电力载波通信在智能家居中的应用Word下载.doc

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目录

摘要 1

Abstract 2

引言 5

1. 电力载波通信技术概述 5

1.1电力载波通信技术简介 5

1.2电力载波通信的基本原理和构成方法 5

1.3电力线载波通信中信号传输特性分析 6

1.3.1低压电力线上输入阻抗及其变化 6

1.3.2低压电力上高频信号的衰减及其变化 6

1.3.3低压电力线传输干扰特性分析 6

1.4常用的低压电力线载波通信技术 7

1.4.1窄带通信方式 7

1.4.2多载波调制方式 7

1.4.3扩频通信方式 7

1.5扩频通信技术 7

1.5.1扩频通信技术的简介 7

1.5.2扩频通信的工作原理 7

1.5.3扩频通信的特点 7

1.6电力载波通信的实现 8

1.6.1国外的电力线载波专用Modem芯片 8

1.6.2国内电力载波的发展技术 9

1.7电力线载波通信模块BWP08 9

1.7.1．BWP08模块的介绍 9

1.7.2．BWP10模块 10

2. 智能家居 10

2.1.智能家居的简介 10

2.2智能家居的定义 10

2.3智能家居的主要实现的功能 11

2.3.1智能灯光控制 11

2.3.2智能电器控制 11

2.3.3安防监控系统 12

2.3.4智能背景音乐 12

2.3.5智能视频共享 12

2.3.6可视对讲系统 12

3. BWP08电力载波通信模块 13

3.1.BWP08电力载波模块的简介 13

3.2BWP08模块的功能描述 13

3.2.1载波数据速率可配置 13

3.2.2串行口速率可配置 13

3.2.3数据传输类型可配置 14

3.2.4关于定帧与定长传输的详细说明 14

3.2.5载波频率的设置 15

3.2.6宽电压供电（5-12V） 15

3.3BWP08的使用说明 15

3.3.1采用串行接口与用户系统连接 15

3.3.2采用SPI接口与用户系统连接 17

4.基于电力载波智能家居的实例 17

4.1基于电力载波的太阳能热水器 17

4.1.1室外部分 17

4.1.2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PowerlineCommunication的简称。

电力载波是电力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（PowerLineCarrierCommunication）或PLC（PowerLineCommunication）：

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

节点节点

……

设备终端

图3-1

1.3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