应用于路灯控制系统的电力线通信技术研究

摘要

路灯控制系统在城市照明建设中具有重要意义,而低成本、高可靠性的路灯监控信息传输手段是关键的环节。本文分设计了结合电力线载波通信和电力线工频通信来传输路灯控制信息的方法。每个路灯控制终端内除了载波通信外,还具备检测工频电压畸变信号的功能。当载波通信困难时,以单向工频电压畸变通信作为备用手段传输下行控制信息,保证路灯的起停能够得到可靠控制。由于数量庞大的路灯控制终端内不必设置上行调制电路,因此没有可控硅、驱动电路、调制阻抗等器件,通信设备成本低廉。
　　 在变压器台区内的工频通信方面,由于不同的变压器容量差异很大,本文仿真了在变压器台区内工频电压畸变信号调制的器件参数,研究了通过调节可控硅导通角来自适应保证电压畸变率的方法,同时,还研究了基于时域差分和互相关技术的工频畸变信号检测方法,在此基础上,研制了以ATmega88单片机和片内10位A/D转换器为平台的电压畸变信号检测电路。
　　 在电压电力线载波通信方面,本文以扩频通信技术为基础,研制了以ATmega88单片机和模拟比较器为平台,通过软件运算实现电力线载波通信并且获得反映信道状况参数的通信电路。
　　 由于工频通信速率较慢,正常情况下,应当尽量采用载波通信方式传输监控信息。为了提高载波通信的成功率,本文以路灯控制系统为模型,研究了基于蚁群算法进行中继路径寻优的方法。仿真结果表明,在利用解调过程中获得信道参数的基础上,中继路径的确定能够更加准确、快速。