KQ-100E型电力载波通信模块(载波调制解调模块)

实验室环境下的智能电表载波模块通信测试
王建龙;蒙根
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2012(049)004
【摘要】随着智能电网的建设,智能电表在国内居民用户大批量推广并已开始全面挂网运行,而作为智能电表最主要的通信模块之一的低压电力线载波模块的通信性能将直接影响使用效果.本文在实验室内模拟居民用户用电情况搭建了一个低压电力线载波测试环境,采集了6种居民用户常用的用电设备电力线噪声,并在此环境下对国内6种载波模块进行了通信成功率测试,得到了载波信号在线路衰减和用电设备噪声干扰情况下的通信数据.通过测试有助于深入了解低压电力线载波通信的特点以及为现场通信方案的选择实施与故障分析提供了参考依据.
【总页数】4页(P38-41)
【作者】王建龙;蒙根
【作者单位】陕西省地方电力(集团)有限公司,西安710000;宁波三星电气股份有限公司,浙江宁波315191
【正文语种】中文
【中图分类】TM247
【相关文献】
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2.单相智能电表载波和微功率无线模块互换性通信接口设计 [J], 程正忠
3.智能电表通信测试系统分析与研究 [J], 王媛媛
4.低压集抄独立电表箱载波通信测试插口的研制 [J], 吴俊杰
5.低压电力线宽带载波HPLC组网通信测试系统设计 [J], 瞿桂莲
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单相电表载波模块GWD-M100说明书版本：V1.0一概述GWD-M100应用于单相电表载波转发。

GWD-M100载波通讯模块为电能表窄带载波MODEM，可以完成载波信道到TTL串口信道的网络层规约格式解析，负责载波接收、发送、中继转发应答；载波MODEM从电表主CPU接收数据后、向电力线载波转发，及GWD-M100载波模块从线路上接收正确信息后转发到主CPU的。

GWD-M100载波模块接口参考国网的《GDW1355-2013单相智能电能表型式规范》、多功能电能表通信规约（DL/T645_2007）、《1晓程--低压电力线载波自动抄表系统通信协议:晓程自组网》设计，有利的保证了，电表采集，载波通信的可靠性。

二主要技术参数1.串口通信：1) DL/T645—1997/2007；GWD-M100载波模块与电表主CPU采用串口通信。

2) 异步通信，2400bps，偶校验，1个起始位8个数据位，1个校验位，1个停止位。

2.载波通信：1）晓程自组网规约/N12 规约；载波物理地址之间通信。

2）同步通信，500bps，09H AFH为同步帧头，CRC16校验。

3）载波中心频率：120kHz,带宽：15kHz,。

4）调制方式：DBPSK。

3.运行环境条件：1)温度范围：-45°- 75°2)相对湿度：3)防尘，防滴水：4.模块供电电压：DC5V(载波芯片) DC16V(载波发送) ：5.电磁兼容：1）静电放电：接触放电8000V，空气放电15000V。

2）快速瞬变脉冲群：4000V 100KHz3）浪涌：承受4000V浪涌电压。

三工作原理载波模块与电表连接及模块内部结构图如下所示：载波模块与电表通过串口连接进行数据通信，另外还有IO口线直连实现事件的触发和设置。

载波发送数据信号通过模块耦合到电力线，接收信号通过模块解耦，整个过程实现数据的收发。

载波模块内部包含数据处理主芯片，发送和接收配置线路，通过变压器线圈实现与电力线的耦合，主芯片是载波的收发处理芯片，与电表之间串行通信。

载波模块测试方案目录1. 文档介绍 (3)2. 测试描述 (4)2.1 测试所需软件环境 (4)2.2 测试所需硬件环境 (4)2.3 测试条件描述 (4)2.4 测试内容 (4)3. 常规项目检测 (5)3.1 测试简介 (5)3.2 测试范围与目的 (5)3.3 测试方式 (5)4. 灵敏度测试 (5)4.1 测试简介 (5)4.2 测试范围与目的 (5)4.3 测试环境与测试辅助工具的描述 (6)4.4 测试驱动程序的设计 (6)4.5 性能测试用例 (6)5.用户界面测试用例 (7)5.1 被测试对象的介绍 (7)5.2 测试范围与目的 (7)5.3 测试环境与测试辅助工具的描述 (7)5.4 测试驱动程序的设计 (7)5.5 用户界面测试的检查表 (7)6. 安全性测试用例 (8)6.1 被测试对象的介绍 (8)6.2 测试范围与目的 (8)6.3 测试环境与测试辅助工具的描述 (8)6.4 测试驱动程序的设计 (8)6.5 信息安全性测试用例 (8)7. 安装/反安装测试用例 (9)7.1 被测试对象的介绍 (9)7.2 测试范围与目的 (9)7.3 测试环境与测试辅助工具的描述 (9)7.4 测试驱动程序的设计 (9)7.5 安装/反安装测试用例 (9)8文档测试用例 (10)8.1 被测试对象的介绍 (10)8.2 测试范围与目的 (10)8.3 测试环境与测试辅助工具的描述 (10)8.4 测试驱动程序的设计 (10)8.5 文档测试用例 (10)1. 文档介绍我中国电力科学研究院与日本松下公司合作开发了一款载波模块。

