电力线载波通信

摘要： 电力线载波通信技术是支撑智能电网信息传输的重要技术之一,但是电力线作为信息传输通道时具有复杂的传输特性和较多的噪声干扰。为分析电力线信道的频率选择性对通信性能的影响及其和信道噪声的相对作用,设计滤波器模拟具有不同频率选择性的电力线信道,用米德尔顿A类噪声模拟信道中不同强度的噪声,采用基于OFDM技术的G3-PLC标准建立窄带电力线载波通信系统模型进行仿真分析。结果表明:电力线载波通信中,低速率传输数据或信号带宽较小时噪声干扰比频率选择性对系统性能影响大。随着数据传输速率或信号带宽增加,信道的频率选择性对系统性能的影响逐步增大。该结论为设计和研究电力线载波通信系统提供了理论分析基础。

摘要： 为了提高农业生产效率,从智能生产的角度提出一种智慧农业物联网改善农业生产的方法。智慧农业物联网采用了3种关键技术:传感器技术、电力线载波通信技术和计算机网络通信技术,其中前2种技术被用于建立网络节点,实现远程监控,而计算机网络通信技术则被用于在计算机网络中通过网络通信协议传输实时数据。测试表明:智慧农业物联网能够实时记录农业生长状态,远程操作生产设备,准确传输实时数据,提高工作效率,降低生产成本。

摘要： 利用快速发展的嵌入式,提出了智能暗通信系统。目的在照明系统中引入载波(PLC)电力线路技术,充分利用房间内现有的输电线路,导体耦合的基本原理,以及国内外常用的一些电信接口导体芯片和各种光控制照明设备。设计了一种基于导体耦合的描述约束智能控制系统,并根据系统结构和控制原理进行了描述。

摘要： 为同时实现电潜泵井下供电以及数据传输的目的,采用一种基于电力线载波通信的井下仪器数据传输技术,以满足在不增添通信线路的情况下保证信号的高速传输。由于井内高温高压会对通信模块造成严重影响,因此传统的电力线通讯设备不易实现。经研究分析传输模块采用ST8500片上系统以减少外部电路,在物理层使用OFDM调制解调方式,传输层利用FEC编码技术。结果表明,系统能够实现井下4 km以内的数据传输,传输速率可达34.5 kbps,在油井及其他恶劣环境下误码率不高于10-4。

摘要： 针对电力线载波信道的线性周期性时变特性,文章基于标准IEEE 1901.1—2018的物理层提出了一种基于导频结构的信道自适应跟踪算法。算法根据导频进行信道估计,并提取信道的加权相位变化,进而计算得到信道变化的度量值;利用信道变化度量值动态调整导频的插入密度。与传统的不借助导频的盲信道跟踪算法不同,文章提出的信道自适应跟踪算法在不同的信噪比区间均能有效地跟踪信道变化,并在保证通信成功率的前提下,动态降低插入导频导致的系统冗余,达到最优的系统吞吐率。

摘要： 多级自组网电力线载波通信是低压配电网运行控制指令与信息采集数据传输的重要手段,依赖载波通信网络实现采集设备间精准时间同步,对提高低压配电网运行与客户服务精益化水平具有重要意义。文中综合考虑了载波通信对时协议处理时延、多级中继通信带来的对时偏差与误差累计等因素,通过扩展载波通信媒体访问介质层协议中信标帧的数据域,并增加下行逐级校时确认帧,实现了对载波通信传输时延的估计,同时降低了协议处理时延、载波信号采样时间偏差带来的对时影响。通过仿真分析,文中提出的时钟同步方法同步精度可达到30μs级别,较传统方法ms级的精度更优。

