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1、西北师范大学2013届学年论文摘 要本文通过本实验室做的一些电力载波项目的实例来说明电力载波通讯的硬件电路设计。电力载波智能控制系统基于BWP08电力线载波芯片而设计开发。电力线载波( PLC) 是电力系统特有的、基本的通信方式, 具有信息传输稳定可靠, 路由合理、可同时复用信号等特点, 同时电力线和信号线合一, 无须铺设信号线, 人们原来使用和维护电器的习惯都不受影响, 家电只要在内部配备电力线载波通信芯片、更新程序, 便可实现对原有家电的改造.由于家电的信息量小, 电力线载波速度慢的缺点不突出, 因此电力线载波通讯技术在家居智能化应用方面有着广泛的前景, 特别是在中速率传输应用方面, 因其
2、具有可靠性高、造价低廉等优点, 使其占有明显优势.由于现代通讯技术的发展,使电力线载波通讯成为可能.近几年, 随着智能住宅小区的兴起, 基于嵌入式系统的电力载波数据通信技术在智能小区, 智能家居系统中得到应用.关键词：电力载波 BWP08 通信 AbstractIn this paper, the laboratory power line carrier project examples to illustrate the power line carrier communication hardware circuit design. Power Line Carrier intellig
3、ent control system based BWP08 power line carrier chip design and development. Power line carrier (PLC) is specific to the power system, the basic communication, has information transmission stable and reliable, routing reasonable simultaneously multiplexed signals and other features at the same tim
4、e the power line and signal line unity, without laying signal line, people turned out to use and habits are not affected, maintenance of electrical appliances as long as the in-house with power line carrier communication chips, update, you can achieve the transformation of the original appliances. S
5、low power line carrier disadvantage of not prominent, due to the small amount of information appliances, power line carrier communication technology has a broad prospect in the intelligent home applications, especially applications in the rate of transmission, because of its high reliability, low co
6、stetc, and it occupies a distinct advantage. Due to the development of modern communications technology, power line carrier communication possible. In recent years, with the rise of smart residential area, based on power line carrier data communication technology for embedded systems in intelligent
7、community, intelligent home systems.Key words：Power Line Carrier BWP08 Communicate目录摘 要1Abstract2引言51.电力载波通信技术概述51.1电力载波通信技术简介51.2电力载波通信的基本原理和构成方法51.3电力线载波通信中信号传输特性分析61.3.1 低压电力线上输入阻抗及其变化61.3.2低压电力上高频信号的衰减及其变化61.3.3低压电力线传输干扰特性分析61.4常用的低压电力线载波通信技术71.4.1窄带通信方式71.4.2多载波调制方式71.4.3扩频通信方式71.5扩频通信技术71.5.1扩