现需要对此模块进行各种相关的测试，为了保证测试能顺利进行，并对模块的系能进行充分的了解，特编写本文档。

2. 测试描述2.1 测试所需软件环境国网或者广电标准后台软件，用以实现实时抄表，定时抄表等功能。

2.2 测试所需硬件环境★载波电表，载波采集器，用于电力线载波通讯的各类终端；★抄表集中器，中继器，485通讯装置及相关配套设备；★各类采用电力线载波通讯技术的电气控制装置、电能质量装置、电厂控制自动化系统、抄读装置、民用开关装置；★各类采用电力线载波通讯技术的数字电力调度交换机、电力线载波机、配电网载波机、载波集抄系统、电力通信网监控系统、电力modem 等。

国网单相载波通道模块说明书V1.2青岛鼎信通讯有限公司青岛鼎信通讯有限公司目录1 概述 (1)2 主要功能与特点 (1)2.1 上电自动读取表号 (1)2.2 支持自动登录 (2)2.3 支持事件上报 (2)2.4 支持DL/T645-1997/2007和数据透明传输 (3)2.5 支持主发模式 (3)2.6 支持从节点中继、从节点侦听功能 (3)3 主要参数与其使用网络负载测试 (3)3.1 主要参数 (3)3.2 国网单相载波通道模块使用网络负载测试的环境与记录 (4)4 工作原理 (5)4.1 外接接口定义与说明 (5)4.2 工作原理框图 (6)4.3 国网单相载波通道模块典型应用电路 (6)5 国网单相载波通道模块的检测 (8)5.1 检测设备与测试环境 (8)5.2 不良现象及处理方法 (8)6 载波通道模块生产与使用时的注意事项 (8)6.1 ESD与电路防护 (8)6.2 质量控制 (9)6.3 生产工艺 (9)7 国网单相载波通道模块的布线特点 (9)7.1 EMC防护 (9)7.2 芯片散热 (9)7.3 载波接收电路 (9)附录 A (11)A.1 国网单相载波通道模块各管脚实测波形 (11)A.2 国网单相载波通道模块尺寸图 (14)A.3 器件选型 (15)1 概述国网单相载波通道模块是鼎信公司应用载波通道芯片TCC081C 实现载波通信功能的一款产品。

其核心技术是利用正交码进行数据扩展频谱传输，使用电力线过零分时得到最利于传输的3.3ms 微分时段同步传输，比单纯使用扩频方式的通信能力和稳定性都有巨大的提高；内置DSP 数字信号处理模块保证载波通信计算需求，使用AD 采样方式进行扩频计数，抗干扰能力大大增加。

该模块主要用于自动抄表领域，为电力行业或其它公共事业部门提供了一种优秀的自动抄表系统解决方案。

2 主要功能与特点2.1 上电自动读取表号载波模块上电2s 后，芯片TCC081C 会向从节点发送读取地址命令，能够自适应的选择使用四种通信速率、三种读地址命令。

KQ—100F电力载波数据通信模块KQ-100F模块有四大特点:1.只在市电正弦波基波零点进行数据的发送和接收,此处干扰小,所以有较好的通信效果;2.接收灵敏度可以调得较高,使远传效果显著;3. 市电正弦波基波零点附近电力线上动态负载较小,因而可使载波输出功率的效率增加;4.我公司开发的主芯片KQ-1999的高通信速率(最高可达19.2Kbps)确保KQ-100F能在过零点的瞬间在快速的找到过零点后高速率地完成数据的发送或接收。

收发模块微机控制端由RX、TX、R/T三个端口构成，全是TTL电平，TX接微控制器TXD端发送数据，RX接微控制器RXD端接收数据，R/T为接收/发送控制端，R/T为高时模块处于接收状态,R/T为低时处于发送状态。

+5V端请接入+5v±5%的直流电源，超过电压范围，可能会影响接收性能。

+5V耗电约45mA，V AA端为发送功率电源，可用直流不稳压电源，发送时电流约300 mA（不发送时为O mA），V AA可在9～15V之间选定（视需要而定，距离近或干扰小则采用低压，反之则用高压，最好不要超出18V）。

V AA和+5V电源最好用两组电源供电，以防发送部分工作时其尖峰脉冲对+5V供电部分造成干扰，造成数据通信的紊乱和影响可靠性。

两个AC端可以直接接市电的火线和零线，也可以接火线和地线；而在远距离户外通信时可采用火线和零线通讯方式，本模块由于接收灵敏度很高，因此在所有模块都处于接收状态时，RX端将输出干扰脉冲，请用户发送接收程序中考虑这个因素。

