基于嵌入式pl2000a的電力線載波通信接口設(shè)計

1、基于嵌入式PL2000A的電力線載波通信接口設(shè)計1概述作為世界上最大的網(wǎng)絡(luò)，電力線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是輸送電能，但是，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，基于電力線路的通信成為今年的熱門話題，利用電力線來實現(xiàn)通信對于電力自動化系統(tǒng)設(shè)備之間的通信和現(xiàn)代電能計算管理將起重要作用，目前國內(nèi)和國外都有一些成功的應用實例，現(xiàn)在應用較多的是基于電力線載波通信的自動抄表系統(tǒng)，另外，對電能數(shù)據(jù)的采集和傳輸，對電力設(shè)備的監(jiān)控和保護，以及電能的優(yōu)化調(diào)度等也可以借助電力線通信來

2、實現(xiàn)，基于載波技術(shù)的電力線通信已成為目前電力系統(tǒng)智能化通信的發(fā)展方向之一。2電力線載波通信的方式和特點電力線載波通信是電力系統(tǒng)特有的通信方式，它是利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式高速傳輸模擬或數(shù)字信號的技術(shù)，由于使用堅固可靠的電力線作為載波信號的傳輸介質(zhì)，因此具有信息傳輸穩(wěn)定可靠、路由合理特點，是唯一不需要線路投資的有線通信方式。電路線通信是先將數(shù)據(jù)調(diào)制成載波信號或擴頻信號，然后通過耦合器耦合到220V或其他交直流電力線甚至是沒有電力的雙絞

3、線上。電力線載波通信不僅提供了實用的新興通信手段，而且具有現(xiàn)有物理鏈路、易維護、易推廣、易使用、低成本等優(yōu)點，顯示出了良好的前景和巨大的市場潛力。電力線通信的關(guān)鍵是如何保證在電力線上長距離的可靠通信，在電力線上通信存在以下問題：電力線間歇性噪聲較大（某些電器的啟動、停止和運行都會產(chǎn)生較大的噪聲）；信號衰減快，線路阻抗經(jīng)常波動等等，這些問題使電力線通信非常困難，電力線載波通信的關(guān)鍵是功能強大的電力線載波專門電路，目前，采用PL2000A型

4、電力線收發(fā)器（或調(diào)制解調(diào)器）等專用電路能提供較好的解決方案。3PL2000A簡介PL2000A是專為電力線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的半雙工異步調(diào)制解調(diào)器，是PL2000型的升級產(chǎn)品，它由5V單電源供電，用一種外部接口電路與電力線耦合，PL2000A除具備原有系統(tǒng)基本的通訊控制功能外，還內(nèi)置5種常用功能電路：實時時鐘電路、32Bytes的SRAM、電壓監(jiān)測器、看門狗定時器及復位電路，它們都通過標準的I2C接口與外部的微處理器相連，其中時鐘和32Byt

5、esSRAM在主電源掉電的情況下可由3V備用電池供電，PL2000A是特別針對我國電力網(wǎng)惡劣的信道環(huán)境所研制開發(fā)的低壓電力線載波通信電路，信噪比及數(shù)據(jù)傳輸性能比PL2000有大幅度的提高，同時數(shù)據(jù)傳輸速率提升了一倍（500bs）。由于采用了直接序列擴頻、數(shù)字信號處理、直接數(shù)字頻率合成、二相相移鍵控等新技術(shù)，還具有120K赫茲的載頻，15k赫茲的帶寬，0.5mVrms（500bs）的接收靈敏度，15位偽碼長度和可編程同步捕獲門限的功能，以

6、及大規(guī)模數(shù)字模擬混合0.5μmCOMOS工藝，所以抗干擾、抗衰減性價比等更加突出。4擴頻通信的原理擴頻通信技術(shù)是利用與欲傳輸數(shù)據(jù)（信號）無關(guān)的碼對被傳輸?shù)男盘枖U展頻譜，使之占有遠遠超過被傳送信息所必需的最小帶寬，在接收機中利用同一碼進行相關(guān)接收和和恢復數(shù)據(jù)，從著名的Shnaon公式可知，在白噪聲干擾條件下，通信系統(tǒng)的信道容量可用下式表示：6.2軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計包括單片機與PL2000A通過I2C接口的通信及PL2000A的載波信號接

7、收和發(fā)射。單片機通過I2C接口從PL2000A讀多字節(jié)數(shù)據(jù)的過程如圖3所示，這個過程是主器件（單片機）讀取PL2000A內(nèi)任意地址的寄存器內(nèi)容，要完成這種方式的讀操作需要首先設(shè)置片內(nèi)地址指針寄存器，這可通過將地址字節(jié)作為寫操作的一部分送給PL2000A來完成，發(fā)送了地址字節(jié)后，主器件在確認位后面立即產(chǎn)生起始位，用這種方式結(jié)束寫操作并開始另一次讀操作，主器件再次發(fā)出器件代碼，并使RW位為“1“，PL2000A將發(fā)出確認位并隨后發(fā)送由上次地