摘要： 针对中压配电网架空线与电缆线路混合连接的实际情况,提出了一种基于输入阻抗矩阵的混合型配电物联网电力线载波信道建模方法.首先,分析中压配电网架空线路和电缆线路的结构参数,在多导体传输线理论基础上,推导2类线路的相模变换矩阵,列写传输线的链参数方程;其次,重点分析了各类型配电线路节点连接处的阻抗矩阵关系;然后,根据配电网实际拓扑结构,将配电网划分为不同类型网络分支,给出各类分支输入阻抗矩阵的计算方法,依次求得网络中各节点及信源节点的输入阻抗;最后,由信源节点的输入阻抗与边界条件,结合各传输线的链参数矩阵及各节点的输入阻抗矩阵,求得网络中任意节点的电压向量,实现混合型配电物联网电力线载波信道的建模.理论分析与仿真验证表明了所提建模方法的正确性与有效性.

摘要： 随着芯片集成度的不断提高,设计复杂度以及验证难度都随之增加,不可避免的造成软硬件开发周期的延长.为了在流片前能够对宽带电力线载波通信芯片进行协议一致性评估,利用软硬件协同的方式提高系统开发效率,文中提出了一种针对此芯片的FPGA原型验证平台,包括数字和模拟两部分.通过对数字部分进行设计移植、验证以及执行自动化工具流程,完成FPGA映射.通过开发外部数模转换和线路驱动参考子板,实现了模拟部分的参考模型.项目实施结果证明,此平台完成了系统协议的互联互通测试评估,加快和提高了软件的开发速度和质量,并在芯片回片后提供辅助调试的参考设计,达到了预期目的.

摘要： 为进一步完善电力线载波通信技术在配电网中组网的灵活性及可靠性,结合拓扑实例,提出网络模式下配电物联网载波通信系统自适应匹配组网方法.构建配电网络链路通信质量矩阵,根据矩阵元素对网络中各通信节点进行区域网的划分及中继节点的选取,完成网络各通信节点的初步组网;在网络模式下采用混沌粒子群优化算法,依次对各区域网内部节点进行节点间的自适应阻抗匹配优化,根据匹配优化结果调整相应节点的阻抗匹配单元参数,以改善信道衰减特性,增大信道传输容量;在网络匹配完成后更新网络链路通信质量矩阵,对初步组网结果进行修正,在保证通信可靠性的同时减小传输延时,进而实现坚强可靠的组网.与传统蚁群路由算法相比,所提算法考虑了配电网的实际拓扑结构与信道特性,在组网的同时完成了网络中各通信节点间的匹配协调,使得中继节点的选取和链路的分配更合理,其通信容量大,传输延时小,通信更可靠.

摘要： 电力线载波通信是智能配电网通信技术的重要选择之一.而中压配电网结构复杂,分支众多,存在电缆-架空线混合型线路,使得载波信号在其上的传输特性难以预估.结合中压配电网结构特点,提出一种载波信号在混合型配电网络中的信道建模方法.首先,在中压配电网的实际拓扑结构及线路类型基础上,定义了载波信号的传输线管道.然后,结合多导体传输线理论和行波理论,推导各传输线管道的传播矩阵及各节点的散射矩阵,并根据网络拓扑关系列写整个网络的电压方程.最后,由电压方程可求得在信源节点激励下全网任意节点的电压响应.该建模方法不受网络拓扑结构及线路类型限制,具有很强的适应性及可移植性.计算及电路仿真结果表明了方法的正确性及有效性.

摘要： 本文探讨了电力线载波通信技术应用于家用电器的远距离监控系统时,作为信号传输路径的电力供电线路的特性和各种影响因素,有针对性地采用一定的连接方法,有效减少了电力线载波信号的衰减,提高了通信质量和通信距离.在燃气热水器、电热水器、太阳能热水器等电器组成的万和多能源热水系统中得到验证,实现了预期的设计目标.

