____电力线载波通讯技术可以进行模拟(语音信号)或数字信息(如:家居控制信号)双工传输,可广泛应用于家居自动化、小型办公室、家庭办公室通讯(互如联网、内部信件、游戏、音频(MP3)、视频)等领域,具有普及效果、节省费用、安装方便、应用广泛等特点。
____作为通讯技术的一个新兴应用领域,电力载波通讯技术以其诱人的前景及潜在的巨大市场而为全世界所关注,成为世界各大公司及研究单位争相研究的热点。国外许多著名公司和研究单位都在对此进行研究,并开发出相对应的器件和产品,如:Intellon、Thomson、Atmel等等。而国内的许多的企业也紧随国际步伐在利用电力线传输信息,特别是在远程抄表系统方面已逐步形成应用研究的热点。
一、智能小区中的应用
____智能住宅的概念起源于美国,美国的智能住宅发展是最为迅猛的。继美国之后,欧洲、日本、新加坡等国家住宅智能化也得世乱到了飞速发展。所谓的智能化住宅小区,是指通过综合配置住宅区内的各功能子系统,以综合布线为基础,以计算机网络为区内各种设备管理自动化的新型住宅小区。通常智能化大厦是"三A "系统,即:
1、 安全自动化(SAS- Safe Automation Sys-tem):包括室内防盗报警系统、消防报警系统、紧急求助系统、出入口控制系统、防盗对讲系统、煤气泄漏报警系统、室外闭路电视摄像监控系统、室外的巡更签到系统。
2、 通讯自动化(CAS一Communication Automation System):包括数字信息网络、语言与传真功能、有线电视、公用天线系统。
3、 管理自动化(MAS一Management Automation System ):包括水、电、煤气的远程抄表系统、停车场管理系统、供水供电设备管理系统、公共信息显示系统。
____随着我国国民经济、科学技术水平的提高,特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术的迅猛发展与提高,促使家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面,改变了人们生活习惯,提高了人们生活质量。在我国,智能住宅这一概念推广较晚,但其发展的速度却很快,全国已建立了一些具有一定智能化功能的住宅和住宅小区。
____家庭智能大厦、智能小区是一个综合性的系统工程,她包含了若干子系统,作为智能大厦、智能小区的后备网络,采用电力载波通讯有其无法比拟的优越性,因而在智能大厦、智能小区底层通讯方式的选取上,各公司不约而同的把电力载波通讯作为首选。
二、在自动抄表系统中应用
____抄电表一直是件麻烦事。快到月底的时候,供电局总要派出许多人到各个居民小区里抄表,每人一天最多也只能抄上三五百户,伴随着城市住宅建设日益发展,居民数和独立电能表数迅速膨胀,多种电价制度开始推行,抄表计量日趋复杂,传统的人工抄表方式已难以适应慧握新的变化,但如果在电表里安装一个火柴盒大小的电脑远程终端那么一切都不再一样:
1、 无需抄表员用户的用电情况快速准确地反映到供电局的计算机中心。
2、 供电局直接和银行联系,用户只要在银行里办一张资金卡,就无须定时定期到供电部门排队交电费了。
3、 通过系统随意呼叫,每户人家当前用电量值、最大平均功率出现的时间,甚至整幢楼每小时、日、月、年的用电量、最大平均功率及其出现的时间,停电时间和次数,以及日、月的线损量和线损率都能清晰地显示。
4、 准确地对各类不同用户的不同用电负荷可以进行准确地记录。
5、 系统自动运算各环节电量,及时发现不明的电量损失,杜决盗窃用电。
____所谓自动抄表系统就是自动采集各种计量表的读数(如:电表 、水表、煤气表、冷气表等),现在采集数据方法有:电话线、无线电、电力线和红外线等等。我们的电力线载波抄表系统则是利用现有的电力线为媒介进行数据收集。不但有效降低系统的成本同时可以方便快捷地实现自动化抄收。利用计算机的强大功能抄收的数据可以立即处理形成报表,同搜碧档时由于双工通讯可以很容易做到监控用户用电参数、欠费断电等其他系统没有的功能。
____我国现行的能源管理方式已远远跟随不上经济蓬勃发展的要求。为此,国务院于1993年2月发布了《电网高度管理条例》,其中明确提出,要尽快地对用电进行自动化管理,并拨款支持电力部门进行技术改造。配合我国国家电力公司国电安运[1998]669号文中提出的"要重视用电营业,长远的目标是实现'一户一表、集中抄表、银行联网'"的政策,采用以计算机为基础、利用电力线载波通讯技术开发的自动抄表系统,取消用电中间层,降低用电中间层,降低居民用电价格,消除用电过程腐败现象,成为电力部门响应国家这一政策的最佳解决方法。同时也给远程智能抄表的技术发展与产品推广提供了前所未有的契机、巨大的潜在市场和蓬勃的生命力。人们似乎已经看到,随着各种抄表自动计量装置产品的问世,"人工抄表"退出历史舞台,自动抄表系统"一统天下"的日子已为时不远。
三、在家居智能化的应用