请参考后面的程序。

在发送数据时，先置R/T为低，再用串行方式在TX端输入OFFH，再输入同步码等用户欲发送的数据，在接收端请检测同步码后接收数据，并校验其数据的正确性。

请仔细阅读后续编程参考！KQ-100F采用FSK过零载波通讯方式，在数字信号处理技术上有独创性的高新技术成果应用，许多用户经过对比试验后都给予很高的评价。

根据用户反馈的信息和我公司的试验,过零点数据通信的成功率最高。

电力载波模块KQ-100E、KQ-100F和KQ-300系列佚名【期刊名称】《电子技术应用》【年(卷),期】2007(33)6【摘要】FSK方式，通讯速率100bps～19．2kbps。

新推出过零点通讯方式的KQ-100F特别适合于强干扰环境下的抄表系统；小体积的KQ-300适于低价位单表抄收系统。

9．6kbps和19．2kbps适合于高速率数据和语音（压缩）通信。

很好的抗干扰性和高灵敏度、无初始化要求，波特率可由用户修改，以及可实现软中继等优点，使您的产品开发更为便捷。

住宅区通信距离大于800米（100F成功率达90％以上），专线达10公里，适合于电力、铁路、工控、税控、石化、宾馆、医院、家庭智能化等领域。

【总页数】1页(P37-37)【关键词】电力载波模块;抄表系统;通讯方式;通信距离;家庭智能化;干扰环境;高灵敏度;抗干扰性【正文语种】中文【中图分类】TN916.9【相关文献】1.ZJ—5型电力线系列载波机的系列功能 [J], 刘继远2.研祥-EC3-1651 CLDNA主板;大众工控-8000系列4U整机;GE Fanuc-PACSystemsTMDSM314运动控制器;贝加莱(B&R)-EX290总线控制器;德维森-ATCS PPC系列柔性控制器;阿尔法-ALPHA3000变频器;西门子-一体化超声波/雷达液位计SITRANS Probe LU/LR、低压变频调速装置SINAMICS G150;图尔克-新一代现场总线产品BL67系列模块;欧姆龙-CS1D双重PLC系统;Echelon-新一代PL3120和PL3150电力线智能收发器; [J],3.电力载波模块KQ-100E、KQ-100F和KQ-300系列 [J],4.电力载波模块KQ-100E、KQ-100F和KQ-300系列 [J],5.电力载波模块KQ-100E、EQ-100F和KQ-300系列 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

KQ-100E型电力载波通信模块（载波调制解调模块）本模块以低压电力线作为信号（数据）传输的媒体。

也适用于平行线或双绞线等传输媒体。

模块按电力部“低压电力用户集中抄表系统技术条件”标准进行设计和制造，适用于供电局集中抄表系统﹑铁路信息监测系统﹑石化﹑税控﹑海轮﹑航标灯﹑路灯﹑智能监控﹑家庭智能化等系统；也适合于其它远程数据传输系统和远距离模拟数据遥测，遥控应用领域。

信号或数据用50KHz-350KHz之间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，载波中心频率为127KHZ(KQ-100E) ;212KHZ(KQ-100C)等多种频点的产品由生产厂预设，也可按用户要求选择。

模块外形图如下：AC端为信号输入端，直接接220V低压电力线上。

为外接直流电源，可选用+5V～+15V，电压调高，发送功率大，信号传送距离VAA远。

最好不要超过18V使用。

+5V为模块内部电路工作电源，在4.5-5.5V范围内能正常工作，模块内有防过压和防瞬变抑制电路，以防过电压和雷电对模块的损坏。

RXD是数据接收端，HCMOS信号。

TXD是数据发送端，欲发向远端的信号或数据应从此端接入。

R/T为控制端，高电平时为R（接收），低电平时为发送（T）模块技术指标如下：载波中心频率：127KHZ；212KHZ带宽： 8.77KHz接收灵敏度 <1mV低电平最大值 高电平最小值TX，R/T（输入） 0.8V 3.8VRX（输出） 0.8V 3.8V接口输入多数同HCMOS电平接口标准。

绝缘电阻： >20MΩ耐压： >2KV（AC，60秒，1mA）： +15V：330mA（发送时）功耗VAA传输速率： 4800bps，可下调使用环境： 温度： -10℃～+50℃ ；-40℃～70℃(工业级)湿度： <85% <95% (工业级)应用参考：1、数据采集与远传（抄表器，仓库温湿度检测，井下数据检测等）：如下图所示连接，集中器可接A、B、C三相及零线、集中器内相线间接0.1μf/1KV电容器形成高频桥路，如图b。

