閆鵬

【摘要】 本文著重介紹了在直流低壓輸電線路上電力載波點對點通信方式的應(yīng)用方法，分析與總結(jié)出在使用過程中需要注意的幾個問題及其解決的辦法。

【關(guān)鍵詞】 載波通信 低壓電力線 干擾和噪聲

電力線載波通信（Power Line Carrier-PLC）是利用電力線路作為傳輸通道的載波通信，是電力系統(tǒng)一種特有的通信方式。本文中的直流低壓輸電線為+48V的直流輸電線，在低壓輸電線上基于PL3015的電力載波終端來實現(xiàn)400m的電力載波通信。

一、數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)

1.1 電力載波終端

電力載波終端的電力載波芯片選用PL3105C，它除了內(nèi)嵌直序擴(kuò)頻通信的數(shù)字信號處理單元外，還集成8/16位高速處理器內(nèi)核和AD轉(zhuǎn)換、定時器、串口等外圍模塊。電力載波終端的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

電力載波終端是實現(xiàn)電力載波信號與數(shù)字信號之間相互轉(zhuǎn)換，它是整個電力載波通信的核心，它的特點與功能如下：（1）兼主控制器和擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)功能；（2）DCSK擴(kuò)頻調(diào)制和Y-NET自動組網(wǎng)技術(shù)，超強(qiáng)的電力線通信性能；（3）開放的接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在電力線網(wǎng)絡(luò)中透明的傳輸，支持多種協(xié)議，如串口等；（4）使用方便，即插即用，無需二次開發(fā)，快速實現(xiàn)點到點的通信，應(yīng)用十分廣泛。

1.2 通信實現(xiàn)

可根據(jù)需要，自定義實現(xiàn)指定設(shè)備間的電力線通信，即點到點，串口到串口的連接方式，現(xiàn)場設(shè)備通過串口分別與電力載波終端連接，低壓電力線載波通信系統(tǒng)的總體框圖如圖2所示，進(jìn)行信息交換。

二、面臨的問題

（1）直流低壓電力線上干擾強(qiáng)，它是影響數(shù)據(jù)在直流低壓線上高質(zhì)量傳輸?shù)闹饕蛩?。直流低壓線上的干擾主要來自加載在電力線上面的設(shè)備，如開關(guān)電源、功放、電機(jī)等。開關(guān)電源發(fā)出的基波頻率從15KHz到1MHz以上，所占頻帶很寬，其諧波的振幅也很大，產(chǎn)生的強(qiáng)干擾將給通信帶來致命的傷害，以至于在接收端根本無法識別出發(fā)送的信號。（2）直流低壓電力線上信號衰減強(qiáng)，它制約了載波通信的距離。載波信號的衰減是隨著傳輸距離的增加而增加的。（3）直流低壓電力線上具有隨機(jī)性和時變性。由于直流低壓電力線上的容量不是很大，當(dāng)負(fù)載接入或打開時，電力線上的容量有很大波動。由于負(fù)載的接入具有隨機(jī)性和時變性同樣造成電力線上容量的波動具有隨機(jī)性和時變性。

三、解決方法

（1）運用DCSK擴(kuò)頻技術(shù)。擴(kuò)頻通信用偽隨機(jī)編碼將待傳送的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，實現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再傳輸，在接收端則采用同樣的編碼進(jìn)行解調(diào)及相關(guān)處理。DCSK擴(kuò)頻技術(shù)抗干擾性強(qiáng)、誤碼率低。對于各種干擾信號，因其與接收端解擴(kuò)碼的非相關(guān)性，解擴(kuò)后窄帶信號中只有很微弱的成分。此時，信噪比很高，達(dá)到了抗干擾性強(qiáng)、誤碼率低的效果。（2）采用中續(xù)通信。在長距離電力線上分段串入載波通信模塊，將長距離通信分割成數(shù)段短距離通信，電力線中間串入載波通信模塊起到通信中續(xù)的作用，增強(qiáng)信號強(qiáng)度，提高通信距離與質(zhì)量。（3）降低電力線上的干擾，這里主要是指降低開關(guān)電源的干擾?？蓪㈦娏€上的開關(guān)電源換為線性電源，在電源模塊電源近端加EMC濾波器，根據(jù)電源輸出端的功率在輸出端增加RC濾波和磁環(huán)。

四、結(jié)束語

本文在給出了載波通信模塊設(shè)計的基礎(chǔ)上，綜述了直流低壓電力線載波通信的設(shè)計方案，提出了在實際應(yīng)用上面出現(xiàn)的問題，同時給出了解決這些問題的方案。但直流低壓電力線載波通信這一技術(shù)還需要我們更加深入的研究，盡可能全面的實驗，為這項技術(shù)早日廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活而努力。

參 考 文 獻(xiàn)

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