电力线载波通信电路设计
基于FSK-KQ100模块的低压电力载波通讯电路设计
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第１ 期
田卫华 ， ： 于 Ｆ Ｋ～ Ｑ ０ 模块的低压电力载波通讯电路设计 等 基 Ｓ Ｋ １０
－ ・ ４ ５
其中 Ａ Ｃ端为信号输入端 ， 直接接在 ２０Ｖ低压 ２ 电力线 上 ； Ａ 为 外 接 直 流 电源 ， ＶＡ 可选 用 ＋５Ｖ～ ＋
Ｖｏ ． ． １ Ｎｏ １ ２
Ｊｎ ａ ．加 ０ ６
基 于 Ｆ Ｋ—ＫＱ１ ０模 块 的低 压 电力载 波通 讯 电路 设计 Ｓ ０
田卫 华 王 占元０姜 凌 齐晓轩 郭永树 ， ， ， ，
（． １ 沈阳工程学院 自动控制工程系， １０ ３ ；． 沈阳 １１６ ２ 沈阳电力工程技术研究所 ， １０ １ ； 沈阳 １０ ３ ３ 沈阳大学 信息工程学院， １０ ４ ） ． 沈阳 １０ ４
一
载波通讯控制的核心器件采用 Ａ ＭＥ Ｔ Ｌ公司生产 的单片机 Ａ ８Ｃ ０ １ 片内含 ２＜ ａ Ｔ ９ ２５ ， Ｉ ｌ ｈ可编程 除 Ｉ ｓ 只读存储器和 １８ ２ 字节 的 Ｒ Ｍ． Ａ 它是一种低功耗 、 高 性能的 ８ Ｃ Ｓ微处理器 ， ＭＣ 一５ 单片机兼 位 ＭＯ 与 Ｓ １ 容， 与其他单片机相 比， Ｔ ９ ２ ５ 没有 Ｈ 和 Ｐ Ａ ８Ｃ ０ １ 】 ２端 口， 因而外部引脚大大减少 ， 封装尺寸减小．
之 问的载波频率进行调频 ， 此高频信号通过低压 电力 线 向远方传送 ． 模块外形如图 ２ 所示．
最大传输距离为 ５０Ｉ， ０ Ｉ Ｔ 适用于本地区域的通讯 ．
收 稿 日期 ： ０ ５ ５—１ ２ ０ —０ ５
作者简介：田卫华（ ９ ０ ， ， 阳人 ， １ ７ 一）女 沈 讲师 ， 硕士
种 通 信 环 境 非 常 恶 劣 的信 道 ， 它传 送 着 ２ ０ ２ Ｖ／
电力线载波通信技术介绍电力线载波...
东北农业大学成栋学院毕业论文论文题目：电力载波通信抄表集中器设计学生姓名：丁修增指导老师：谭克竹讲师所学专业：电气工程及其自动化2014年6月Chengdong College of NortheastAgricultural UniversityThesisThesis topic：The design of concentrator for power line carrier based on auto meter readerStudent name：Ding XiuzengTutor name：Tan Kezhu LectureSpecialty：Electrical Engineering and AutomationJune 2014电力载波通信抄表集中器设计摘要随着我们国家电力事业的迅速发展，传统的用电抄收管理方式己经不能满足市场需求。
本文在大量收集查阅国内外有关远程抄表系统资料、深入用户及用电管理部门广泛调研的基础上，提出了一种采用低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统。
该系统具有三层网络结构，即上位机管理系统、集中器和载波电表。
重点分析研究了集中器及其与各组成部分的通信。
由于我国低压电力线上存在的高削减、高噪声、高变形，必须采用特殊的通信技术。
本文首先分析了高频信号在电力线中的传输特性；重点讨论了扩频通信技术在电力线载波通信中的应用；深入研究了以扩频调制解调技术通信技术为基础的、高性能的电力线载波专用MODEM芯片SSC P300的内部工作原理。
在此基础上，采用SSC P300实现了远程抄表系统中集中器与终端载波电表之间可靠的数据传输。
集中器是连接上位机与终端载波电表之间的枢纽，起着上传下达的作用。
根据中华人民共和国电力行业标准规定的集中器的主要功能及性能指标要求，本文重点研究设计了集中器的硬件系统和软件系统。
其中硬件系统主要包括主控制器、外部扩展数据存储器、时钟模块、上位机通信接口电路以及电力线载波通信电路及其外围电路等。
嵌入式电力线载波通信模块设计及其智能应用
嵌入式电力线载波通信模块设计及其智能应用曾素琼【摘要】In this paper, the module system of low- voltage power line carrier communication is designed based on LPC2132 and ST7538. The implementation of system is discussed mainly. The hardware and software are designed for the modular system. Finally, the application of the module on the intelligent home are designed and analysed. Module test:+ 12V power supply, communication speed: 4800bps, each frame length: 128Byte, power line carrier frequency: 82+0. 3kHz, the communication distance: about 500m, through experiments, the module apply successful on the intelligent home. The modular system is added only a small number of components, is added the control chip, which can be conveniently applied to narrow-band signals in the low -voltage power line carrier communication occasions. The design has the advantades of simple constructure, flexible operation mode, reliable communication, anti-interference ability etc.