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1、什么是PLC?通常，我们上网的方式一般有：利用电话线的拨号？xdsl方式；利用有线电视线路的 cable modem 方式，或利用双绞线的以太网方式。现在，我们又多了一种更方便，更经济的选择：利用电线，这就是plc ！ plc的英文 全称是power line communication,即电力线通信。通过利用传输电流的电力线作为通信载体，使得plc具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.545mbps的高速网络接入，来浏览网页？拨打电话，和观看在线电影，从而实 现集数据？语音？视频，以及电力于一体的”四网合一 ”！另外，可将房屋内的电话、电视、 音响、冰箱
2、等家电利用plc连接起来，进行集中控制，实现智能家庭”的梦想。目前，plc 主要是作为一种接入技术，提供宽带网络”最后一公里”的解决方案，适用于居民小区，学 校，酒店，写字楼等领域。plc的技术原理plc利用1.6m到30m频带范围传输信号。在发送时，利用gmsk或ofdm调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上进行传输 ，在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5m45m 之间。plc设备分局端和调制解调器，局端负责与内部plc调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时，来自用户的数据进入调制解调器调制后，通过用户的配
3、电线路传输到局端设备，局端将信号解调出来，再转到外部的in ternet 。典型的plc网络如下图：pic的优点1. 实现成本低由于可以直接利用已有的配电网络作为传输线路，所以不用进行额外布线，从而大大减少了网络的投资，降低了成本。2. 范围广电力线是覆盖范围最广的网络，它的规模是其他任何网络无法比拟的。pic可以轻松地渗透到每个家庭，为互联网的发展创造极大的空间。3. 高速率pic能够提供高速的传输。目前，其传输速率依设备厂家的不同而在4.5m45mbps 之间。远远高于拨号上网和isdn，比adsl更快！足以支持现有网络上的各种应用。更高速率的pic产品正在研制之中。4. 永远在线pic属
4、于即插即用”，不用烦琐的拨号过程，接入电源就等于接入网络！5. 便捷 不管在家里的哪个角落，只要连接到房间内的任何电源插座上，就可立即拥 有pic带来的高速网络享受！pic的应用1. 可以为用户提供高速in ternet访问服务、话音服务，从而为用户上网和打电话增加 了新的选择。2. 通过与控制技术的结合,为在现有基础上实现”智能家庭”提供有力支持。利用电力 线路为物理媒介，可将遍布住宅各角落的信息家电 、pc等连为一体，接入in ternet ,实现 远程、集中的管理控制。3. 不用额外的布线，就可将家中的多太电脑连接起来，组建家庭局域网。4. 实现远程水、电、气等的自动抄表，一张收费单就可
5、解决用户生活中的所有收费项 目。5. 利用pic的永远在线”特点，构件防火、防盗、防有毒气体泄露等保安监控系统和 医疗救护系统。主要介绍PIC技术在智能家居系统中的运用，给出PLC网络化控制系统的结构.描述智能家居系统控制端设备和局端设备的设计方法以厦设备的电磁兼容性。该系统实现了家电智能控制、安防控制和上网功能。目前，中国的智能家居系统以智能安防为主，正逐渐向家电的网络化控制延伸。如何更有效地解决安防、家电智能控制、上网等问题，逐渐成为研究的热点。电力线通信(Power Line Communication, PLC),是指利用中、低压电力线作为通信介质，实现数据、语音、图像等综合业务传输的
6、通信技术。利用PLC实现智能家居的网络化控制无需架线，不破坏住宅结构，连接方便、快捷，是智能家居网络化控制的理想选择。本系统采用Intcllon公司的INT5200芯片作为电力载波芯片，网络数据由与家电设备相连的电力线传送，并通过 HomePlug 协议实现交互，采用 OFDMQrthogonal Frequency DivisionMultiplexing)正交频分复用技术进行调制解调，从而实现家电控制、PLC上网和家庭安防。1网络化控制系统的结构图I为PLC网络化控制系统的结构示意图 。调制解调器为已有的 ADSL或有线电视同轴 电缆的Modem , PLC主控终端接收到 Modem解调出
7、来的网络信号后，将其转换为电力线 通信的数据包，并进行加密、OFDM调制、D/A转换、放大等处理，然后通过耦合电路将 电力线差分信号耦合到家庭的 220V交流电力线的相线和中线上 。这样，在家庭的任何一个 电源插座处，均可通过耦合电路获得电力线差分信号 ;接着通过PLC局端通信接口对电力 线信号进行滤波、A/ D转换、增益调整、OFDM解调等处理；再将数据还原为标准的网络信息送到PC网卡，或者直接根据接收的信息内容，通过PLC局端的微处理器控制其他家电设备和安防控制设备。同理，PC、其他家电设备或安防控制设备的数据和状态信息，也可以按照相反的过程传到PLC主控终端，经过Modem 发送到In