电力线载波通信模块的设计与应用文章出处：向伟杨志荣邓彦松夏明发布时间：2011/08/24 | 375 次阅读| 3次推荐| 0条留言业界领先的TEMPO评估服务高分段能力，高性能贴片保险丝专为OEM设计师和工程师而设计的产品使用安捷伦电源，赢取iPad2 Samtec连接器完整的信号来源每天新产品时刻新体验完整的15A开关模式电源低压配电网是一个用户最多，分布最广的一种能源传输网络，电力线载波通信是利用现有的电力线网络进行信息传输的一种通信方式。

它可用于电力管理、照明控制、加热制冷系统控制、远程抄表、报警系统及智能化小区。

本文设计了一套基于调制解调模块ST7538和ATmega88V单片机的电力线载波通信模块。

系统总体设计根据低压电力线载波通信的系统原理，给出了整个系统的总体设计，如图1所示。

本电力线载波通信节点模块主要包括以下几部分：微控制器部分、信号处理部分、电源电路部分和电力线接口部分。

图1 低压电力线载波通信的系统原理硬件设计1 微控制器的选择微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。

微控制器诞生于20世纪70年代中期，经过20多年的发展，其成本越来越低，而性能越来越强大，这使其应用已经无处不在，遍及各个领域。

例如电机控制、条码阅读器/扫描器、消费类电子、游戏设备、电话、HVAC、楼宇安全与门禁控制、工业控制与自动化和白色家电（洗衣机、微波炉）等。

微控制器是系统的控制核心，它负责整个系统中任务的协调与调度。

为克服电力线上存在信号衰减大、时变性大、噪声影响等诸多不利因素，需采用一些纠错能力强的编译码方案，但这可能加大算法的复杂程度导致运算速度降低。

综合考虑成本和运算能力之后，微处理器选用了高性能、低功耗的8位AVR系列的微控制器ATmega88V,它的具体参数及特点详见产品手册。

2 调制解调芯片的选择信号调制与解调以及对信号的自适应平衡放大、滤波及与微控制器的通信等功能由电力线载波芯片完成。

电力线载波模块uPLM2200
uPLM2200 是一款小型高性能通用电力线通信MODEM，由电力线调制/解调、功率放大、藕合及滤波、电源、MCU及协议固件等组成，可直接连接到220V电力线上，通过其数据接口实现数据发送和接收。

uPLM2200嵌入了完整的电力线通信固件和协议，用户无需进行电力线通信低层软件编程。

uPLM220提供RS232异步串行接口及I2C总线接口，用于数据及模块控制。

uPLM2200 内置MCU支持在线编程，用户可根据应用需要修改或取代内置固件。

uPLM2200基于力合微电子先进的电力线载波通信技术及专用芯片而设计，为各种电力线通信应用提供了理想的模块方案。

KQ-130系列电力载波数据收发模块KQ-130F是单列9针小体积高性能过零载波数据收发模块。

是专门为在220V交流上，强干扰，强衰减，远距离要求的环境下，可靠的传送数据而特别设计和开发的性价比很高的载波模块。

适用于抄表，路灯，智能家居，消防，楼宇控制以及需要电力线传送数据的其它应用领域。

KQ-130E/K也是单列9针小体积高性能载波数据收发模块。

在KQ-100E基础上增加了DSP 处理进一步提高模块的抗干扰能力，专门为在0V-220V交直流，停电以及没有电源的环境下（如管道与大地，一根信号线与大地，两根信号线，12V交直流电源线等），可靠的传送数据而特别设计和开发的性价比很高的载波模块。

适用于工业控制，铁路，小区智能化，智能家居，楼宇控制以及需要载波传送数据的其它应用领域。

KQ-130F的载波速率是100BPS，KQ-130E的最高载波速率是400BPS，KQ-130K的最高载波速率是1200BPS。

一、KQ-130系列模块的性能：1.集成了KQ-330模块及外围电路的载波板，毋需其他的耦合元件，直接连接220V的交流电使用。

外型尺寸为53×38×17毫米(L×D×H)，单列排针引出（见下图）1、2脚接220V交流电源无方向（1脚,2脚间距2X0.1英寸），2脚,3脚间距1.1英寸，其余各脚之间间距0.1英寸。

2.工作频率120～135KHZ，接口波特率9600bps。

一个起始位，8个数据位，一个停止位3.温度范围：-25℃～+70℃湿度≤90%4.一帧连续发送长度≥253个字节，字节长度从1到253由用户定义，模块不会发送多余的数据5.接收灵敏度≤1mV6.带外抑制能力≥ 60 dB7.带宽≤10 KHZ8.绝缘电阻500V≥500MΩ9.供电电源：DC +5V 接收时：≤12mA 发送时：≤300mA二、规格及型号：KQ-130F：KQ-130后第一个字母定义为：F：过零传送型E: 载波速率可到400BPS的全波载波模块K: 载波速率可到2400BPS的全波载波模块三、KQ-130引脚说明：正面从左至右为1～9脚：1P—AC：220V交流电压的火线（或零线）2P—AC：220V交流电压的零线（或火线）3P—+5V：+5V发送电源（260mA），如果单收数据可以悬空降低功耗4P—GND：数字电路地线5P—+5V：+5V工作电源11mA6P—RX：TTL电平，载波数据入，接单片机的TXD7P—TX：TTL电平，载波数据出，接单片机的RXD8P—MODE：模式选择，悬空或接5V为高电平，接地为低电平9P—NC/RST ：复位脚（低电平有效）只有在工作时频繁切换模式时使用。