%设计了基于LPC2132与 ST7538低压电力线载波通信模块系统,重点介绍系统的实现过程；对模块系统作硬件和软件设计,对模块在智能家居上的应用作设计及分析；模块应用试验:±12V供电,通信速率:4800bps,每帧长度:128Byte,电力线载波频率:82±0.3kHz,通信距离:约500m,通过实验,模块成功地应用在智能家居上；模块应用时只需加少量元器件、控制芯片,可方便地应用于窄带低压电力线载波通信各场合,设计具有结构简单、工作方式灵活、可靠、抗干扰能力强等特点.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2012(020)008【总页数】4页(P2294-2296,2299)【关键词】电力线载波通信;调制与解调;模块;串行通信;智能控制【作者】曾素琼【作者单位】嘉应学院电子信息工程学院,广东梅州 514015【正文语种】中文【中图分类】TN915.853;PT273.50 引言低压电力载波通信技术作为有线、无线之外的另外一种数据通信方式，在实际应用中存在诸多优点：不易受外界无线信号干扰，信息保密性好，易实现远距离传输，采用自动组网与自动路由技术，可以组成一个非常大的应用网络，实现对一台变压器下所有信息点的覆盖[1－2]。
电力线载波通信系统
摘要电力线载波通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。
由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。
这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。
这次的课程设计通过电力线在波芯片设计一个电力线载波通信系统。
电力线载波通信具有广阔的应用前景但由于电力线的噪声和干扰对信道的污染很大，严重影响了低压电线载波通信的质量。
本文就电力线载波通信的优点缺点及发展现状进行了讨论，并分析了电力信道的噪声分类，特性及对我们信号的影响。
以及我们对噪声的滤波耦合等。
并且详细的介绍了电力线载波通信的具体实现形式方法和步骤最终形成一个系统达到我们的要求。
课程设计选用青岛东软的SSC1641的电力线载波芯片该芯片具有调制解条，a/d，d/a通信的功能，该芯片直接对信号数字信号处理，极大地提高了通信的可靠性。
文中包括了他的外围电路，信号放大，耦合，滤波等最终实现功能。
实现了接收电力线的含有噪声的信号，然后对这个信号滤波模数转换等处理后通过串行通信的方式发送到过单片机，单片机经过数据处理后通过LCD1602显示出来，并且也通过串行通信发送到PC机显示出来。
PC机或开关电路输入信号经过SSC1641处理后通过电力线发送。
这样一个系统阶完成了接收与发送信号，形成了一个通信系统。
关键字：电力线载波通信系统SSC1641 调制解调1、绪论1.1设计任务及要求电力线载波通信系统设计基本要求：下图一个电力线载波通信模块的结构组成，请看懂，并查阅资料了解电力线载波通信的原理和电力线载波芯片的技术资料。
根据系统结构，完成载波芯片外的其他器件选型、配套硬件电路设计（包括原理图、PCB图）、软件设计和仿真调试。
系统至少具备以下特性：1）开关量输入和输出各5路； 2）系统24V供电；3）具有通信状态指示功能； 4）有232、485或USB有线通信接口；5）断电继续工作能力； 6）其他自己发挥的功能。
基于复合耦合技术的低压电力线载波通信接口电路设计
基于复合耦合技术的低压电力线载波通信接口电路设计电力线通信(PowerLineCommunication，PLC)是以电力网作为信道，进行载波通信的一种有线通信方式。
PLC在欧洲(德国、英国、瑞典等)发展得较快，最近，英国在电力线媒介开发方面取得了突破性进展，用户可通过电力线进入Internet网，从简单的数据传输提高到了网络联接。
中国电力系统也已组建国电通信中心，并向信息产业部正式申请了牌照。
国家电力公司计划在2015年建成全国统一的联合电力网通信系统。
但是，低压电力线是一种通信环境非常恶劣的信道，许多问题有待进一步研究。
低压电力线传送着220V/50Hz的电能，在低压电力线上并接了许多不同阻抗的用电器。
低压电力线的这一固有特点，给低压电力线通信带来了很大的困难。
因此，低压电力线通信必须首先解决以下2个难题:(1)电力网50Hz的工频信号不能给载波通信系统带来太大的干扰，同时，考虑到整个通信系统的安全，必须进行强电隔离;(2)低压电力线上并接的所有用电器的“统计载波阻抗”要高，以确保较高的载波信号加载效率。
上述问题，正是低压电力线通信的接口技术问题，以下从这两方面介绍其设计原理和实现方法。
1接口电路的模型根据低压电力线通信接口技术的要求:①必须进行强电隔离;②确保较高的载波信号加载效率。
为此，就必须采用“电磁耦合”与“阻容耦合”相结合的“复合耦合技术”。
接口电路模型如图1所示。
图1接口电路模型。
该电路的关键物理量是2个回路中的电流i1(t)和i2(t)。
由基尔霍夫第二定律可得出该电路的数学模型:式中，设i′、i″分别为i的一、二阶导数，则：对于式(1)，通过不同的处理将得到不同的数学模型。
对图1所示的双RLC耦合回路进行去耦处理，得到2个独立的RLC串联回路。
对式(1)求导，则可得到二元二阶方程组：式(2)同时含有2个未知函数i1(t)和i2(t)的二阶导数，不便直接求解。
若将RLC串联回路表示成二元一阶方程，则由2个RLC回路便可得到四元一阶方程组：该方程组含有4个未知数:i1(t)，i2(t)，uc1(t)，uc2(t)，其定解条件直接由电路的初始储能情况给出。