8、ternet网上，供远程用户使用。PLC局端1口 isrp篠器_电力线耦合1 1PLC局端 通信接口PCL局端通信接口PCL局端 通信接口PCVS-豕迓安控设PLC局端?i1 PLC网络化控制系统的结构示意2智能家居系统的PLC主控终端PLC主控终端主要由主控终端接口和电力线耦合两部分组成。PLC主控终端的最主要功能是实现以太网数据包和电力包之间的相互转换，OFDM调制解调和信号与电力线的耦合。其中，主控终端接口由INT5200、以太网PHY芯片RTL8201BL、网络隔离变压器 H1102、 接收滤波电路和保护电路 、发送驱动电路、E2PROM存储设备、LED状态指示部分以及电 力线耦合电路
9、等构成。其电路结构如图2所示。滤波和RX+保护1血路RX_TX+驱动 电路TXYNnLRXrn Mil RXCLKMil RX FRMH RXDVMil CRSTPTX+INT5200Mil COLTPTXPHY25MHZ信息存储EPROM v1Mil TX3:0%M1LTXCLKRTL8201BLTPRX+TPRXHl 102M11 TXENm_TX_FRLED状态U*11 *指不MICMDCI KINT5200是一个集成电力线 MAC层、PHY层和模拟前端(AFE)的收发器。INT5200采用正 交频分多路复用(OFDM)调制解调技术，根据信噪比选择可用的载波频率，解决噪声源干扰 和多路衰
10、减等问题，在苛刻的电力线通信环境下实现高达14 Mbps的可靠传输。TNT5200的MAC层采用基于优先级的 CSMA/CA机制和自动应答(ARQ)机制，并对以太网数据进行 重新打包，实现数据包的可靠传输。INT5200集成的模拟前端(AFE)实现了信号的放大、滤 波、A/D转换和D/A转换等功能。在PLC主控终端电路中，INT5200工作在主机模式。INT5200与RTL8201BL之间通过 Mil接口进行通信,收发以太网的数据包。Mil接口提供独立的4位数据收发通道， RTL8201BL为INT5200提供同步时钟信号。Mil接口具有两线串行数据管理接口(MII_MDCLK和MII_MDI
11、O)，通过这个管理接口可以访问RTL8201BL的寄存器。当从电力线接收电力信息时，主控终端首先从220V电力线上通过耦合电路提取电力信息，再经过滤 波、增益调整等处理，发送给INT5200。INT5200将接收到的电力信息进行解调等处理后，还原为以太网的数据包，并通过RTL8201和H1102发送给ADSL或有线电视同轴电缆的 Modem。这样PLC主控终端就可 以通过Modem与外部In ternet相连。往电力线上发送数据信息的过程与接收过程相反。在向电力线耦合发送数据之前，考虑到信号传输过程中的衰减，要用驱动电路将发送信息放大到一定程度，以增强信号强度。E2PROM存储单元采用AT93
12、C46，用来保存配置信息 (包括MAC地址、网络密码、增益调整参数等)，并通过SPI接口与INT5200进行通信。LED 指示灯用来显示网络的 LINK、ACT等状态。要想通过220 V的家用电力线来传输数据，必须采取合适的耦合方式。在设计电力线 的耦合方式时，须考虑到电力线通信环境的特殊性，同时要考虑到电力线的阻抗较低，一般为几十Qo图3为PLC主控终端的电力线耦合电路 ，其中TXI+和TXI-用于连接图2中的 驱动电路，是INT5200的电力数据信息发送端 ；RXl+和RX1-用于连接图2中滤波保护电 路，是INT5200的电力数据信息接收端。在相线和中线之间并联一个压敏电阻器 MOV(0
13、7D471),可以防止电力线上的浪涌，避免系统受到损害。电容C和耦合变压器的次 级构成高通滤波器，可以让电力数据信息通过，阻止交流电源的低频信号通过。当设备从电力线上脱离时，电阻R可以用来释放电容器中的能量。TX1+ IT11X1- 2 RX1- 3CIH0.01 1FR2ooknZMOV2S07D471N220V ACRX1 4PLC主控终端的电力线耦合电路3智能家居系统的PLC局端PLC局端的作用：家电设备（如空调等）或安防控制没备可以通过 PLC局端从电力线接收 控制信息和反馈状态信息，实现与PLC主控终端的通信；通过PLC主控终端和借助 Modem，就可以实现智能家电的远程监控和安防控
14、制。计算机也可以通过这种方式实现上 网。PLC局端电路包括PLC局端通信接口电路和电力线耦合电路 。电力线耦合电路如图 3 所示，PLC局端通信接口电路的结构如图 4所示。图中INT52OO工作在PHY模式，微处 理器用S3C2510A。PLC主控终端通过 Modem 获取In ternet远程控制信息后，通过电力线 发送给PLC局端；PLC局端首先对耦合电路接收到的控制信息进行滤波，再经过INT5200进行增益调整、解调等处理后，通过Mil接口将信息发送给 S3C2510A ； S3C2510A分析控 制信息码，并根据控制信息码的内容，与智能家电的通信接口进行通信 。能电信口 智家通接i控制
15、倍息1II 状态反馈M1I_RXCLKMil RX ERM1I_RXDVMD CRSMH COLS3C251OAPHY25MHZrn _tX3：Q计算fll.-MILTXCLICRTL8201 BLMTIMR TXEN一家设MnMDIOINT5200RX-TX土TX-驱动A电路RX+滤波7 保护 电蹄信息EPRO二 LED图4 PLC局端通信接口电路示意图这样，就可以实现智能家电的远程控制。同理，智能家电电可以将状态信息反馈给远程用户。由于家电设备的控制系统存在差异性，不同家电设备的 PLC局端实现方法略有不同， 主要体现在家电设备控制单元与 S3C2510A的通信接口和控制协议上 。家电设备控制单元 可以通过串口或其他总线与S3C2510A进行通信。目前国家