KQ-300电力载波数据收发模块KQ-300是单列11针小体积高性能载波数据收发模块。

有多种规格供选用，当初是为电量表自动抄收系统而特别设计和开发的，同样也适用于其它应用领域。

一、KQ-300系列性能：1.小体积厚膜集成模块，外型尺寸为30×15×15毫米(L×D×H)，单列11脚引出，脚间距0.1英寸。

2.工作频率125～131KHZ，波特率0—4800bps可由用户调整。

3.温度范围：-25℃～+55℃湿度≤90%4.供电电源：DC +5V±5% Imax≤50mA其余与KQ-100、KQ-200相同二、规格及型号：KQ-300XXX：300后第一个字母定义为：A：标准型B：增强型，高信噪比300后第二个字母定义为：S：单路载波输出(方波)D：双路载波输出(方波)O：内部带有振荡电路，只需外接振荡晶体300后第三个字母定义为：T：标准功耗：50mA，5VDCL：低功耗：20mA，5VDC例如：KQ-300AST为通用单路输出，功耗为50mA的模块。

非批量订货用户均供应KQ-300AST1～11脚：KQ-300┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃│1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111P—OTX1，载波信号输出2P—OSC2，时钟反相输出；在双路输出时为OTX2(仅限KQ-300×D×)，即载波信号输出端(与 OTX1配对)3P—OSC1，时钟输入4P—TX，调制数据输入，接单片机TXD5P—R/T，收发状态控制端，低电平发送，高电平接收6P—DGND，数字电路共地点7P—VCC，+5V8P—RX，解调后的数据输出端，接单片机RXD9P—VAD，模拟电路电源10P—AGND，模拟信号共地点11P—IRX，载波信号输入但是，由于电力线上负载比较多，电器所产生的谐波也就无法避免地耦合到电力线上，本模块是高灵敏度的载波模块，在所有载波模块都处于接收状态时，电力线上就会全部被电器所产生的谐波所覆盖，这时，模块将解调出噪声数据从RX端输出。