电力线载波通信电路设计
关键词 ： 电力线 载 波 通 信 Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２ ／ Ｒ Ｓ ４ ８ ５接 口 电路 设计
机 Ｗ７ ７ Ｅ ５ ８是整个模块 工作 的控 制核 心。 它对 载波通信 的 控制是 通过和 Ｓ Ｓ Ｃ Ｐ ３ ０ ０的交互来 完成 的。电力线媒 介 的 实时 网络通 信是 由 Ｓ Ｓ Ｃ Ｐ ３ ０ ０管理 的 ， Ｓ Ｓ Ｃ Ｐ ３ ０ ０提 供 的
一
制器和 Ｓ Ｓ Ｃ Ｐ ３ ０ ０之 间 的传 送 是 通 过 Ｓ Ｐ ｌ 接 口实 现 的 。主
３ 主控器 与 ＭＯＤ Ｅ Ｍ 通信 接 口 ＭＯＤ Ｅ Ｍ 通信 适用于信 息 交互不 频繁 、 数 据传输 量 小 ２ 电力线载 波通信 原理 的公用 电话 网数据传输 。这是 因为公用 电话 网为模拟 电话 电力 线 载波 通 信是 电力 线 载波 抄 表 集 中器 的核 心任 数 字信号 不 能直接进入 这样 的信 道 ， 必须 通过 一个中 务， 采 用 载波 调 制原 理 ， 充 分 利 用 电子 技 术 和 微 处 理 器 技 线路 ， Ｍ， 它用来 实现 数字信号 到模 拟信号 和模 拟 术， 开发 通 用的 电力线 载波 通信 设备 则是 电力 线载 波抄 表 间设备 ＭＯＤＥ 信号到数 字信 号 的相互 转换 ， 是一个 重要 的数据通 信备。 的重要基础 工作 。 ４ 结 束语 ２ ． １载 波通信 芯片 Ｓ Ｓ Ｃ Ｐ ３ ０ ０的发送 与接 收原理 Ｓ Ｓ — 电力线 载 波通信 技术 是低 压 集 中抄表 技 术 实 现 的重 Ｃ Ｐ ３ ０ ０提供 数 据 链 路功 能和 物理 层 的协议 Ｌ ｉ ｎ ｋ Ｌ ａ服 务 。
储 的数据 经 过现 有 的 电话 网传送 给控 制计 算机 ， 控 制计 算 处理器 Ｗ ７ ７ Ｅ ５ ８作 为控制核 心 ， 控制 通过 ５线 的 串行 外 围 机根 据 数据 对供配 电进行 控制 。 接 口（ Ｓ Ｐ Ｉ ） 把 即将 发 送 的分组 先传输 到 Ｓ Ｓ Ｃ Ｐ ３ ０ ０内部 的 １低压 电力 线载波 通信原 理 ＤＬ Ｌ处理器 ， 再传 至 Ｄ Ｓ Ｐ 。Ｓ Ｓ Ｃ Ｐ ３ ０ ０从 电力 线上耦 合并 低压 扩 频载 波模 块 主要 由 Ｓ Ｓ Ｃ Ｐ ３ ０ ０低压 电力 线 扩频 解调 出来 产生解调后 的信号 。主处理器 通过 ５线 的串行 外 载 波 网 络控 制器 、 前 置功 放和 电力 线藕 合 电路 构 成 ， 其 工 围接 口 Ｓ Ｐ ２将从 Ｓ ２输入 的解调 后信号 经过信号 转换得 到 作 任务 是 对从 单片机 获 取 的数据信 息 实施 线性扫 频调 制 ， 的数据 分组 接 收进来 。我们 选择使 用计 算机 和嵌入 式设 备 经滤 波放 大后 使其 与 电力线 藕合 ， 对通 过 电力 线送来 的载 的标准接 口 Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２作 为集中器和 上位机 的通讯 方式。 波信号 进行 扫频 解调 后送给 单片机 。 这种 数据 通信采 用 了 ２ ． ３ Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２ ／ Ｒ Ｓ ４ ８ ５接 口标； 隹 ＭＯＤ Ｅ Ｍ 的通信 接 口 收发 分时控 制 的半双工 通讯。该模块 与 配变集 中器 的设计 采用的是 Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２标准 。 Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２适用于短 距离传输 ， 长 距 通信距 离 为 １ ０ ０ ０米。 在 信 道特性最 恶 劣的情 况下 ， 也要 保 离数据通信通 常采用 Ｒ Ｓ 一 ４ ８ ５标准 。本文 中的 电平转换 采 证不 小于 ６ ０ ０米 。 用 ＭＡ × ｌ Ｍ 公司 的 ＭＡ Ｘ ４ ８ ５芯片完 成。ＭＡ Ｘ 一 ４ ８ ５芯片 的 低压 电力 线载波通 信 的原 理 结构框 图如 图 １所 示。 １脚 Ｒ Ｏ为接 收器 的输 出 ，接 １ ＿ ｒ Ｌ电平 Ｒ Ｘ Ｄ 信号 ４脚 Ｄｉ Ｓ 为发送器输 入 ， 接 丌 Ｌ电平 Ｔ Ｘ Ｄ信号 ３脚 ＤＥ为发 送使 能 低 载 Ｓ 端， 接＋ ５ Ｖ： ２脚 Ｒ Ｅ ／ 为接受使 能端 ， 接地。因为 ＭＡ Ｘ 一 ４ ８ ５ 压 波 Ｃ 电 耦 Ｐ 端接计 算机 ， 如 果直接 与单片机连 接会 引入干扰信号 ， 所 力 一 ． ｋ ３ 以在 ＭＡ Ｘ 一 ４ ８ ５和单 片机连接 时 ， 需要加 光 电隔离器 ， 防 止 线 Ｏ ｌ 波器 ｌ ｌ 大器 ｌ Ｏ 干扰信 号进入单 片机系统 ， 影Ⅱ 向 系统正 常工作 。
基于电源线载波的单线通讯系统设计
载 波 电源信 号进 人 到接 收单元 后 被 分 为 ２路 ，
路 通 过 储 能 电容 进 入 电源 转 换模 块 完 成 电平 转
换， 另 一 路 通 过 限 流 电 路进 入 光 电耦 合 器 ， 完 成 电
平 转换 后进 人 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ．二者 之 间通过 限流 二极管 进
行 隔离 。 当电源信 号为高 （ １ ２ Ｖ） 时， 储 能 电容充 电 ，
ｌ ｜ 萎 鬣巍
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ９ ５ ５ ７ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ０ ０ １ － ９ ９ ４ ４ ． ２ ０ １ ７ ． １ ２ ． ０ ０ ８