摘要： 电力线载波通信即PLC,是英文Power line Communication的简称.电力线载波是电力系统特有的通信方式,电力线载波通信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.传统的窄带电力线载波通信技术的载波频率范围为0.2～2MHz,信号传输时延约3ms.现在的宽带电力通信技术是在1Mbps以上通信速率、在2～30MHz之间的带宽限定的电力线载波通信技术.本文提出一种改进的电力线载波通信模块,采用基于宽带电力线载波通信技术的钻井通信系统.电动钻具钻井系统采用了改进的电力线载波通信系统,提升了电动钻具钻井系统的通信性能.

摘要： 随着智能家居的快速发展,电力线载波通信技术研究成为热点.电力线载波通信系统是以输电线路作为传输信道的通信系统.由于各种技术进步,电力线载波通信技术也获得迅速提升,在保证准确性的前提下,电力线载波通信已经提高到高速度阶段.电力线载波通信系统通过选择和使用各种编码方法、调制方式、信道估计、信道补偿等技术,解决了电力线载波通信系统信道中的各种噪声,多径效应等问题.本文研究了OFDM的宽带电力线载波通信的信道估计算法,在此信道估计算法基础上,对接收机性能进行了MATLAB仿真.

摘要： 在日常用水,家用燃气快速热水器凭借加热不等待、产品体积小迅速占领市场.但是,洗澡过程中,想要大幅度调节水温就需要中断洗澡出去调温,或者让家人帮忙,洗浴调温体验较差.为了满足用户方便控温的需求,热水器厂商也曾推出过无线遥控或者具备线控技术的燃气热水器,其中无线遥控有时受用户家的复杂墙体结构阻隔,控制信号不稳定,而线控方案需要事先预埋通信线路才能实现控温.创新地将电力线载波通信技术应用于燃气热水器的远程控制系统中,不受墙体结构限制,也不需要预埋通信线路,只需要将智控系统终端,接入家庭电源插座,即可实现远程控制,满足用户日常用水的控温需求.

摘要： 电力线载波通信技术是智能电力终端产品的主流通信方式之一,具备电力线载波通信功能的产品在电波暗室中进行测试时,需要保证该通信功能处于正常工作状态.同时,为了满足电波暗室测试环境的相关指标要求,所有进入电波暗室的信号必须经过相应的滤波处理,为此,当在电波暗室中测试具备电力线载波通信功能的产品时,需要保证50Hz的电源信号及2MHz～12MHz的载波信号顺利进入电波暗室,同时防止除此之外的其它干扰信号进入电波暗室,而现有的电源滤波器技术却无法实现这一技术难题.在实际工程建设过程中采取了铜沙漏斗的解决方案来应对这一技术难题,本文从铜沙漏斗的工作原理、工程实现等角度逐层进行了分析,并在现有铜沙漏斗的基础上提出了改进建议及铜沙漏斗在工程安装过程中的注意事项.

摘要： 目前我国的建筑能耗逐年增长,对能耗进行监控管理迫在眉睫,本文设计了一套楼宇自动化监控系统,通过该系统对建筑物的能源消耗、环境参数、人员流量、窗户的开关状态进行实时监测以及对空调、新风、吊扇、照明等末端节点进行控制.在监控系统设计中,采用低压电力线的通信方式进行数据传输.为扩大电力线通信距离,缩短组网时间,提高系统通信的可靠性,本文在分簇算法的基础上提出了一种基于节点间距离改变组网时间的方法.以安装能耗监控系统的一栋办公建筑作为案例,证明了该组网方式的有效性.

摘要： 提出了一种用于电力线载波过零点通信用交流市电过零点检测电路,该电路经阻容降压、稳压储能、分压和达林顿驱动后隔离输出过零点信号.采用Multisim对电路进行仿真,仿真结果表明,提出的过零检测电路可有效检测交流电的过零点,同时该电路具有生产成本低、占用PCB面积小、检测时间差短、抗电网浪涌电压和浪涌电流等性能.目前该方案已大量应用在电力线载波过零通信中.

