电力载波通信技术介绍

电力线通信技术（Power Line Communication）出现于 20 世纪 20 年代初期。它是利用已有的低压配电网作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种手段。应用电力线通信方式发送数据时，发送器先将数据调制到一个高频载波上，再经过功率放大后通过耦合电路耦合到电力线上。信号频带峰峰值电压一般不超过 10V，因此不会对电力线路造成不良影响。

电力载波通信的优点

只需要两端加上阻波器等少量设备即可实现通讯、远传等功能，投资小！

电力线载波通信的缺点

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、电力线存在本身因有的脉冲干扰。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2ms，因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；

电力载波通信物理层通信介绍

电力载波通信物理层是一种利用交流电力线载波传输数据信号的技术，它可以将数据信号频带嵌入到交流电力线上，达到电力线上传输数据信号的目的。电力载波通信物理层主要由三个部分组成：信号编码译码、调制解调和载波耦合。

下图为电力载波的基本框图

信号编码译码部分

原始发射的数据信号，通过编码器编码成特定的数字比特流，该编码的目的在于将要传输的数字信息携带一些帧头、校验、纠错信息，提高数字信号的稳定性，编码出的bit流信息传输给下一步的调制器，当译码器收到bit流的信息后使用逆向过程进行译码操作，并校验数据的有效性，从而恢复原始的有用数据信息。

信号编码译码部分

调制器从编码器接收过来的bit流信息后，使用特殊的调制技术将其调制到40~500Khz的高频信号上去，调制方式有调幅、调频、调相的方式，目前大多数通信还是使用的是调频方式进行调制，将最终的调制信号通过发射电路的驱动放大后，送到了耦合器上，当解调器接收到来自耦合器的信号时，先将微弱的信号进行滤波放大后再传输给ADC采集器进行模拟采样，处理器根据采样得到的信号进行调频信号的解调后生成了bit流传输给译码器。

载波信号耦合部分

是将40~500kHz的载波信号通过该耦合器耦合到50HZ的交流电中去，注意这里载波信号相对与交流电的220v的幅度来说很少，只有几伏，不会改变交流电上的交流频率。接收部分的耦合器会将50Hz、220V的交流电过滤掉后只留下40~500kHz载波小信号，将会传输给接收放大器进行小信号放大作用。

以上介绍了电力载波通信的基本原理，与大致的组成部分，后面章节将会详细介绍各个部分详细的硬件与软件设计方案