爨 薯 骧
基 于电源 线载 波的单 线通讯 系统设 计
张 成， 聂 飞 ， 王 远 ， 印 姗
（ 中 国Ｘ － 程 物 理研 究 院 总 体 工 程研 究所 ， 绵阳 ６ ２ １ ９ ９ ９ ）
２ 硬 件 电 路设 计
２ ． １ 信 号发 送单 元设计
信 号发 送单元 的硬 件设 计如 图 ２所示 。该方 案
主要 由 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ、 Ｎ ． ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ （ Ｍ ） 、 Ｐ － ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ （ Ｍ２ ） 、 １ ２ Ｖ
图 ３
信 号接 收 单 兀 组成
大 型 的试 验 系 统 对 连 接 线 数 量 有 着 严 格 的 限
电耦合 器对 调 制信 号进 行解 调 ， 在２ ０ ｉ ｎ距 离 内实现 了波特 率可 达 １ ０ ｋ ｂ ／ ｓ 的通信 传输 。 该 系统具 有硬 件
结 构 简单 ， 通信 距 离远 ， 通 信速 率 快 等优 点 ， 目前 已 成 功应 用 于某 飞行 器 的飞行 试验 数据 采 集平 台 。
电力线载波通信自适应阻抗匹配电路设计
电力线载波通信自适应阻抗匹配电路设计贾男;宋玮;王艳【摘要】针对电力线载波通信系统中阻抗失配导致接收端不能有效接收信号的问题,利用Smith圆图和电路变换的原理进行理论分析,提出一种改进的L型结构的阻抗匹配电路来调整输入阻抗,避免了传统L型网络存在匹配禁区的问题,理论分析并推导了匹配电路参数的计算方法,给出了不同阻抗类型所对应区域以及参数的闭式解,最后用仿真验证了计算参数方法的有效性.仿真结果表明,该匹配网络能有效地提高负载侧接收到的功率,和传统需要反复迭代寻优的智能算法相比,匹配速度得到很大的提高.%In view of the receiving terminal's failure of effectively receiving signals in the power line communication system due to impedance mismatch,based on a theoretical analysis of the problem by means of the Smith chart and the principle of circuit transformation,this paper proposes an improved L-shaped impedance matching circuit to adjust the input impedance and to avoid the existence of match forbidden zone in traditional L-type network.The calculation method of matching network parameters is theoretically analyzed and deduced.Additionally,this paper also provides closed solutions of the corresponding regions and parameters of different impedance types and the effectiveness of the method is verified by simulation.The simulation results show that the matching network can effectively improve the power received on the load pared with the traditional intelligent algorithms which need iterative optimization,the matching speed is greatly enhanced.【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(044)006【总页数】7页(P54-60)【关键词】阻抗匹配;电力线;Smith圆图;匹配电路【作者】贾男;宋玮;王艳【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM711电力线载波通信是利用现有的输电线路进行数据传输或者语音通信，起始于20世纪20年代初，广泛应用在智能电网监测和控制，具有投资少，见效快，免布线等优点[1]。
电力载波通信线路的设计
用 于 恶劣 环 境 时 ，从 式 （ ） 以看 出 ：需要 提 １可 高信 号带 宽睐 维持 或提 高通信 的性能， 至 于信号 甚
的功率 可 以低于 噪声基 底 。 修 改上述 公式 的对 数底 数可得 ：
１ 扩 频 技 术
表 示通信 信道 所允 许 的信息 量 ，也表 示 了所 希望 得 到 的性 能 ； ０ 是付 出 的代 价 ，因 为频 率 是一种 有
限的资源 ；Ｓ 表 示周 围通 信 被 认 为 是提 供 “ 后 一 公 最
里 ”解 决方案 最具竞 争力 的技 术之 一 。该方 案可在
关键词： Ｓ １ ２ 芯片 ； 电力载 波 ；扩频 通信 Ｃ ８ １
中图分类号：Ｔ ７ Ｍ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ — １５ ２ ０ ） ２ ０ １－ ２ ０ ７ ３ ７ （０ ８ ０ — ０ ７０
Ｄ ｅ ｉ ｎ ０ ｗ ｅ ｎｅＣａ ｒ ｅ ｍ ｍ ｕｎ ｃ ｔｏ ｓｇ ｆＰｏ ｒＬｉ ｒ ｉ ｒＣｏ ｉａｉｎ