8、频通信技术的简介71.5.2扩频通信的工作原理71.5.3扩频通信的特点71.6电力载波通信的实现81.6.1国外的电力线载波专用Modem芯片81.6.2国内电力载波的发展技术91.7电力线载波通信模块BWP0891.7.1BWP08模块的介绍91.7.2BWP10模块102.智能家居102.1.智能家居的简介102.2智能家居的定义102.3智能家居的主要实现的功能112.3.1智能灯光控制112.3.2智能电器控制112.3.3安防监控系统122.3.4智能背景音乐122.3.5智能视频共享122.3.6可视对讲系统123.BWP08电力载波通信模块133.1.BWP08电力载波模块的简
9、介133.2 BWP08模块的功能描述133.2.1载波数据速率可配置133.2.2 串行口速率可配置133.2.3数据传输类型可配置143.2.4关于定帧与定长传输的详细说明143.2.5载波频率的设置153.2.6宽电压供电（5-12V）153.3 BWP08的使用说明153.3.1采用串行接口与用户系统连接153.3.2采用SPI接口与用户系统连接174.基于电力载波智能家居的实例174.1基于电力载波的太阳能热水器174.1.1室外部分174.1.2 室内部分18结论19参考文献19引言电力载波通讯即PLC，是英文Power line Communication的简称。 电力载波是电力
10、系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。它以电力线作为传输媒体, 利用载波方式将模拟或数字信号变成高频信号, 通过电力线实现远距离传输。它具有传输距离远、通道可靠性高、安全保密性好、投资少见效快、与电网建设同步等优点, 早已成为电力系统应用最广泛的通信方式。它主要用于电网调度通信、复用远动、高频保护和远方跳闸信号等。智能家居是一个系统，也是一个过程。它是利用先进的网络通讯技术、电力自动化技术、计算机技术、无线电技术，将与居家生活有关的各种设备有机地结合在一起，通过网络化的综合
11、管理，让居家生活更轻松。智能家居不仅具有传统的居住功能，而且不再是被动的，是具有能动性智能化的工具，提供全方位的信息交换功能，优化我们的生活方式和居住环境你 ，帮助我们有效地安排时间，节约各种能源，提供优质、高效、舒适、安全的生活空间在智能家居中存在一个信号传输，这个信号远程传输现在就是通过互联网来传输。每一个家电都需要控制模块。然后控制模块汇总到总控制模块，在各个家电控制模块与总控制模块信号传输的过程中会遇到线路多的问题。恰好，电力载波通信可以解决这一问题，就简简单单的一根电力线就可以实现各模块间的通信。1. 电力载波通信技术概述1.1电力载波通信技术简介电力载波通信是利用电力线作为传输通道
12、的载波通信，是电力系统特有的一种通信方式。它根据频率搬移、频率分割原理，将原始信号对载波进行调制，搬移到不同的线路传输频带，送到电力线上进行传输。由于通信所使用的频率一般在几百KHZ以上，因此可以避开50HZ工频电流的干扰。和其他通信方式相比，具有投资少、施工期短、设备简单、通信安全、实时性好、无中继和通信距离长等一系列优点。从六七十年代以来，利用10kV以上中高压电力线作为信号传输通道的电力线载波电话已经获得广泛应用，对高压电力线进行高频信号传输的研究已经非常深入和成熟。但在220V/380V低压电力线上进行信号传输，与高压电力线载波通信有很大区别，突出表现在工作环境恶劣、线路阻抗大、信号衰
13、减强、干扰大且时变大等特点。因此，在使用电力线作为信号传输媒介之前，需要对它的信道特性进行分析。1.2电力载波通信的基本原理和构成方法电力线载波通信技术PLCC(Power Line Carrier Communication)或PLC(Power Line Communication)：是指利用电力线网络作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种技术。电力线载波通信技术是电力系统特有的一种通信技术。电力载波通信通过电力线载波数传模块将载有信息的高频信号加载到电力线上，用电力线进行数据传输，然后再通过电力线载波数传模块，将高频信号从电力线上分离出来传送到终端设备。电力线载波数传模块在电力载波通
14、信网络中承担着主机与节点、节点与节点间信息传输任务，起着运输枢纽作用，具体如图3-1所示 主电力线载波数传模块 电力线电力载波数传模块电力载波数传模块电力载波数传模块 节点 节点 设备终端设备终端设备终端 图3-11.3电力线载波通信中信号传输特性分析1.3.1 低压电力线上输入阻抗及其变化输入阻抗是表征低压电力线传输特性的重要参数，研究输入阻抗对于提高发送机的效率，增加网络的输入功率有重大意义。理论和实验表明低压电力线上的输入阻抗不仅与传输信号的频率有关系，而且与低压电力线上所连接的负载有关系。在理想情况下，当没有负载时，电力线相当于一根均匀分布的传输线。由于分布电感和分布电容的影响，输入阻抗会随着频率的增大而减小。当电力线上有负载时，所有频率的输入阻抗都会减小。但是，由于负载类型的不同，使不同频率的阻抗变化也不同，所以实际情况非常复杂，甚至使输入阻抗的变化不可预测。由于低压电力线输入阻抗的剧烈变化，使发送机功率放大器的输出阻抗和接收机的输入阻抗难以与之保持匹配，因而给电路设计带来很大的困难。1.3.2低压电力上高频信号的衰减及其变化高频信号在低压电力线上的衰减是低压电力线载波通信遇到的又一个实际困难。对高频信号而言，低压电力线是一根非均匀分布的传输线，各种不同性质的负载在这根线的任意位置
