PLC电力线通信技术简介

什么是PLC?

通常，我们上网的方式一般有：利用电话线的拨号?xdsl方式；利用有线电视线路的cable modem方式，或利用双绞线的以太网方式。

现在，我们又多了一种更方便，更经济的选择：利用电线，这就是plc！plc的英文全称是power line communication，即电力线通信。通过利用传输电流的电力线作为通信载体，使得plc具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.5~45mbps的高速网络接入，来浏览网页?拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据?语音?视频，以及电力于一体的"四网合一"！另外，可将房屋内的电话、电视、音响、冰箱等家电利用plc连接起来，进行集中控制，实现"智能家庭"的梦想。目前，plc 主要是作为一种接入技术，提供宽带网络"最后一公里"的解决方案，适用于居民小区，学校，酒店，写字楼等领域。

plc的技术原理

plc利用1.6m到30m频带范围传输信号。在发送时，利用gmsk或ofdm调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上进行传输，在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5m~45m之间。plc设备分局端和调制解调器，局端负责与内部plc调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时，来自用户的数据进入调制解调器调制后，通过用户的配电线路传输到局端设备，局端将信号解调出来，再转到外部的internet。典型的plc网络如下图：

plc的优点

1．实现成本低由于可以直接利用已有的配电网络作为传输线路，所以不用进行额外布线，从而大大减少了网络的投资，降低了成本。

２．范围广电力线是覆盖范围最广的网络，它的规模是其他任何网络无法比拟的。plc 可以轻松地渗透到每个家庭，

为互联网的发展创造极大的空间。

3．高速率 plc能够提供高速的传输。目前，其传输速率依设备厂家的不同而在

4.5m~45mbps之间。远远高于拨号上网和isdn，比adsl更快！足以支持现有网络上的各种应用。更高速率的plc产品正在研制之中。

4．永远在线 plc属于"即插即用"，不用烦琐的拨号过程，接入电源就等于接入网络！

5．便捷不管在家里的哪个角落，只要连接到房间内的任何电源插座上，就可立即拥有plc带来的高速网络享受！

plc的应用

1．可以为用户提供高速internet访问服务、话音服务，从而为用户上网和打电话增加了新的选择。

2．通过与控制技术的结合，为在现有基础上实现"智能家庭"提供有力支持。利用电力线路为物理媒介，可将遍布住宅各角落的信息家电、pc等连为一体，接入internet，实现远程、集中的管理控制。

3．不用额外的布线，就可将家中的多太电脑连接起来，组建家庭局域网。

4．实现远程水、电、气等的自动抄表，一张收费单就可解决用户生活中的所有收费项目。

5．利用plc的"永远在线"特点，构件防火、防盗、防有毒气体泄露等保安监控系统和医疗救护系统。

主要介绍PIC技术在智能家居系统中的运用，给出PLC网络化控制系统的结构．描述智能家居系统控制端设备和局端设备的设计方法．以厦设备的电磁兼容性。该系统实现了家电智能

控制、安防控制和上网功能。

目前，中国的智能家居系统以智能安防为主，正逐渐向家电的网络化控制延伸。如何更有效地解决安防、家电智能控制、上网等问题，逐渐成为研究的热点。电力线通信(Power Line Communication，PLC)，是指利用中、低压电力线作为通信介质，实现数据、语音、图像等综合业务传输的通信技术。利用PLC实现智能家居的网络化控制无需架线，不破坏住宅结构，连接方便、快捷，是智能家居网络化控制的理想选择。本系统采用Intcllon公司的INT5200芯片作为电力载波芯片，网络数据由与家电设备相连的电力线传送，并通过HomePlug协议实现交互，采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交频分复用技术进行调制解调，从而实现家电控制、PLC上网和家庭安防。

1 网络化控制系统的结构

图l为PLC网络化控制系统的结构示意图。调制解调器为已有的ADSL或有线电视同轴电缆的Modem，PLC主控终端接收到Modem解调出来的网络信号后，将其转换为电力线通信的数据包，并进行加密、OFDM调制、D／A转换、放大等处理，然后通过耦合电路将电力线差分信号耦合到家庭的220V交流电力线的相线和中线上。这样，在家庭的任何一个电源插座处，均可通过耦合电路获得电力线差分信号；接着通过PLC局端通信接口对电力线信号进行滤波、A／D转换、增益调整、OFDM解调等处理；再将数据还原为标准的网络信息送到PC 网卡，或者直接根据接收的信息内容，通过PLC局端的微处理器控制其他家电设备和安防控制设备。同理，PC、其他家电设备或安防控制设备的数据和状态信息，也可以按照相反的过程传到PLC主控终端，经过Modem发送到Internet网上，供远程用户使用。

2 智能家居系统的PLC主控终端

PLC主控终端主要由主控终端接口和电力线耦合两部分组成。PLC主控终端的最主要功能是实现以太网数据包和电力包之间的相互转换，OFDM调制解调和信号与电力线的耦合。其中，主控终端接口由INT5200、以太网PHY芯片RTL8201BL、网络隔离变压器H1102、接收滤波电路和保护电路、发送驱动电路、E2PROM存储设备、LED状态指示部分以及电力线耦合电路等构成。其电路结构如图2所示。

INT5200是一个集成电力线MAC层、PHY层和模拟前端(AFE)的收发器。INT5200采用正交频分多路复用(OFDM)调制解调技术，根据信噪比选择可用的载波频率，解决噪声源干扰和多路衰减等问题，在苛刻的电力线通信环境下实现高达14 Mbps的可靠传输。TNT5200的MAC层采用基于优先级的CSMA／CA机制和自动应答(ARQ)机制，并对以太网数据进行重新打包，实现数据包的可靠传输。INT5200集成的模拟前端(AFE)实现了信号的放大、滤波、A／D转换和D／A转换等功能。

在PLC主控终端电路中，INT5200工作在主机模式。INT5200与RTL8201BL之间通过MII 接口进行通信，收发以太网的数据包。MII接口提供独立的4位数据收发通道，RTL8201BL 为INT5200提供同步时钟信号。MII接口具有两线串行数据管理接口(MII_MDCLK和

MII_MDIO)，通过这个管理接口可以访问RTL820lBL的寄存器。当从电力线接收电力信息时，主控终端首先从220V电力线上通过耦合电路提取电力信息，再经过滤波、增益调整等处理，发送给INT5200。

INT5200将接收到的电力信息进行解调等处理后，还原为以太网的数据包，并通过

RTL8201和H1102发送给ADSL或有线电视同轴电缆的Modem。这样PLC主控终端就可以通过