ＷＥ ｉｕｎ， Ａ Ｃｈｎ — ｏ， ＵＪａ—ｉ Ｎ Ｌ－ ａ 。Ｔ Ｎ ａｇｔ ＱＩ ｉ ｂｎ ｊ ａ ｎ
（ ｕｈ ｕＥ ｖｒｎ ｅ ｔｌ ｏｅ ｔ ｎＶｃ ｔ ｎ ｌ ｃ ｏ ｌＦ ｚｏ ５ ０ ２ Ｃｈｎ ， ｎａ ｇＩｆｒ ａｉｎ ，ｃ Ｓ ｈ ｏ， ａｙ ｎ ７ ４ ０ １Ｆ ｚｏ ｎ ｉ ｍ ｎａ Ｐｒｔｃｉ ｏａｉ ａ Ｓ ｈ ｏ， ｕｈ ｕ３ ０ ０ ， ｉａ ２ Ｎａｙ ｎ ｎｏ ｍ ｔ ｅｔ ｃ ｏ ｌＮ ｎ ａｇ４ ４ ５， ｏ ｏ ｏ ＂ ｏ Ｃ ｉ ； ｏｌ ｅ ｆ ｌｃｒ ａ ｎ ｉｅｒｎ ｎ Ａｕｏ ａｉｎ Ｆ ｚ ｏ ｎｖｒｉ， ｕｈ ｕ３ ０ ８ Ｃ ｉａ ｈｎ ３Ｃ ｌｇ Ｅｅ ｔｃ ｌ ｇｎ ｅｉ ａ ｄ ｔｍ ｔ ， ｕｈ ｕＵ ｉｅｓｔ Ｆ ｚｏ ５ ， ｈｎ ） ａ ｅ ｏ ｉ Ｅ ｇ ｏ ｙ １ ０
基于复合耦合技术的低压电力线载波通信接口电路设计
（ ）电力 网 ５ ｚ １ ０ Ｈ 的工频 信号 不能 给载 波通
信系统 带来太 大 的干扰 ， 同时 ， 虑到 整个通 信系 考
统 的安 全 ， 须进行 强 电隔离 ； 必
关 键词 ： 合 耦合 技 术 ； 压 电 力线 ； 波 通 信 ； 口 电路 复 低 载 接
女 ， 教 授 ， 事 电 副 从 路 与 系 统 教 学 及 应
用研究 。
中 图分 类 号 ： Ｍ ７ 文 献标 志码 ： 文 章 编 号 ： ０ １５３ （０ ０ ２ ４０２０ Ｔ ３ Ｂ １０ —５ １ ２ １ ）０ ）２ —４
ＺＥＮＧ Ｓｕ ｉｎ ｑｏ ｇ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｌｃ ｏ ｉ ｎ ｆｒ ａｉ ｅｈ ｏｏｙ Ｊ ｙｎ ｎ ｅｓｙ Ｍｅ ｈｕ５ ， ｈｎ ） Ｓ ｈｏ ｏ ｅｔ ｎｃ ａｄＩ ｏｍ ｔ ｎＴ ｃｎ ｌ ， ｉ ｉｇＵ ｉ ｒｔ ， ｉ ｏ ０ Ｃ ｉ Ｅ ｒ ｓ ｎ ｏ ｇ ａ ｖ ｉ ｚ １ １ ４ ５ ａ
面取 得 了突破性进 展 ， 用户 可通过 电力线 进入 Ｉ— ｎ
传送着 ２ ０ Ｖ ５ ２ ／ ０Ｈｚ的电 能 ， 在低 压 电力 线 上并
接 了许多 不 同阻抗 的用 电器 。低压 电力线 的这一
固有 特 点 ， 低 压 电力 线 通 信 带 来 了 很 大 的 困 给 难 ］ 。因此 ， 低压 电力 线 通信 必 须 首先 解 决 以下
Ｉ ｔ ｒ ａ ｅ Ｃｉ ｃ ｉ ｓｇ ｆ Ｌｏ Ｖｏ ｔ ｇ ｗｅ ｎ ｒ ｉ ｒ ｎ ｅ ｆ ｃ ｒ ｕ ｔ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｗ ｌａ ｅ Ｐｏ ｒ Ｌｉ ｅ Ｃａ ｒｅ Ｃｏ ｍ ｕ ｉ ａ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｃｏ ｐ ｕ ｕ ｌｎ ｃ ｎｉ ｕ ｍ ｎ ｃ ｔｏ ｓ ｄ ｏ ｍ ｏ ｎｄ Ｃｏ ｐ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｑ ｅ
电力线载波通信详解
（二）调制方式
电力线载波机采用旳调制方式主要有双边带幅度调 制、单边带幅度调制和频率调制三种，其中单边带幅 度调制方式应用最为普遍，本节主要简介这种调制方 式。 单边带幅度调制(SSB)也称单边带调幅，一般采用两次 调制及滤波旳措施，将双边带调幅产生旳两个边带除 去一种，载频也被克制。它有下列优点：
第三章 电力线载波通信
概述 电力线载波通信系统 数字电力线载波机 电力线载波通信新技术
第一节 概述
电力线载波通信(也称PLC-Power Line Carrier)是利用 高压输电线作为传播通路旳载波通信方式，用于电力 系统旳调度通信、远动、保护、生产指挥、行政业务 通信及多种信息传播。电力线路是为输送50Hz强电设 计旳，线路衰减小，机械强度高，传播可靠，电力线 载波通信复用电力线路进行通信不需要通信线路建设 旳基建投资和日常维护费用，在电力系统中占有主要 地位。
结合滤波器样例： MCD80
结合滤波器原理图
设计耦合系统采用旳线路阻抗值一般是： 单根导线：相地耦合为400Ω。相相耦合为600Ω； 分裂导线：相地耦合为300Ω，相相耦合为500Ω。 电缆侧（载波侧）一般为75Ω。
•线路阻波器
线路阻波器
线路阻波器串接在电力线路和变电站母线之间，阻塞高频信号，
8）峰值包络功率
指在要求旳工作条件下，在调制包 络最高峰值处载波一周期内送到要求负 载上旳平均功率。
9）标称载波功率
电力线载波机旳标称载波功率是指 在满足乱真发射要求，并在载波机输出 端终接以等于标称阻抗值旳电阻负载旳 情况下，设计该设备时所取旳峰值包络 功率。
10）自动增益控制
当接受载波信号电平在自动增益控制调 整范围内变化30dB时，话音及信号旳音频接受 电平旳变化应不大于1dB。
浅析电力载波通信线路的设计
浅析电力载波通信线路的设计作者：沈宏伟来源：《数字化用户》2013年第13期【摘要】当前，电力载波通信作为一种高效、便捷的数据传输方式，已经在我国电网建设中得到普遍应用。
本文以SC1128电力载波芯片为基础，提出了一种电力载波通信线路设计方案，并介绍了相应的电路设计图，利用低压线传输信号，有覆盖范围广、节省成本的显著优点，这一技术在电力信号传输、智能电网监测、智能小区监测等方面的应用较为广泛。
【关键词】电力载波线路设计方案近些年来，我国电网建设取得了巨大成就，通信技术也在稳步提高，通信线路、通信设备的管理问题日益突出，在通信线路管理中的出现的问题，多数是由线路设计不合理导致的。
电力载波通信技术能够有效保证通信质量，是解决电力信号传输问题的有效途径之一。
利用SC1128电力载波芯片设计的通信线路，具有连接便捷，布线时间短等优势，能够有效保障信号的稳定性与安全性。