摘要： 随着新能源的发展以及化石能源的短缺,直流供电技术被许多研究人员关注,也进行了较为深入的研究.但是,在住宅内部缺少人与系统的互动,因此笔者构建了智能家居系统.该系统除了包含常规的用电设备及新能源与储能设备,还增加了人机交互平台,使用户能够查询到住宅内所有设备的电信息,而且还可以室内或远程控制.因直流电力线的特殊性,选择电力线载波通信,使得系统内的通信更加便捷.从系统总体构架、通信方式、控制策略等方面,较为完整地阐述了该直流供电系统,突出了人与家庭内的事物联系,以提高用户的居住环境条件.

摘要： 针对现有电力线载波通信+微功率无线通信的多表集抄系统效率低的问题,本文提出一种基于时分频分复用的抄表方法.该方法结合了电力线载波通信与微功率无线两者各自的优点,从而实现了电力线载波通信和微功率无线并发抄表.经现场试点验证,该方法有效且可以实现高效率抄表.

摘要： 电力线载波与无线融合通信技术有效地提高了电力终端通信可靠性,但也存在网络拓扑的复杂性问题.为了解决该问题,首先对电力线载波与无线融合通信网络模型进行了分析,提出了一种基于链路感知一致性的PLC与微功率无线融合通信组网算法.算法将PLC与无线的链路感知以及节点连通度相结合进行组网与拓扑优化,实现了融合通信网络的分级分簇组网.以智能配用电通信业务作为典型应用场景,对所提出的算法进行仿真验证.仿真结果表明,所提出的算法能有效提高组网效率,并保证了电力终端业务的通信成功率.

摘要： 本发明公开了一种动态可重构电力线载波通信组网方法，当网络出现局部通信障碍时，局部通信障碍区边缘的中继从节点变为边缘从节点，边缘从节点包括处于畅通网络的左岸节点和处于局部通信障碍区的右岸节点，左岸节点判断来自主节点发出的命令帧中重传次数字段值达到最大预设值后，主动调整切换通信方式与频组以适合当前通信环境，并向右岸节点发起中继转发事务，同时右岸节点和局部通信障碍区中从节点从全部预设的通信方式和频组上进行中继转发，消除局部通信障碍。本发明还提供一种执行上述方法的载波通信模块。本发明能消除通信障碍区，适应低压电网结构复杂、干扰种类多、时变大、规律性差的恶劣通信环境，实现主从节点间可靠、较高速率的通信。

摘要： 本发明公开了一种中压配电网电力线载波通信系统，包含中压配电网全数字电力线载波通信站端的主载波机及远端的从载波机，主载波机能按一定时间间隔启动刷新建立网络路径信息，在主载波机和从载波机之间建立动态网络路径，主载波机、从载波机根据动态网络路径信息，重建通信路由路径，并结合通信路由信息和待发数据生成载波通信数据帧，发送到电力线上。本发明还公开了一种主载波机及一种从载波机。本发明，每个从载波机都可以充当中继的功能，可以在同一个主载波机网络中启用多条备用信道，可靠性高。

摘要： 本发明公开了一种电力线载波通信收发机和电力线载波通信系统，其中，电力线载波通信收发机包括：发射机、接收机和环形器，环形器的第1端口与所述发射机连接，环形器的第2端口用以连接电力线，环形器的第3端口与接收机连接；其中，环形器用于在同时接收到发射机传输的发射信号和电力线传输的接收信号时，将发射信号传输至电力线，并将接收信号传输至接收机，以实现全双工通信。由此，在不改变现有国网通信物理层技术标准的条件下，实现电力线载波通信收发机的同时同频信号传输，提升了通信的时频资源利用效率，同时还极大的加强了通信的传输安全性。

