淺析低壓電力載波網絡研究與開發

徐天縱

（山東科技大學，266590）

淺析低壓電力載波網絡研究與開發

徐天縱

（山東科技大學，266590）

對于低壓電力線通信來說，主要是將現有低壓配電網作為傳輸介質，以此完成數據傳遞與信息交換的通信手段。由于低壓電力線通信總體效果較好，已經成為現代智能電網減少中不可缺少的一部分。為進一步做好低壓電力載波網絡研究與開發，本文將從低壓電力載波網絡開發的意義入手，從硬件設計與軟件設計兩方面研究低壓電力載波網絡研究與開發情況。

低壓；電力載波；網絡；開發

0 前言

電力線是現代社會中不可缺少的一部分，只要電存在的地方都有電力線。由于電力線生產廠家較多，其產品樣式也不相同，電力載波技術也就得以快速發展，載波技術始終處于更新與快速發展狀態。因此，怎樣促進低壓電力載波網絡開發就成為現階段最重要的問題。

1 低壓電力載波網絡開發的意義

低壓電力線載波有很多優點，如傳輸效率高，峰值電壓低，幾乎不存在對電力線路的安全威脅，且所需成本少，基本可以實現實時在線，應用范圍廣，這些都是促使低壓電力載波快速發展的要素。但低壓電力載波的信號傳輸相對較差，難以讓人滿意，這在一定程度上也制約了低壓電力載波通訊網絡應用，所以，有必要深入研究低壓電力載波網絡的開發。

2 低壓電力載波網絡研究與開發

2.1 載波通信系統模塊的硬件設計

載波通信系統模塊的硬件設計應從以下幾方面入手：

第一，選擇合適的微處理器。在選擇微處理器的過程中，應保證調試軟硬件資源足夠豐富，保證好性價比，確保貨源足量，盡可能選擇體積小的處理器，并控制好電壓，電壓最大不能超過6V,最小不能低于2.7V，以此控制好供電。

第二，選擇合適的載波芯片。現階段，低壓電力載波網絡系統中，最常用的電力載波芯片為SC1128，這種芯片不僅可以強化數字信號處理，還能促進數字頻率合成，且具有良好的抗干擾性與抗衰減性，并擁有多項功能，將其應用到電力載波網絡開發中，有利于縮減系統成本，強化系統功能。

第三，構建載波通信模塊系統。在構建載波通信模塊系統的過程中，應先構建系統模塊，在接收信號的過程中，可以將電力線在耦合器等設備的作用下進入到SC1128中，然后在載波芯片解擴的作用下將其傳入到單片機中，然后在發送信號的過程中，數據也會在上位機中的信號傳送到單片機中，再傳送到SC1128芯片中，且在功率放大器的作用下實現信息放大，且在耦合線的影響下送入到電力線中，進而完成電力線接收與發送。

2.2 載波通信系統模塊的軟件設計

在載波通信系統模塊的軟件設計中，首先應設計的是主程序，主程序的構成要素有微處理器、看門狗處理程序以及通訊控制程序等，這些不同的程序有著不同的作用，以通信控制程序為例，它主要負責處理系統通信信息，而看門狗程序的作用則是先促使SC1128引腳發生改變，強化高低電平設置，保證微處理器能夠復位。

其次，為通訊控制程序設計，在通信狀態查詢方式的影響下，其狀態基本以中斷空閑的狀態展示出來，用于接受串口數據，以此強化電力線數據接收。一般來講，在發送數據狀態的過程中，多存在五種通信狀態，不同的通信狀態會帶來不同的反映。

再者，SC1128芯片參數設置。在設置SC1128的過程中，先利用MCU完成設置，這一目標的實現需要得到CS等引腳的支持，然后在完成片選輸入等。再利用MCU讀寫SRAM，在這一過程中，控制字地址多由A5-A0完成，所以這也就決定了其尋址范圍為64。在利用電路內部做操控的過程中，既可以寫入數據也可以讀取數據。最后利用MCU讀寫工作狀態寄存器，由于工作狀態寄存器中的各個部分所控制的電路不相同，所以，在實際設置的過程中，就要聯系實際情況控制好合適的控制率，并控制好工作狀態器，這樣也可以順利完成設計。

第四，外部中斷設計。這部分設計主要指電力線數據收發，對于電力線收發數據來說，主要是通過SR、TX以及SYN來完成的。在SR為1時，SYN則以輸出同步脈沖表現出來，這時電路就會以發射狀態表現出來，此時電路內部也會呈現鎖存狀態，在外部MCU的影響下，SYN也會以上跳的形式展示出來。在SR為0時，則意味著電路處于接收狀態，此時SYN也不會出現輸出同步脈沖，但在受到數據與電路處于同步狀態的情況下，SYN會再次以輸出同步脈沖體現出來。

第五，通信協議的設計。通信協議設計是低壓電力載波網絡中不可缺少的一部分，在信息技術與計算機技術的影響下，各種智能技術快速發展，極大的滿足了人民實際需求。應用了家庭網絡電力線以后，并不需要再次布線，可以直接利用，由此可見，這種組網方式相對靈活，所需資本也很少，再加上家庭網絡控制信息相對較少，所以，當前低壓電力線通信設備也可以滿足實際要求，但由于家電設備容易損壞，就需要設置合適的通信傳輸協議。因此，在設計的過程中，應加大對數據幀格式的設計，保證所有數據前都存在兩個字節的前導字，但所設定的字節最長不能超過10個，只有這樣才能最大程度的滿足實際設計需求。

3 結束語

當前的低壓電力載波能夠滿足家庭實際使用需求，但由于該設備容易損壞，且人們所提出的要求不斷增多，這就需要進一步優化低壓電力載波網絡設計。文章從低壓電力載波的硬件設計與軟件設計兩方面展開了研究，提出了一些用于低壓電力載波網絡設計的措施，希望能為相關人士帶來有效參考，真正做好低壓電力載波網絡開發，滿足人們的實際需求。

[1]向敏,何金星,杜延紅,侯興哲,葉君. 基于IPv6的低壓電力線載波樹型路由控制機制[J]. 電網技術,2016,06:1874-1880.

[2]曹敏,李波,畢志周,陳波,張建偉. 低壓電力線載波通信性能測試方法研究[J]. 電測與儀表,2012,10:46-51.

[3]劉侃,肖鑫,劉揚. 基于低壓電力線的通信技術與實現[J]. 硅谷,2012,21:25-26.

Research and development of low voltage power line carrier network

Xu Tianzong
（Shandong University of Science and Technology，266590）

For low-voltage power line communication,it is mainly to use the existing low-voltage distribution network as the transmission medium, in order to complete the data transmission and information exchange means of communication.Due to the overall effect of low-voltage power line communication is better,has become an indispensable part of the modern smart grid.In order to further improve the lowvoltage power line carrier network research and development,this paper will start from the low voltage power line carrier network development,from two aspects of hardware design and software design of low voltage power line carrier network research and development.

low voltage;power line carrier;network;development