收稿日期:2005-05-15作者简介:田卫华(1970-),女,沈阳人,讲师,硕士.基于FS K -KQ100模块的低压电力载波通讯电路设计田卫华1,王占元2,姜　凌1,齐晓轩3,郭永树1(1.沈阳工程学院自动控制工程系,沈阳　110136;2.沈阳电力工程技术研究所,沈阳　110013;3.沈阳大学信息工程学院,沈阳　110044)摘　要:介绍了一种基于FSK -KQ100模块(载波调制解调模块)的低压电力载波通讯电路的设计.采用单片机与FSK-KQ100模块直接接口,作为通讯的链路层;计算机采用RS232与单片机连接,通过与计算机的人机交互实现数据通讯的应用层.关键词:电力载波通讯;载波模块;单片机;串行异步通讯中图分类号:TM727 文献标识码:A 文章编号:1673-1603(2006)01-0044-03 电力线通信,简称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 与其他通信方式相比,能充分利用现有的电力线资源,即利用电力线进行通信,实现信息的传输.因此,电力线通信具有很好的开发前景和应用价值.低压电力线载波通信,是自动抄表系统(集中抄表系统)的一个至关重要的环节,其解决方案的优劣直接影响到系统的技术水平和实用性.但是,低压电力线是一种通信环境非常恶劣的信道,它传送着220V/50Hz 的电能,存在着较大的干扰;同时,考虑到整个通信系统的安全,必须进行强电隔离.为此,提出了一种单片机控制的基于专用载波模块的通讯电路设计方法,其电路简单,安全实用,具有较强的抗干扰能力.1　电路总体设计及工作原理采用成都科强电子公司生产的FSK -KQ100载波调制解调模块,实现数据信号在电力线上的加载与分离.FSK 即移频键控的呼叫方式,由于其信号具有较强的抗干扰能力,在电力线载波中得到了广泛应用.设计中,单片机与FSK -KQ100模块直接接口,作为通讯的链路层;计算机采用RS232与单片机连接,通过计算机的人机交互实现数据通讯的应用层.载波通讯的总体结构如图1所示.采用串行异步通讯的方式,FSK -KQ100模块的最大传输距离为500m ,适用于本地区域的通讯.2　硬件设计2.1　单片机载波通讯控制的核心器件采用A TM EL 公司生产的单片机A T89C2051,片内含2K BFlash 可编程/擦除只读存储器和128字节的RAM.它是一种低功耗、高性能的8位CMOS 微处理器,与MCS -51单片机兼容.与其他单片机相比,A T89C2051没有P0和P2端口,因而外部引脚大大减少,封装尺寸减小.图1　载波通讯的总体结构2.2　FSK -KQ 100载波模块该模块以低压电力线作为信号(数据)传输的媒体.模块按电力部《低压电力用户集中抄表系统技术条件》标准进行设计和制造.信号或数据用50～350kHz 之间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.第2卷第1期2006年1月沈阳工程学院学报(自然科学版)Journal of Shenyang Institute of Engineering (Natural Science )Vol 12No 11Jan.2006其中AC 端为信号输入端,直接接在220V 低压电力线上;VAA 为外接直流电源,可选用+5V ～+15V ,电压调高,发送功率大,信号传送距离远;+5V 为模块内部电路工作电源,在415～515V 范围内能正常工作;RX 是数据接收端,HCMOS 信号;TX 是数据发送端,欲发向远端的信号或数据应从此端接入;R/T 为控制端,高电平时为R 接收,低电平时为T 发送.图2　FSK-KQ 100模块外形(底视)模块主要技术指标如下:载波中心频率127kHz ,212kHz ;带宽4kHz ～10kHz ;接收灵敏度<2mV ;传输速率1200bps ,可下调.2.3　MAX 232由于在串行异步通讯时,单片机的串口接口电平全是TTL 电平,若采用TTL 电平在电缆上传输信息,一般不超过115m ,采用RS232标准的串行接口,计算机发出的不是TTL 电平,与单片机不匹配,为此,加入MAX232.其共有16个引脚,其中11和14,10和7,12和13,8和9内部分别相连.基本原理是13接收信号,转换成TTL/CMOS 电平由12输出送至单片机内,再通过11进入MAX232,输出转换成EIA -232电平.其中8和13的电压范围为±30V ;14和7的电压范围为-013V ～013V ,MAX232每个输入端有一个开始电压113V 和滞后电压015V.RS232标准的最大传输速度为20kB/s ,最大传输距离为15m.3　数据通讯的实现低压电力载波通讯的工作过程是在电力线的一端利用计算机将数据通过串口,经MAX232送至单片机,再经处理后通过载波模块FSK -KQ100加载到电力线上;在另一端利用载波模块从电力线上分离出数据,再经单片机处理后,发送至计算机,从而实现了用电力线进行数据通讯的目的.3.1　波特率设定波特率为每秒传送的字符数和位数的乘积,它是反映通讯速度的重要指标.在设计中,单片机与计算机之间的通讯采用单片机本身的串口,波特率设定为300bps ,单片机采用I/O 口P313和P314作为模拟串口与KQ100相连,而模拟串口的波特率为500bps.两边的波特率不一致,是因为从计算机传过来的数据,存入缓冲区,再加上头、长度以及校验位,组帧后通过模拟串口,利用载波发送.帧格式为:00X5(头)+0X 口口(长度)+内容+校验很明显,每个“内容”成为帧后位数都变多了,为了把从计算机传来的数据及时传送出去,不让后来的数据刷新,所以在单片机两侧的波特率不同,模拟串口的波特率比单片机串口波特率大.3.2　串行异步通讯串行通讯节省口线,传输距离远,实现起来比较简单灵活,但工作速度较低,适于低速的通讯.设计的串行异步通讯是通过单片机控制的,采用了模拟串行通讯的实现方法,其特点是数据一位一位地依次传送.数据在发送时以字节为单位,每一个字节由起始位、数据位和停止位构成,其格式如图3所示.规定起始位用“0”表示,终止位用“1”表示.不发送字节时,线路上就保持为1.接收时,首先要搜索定位起始位.由于电力线上的干扰信号很多,因此,对起始位应进行严格判别.这里模拟串口的波特率设为500bps ,每位2ms ,20μs 查询一次,每位连续采样20次,其中连续15次以上为低电平,才判为起始位.在字节接受时,按位进行取舍,其定义为20次采样中有15次以上为高电平,即为高电平;有5次以下为高电平,即为低电平;否则,抛弃该字节,重新搜索起始位.根据数据在2个节点之间的传送方向分为3种工作方式:单工、半双工和全双工方式.这里采用的是半双工的方式,即可以两个方向传送,只允许一个站点发送,一个站点接收.图3　发送字节格式3.3　软件设计软件设计采用C51语言编写,由主程序和若干子程序组成.主要包括初始化、定时器中断子程序、串口中断子程序、数据发送子程序和数据接收子程序等.系统程序固化在A T89C2051片内程序存储器中.根据单片机两侧波特率的设定值,以及发送字节的最大长度,确定每300ms 中断一次,进行数据处理、间隙载波发送打包,若无数据则不处理.主程序流程如图4所示.第1期田卫华,等:基于FSK -KQ100模块的低压电力载波通讯电路设计・45　・　图4　主程序流程4　结束语当今的技术发展日新月异,全球不少重量级的公司(例如Microsoft 、Intellon 、THOMSON 、3COM 、AMD 等)都不惜高昂的研发费用,开发低压电力线资源.低压电力线作为一种新的通信载体,将在未来家庭网络技术方面发挥出不可替代的作用.所叙述的基于FSK -KQ100模块(载波调制解调模块)的低压电力载波通讯电路已在实际测试中得到验证,其工作可靠,误码率低,具有很强的抗扰能力,可用于自动抄表系统.参考文献[1]秦国屏.电力载波通信原理[M ].北京:中国电力出版社,1998.[2]何立民.单片机应用系统设计[M ].北京:北京航空航天大学出版社,1994.[3]徐爱钧,彭秀华.单片机高级语言C51应用程序设计[M ].北京:电子工业出版社,1998.[4]John Newbury ,William Miller.Multiprotocol Routing forAutomatic Remote Meter Reading Using Power Line Carrier Systems [J ].IEEE TRANSACTIONS ON POWER DE 2L IV ER Y ,2001,16(1):1-5.[5]Manfred Z immermann ,K laus Dostert.Analysis and Modelingof Impulsive Nois in Broad -Band Powerline Communications [J ].IEEE TRANSACTIONS ON EL ECTROMA GETIC COMPA TIBL IT Y ,2002,44(1):249-258.Design of low voltage pow er carrier w ave communication circuitbased on FSK-KQ 100moduleTI AN Wei -hua 1,WANG Zhan -yuan 2,J I ANGLing 1,QI X iao -xuan 3,G UO Y ong -shu 1(1.Department of Automatic Control Engineering ,Shenyang Institute of Engineering ,Shenyang 110136,China ;2.Shenyang Institute of E lectric Power Engineering ,Shenyang 110013,China ;3.School of In formation Technology &Management Engineering ,Shenyang University ,Shenyang 110044,China )Abstract :Introduces a kind of low voltage power carrier wave communication circuit design based on FSK -KQ100module (carrier wave modem module ).Connectes directly single chip with Fsk -KQ100module ,takes it as link layer of communication ,computer connectes single chip by RS232,realizes the application layer of data communication.K ey w ords :power carrier wave communication ;carrier wave module ;single chip ;asynchronous serial communication・46　・沈阳工程学院学报(自然科学版)第2卷。

