在实际运行中，一次通信成功率达到95%以上，超过行业标准的要求！各表端设备（采集终端/采集模块）都具有中继功能，确保抄表成功率达到100%。

低压电力线载波抄表系统

电力线载波集中抄表系统和自动抄表系统是以主站为核心的主从式多级网络系统，具有灵活性和可扩充性。如果用户已有现成的局域网络，Archnet集中抄表系统和自动抄表系统中的\主站\可作为一个工作站来看待。对于一个较大的电力公司，便可以设置多个\主站\，而每个主站对于整个系统而言，具有统一性和相对独立性。电力线载波集中抄表系统和自动抄表系统包括主站级、集中器级、采集终端/模块级。

集中器是以配电变压器为单位而设置的，每个配电台区就是一个子系统，而集中器则是这个子系统的主站端。集中器经低压电力线管理低压侧的所有设备（各种表计的采集模块和采集终端）。从主站到集中器可以用多种信道实现通信，比如电话网（PSTN）、局域网（LAN，Ethernet）、GSM/GPRS和其它符合RS-232标准的设备或信道，其中利用局域网和GPRS可以建立互联网的工作方式，主站可以通过Internet实现抄表。

电力线载波通信是基于BPSK原理，半双工通信方式，数据传输速率为1200bps。在实际运行中，一次通信成功率达到95%以上，超过行业标准的要求！各表端设备（采集终端/采集模块）都具有中继功能，确保抄表成功率达到100%。

毕业论文 基于电力线载波通信、基于OFDM技术、应用MAXIM公司芯片做了一个电力线通信终端

中国矿业大学

本科生毕业设计

姓 名：学 院：专 业：论文题目：

专 题：指导教师： 学 号： 基于ARM的电力线载波通信研究 职 称： 副教授 2012 年 6 月 徐州

毕业论文 基于电力线载波通信、基于OFDM技术、应用MAXIM公司芯片做了一个电力线通信终端

中国矿业大学毕业论文任务书

专业年级 学号 学生姓名

任务下达日期：2011年 12月 14日

毕业论文日期：2011年 12月 20日 至 2012年 6月 5日

毕业论文题目：基于ARM电力载波通信研究

毕业论文专题题目：

毕业论文主要内容和要求：

1、学习、掌握电力线载波通信原理；

2、学习

城市路灯是人们日常生活中必不可少的公共设施,近年来,具备远程监控功能的智能化路灯监控系统逐渐得到推广应用,除了传统的高压钠灯、卤素灯外,新型的LED 路灯更是广泛采用远程监控接口,以达到节能降耗,集约化,智能化管理的目标。电力线载波具有安装方便,免布线的天然优势,在各种远程控制中很早就有应用。

基于中颖载波SOC的路灯远程监控应用

城市路灯是人们日常生活中必不可少的公共设施，近年来，具备远程监控功能的智能化路灯监控系统逐渐得到推广应用，除了传统的高压钠灯、卤素灯外，新型的LED路灯更是广泛采用远程监控接口，以达到节能降耗，集约化，智能化管理的目标。

电力线载波具有安装方便，免布线的天然优势，在各种远程控制中很早就有应用。实际应用中也发现载波在防雷方面具有较好的效果，载波信号通过磁环与外部线路耦合，可有效减少传导到芯片端的脉冲能量，减少器件损坏的风险。另外，在现有路灯的智能化改造中，载波模块可直接安装在灯杆底端的控制箱中，无需安装到灯头处，施工成本大幅降低。

本文介绍基于中颖工业级载波SOC芯片SH99F01的路灯远程监控系统方案设计，并对监控系统的通信协议栈PLC-NT-SSL进行了详细介绍。

1. SH99F01芯片特点

SH99F01是一颗工业级电力

No.1 Big-bit 半导体器件应用网 http://ic.big-bit.com/news/192674_p2.html 电力线载波自动抄表系统方案解析

【大比特导读】自动抄表系统是随着近年来计算机技术，通讯技术在计量仪表领域的广泛应用而掀起的一场重大变革，自动抄表系统采用低压电力载波通信，系统安装非常简单，无需开墙凿洞大量布线，日后的使用维护也简单可靠。

电力线载波自动抄表系统组成

自动抄表系统是随着近年来计算机技术，通讯技术在计量仪表领域的广泛应用而掀起的一场重大变革，自动抄表系统采用低压电力载波通信，系统安装非常简单，无需开墙凿洞大量布线，日后的使用维护也简单可靠，我公司经过大量的现场实验证明，推出了符合行业标准(DL/T698-1999)要求的低压电力线载波自动抄表系统。它由以下几个部分组成：数据采集站(软件、硬件);载波集中器;全电子式载波电度表;载波采集模块+光电直读网络水表，载波采集模块+光电直读网络气表。

旌旗公司经过多年的研究，在低压电力线载波通讯领域取得了突破性的成果，拥有了自主知识产权的技术，并取得了国家发明专利;解决了我国的电网运行长期存在的不规范性，清洁度差等痼疾。东软公司推出的第二代通讯专用芯片

