请教电力线载波方面的基本知识以及lonworks技术在电力线载波方面的应用 点击:2698 | 回复:2



smallcat

    
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发表于:2001-07-28 16:20:00
楼主
请问哪里有相关的资料??



gongkongedit

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发表于:2001-07-28 16:17:00
1楼
我从鄢新华先生关于电力线载波通讯芯片的大作中摘出相关部分作为对您的回答: —————————————— 电力线通讯特点 电力线是给用电设备传送电能的,而不是用来传送数据的,所以电力线对数据传输有许多限制。 1.配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送。 2.三相电力线间有很大信号损失(10dB-30dB)。通讯距离很近时,不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输。 3.不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同,藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比,电力载波信号少损失十几dB,但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用。 4.电力线存在本身固有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50Hz和60Hz,则周期为20ms和16.7ms。在每一交流周期中,出现两次峰值,两次峰值会带来两次脉冲干扰,即电力线上有固定的100Hz或120Hz脉冲干扰,干扰时间约2 ms,固定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法,但由于过0点时间短,实际应用与交流波形同步不好控制,现代通讯数据帧又比较长,所以难以应用。 5.电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时,线路阻抗可达1欧姆以下,造成对载波信号的高削减。实际应用中,当电力线空载时,点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时,只能传输几十米。因此,只有进一步提高载波信号功率来满足数据传输的要求,提高载波信号功率会增加产品成本和体积。而且,单一提高载波信号功率往往并不是有效的方法。 6.电力线上存在高噪声。电力线上接有各种各样的用电设备,阻性的、感性的、容性的,有大功率的、小功率的。各种用电设备经常频繁开闭,就会给电力线上带来各种噪声干扰,而且幅度比较大。用藕合电感从电力线上藕合下来的噪声一般就在10mV以上,而一般传输的数据信号会削减到1mV,如不采用电力线专用modem芯片来解调数据信号,通讯距离会相当短。 7.电力线引起数据信号变形。电力线是一个分布参数的网络,不同点对数据信号影响不一样,同时电力线是时刻动态变化的,不同时间对数据信号影响也不一样,这就使发出的规则数据信号经过电力线后,接收到的信号是严重变形、参差不齐的信号,所以必须加以特殊处理。 电力线上的高削减、高噪声、高变形,使电力线成一个不理想的通讯媒介,但由于现代通讯技术的发展,使电力线载波通讯成为可能,其中数据信号的信噪比决定传输距离的远近。电力线载波通讯的关键就是设计出一个功能强大的电力线载波专用modem芯片。 现有几种电力线载波芯片 国外很早对电力线载波通讯技术进行了研究,多家公司推出了自己的电力线载波modem芯片,并制定了电力线载波适用频率范围的标准。目前有针对北美洲地区电网(480Y/277V,208Y/120Vac)的标准频率范围100KHz-450KHz和针对欧洲地区电网(400Y/230Vac)的标准频率范围9KHz-150KHz。各家公司在标准频率范围下,针对本地区电网特点,采用各种特定专有技术,设计出各己的电力线载波modem芯片。由于国外电力线载波modem芯片是针对本地区电网特性、电网结构,且一般是针对家庭内部自动化而设计,在国内使用都难尽人意。目前,有一、两款电力线载波modem芯片在一定应用领域可勉强使用。国内可使用的电力线载波modem芯片有以下几种: 1.XR2210/XR2206套片或LM1893 这是比较早的电力线载波芯片的应用。XR2210/XR2206是一组FSK方式的调制解调芯片,并不是专们针对电力线载波通讯而设计的,还可用于有线和无线通讯。LM1893是国半公司modem芯片,FSK的调制解调方式,它只是对一般FSK调制解调芯片的稍微改进,目前,以上两款modem芯片在国内基本没有采用。 2.ST7536 ST7536是SGS-THOMSON公司专为电力线载波通讯而设计的modem芯片。由于它是专用modem芯片,所以除有一般modem芯片的信号调制解调功能外,还针对电力线应用加入了许多特别的信号处理手段。目前,在国内电力线载波抄表领域应用广泛,只是各公司应用水平不同。ST7536是半双工的FSK modem芯片,600bps时灵敏度为2mV,1200bps时灵敏度为3mV。它针对电力线载波通讯而采用了数字滤波器、AFC(自动频率控制)、ALC(自动输出幅度控制)以及软件上的三字节容错等现代通讯技术。ST7536也是较早的电力线载波modem芯片,调制解调技术是较落后的FSK方式,加上三字节容错,它最高波特率只能达到400 bps。另外它无CSMA(网络载波侦听)功能,这些限制了它的应用。目前,在国内电力线载波抄表领域,ST7536是最适合的modem芯片。但它通讯距离不是很理想;需要作中继器时,通讯速度太慢;它是每位中断一次,按1200 bps计算,每833微秒中断一次,对更复杂的应用来讲,833微秒间隔会短了一点。 3.SSCP300 SSCP300是Intellon公司采用现代最新通讯技术设计的电力线载波modem芯片。它采用了扩频(Chirp方式)调制解调技术、现代DSP技术、CSMA技术以及标准的CEBus协议,可以称为智能modem芯片,体现了modem芯片的发展趋势。但在国内电力线载波抄表领域使用效果还不如较早的ST7536。究其原因,SSCP300是Intellon公司按北美地区频率标准、电网特性,特别针对家庭自动化而设计的。频率范围是100KHz-400KHz,电网电压是480Y/277Vac、208Y/120Vac、60Hz。它可采用线-地藕合方式,由于针对家庭自动化,主要一家一户式独立住宅,所以在通讯距离上,它还采用陷波器隔离,防止干扰邻近住宅。而国内电力线载波抄表领域主要要求通讯距离。针对中国现状,SSCP300难以胜任电力线载波抄表领域的要求。 4.PLT-22 PLT-22是Echelon公司最新电力载波收发器,它是针对工业控制网而设计,采用BPSK调制解调技术以及多种容错及纠错技术,所以目前在中国应用效果最理想。但它是Lonworks网络专用,而且价格太高,难以在民用市场领域大规模推广。 ——————————————