福星晓程
载波芯片型号：CEP2002EX
载波中心频率：120kHz
载波频率范围：120±7.5kHz
调制方式：BPSK
载波通信速率：500bps
青岛东软
载波芯片型号:PLCI36G-III-E
载波中心频率:270kHz
载波频率范围:270kHz±15kHz
调制方式:BFSK
载波通信速率:330bps
青岛鼎信
载波芯片型号：TCC081C
载波中心频率421KHz；
载波频率范围401～441KHz；
调制方式：BFSK调制；
载波通信速率：50/1200bps
瑞斯康
载波芯片型号：Rise3401
载波中心频率：132kHz
载波频率范围：129kHz—135kHz
调制方式：BPSK
载波通信速率：5400 bps
力合微
载波芯片型号：LME2980
载波中心频率：390khz
载波频率范围：414khz～366khz
调制方式: OFDM
载波通信速率：800bps
弥亚微
载波芯片型号：MI200E
载波中心频率：76.8kHz
载波频率范围：60.8kHz-92.8kHz 调制方式：QPSK
载波通信速率：1600bps。

管道机器人的通信系统剖析测控主机向分机公布命令（此命令也可来处治理服务器），同时接收来自测控分机的状态信息，通过运算，然后对分机下达精确的指示。

测控分机收到命令后，通过执行机构操纵机器人小车的运行、作出执行任务所需的相关动作。

传感器向测控分机传递管道机器人的状态信息。

当管道机器人在管道内作业距离较远时，管道外的测控主机与机器人小车上的测控分机相距较远，二者间的通信主要基于长距离串行通信模块如RS485实行。

这种通信方式需要独立的串行通信线，所以测控主机与测控分机间的线缆内除了包含电源线外还包括串行通信信号线。

当机器人行走距离远、管道转弯较多时，线缆与管壁的摩擦力会变得很大，从而严峻限制了机器人作业时的最大行走距离，同时使机器人的可靠性降低。

为了克服上述缺点，本文将电源线载波技术用于管道机器人的通信系统，线缆内电源线与串行通信信号线共用，大大减轻了线缆的重量及线缆与管壁的摩擦力，提升了管道机器人的可靠性，增大了其作业时的最大行走距离。