一、电力载波通信技术概述电力载波通信技术是利用特定型号的调制解调器处理传输信号，使之形成特定的载波信号，再把设置好的信号发送到电力线上，以实现信号的传输与数据交换的通信传输方式。
电力载波通信技术是建立在配电网基础上的，它能够实现通信网内部以及各通信网络之间的通信，它利用电力线作为传输信号的介质，有效避免了新通信网的投资与建设。
当前，随着通信技术的迅猛发展，光纤等宽带通信方式有取代电力载波通信技术的趋势，但电力载波通信技术仍具有成本低廉、可靠性强、覆盖范围广、速度快、移动性强等优势，在电网的自动抄表系统、智能电网控制、家居智能化等方面有广泛的应用前景，提高电力线载波通信设计技术已经是电力载波通信技术发展的必然要求，电力线载波芯片SC1128是一种专门为工业领域电力网络通信传输与家庭通信而设计的调制解调器，具有安全性能高、处理速度快、稳定性强的优势，能够保障信号传输的可靠性。
二、电力载波通信的硬件设计电路的硬件设计原理比较复杂，一般通信部分采用串口通信，大体的设计流程如下图所示：当前，比较常用的电力载波通信芯片有：XR2210套片、ST7538、PLT-21、SC1128等，SC1128芯片有比较强的抗干扰性能，并且SC1128芯片里集中了扩频与解扩、D/A与A/D双向转换、电子计算器、输入驱动、输出信号转码、芯片电压检测以及串口通信等功能。
基于直流电源的电力线载波通信耦合电路设计
基于直流电源的电力线载波通信耦合电路设计刘恒光;姜秀杰;熊蔚明;安军社【摘要】试图通过电力线载波通信(以下简称PLC)技术在直流电源线上传递控制信号,从而实现减少信号线,简化控制系统的目的.目前较为成熟的PLC技术,主要应用在交流环境下,在直流环境下应用并未出现,这就导致耦合电路成为本课题研究的关键技术.本文研究了直流电源的信道特性、提出了相应的频带需求,分析了DC/DC电源变换器和耦合电路的结构,成功设计出了耦合电路,并对其传输特性进行了测试分析.%We are trying to transmit control signals on DC power line by Power Line Communication (hereinafter referred to as PLC) technology, which can reduce the quantity of signal lines and simplify the corresponding control system. PLC technologies are currently used in AC environment, but rarely implemented in DC environment, which makes coupling module the key technology in this project. This paper studied the channel characteristics of DC power line, and proposed the frequency band needs, and analysis the structures of coupling module and DC/DC power converter .At last we designed a coupling module successfully and tested its transmission characteristics.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(024)014【总页数】4页(P186-189)【关键词】电力线载波通信;耦合;直流电源;电源变换器【作者】刘恒光;姜秀杰;熊蔚明;安军社【作者单位】中国科学院国家空间科学中心北京 100190;中国科学院大学北京100049;中国科学院国家空间科学中心北京 100190;中国科学院国家空间科学中心北京 100190;中国科学院国家空间科学中心北京 100190【正文语种】中文【中图分类】TN915.18PLC的应用和发展已有几十年的历史，其中低压配电网中使用的载波频率高达40 MHz，数据速率已到200 Mbps，主要用于互联网最后一公里的介入、数字家庭网络等［1］。
基于低压电力载波模块的一种接口电路设计
基于低压电力载波模块的一种接口电路设计12雷 钢 魏 乔（1.中州大学 工程技术学院 河南 郑州 450044；2.河南工业大学 工程训练中心 河南 郑州 450001）摘 要： 通过查阅大量的相关资料，对国内外低压电力线载波技术进行研究，搭建一个以ST7538为核心的低压电力载波模块的接口电路。
并对该接口电路进行全面细致的分析研究，为低压电力载波模块的接口电路的提供方案。
关键词： 低压电力载波；电力载波模块；接口电路中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1120060－010 引言3 接口电路搭建低压电力载波通信技术是一种特殊的通信方式，其通信的载波芯片与电压电网相连只需经过简单的耦合电路即可，载体是电力线。
与其他通信方式相比，在价格低、即插即用、所以在该接口电路的功能设计上要有耦合功能。
为减小各种干电力网络普及度高方面都有绝对优势，应用前景广阔。
通过对扰信号的影响，还需增加滤波功能；为提高传输距离，需考虑低压电力线载波技术的研究，搭建了一个以ST7538为核心的低增加放大功能；以及在工作提高可靠性方面，还需加设必要的压电力载波模块的接口电路。
并进行了全面分析研究，为低压保护功能。
综上考虑，设计出芯片ST7538与低压电力线相连的电力载波模块的接口电路的提供了方案。
通过此研究，不仅提接口电路如图1所示。
由图可知，在发送信号状态时，其电压放高了该通信技术的应用范围，还能为今后开发基于扩频通信技大TL072C环术的低压电力载波通信应用系统提供基础。
