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基于电力线载波通信的智能家居控制系统设计李玉平;罗友;秦会斌;张稳【摘要】In order to improve the stability and reliability of intelligent household control system,power line commu-nication technology was applied to smart home control system on the basis of analyzing the characteristics of power line carrier communication technology. The system,which takes STM32 MCU as the core,embedding WEB server and combining with GPRS network,power line carrier communication technology and sensor technology,can realize remote intelligent monitoring of the indoor environmental information,home appliance switch,doors and windows, etc. The overall design of the system, hardware and software implementations are introduced. The experimental results indicate that the system can well meet the needs of remote family intelligent control, as well, the success proportion of communication fulfill the experimental requirements. The system is simple, stable, reliable and it application can be extended easily.%为了提高智能家居控制系统的稳定性和可靠性，在分析了电力线载波通讯技术特点的基础上，将电力线载波技术应用到智能家居控制系统中。
低压电力线载波通信技术及应用摘要：低压电力线在实际应用的过程中有很多优良的特性，并且在多个领域中都有着广泛的应用。
低压电力线载波通信技术经历了很长时间的发展过程，在技术的应用上已经趋于成熟。
本文先对低压电力线载波通信技术的系统设计进行了分析，并介绍了它的工作原理和具体的应用，希望可以为相关领域提供一些参考意见。
关键词：低压电力线；载波通信技术；应用低压电力线载波通信技术可以应用于很多不同的领域，并且具有覆盖规模广、操作简单等优势。
基于此，该技术逐渐发展成为我国现阶段完成高速数据传播的主重要技术之一。
但是由于受到各种因素的限制，该技术存在的潜能难以进行有效的挖掘，所以该技术还有丰富的可开发利用空间。
在此情况下，我国有关部门不断提高了对该技术的重视程度并且对其加以改进和完善，从而保障我国的通信技术向着更加优化的方向发展。
1.低压电力线载波通信系统设计概述该技术发展的关键性因素在于其进行信号传输时的质量，而信号传输有着抗阻和不断衰减的特点，并且会对信号的质量产生直接的影响。
另外，利用低压电力线载波通信技术进行传输时，信号的质量还会受到不同噪音的干扰，使得信号质量被消弱，最终对通信效果产生不良影响。
而且信号传输时的抗阻和不断衰减这两种特性对信号传输的实际距离起着决定性的影响，对噪音的抗干扰能力在很大程度上影响着信号在传输过程中的质量。
因此，在应用该技术时必须要对多方面的因素进行综合考虑，从而有效的促进信号传输距离不断扩大，信号质量得以提高，最终实现良好的传输效果。
在对电力线进行设计时，必须要将其抗阻能力考虑在内。
正常情况下，电力线都具备良好的抗阻性，所以在对通信系统进行设计时一般只需要保证信号输出和接收两端具有良好的的抗阻性即可，尽可能的对信号接收和传输时的能量消耗进行有效的控制。
在电力线上进行信号传输的过程中，高频传输信号会出现大幅度的衰减，并且无法避免噪音干扰。
为了确保信号在传输过程中的强度，电力线需要具备良好的抗干扰能力。
基于OFDM的低压电⼒线窄带载波通信技术及其应⽤基于固定频点的传统窄带调制技术在实际应⽤中存在通信速率低、抗窄带⼲扰和多径衰落能⼒差、可靠性不⾼等局限。
结合基于OFDM 的PRIME 和G3-PLC 标准，对国内外OFDM 技术研究现状进⾏了介绍。
通过分析OFDM 基本原理和同步、信道估计、峰均功率⽐等关键技术，验证了基于OFDM 的低压窄带载波具有通信速率⾼、抗多径延时﹑频率选择性衰落和突发性⼲扰能⼒强、通信可靠性⾼等优点，在远程⾃动抄表、家居智能化以及新型智能化⼩区等⽅⾯具有⼴阔的应⽤前景。
关键词电⼒线通信；正交频分复⽤；窄带载波基于OFDM 的低压电⼒线窄带载波通信技术及其应⽤王智慧，李建歧，渠晓峰，赵涛（中国电⼒科学研究院北京100192）摘要1引⾔低压电⼒线载波（power line carrier ，PLC ）通信技术利⽤⼰有的380V/220V 低压配电线作为传输媒介，⽆需另外敷设专⽤通道即可实现⼏乎所有点之间的数据传递和信息交换，被⼴泛认为是楼宇⾃动化、远程抄表、安防监控等领域替代专⽤⽹络的⼀种重要的数字通信⽅式[1~3]。
从使⽤带宽的⾓度来说，PLC 通信分为窄带电⼒线载波通信和宽带电⼒线载波通信。
窄带电⼒线通信技术是指带宽限定在3～500kHz 、通信速率⼩于1Mbit/s 的电⼒线载波通信技术，多采⽤普通的频率键控（FSK ）、相位键控（PSK ）等频带传输技术；宽带电⼒线(broadband over power line ，BPL)通信技术是指带宽限定在2～30MHz 、通信速率通常在1Mbit/s 以上的电⼒线载波通信技术，多采⽤直接序列扩频（DSSS ）、线性调频（Chirp ）和正交频分复⽤（OFDM ）等扩频通信技术[4~6]。
低压电⼒线载波信道信号衰减、噪声及输⼊阻抗的频率选择性、时变性和随机性使得基于固定频点的传统窄带调制技术在实际应⽤中存在⼀系列局限性[7]。
低压电力线载波抄表系统设计
随着市场经济的发展,居民和工业用电越来越普及,传统的人工抄表方式已经不能满足现代化管理的要求。
基于通讯技术和计算机技术的自动抄表系统越来越多的得到使用。
电力线载波通信是电力系统特有的一种通信方式,利用220V低压配电线作为信息传输媒介进行数据传输。
电力线网络作为世界上最大的网络,其主要功能是输送电能,但是随着信息技术的发展,利用电力线天然的网络资源,实现数据通讯,具有投资少见效快,与电网建设同步等优点。
利用电力线来实现低压集抄对于电能计量管理起到重要的作用。
基于电力线载波通信的抄表系统,省去了重新架设通信媒介的资源,通过采集器对各个电能表进行电能采集,再由采集器将数据上传到集中器,再由集中器上传到主站。
按照国家电网关于电力低压集抄采集器的形式技术规范,设计了基于低压电力线的载波抄表系统。