gongkongedit

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发表于:2001-07-28 16:20:00
2楼
LonWorks利用电力线收发器应用的一个范例 ——拉雷多街道之下的新型节能高速公路 预想中南得克萨斯的今天 在1994年三月,Central and South West 公司(CSW)开始了一个价值九百万美元的项目,为得克萨斯州拉雷多提供有更高工作效率的电力服务。CSW通过使用具有双向通讯功能的现代化家庭网络,为这个西南部城市的2500家住户带来了美好的前景。 之所以第一个选中拉雷多是因为它是全美发展最迅速的城市之一。CSW提供了一个该城的试验性的用电价格表,引导客户们减少或避开用电高峰。 新的价格表包括非高峰期,普通局部高峰期,高峰期和实时临界点的价格。通常,局部高峰期、高峰期和临界点会发生在六月到九月间的每星期一到星期五的下午晚些时候。其他时间可以认为是非高峰期。 Customer Choice & Control™ 给人们带来更多的电力 “我们称它为Customer Choice & Control™ (CCC)是因为它可以在用电方面为用户提供更多的选择和更好的控制。”管理主任比尔·莫罗指出。 CCC使用了先进的设备,在美国首先实现了双向交互式需求方管理 (Two-way Interactive Demand-Side Managerment)。用户们安装了一种“智能设备”,用来管理用电和进行自动调整,这可以节约10%的电费。分类电费帐单和每月帐单为用户提供了日计时及实时价格的发生情况的补充信息,使用户可以最大限度并且最舒适地使用电器。 当高峰时间电费提高时,住房或公寓可以根据户主的指令减少用电。经过一段时间,住户就会习惯于将用电量较大的时间转移到收费便宜的时间段,从而节约电费。 整个系统使用了三家不同公司的基于LONWORKS的产品:First Pacific Networks, American Innovations, 和Raytheon公司。 LONWORKS技术领导了需求方管理的新途径 CSW的电力设施使用了LONWORKS技术来调整电力负载与CCC住宅系统的交互。 有一个智能设备单元用来发送和接收CCC的光纤/同轴电缆网络和用户住宅之间的信号。每个设备单元安置在变压器低压的一端,支持四户住宅并执行多种功能,同时可作为其中一户的电表。 在其他三户住宅,安装了一种POWERLONÔ 电力线载波模块来代替原来的标准电表。这种电表可以为电力公司提供负载曲线及各种统计数据。 在每一户住宅里都安装了基于LONWORKS的负载控制节点。CSW安装每户的节点通常只花费不到一个小时的时间。一般它们被安装在中央空调系统、电热水器和另外一个用电设备上。用户们同时可以得到一个带有LCD显示器的控制面板,用它根据网络上的日计时和实时价格信息,对电器进行编程。用户控制面板还可以显示月帐单,设备的信息,电器的程序以及时间和价格等。而且,设备单元都具有双语功能。整个室内系统都是用Echelon的PLT-20电力线载波收发器在电力线上进行通讯。 “为了改变用电方式,我们相信用户们必须得了解能源的需求和费用之间的关系,并在经济上的给予一定的刺激。他们也需要易于使用的,可编程的设备来自动管理他们的用电。当他们可以通过一些设施来选择能源的策略和管理时,他们就会改变自己的用电方式,无论他们是拉雷多的居民还是军队部门的雇员,”莫罗宣称,“在这个过程中,我们认识到用户们真正关心的是什么。” 它的发展符合了信息高速公路的概念 CSW在拉雷多的项目上的成功,使他们脱离了研究的范围而进入商业领域,为市场提供一个交钥匙的解决途径。“这是一个对每个人都有好处的解决途径,”CSW通讯公司市场及商业开发部的经理比尔·怀特说,“我们下一个改进产品将增强功能并降低成本以加强商业竞争能力。” CSW决定继续扩大用户和服务的数量。一旦CCC能与电话服务联合,通过光纤/同轴电缆网络传送电视,最终,CCC就可以为用户提供家庭保护、闭路电视、长途学习和电话服务等项目,并纳入信息高速公路中。 莫罗说:“CCC技术走在了为消费者提供可选价格的电力服务的前列,并向信息高速公路飞速前进。”

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