1 低压电力载波芯片的特点在低压电力线载波的硬件电路设计中，载波芯片的选择是非常重要，综合考虑各种因素进行选择。
通过对目前市场上芯片的比对，芯片ST7538具智能化的设计，功能更强大，其优势主要有以下几个方面，具体如下：有8个可编程载波频段；4个波特率；内部集成+5V线性电源；可对外提供100mA电流；可进行载波起始检测和同步线路零位检测等工作；自带看门狗、时钟和运放功能；采用TQFP44封装；半双工频移键控收发器；自带具有安全检测功能的；位数24位；功消低；集成5V短路保护；接收灵敏度等。
750kV输变电示范工程电力线载波电路的设计和应用
１ 通 道 要 求
１ １ 耦 合 方 式 ．
为提 高通道 运行 的可 靠 性 ， ７ ０ ｋ 对 ５ Ｖ电力 线 载波 通道采 用 相一相 耦 合 方 式 ， 因是 衰减 小 ， 原 通 道 的稳 定性 好 ， 当线 路发 生 单相 接 地故 障时 （ ０ ８％ 的线路 故 障是单 相故 障 ） 通 道受 到 的影 响 可 限制 ，
关键 词 ： 波 ；５ Ｖ 线路 ； 护 ； 声 载 ７ ０ｋ 保 噪
中 图 分 类 号 ： Ｎ １ ． Ｔ ９９６ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ０ ５— ６ １ ２ ０ ） ３— ０ ５—０ １０ ７ ４ （０ ８ ｏ ０ ４ ４
０ 引 言
电力线 载波是 利 用 电力线 作 为 传输 媒 介 的通 信方式 ， 其设 计 方 案 与线 路 电压 等 级 和线 路 结 构 密切 相关 。在西 北 地 区 ７ ０ ｋ ５ Ｖ超 高 压 输 变 电 示 范工 程 中 ， 系 统 通 信 方 案 论 证 ， 许 官 亭一 兰 经 允 州东 ７ ０ｋ ５ Ｖ线 路上 开设 电力 线 载 波通 道 ， 输话 传 音、 远动 、 护及 远 方跳 闸信 号 。 保 由于 ７ ０ｋ ５ Ｖ超 高压 输 变 电示 范 工 程 首 次 将 我 国超高 压输 电系 统 最 高 电压 等 级 从 ５ ０ ｋ ０ Ｖ提 高到 ７ ０ ｋ 并 且 是 世 界 上 海 拔 最 高 的 ７ ０ ｋ ５ Ｖ， ５ Ｖ 输 变 电工 程 （ 界 上 其 他 国 家 ７ ０ ｋ 世 ５ Ｖ工 程 均 设
织 如 图 １所 示 。 １２ 信 号 传 输 要 求 ．
７ ０ｋ ５ Ｖ线 路 噪声 电平 取值 及 阻 抗 特 性 、 备 设
技术 参数 、 号衰减 计算等 对设计 人员来 讲都 是新 信
一种电力载波的通讯线路设计
在 Ｓ ａｎｎ和 Ｈ ｒｅ ｈ ｎｏ ａｔ ｖ信 道 容 量 定 理 中 可 以 看 出频 谱 扩 展 ｌ 的作 用 ： Ｃ＝Ｗ ｘ＿ｇ ＋ｓ Ｉ ２ｒ ｍ） ｏ １ 式 中 ： 信 道 容 量 、 位 （ｐ）它 是 在 理 论 上 可 接 受 的 误 Ｃ是 单 ｂ ｓ， 码 率 下 所 允 许 的最 大 数 据 速 率 ： 是 要 求 的 信 道 带 宽 。单 位 是 Ｗ Ｈ Ｓ 是 信 噪 比。 Ｃ表示 通 信 信 道 所 允 许 的信 息 量 。 表 示 了 Ｚ；／ Ｎ 也 所 希 望 得 到 的 性 能 。 宽 则 是 付 出 的 代 价 。 带 因为 频率 是 一 种 有 限 的资 源 ．／ 表 示周 围 的 环境 或 者 物 理 特 性 。 Ｓ Ｎ 用 于 恶 劣 环 境 时 。 上 式 可 以 看 出 ： 要 提 高 信 号 带 宽 从 需 来 维 持 或 提 高 通 信 的 性 能 ．甚 至 于 信 号 的 功率 可 以 低 于 噪 声 基
【 摘 要 】 采 用 Ｓ ｌ２ ： Ｃ １８芯 片可 以 实现 用 电力 线通 讯 。 文提 出一 种 基 于 此 芯 片 的 电 力 载 波 通讯 线路 方 案 。 方 案 可 以 本 该
在 智 能 建 筑 中得 到 较 好 的应 用 。
【 关键宇】 Ｃ１２ ； ：Ｓ １ ８ 电力载波 ； 扩频通讯
进入 ２ 世纪 ． １ 随着 Ｉｔ ｎｔ 术 的 飞速 发 展 ， 用 ２ ０ 低 ｎｅ ｅ技 ｒ 利 ２Ｖ 压 电 力线 传 输 高 速 数 据 的 价 值 越 来 越 为 人 们 所 重 视 ．因 为 它 具 有 不 用 布 线 、 盖 范 围广 、 接 方 便 的 显 著 特 点 ， 覆 连 电力 载 波 通 讯 被认 为是 提 供 ” 后 一 公里 ” 决 方 案 最 具 竞 争 力 的 技 术 之一 。 最 解
一种基于电力线载波通信的负载功率检测电路
３ 电路参 数设 计
某 基 于 意 法 半 导 体 公 司 电 力 载 波 通 信 芯 片
法多是基 于过零 检 测理 论 ， 用过 零 检 测 芯 片 、 利 反
相器和一些 与非 门 组成 电路 ， 计 器 件 多 、 设 电路 复 杂． 且功 能单 一 ， 适 合 推 广使 用 ＿ 不 １ 。本 文介 绍 ～
ｏ ｏ ｒＬｉｅ Ｃａ ｒｅ ｍｍｕ ｉ ｔ ｎ Ａｎ ｉｔ ｏ ｕ ｔ ｎ ｔ ｈ ｒ ｃｐ ｅａ ｄ ｔ ｅｓ ｒ ｃ ｕ ｅｏ ｉｃ ｉ ｏ ａ ｅ ｅ ｔ ｎ ｉ ｉ— ｎ Ｐ ｗｅ ｎ ｒ ｉｒＣ ｏ ｎｃ ｉ ． ａｏ ｎ ｒ ｄ ｃ ｉ Ｏ ｔ ｅ ｐ ｉ ｉｌ ｎ ｈ ｔｕ ｔ ｒ ｆａｃ ｒ ｕ ｔ ｆｌ ｄ ｄ ｔ ｃ ｉ ｓｇ ｖ ｏ ｎ ｏ ｏ
Ａｂ ｔ ｔ Ｌ ａ ａ ａ ｉ ｆ ｏ ｔｏ ｅ ｍ ｉａ ｓａ ｏ ｔ ｎ ｔ ｄ ａ ａ ｔ ｒ ｆ ｈ ｒ ａ ｇ ｔ ｇ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｌ ｍｃ ｏ ｄ ｃ ｐ ｃｔ ｏ ｎ ｒ ｌ ｒ ｎ ｌ ｎ ｉ ｓ ｙ ｃ ｔ ｉ ｍｐ ｒａ ｔｓ ｕ ｙ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｏ ｅ ｕ ｂ ｎ ｌ ｈ ｉ ｏ ｔ ｓ ｅ ｂ ｓ ｄ ｔ ｉ ｎ ｏ ｓ
总第 １７ ８ 期