载波芯片选择电源线载波通信是利用电源线作为信号的传输媒介，不需要单独的信号线，将信号通过载波方式从电源线实行传输的技术。

为简化应用并提升载波通信的可靠性，国内外很多公司开发了电源载波芯片。

国内科强电子技术公司开发的KQ-100F载波芯片模块可用于低压直流电源线载波，接收灵敏度好，性价比高。

该芯片内置RS232接口，可在多种传输速率下传输，在传输波特率9600bps下，传输距离保证为300m。

因为采纳该芯片实行载波通信，通信软件的编程可按RS232方式实行，适宜于现有软件的移植，所以本管道机器人通信系统采纳KQ-100F芯片实行信号的载波通信。

硬件设计采纳Atmel公司的ATmega16A单片机与KQ-100E模块连接，用半双工通信方式实行串行通信。

KQ-100E模块负责将TTL电平信号转换后调制到电源线上和从电源线上解调出TTL电平信号。

KQ-100E模块的TX脚接单片机的TXD脚用于发送数据，RX脚接单片机的RXD脚以接收数据。

hplc电力通信模块
高效液相色谱（HPLC）诊断仪器的电力通信模块是一种非常
重要的部件，可以实现HPLC仪器与计算机之间的数据传输
及控制操作。

电力通信模块是HPLC仪器的重要外部部件，
能够控制HPLC仪器的运行及数据传输，能够实现仪器和计
算机之间的通信和驱动。

电力通信模块提供了可靠的和安全的电力通信来实现数据传输，握手过程等。

它能够向HPLC仪器提供数字信号，并将数字
信号转换为模拟信号，以此实现HPLC仪器和计算机之间的
双向通信和控制。

电力通信模块的另一个重要功能是可以实现HPLC仪器远程管理，使用户可以远程控制仪器的运行情况，
并通过网络查看实验结果，提供简便、安全和可靠的数据传输和管理服务。

HPLC仪器电力通信模块设计上要遵循国家标准，以保证在不
同的环境中可以做到稳定的运行和准确的控制。

电力通信模块应具备较强的性能，能够支持网络传输，实现双向数据传输，并具有较小的工作延迟，实现较快的数据传输速率，实现仪器和计算机之间的可靠易操作的通信控制。

此外，HPLC仪器电力通信模块还应具备抗震性和耐用性等特点，保证其在环境恶劣时也能保持正常的运行。

电力通信模块还应具备安全可靠的加密功能，保证数据的安全传输，且可以实现实时数据的记录和报警处理。

总之，HPLC仪器电力通信模块是一种非常重要的部件，它
具备良好的性能，能够保证HPLC仪器和计算机之间的双向通信和控制，还能提供可靠、安全和可靠的数据传输和管理服务。

青岛鼎信通讯有限公司目录1 .概述 (1)2 主要功能及特点 (1)2.1 上电自动读取从节点表号 (1)2.2 支持自动登录和事件上报 (1)2.3 异常事件快速上报功能 (1)2.4 支持DL/T645-1997/2007和数据透明传输 (1)2.5 支持主站模式 (1)2.6 支持节点侦听，节点中继功能 (1)3 单相模块参数 (1)3.1 串口速率：1200bps,2400bps,4800bps,9600bps (1)3.2 载波通信速率：50bps,100bps,600bps,1200bps (1)3.3 工作频率：50hz±5％ (1)3.4 工作电压： (1)3.5 工作电压范围： (1)3.6 单相通道板使用网络负载测试记录 (1)3.7 工作温度：－40℃～75℃ (1)3.8 相对湿度：≤75％ (1)3.9 功耗：通信状态下小于1.4W (1)3.10 通讯范围：整个配变台区 (1)4 单相通道模块的检测 (1)4.1 检测设备 (1)4.2 通道模块的测试环境 (2)5 外接接口定义 (2)5.1 单相通道板弱电接口的定义 (2)6 通道板的电气原理图及方框图 (2)6.1 国网单相载波通道模块工作原理框图 (2)7 单相模块的使用及注意事项 (5)7.1 单相模块不支持热插拔功能，使用过程中不允许带电插拔通道模块。

(5)7.2 单相模块所用芯片属于ESD敏感器件。

在单三相模块生产、测试、检验过程要求ESD防护。

模块测试，检验所用电源的+12V,+5V电源回路要求并接钳位于15.8V,6.8V的TVS双向二极管。

(5)8 不良现象及处理方法 (5)9 单相模块实测波形 (5)9.1 MC3361⑾脚无载波信号的振荡波形 (5)9.2 MC3361⑾脚有载波信号的振荡波形 (6)9.3 载波接受时间MC3361⑾脚，VD1实测波形 (6)9.4 载波接受时间MC3361⑾,⑼,⑶,⑻脚实测波形 (6)9.5 VT1,VT2集电极实测载波成功发送波形 (7)9.6 VT1,VT2集电极载波信号无发送波形 (7)9.7 零点信号实测波形 (8)1 .概述国网单三相模块是鼎信公司应用TCC081C在以电力线为通信介质下，实现载波通信功能的一款产品。