为了能够在低压电力线系统中稳定可靠的进行高速数据通信,采用一款基于OFDM技术的高速电力线载波芯片,在此基础上完成了载波模块电路设计、载波模块的底层驱动开发、点对点透明传输设计与实现,组网的方案设计以及对设计完成的低压电力线载波抄表系统进行测试与分析。
基于低压电力线的通信技术与实现刘 侃 肖 鑫 刘 扬（武汉纺织大学 湖北 武汉 430200）程PL3201芯片采用的就是CDMA技术，其在单相多功能数字电能0 引言表芯片产品中有优异表现。
低压电力线载波通信（Power Line Communication）是3）正交频分复用技术OFDM是将信道分成若干正交子信利用现有的低压电线网络作为载体，进行信息传输。
近年来，道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个随着电力系统的发展，利用现有的电力线网络系统能提供低成子信道上进行传输。
OFDM有很强的抗波间干扰和码间干扰的能本高效益的网络服务。
然而我国电力线组网复杂，干扰强、负力。
同时也有易受载波频偏的影响，峰值平均功率比过大，带荷情况复杂、信号衰减大等因素，严重的影响通信的质量。
因宽利用率不高的缺点。
采用OFDM技术的是深圳力合微电子此，对于低压电力线载波有必要进一步具体分析。
LME2980芯片。
LME2980的瞬时速率可达36kbps，工频过零传输1 国内外发展历程及现状平均速率超过10kbps。
国外对电力线载波的研究已有一百多年。
目前已有多个国4）多载波码分复用技术MC-CDMA。
MC-CDMA是OFDM和际研究机构对高速电力线载波技术进行研究和开发，并取得了CDMA相结合的技术，信息先通过一个扩频码扩频，然后将扩频优秀的成果，产品的传输速率也从初期的1Mbps提高到后的数据分别调制到子载波上进行传输，最后在接收端进行解24Mbps，48Mbps，甚至85Mbps。
与国外相比，国内对电力载波调和解扩，还原出原始信号。
MC-CDMA具有二者的特点，能有通信的研究起步较晚，但发展迅速。
国内研究正由早期利用国效地避免时延扩展所带来的影响，具有抗多径、码间和波间干外的电力载波调制技术和芯片进行研发，向适合我国电网复杂扰能力强、容量大、有效地克服子载波受深衰落的影响和极高的信道特性的调制技术和载波芯片研制转变，并已经取得了一的频带利用率，非常适宜于PLC高速数据传输。
毕业设计基于电力载波控制系统设计*名：**学号： ********班级： 06自动化专业：自动化所在系：电气工程系指导老师：**基于电力载波监控系统实现摘要近年来，通过配电网实现通信，又称低压电力线载波通信（PLC）越来越引起人们广泛关注。
电力线载波通信许多长处为电力市场以及有关业务发展提供了广阔应用前景。
尤其是，这种通信方式可以运用既有深入到千家万户供电网络，而成为一种易于接入、以便使用且成本低廉理想选择，因此，运用电力线通信技术构建针对家庭或楼宇智能监控系统，是一种很有潜力方案。
然而，电力线网络总是处在强噪声环境下工作，电力线低通特性、频率选择性衰减、网络阻抗不匹配、信号反射和折射以及严重噪声干扰导致小信噪比（SNR）等都会给电力线通信带来困难。
本文研究了低压电力线通信技术在监控系统中应用可行性。
概要简介了低压电力线通信技术理论研究和工业应用现实状况。
结合实测数据，分析了低压电力线信道低输入阻抗、高噪声、强衰减特性。
设计了一种基于单片机和电力载波芯片电力线通信系统硬件平台。
从而实现了基于电力线通信远程监控系统。
关键词：低压电力线载波通信单片机耦合电路Monitoring System Based On The Power LineCommunicationsABSTRACTThe usage of electrical power distribution networks as a media for communications, called Power line Communications (PLC), has become more and more attractive in recent years. It has a number of advantages that attract great interest for the development of electrical market and business opportunities. The main attractive feature of this kind of media is due to its ubiquity. Indeed nowadays all urban, suburban and rural areas are fully covered by transmission and distribution electricity grid for devlivering energy services. Its ubiquity makes it an ideal mediafor surveillance and control applications. However, power line communication channel is well known by experts as one of the most complex to characterize. It is often said that power line acts as hostile environment. Besides the low pass characteristic of the channel and the frequency selective fading, the impedance mismatching, the signal reflection and the impulse noises crucially affact the Signal to Noise Ratio (SNR).In this thesis, we present the possibilities of applying PLC in the communication access networks. A concise summary of the state of the art of the theory and practice of Power line Communication is presented. The power line channel characteristics is analyzed based on measurement data. Some tips are given for PLC modem development to utilizing the characteristics. Finaly, a remote surveillance and control system is constructed based on narrowband power line communication.Key Words:Power Line Communication MCU Coupling Circuit目录第一章绪论 ............................................. 错误!未定义书签。