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｉ ｌｃｒｎｃＥ ｇｎ ｅｉｇ ｈｐ Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｎ ｉｅ ｒｎ
Ｖ０ ． ０ ＮＯ １ ｉ３ ．
１７ ６
２１ 第 １ ００年 期
一
种 基 于 电 力 线 载 波 通 信 的 负 载 功 率 检 测 电路
易平波 ” 潘建 生” 叶云 辉” 刘 志英
（ ６ ２ 部 队司 令部 ９４１ 宝鸡 ７ １ １ ）南 京 工 业大 学 城 市 建设 与安 全 环 境 学 院。 南 京 ２０２（ ２ ００ ） １０ ９
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电力线载波通信电路设计
摘要：电力线载波通信技术是低压集中抄表技术实现的重要通信手段。
笔者基于电力线载波通信技术，深入探究电力线载波通信电路设计原理，并详细介绍了该电路及其控制软件的设计，为通信工程的改进提供参考依据。
关键词：电力线载波通信rs-232/rs485接口电路设计
电力线载波电路整个通信系统的核心。
笔者拟采用ssc p300作为电力线载波专用调制解调芯片来开展通信电路设计的研究。
从sscp300输出的信号幅度小、驱动能力弱，而且有各种谐波，因此要放大滤波，然后通过耦合电路将信号调制到电力线上。
电力线传来的载波信号由sscp300接收，需一个带通滤波器，经过预放大再送到sscp300的接收端，再送给单片机进行处理，单片机中存储的数据经过现有的电话网传送给控制计算机，控制计算机根据数据对供配电进行控制。
1 低压电力线载波通信原理
低压扩频载波模块主要由sscp300低压电力线扩频载波网络控制器、前置功放和电力线藕合电路构成，其工作任务是对从单片机获取的数据信息实施线性扫频调制，经滤波放大后使其与电力线藕合，对通过电力线送来的载波信号进行扫频解调后送给单片机。
这种数据通信采用了收发分时控制的半双工通讯。
该模块与配变集中器的设计通信距离为1000米。
在信道特性最恶劣的情况下，也要保证不小于600米。
低压电力线载波通信的原理结构框图如图1所示。
■
2 电力线载波通信原理
电力线载波通信是电力线载波抄表集中器的核心任务，采用载波调制原理，充分利用电子技术和微处理器技术，开发通用的电力线载波通信设备则是电力线载波抄表的重要基础工作。
2.1 载波通信芯片sscp300的发送与接收原理 sscp300提供数据链路功能和物理层的协议linkla服务。
由si脚进入sscp300的电力模拟通过信号，经缓存放大器(amp)放大并通过a/d转化后形成数字信号，再经过扩频处理，借助dsp电路传输至数据链路层微处理器进行分组解码。
欲发送的分组被主处理器传输至微处理器后继而传至dsp功能块。
dsp将三态信号置为高层状态时，缓存后这个波形就由so脚输出，通过功率放大模块和变压器耦合到电力线上。
电力线传来的载波信号则由sscp300接收，需一个带通滤波器，经过预放大再送到sscp300的接收端，再送给单片机进行处理，单片机中存储的数据经过现有的电话网传送给控制计算机，控制计算机根据数据对供配电进行控制。
2.2 单片机与sscp300通信的控制工作过程单片机w77e58是整个模块工作的控制核心。
它对载波通信的控制是通过和ssc p300
的交互来完成的。
电力线媒介的实时网络通信是由ssc p300管理的，ssc p300提供的由主制器通过spi端口管理的功能使得主处理器获得最佳的网络应用层的实现。
ssc p300内部供多个数据结构设
定其运行方式和表征其运行状态。
单片机通过发送命令读取这些数据结来判断发生的事件及当前状态，并通过发送相应的命令做出相应的处理操作。
命令和数据结在主控制器和ssc p300之间的传送是通过spi接口实现的。
主处理器w77e58作为控制核心，控制通过5线的串行外围接口(spi)把即将发送的分组先传输到ssc p300内部的dll处理器，再传至dsp。
ssc p300从电力线上耦合并解调出来产生解调后的信号。
主处理器通过5线的串行外围接口sp2将从s2输入的解调后信号经过信号转换得到的数据分组接收进来。
我们选择使用计算机和嵌入式设备的标准接口rs-232作为集中器和上位机的通讯方式。
2.3 rs-232/rs485接口标准 modem的通信接口采用的是rs-232标准。
rs-232适用于短距离传输，长距离数据通信通常采用rs-485标准。
本文中的电平转换采用maxim公司的max485芯片完成。
max-485芯片的1脚r0为接收器的输出，接ttl电平rxd信号；4脚di为发送器输入，接ttl电平txd信号；3脚de为发送使能端，接+5v；2脚re/为接受使能端，接地。
因为max-485一端接计算机，如果直接与单片机连接会引入干扰信号，所以在max-485和单片机连接时，需要加光电隔离器，防止干扰信号进入单片机系统，影响系统正常工作。
3 主控器与modem通信接口
modem通信适用于信息交互不频繁、数据传输量小的公用电话网数据传输。
这是因为公用电话网为模拟电话线路，数字信号不能直
接进入这样的信道，必须通过一个中间设备modem，它用来实现数字信号到模拟信号和模拟信号到数字信号的相互转换，是一个重要的数据通信备。
4 结束语
电力线载波通信技术是低压集中抄表技术实现的重要通信手段。
笔者基于电力线载波通信技术，深入探究电力线载波通信电路设计原理，并详细介绍了该电路及其控制软件的设计，为通信工程的改进提供参考依据。
参考文献：
[1]郭飞，方猛.基于plc与计算机rs-232通信的扩展应用[j].价值工程，2010(08).
[2]俞庆.低压电力线载波通信技术的研究及应用[j].电力系统通信，2002(01).
[3]许永康.rs-232转rs-485网络的通信[j].微计算机信息，2007(10).。