城市路灯是人们日常生活中必不可少的公共设施,近年来,具备远程监控功能的智能化路灯监控系统逐渐得到推广应用,除了传统的高压钠灯、卤素灯外,新型的LED 路灯更是广泛采用远程监控接口,以达到节能降耗,集约化,智能化管理的目标。电力线载波具有安装方便,免布线的天然优势,在各种远程控制中很早就有应用。

基于中颖载波SOC的路灯远程监控应用

城市路灯是人们日常生活中必不可少的公共设施，近年来，具备远程监控功能的智能化路灯监控系统逐渐得到推广应用，除了传统的高压钠灯、卤素灯外，新型的LED路灯更是广泛采用远程监控接口，以达到节能降耗，集约化，智能化管理的目标。

电力线载波具有安装方便，免布线的天然优势，在各种远程控制中很早就有应用。实际应用中也发现载波在防雷方面具有较好的效果，载波信号通过磁环与外部线路耦合，可有效减少传导到芯片端的脉冲能量，减少器件损坏的风险。另外，在现有路灯的智能化改造中，载波模块可直接安装在灯杆底端的控制箱中，无需安装到灯头处，施工成本大幅降低。

本文介绍基于中颖工业级载波SOC芯片SH99F01的路灯远程监控系统方案设计，并对监控系统的通信协议栈PLC-NT-SSL进行了详细介绍。

1. SH99F01芯片特点

SH99F01是一颗工业级电力

1 说明

1.1 110kV榆练扎、榆制气、榆铁前输电线路工程在施工过程中将跨 越多条10— 35kV电力线 。

1.2 部分施工段跨越电力线较多、且比较集中，部分电力线无法搭 设跨越架；常规跨越放线无法完成，因此需采取特殊跨越。

2 架线跨越施工

2.1 跨越电力线具体杆位及跨越情况见杆塔明细表。 2.2重要跨越在施工前必须认真勘察现场，以确定方案。 2.3 停电前的准备

2.3.1 停电前必须做好现场布置，检查施工器具数量、规格是否符合技术要求。

2.3.2 所有临时拉线、紧线、挂线用的地锚必须提前埋设好，被跨越杆塔在降线前必须检查有无裂纹和损坏等情况，并根据具体情况采取补强措施（其地锚应提前埋设好）。

2.3.3 新建线路紧线的反侧需先打临时拉线补强，耐张杆塔临时拉线安装要求：

（1）停电前应先布置临时拉线地锚，中相临时拉线采用3t地锚、埋深1.7m，边相临时拉线采用5t地锚、埋深2m 。

（2）停电后在紧线段的延长方向必须打临时拉线，导线拉线采用GJ-70钢绞线，3T倒链（或5T双钩）；地线拉线采用GJ-50钢绞线，3T倒链（或3T双钩），拉线对地夹角不得大于45°，边线和地线合用一个5T地锚，中线用3T地锚。

（3）在紧线段的延长

第6章 数字信号的载波传输

（备注：在实际授课中将第8章“现代数字调制技术”纳入第6章中进行）

6.1本章知识点

数字信号的载波传输是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接收端对载波信号的离散调制参量进行检测。数字信号的载波传输信号也称为键控信号。

根据已调信号参数改变类型的不同，数字调制可以分为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。其中幅移键控属于线性调制，而频移键控属于非线性调制。

6.1.1二进制数字调制原理

1、二进制幅移键控（2ASK）

二进制幅移键控（2ASK）是指高频载波的幅度受调制信号的控制，而频率和相位保持不变。也就是说，用二进制数字信号的“1”和“0”控制载波的通和断，所以又称通—断键控OOK（On—Off Keying）。

（1）、2ASK信号的时域表达

S2A?(t)?s(t)c?os?tKc???nan?g?tco s c t （6-1） ?n?sT???S一个典型的2ASK信号时间波形如图6-1所示（图中载波频率在数值上是码元速率的3倍）。

图6-1 2ASK信号时间波形

（2）、2ASK信号的产生

2ASK信号的产生方法有两种：模

国内外低压电力线载波通信应用现状分析

1. 概述

电力线载波通信（PLC）是电力系统特有的、基本的通信方式。早在20世纪20年代，电力载波通信就开始应用到10KV配电网络线路通信中，并形成了相关的国际标准和国家标准。对于低压配电网来说，许多新兴的数字技术，例如扩频通信技术，数字信号处理技术和计算机控制技术等，大大提高和改善了低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性，使得电力载波通信技术具有更加诱人的应用前景。为此，美国联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100~450kHZ；欧洲电气标准委员会的EN50065-1规定电力载波频带为3~148.5kHZ。这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著的贡献。利用低压电力线来传输用户用电数据，实现及时有效收集和统计，是目前国内外公认的一个最佳方案。低压电力线是最为广泛的一种通讯媒介网络，采用合适的技术充分用好这一现成的媒介，所产生的经济效益和生产效率是显而易见的。

在20世纪90年代，一些欧洲公司进行涉及电力线数据传输的试验，虽然最初实验效果好坏参半，通信技术的不断进步与互联网业务的蓬勃发展带动了电力线通信的显著增长。在美国，弗吉尼亚州马纳萨斯市首次开始大范围部署PLC的服务，提供抄表、上网等业