浅析低压电力载波网络研究与开发

徐天纵

（山东科技大学，266590）

浅析低压电力载波网络研究与开发

徐天纵

（山东科技大学，266590）

对于低压电力线通信来说，主要是将现有低压配电网作为传输介质，以此完成数据传递与信息交换的通信手段。由于低压电力线通信总体效果较好，已经成为现代智能电网减少中不可缺少的一部分。为进一步做好低压电力载波网络研究与开发，本文将从低压电力载波网络开发的意义入手，从硬件设计与软件设计两方面研究低压电力载波网络研究与开发情况。

低压；电力载波；网络；开发

0 前言

电力线是现代社会中不可缺少的一部分，只要电存在的地方都有电力线。由于电力线生产厂家较多，其产品样式也不相同，电力载波技术也就得以快速发展，载波技术始终处于更新与快速发展状态。因此，怎样促进低压电力载波网络开发就成为现阶段最重要的问题。

1 低压电力载波网络开发的意义

低压电力线载波有很多优点，如传输效率高，峰值电压低，几乎不存在对电力线路的安全威胁，且所需成本少，基本可以实现实时在线，应用范围广，这些都是促使低压电力载波快速发展的要素。但低压电力载波的信号传输相对较差，难以让人满意，这在一定程度上也制约了低压电力载波通讯网络应用，所以，有必要深入研究低压电力载波网络的开发。

2 低压电力载波网络研究与开发

2.1 载波通信系统模块的硬件设计

载波通信系统模块的硬件设计应从以下几方面入手：

第一，选择合适的微处理器。在选择微处理器的过程中，应保证调试软硬件资源足够丰富，保证好性价比，确保货源足量，尽可能选择体积小的处理器，并控制好电压，电压最大不能超过6V,最小不能低于2.7V，以此控制好供电。

第二，选择合适的载波芯片。现阶段，低压电力载波网络系统中，最常用的电力载波芯片为SC1128，这种芯片不仅可以强化数字信号处理，还能促进数字频率合成，且具有良好的抗干扰性与抗衰减性，并拥有多项功能，将其应用到电力载波网络开发中，有利于缩减系统成本，强化系统功能。

第三，构建载波通信模块系统。在构建载波通信模块系统的过程中，应先构建系统模块，在接收信号的过程中，可以将电力线在耦合器等设备的作用下进入到SC1128中，然后在载波芯片解扩的作用下将其传入到单片机中，然后在发送信号的过程中，数据也会在上位机中的信号传送到单片机中，再传送到SC1128芯片中，且在功率放大器的作用下实现信息放大，且在耦合线的影响下送入到电力线中，进而完成电力线接收与发送。

2.2 载波通信系统模块的软件设计

在载波通信系统模块的软件设计中，首先应设计的是主程序，主程序的构成要素有微处理器、看门狗处理程序以及通讯控制程序等，这些不同的程序有着不同的作用，以通信控制程序为例，它主要负责处理系统通信信息，而看门狗程序的作用则是先促使SC1128引脚发生改变，强化高低电平设置，保证微处理器能够复位。

其次，为通讯控制程序设计，在通信状态查询方式的影响下，其状态基本以中断空闲的状态展示出来，用于接受串口数据，以此强化电力线数据接收。一般来讲，在发送数据状态的过程中，多存在五种通信状态，不同的通信状态会带来不同的反映。

再者，SC1128芯片参数设置。在设置SC1128的过程中，先利用MCU完成设置，这一目标的实现需要得到CS等引脚的支持，然后在完成片选输入等。再利用MCU读写SRAM，在这一过程中，控制字地址多由A5-A0完成，所以这也就决定了其寻址范围为64。在利用电路内部做操控的过程中，既可以写入数据也可以读取数据。最后利用MCU读写工作状态寄存器，由于工作状态寄存器中的各个部分所控制的电路不相同，所以，在实际设置的过程中，就要联系实际情况控制好合适的控制率，并控制好工作状态器，这样也可以顺利完成设计。

第四，外部中断设计。这部分设计主要指电力线数据收发，对于电力线收发数据来说，主要是通过SR、TX以及SYN来完成的。在SR为1时，SYN则以输出同步脉冲表现出来，这时电路就会以发射状态表现出来，此时电路内部也会呈现锁存状态，在外部MCU的影响下，SYN也会以上跳的形式展示出来。在SR为0时，则意味着电路处于接收状态，此时SYN也不会出现输出同步脉冲，但在受到数据与电路处于同步状态的情况下，SYN会再次以输出同步脉冲体现出来。

第五，通信协议的设计。通信协议设计是低压电力载波网络中不可缺少的一部分，在信息技术与计算机技术的影响下，各种智能技术快速发展，极大的满足了人民实际需求。应用了家庭网络电力线以后，并不需要再次布线，可以直接利用，由此可见，这种组网方式相对灵活，所需资本也很少，再加上家庭网络控制信息相对较少，所以，当前低压电力线通信设备也可以满足实际要求，但由于家电设备容易损坏，就需要设置合适的通信传输协议。因此，在设计的过程中，应加大对数据帧格式的设计，保证所有数据前都存在两个字节的前导字，但所设定的字节最长不能超过10个，只有这样才能最大程度的满足实际设计需求。

3 结束语

当前的低压电力载波能够满足家庭实际使用需求，但由于该设备容易损坏，且人们所提出的要求不断增多，这就需要进一步优化低压电力载波网络设计。文章从低压电力载波的硬件设计与软件设计两方面展开了研究，提出了一些用于低压电力载波网络设计的措施，希望能为相关人士带来有效参考，真正做好低压电力载波网络开发，满足人们的实际需求。

[1]向敏,何金星,杜延红,侯兴哲,叶君. 基于IPv6的低压电力线载波树型路由控制机制[J]. 电网技术,2016,06:1874-1880.

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[3]刘侃,肖鑫,刘扬. 基于低压电力线的通信技术与实现[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.

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