摘要： 本发明公开了一种电力线载波通信路由方法与电力线载波通信系统，通过建立和搜索传输矩阵使得主机能够在未知和时变的电力线信道环境中找到当前最佳信号传输路径。

摘要： 本发明公开一种电力线载波通信组网方法和载波通信系统，其中组网方法包括网关节点发送第一请求；成功接收到第一请求的载波节点与网关节点建立连接，接入网络；已接入网络的载波节点发送第二请求；未接入网络的载波节点接收到第二请求，与发送第二请求的一个载波节点建立连接，接入网络；重复上述步骤，直到所有载波节点接入网络，完成组网。本发明的电力线载波通信组网方案，操作过程简单易实现，组成的电力线载波通信网络易于维护，是实际应用的良好选择。

摘要： 本发明公开了一种动态可重构电力线载波通信组网方法，当网络出现局部通信障碍时，局部通信障碍区边缘的中继从节点变为边缘从节点，边缘从节点包括处于畅通网络的左岸节点和处于局部通信障碍区的右岸节点，左岸节点判断来自主节点发出的命令帧中重传次数字段值达到最大预设值后，主动调整切换通信方式与频组以适合当前通信环境，并向右岸节点发起中继转发事务，同时右岸节点和局部通信障碍区中从节点从全部预设的通信方式和频组上进行中继转发，消除局部通信障碍。本发明还提供一种执行上述方法的载波通信模块。本发明能消除通信障碍区，适应低压电网结构复杂、干扰种类多、时变大、规律性差的恶劣通信环境，实现主从节点间可靠、较高速率的通信。

摘要： 本发明公开了一种中压配电网电力线载波通信系统，包含中压配电网全数字电力线载波通信站端的主载波机及远端的从载波机，主载波机能按一定时间间隔启动刷新建立网络路径信息，在主载波机和从载波机之间建立动态网络路径，主载波机、从载波机根据动态网络路径信息，重建通信路由路径，并结合通信路由信息和待发数据生成载波通信数据帧，发送到电力线上。本发明还公开了一种主载波机及一种从载波机。本发明，每个从载波机都可以充当中继的功能，可以在同一个主载波机网络中启用多条备用信道，可靠性高。

摘要： 本实用新型提出了电力线载波通信教学装置及电力线载波通信教学系统，该装置包括电源模块、电力线载波通信模块、通信协议转换模块、接口模块，其中电源模块的输入端与外部电力线连接，输出端分别与电力线载波通信模块、接口模块连接；电力线载波通信模块分别与电源模块的输入端、电源模块的输出端、通信协议转换模块连接；通信协议转换模块分别与电力线载波通信模块、接口模块连接；接口模块分别与电源模块的输出端、通信协议转换模块连接。本实用新型的电力线载波通信教学装置将少量的部件集成在一起，其结构简单，安装部署便利，减少了设备损坏风险，还提高了实验室管理员的管理效率。

摘要： 本实用新型提供了一种基于PL3120电力线载波芯片的电力线载波通信电路，包括电源模块、三端稳压器78L05以及PL3120电力线载波模块；PL3120电力线载波模块包括：PL3120电力线载波芯片、晶振电路、复位电路、通信信号接收电路以及通信信号发送电路；所述晶振电路、复位电路、通信信号接收电路、通信信号发送电路均与PL3120电力线载波芯片连接；电源模块分别与三端稳压器78L05和PL3120电力线载波芯片连接；三端稳压器78L05与所述PL3120电力线载波芯片连接。本实用新型使得两个设备之间的通信数据得到高效的传输和稳定性，又省去布线难的问题；且不会影响人们的身体健康。

摘要： 本实用新型公开了一种中压配电电力线载波通信主载波机及从载波，主载波机，能按一定时间间隔启动刷新建立网络路径信息，在主载波机和从载波机之间建立动态网络路径。本实用新型的中压配电电力线载波通信主载波机、从载波机根据动态网络路径信息，重建通信路由路径，并结合通信路由信息和待发数据生成载波通信数据帧，发送到电力线上。利用本实用新型的中压配电电力线载波通信主载波机、从载波机构建的配电网载波通信系统，每个从载波机都可以充当中继的功能，可以在同一个主载波机网络中启用多条备用信道，大大增强了配电网载波通信系统的可靠性。