____用模拟技术在电力线上传递载波信号很早就有了。把电力线通信技术、网络、微控制器相结合,是在现有基础上推进家庭自动化的最现实最经济的途径,即以电力线为物理媒介,把分布在信宅各个角落的微控制器和家电PC机连成一个网络。其优点是:电力线和信号线合一,无须布设信号线;人们原来使用和维护电器的习惯都不受影响,家电无须增加双绞线、红外等接口,只要在内部配备电力线载波通信芯片,再更新程序就行了,对老式家电的改造也很容易;家电的信息量小,电力线载波速度慢慢的缺点不突出。因此电力线载波通讯技术在家居智能化应用方面有着广泛的前景,特别是在中速率传输应用方面,因其具有可靠性高、造价低廉等优点,故可以与"蓝牙"相媲美。
四、其它领域的应用
____在其他领域里,电力线载波通讯也显示出了其巨大潜力,比如在一些干扰大、布线困难的工业自动化控制系统,采用电力载波通讯方式能达到事半功倍的效果。电力线在现代生活中已无处不在,只要能满足通讯要求,而又不便布线的地方,电力载波通讯技术都有着无比的的优越性,可以得到充分的应用。
____国际大电网会议80年代发表的30个国家应用电力线载波通信的统计,虽然随着各种新的通信方式的出现,各类通信线路所占的比例各有所变化,但电力线载波通信在较发达国家的比例却一直保持在12%左右,而在发展中国家则高达30%。在国外,一些公司一直积极进行电力线载波通讯技术的研究及相关产品的开发。就技术上说,挪威NERA公司A.C.E.32全数字电力线载波通讯技术及德国西门子的准数字电力线载波通讯技术代表了目前国际上电力线载波通讯技术发展的水平。我国从50年代开始从事电力线载波通讯技术的研究,到80年代发展到全盛时期。90年代初期以后,电力线载波技术的需求随着我国经济的发展进一步扩大。21世纪的新契机更将使电力线载波通讯这一通讯技术的新兴应用技术得到了前所未有的发展,彻底改变人们的生活。
学号:20021210654
姓名:潘文欣
原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/trdYVr3ec4nfBJPi-zkUuw
【嵌牛导读】扒烂孝本文介绍电力线载波通信相关的名词解释以及部分原理。
【嵌牛鼻子】电力线载波通信
【嵌牛正文】
电力线载波通信
电力线载波通信是利用高压电力线(在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级)、中压电力线(指10kV电压等级)或低压配电线(380/220V 用户线)作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。
电力通信网
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的,它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被入们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前,它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础;是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段;是电力系统的重要基础设施。
电力系统专用通信网
由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求,并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势,因此,世界上大多数国家的电历做力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网。
高压电力线载波通信网
电力线载波通信是电力系统通信专春稿网特有的一种通信方式。它以电力线为信道,以变电站、发电厂为终端,特别适合于电力调度通信的需要,而且,电力线载波通信系统具有投资少、施工期短、设备简单、通信安全、实时性好、无中继距离长等一系列优点,输电线架设到哪里,通信线路就可以延伸到哪里,在不少工期比较紧张的输变电工程中,往往只有电力线载波通信才能够和输变电工程同期完成建设。
目前,我国110kV以上电力线载波电路己超过65 万话路公里,还有大量的电力载波机在110kV以下的农电网上运行。庞大的电力线载波通信网担负着电网内调度电话、继电保护和远动信息的重要传输任务,对于电网的安全稳定经济运行发挥着重要的作用。
中低压电力线载波
在10kV电力线作为配电网自动化系统的数据传输通道。
在380/220V 用户电网作为集中远方自动抄表系统的数据传输通道目(采用的载波通信方式有扩频、窄带调频或调相。10kV电网或380/220V 用户配电网中,以窄带调制类型的设备为多数,因为成本低廉)。
正在开发并取得阶段性成果的电力线上网高速MODEM 的应用(要求的速率至少需要达到512kbit/s ~10Mbit/s ,由于采用正交频分多路复用技术OFDM 调制具有突发模式的多信道传输、较高的传输速率、更有效的频谱利用率和较强的抗突发干扰噪声的能力,再加上前向纠错、交叉纠错、自动重发和信道编码等技术来保证信息传输的稳定可靠,因而成为电力线上网应用的主导通信方式)。
频分多路复用
在通信系统中,为了充分发挥信道的有效作用,提高信道的利用率,往往采用多路复用技术。即将多路相互独立的信号汇集在一起,通过同一条信道传输。在接收端再使用相应的处理技术,将各个信号分离开来。
复用方式:FDM、TDM、CDM
频分多路复用:在发送端运用频谱搬移技术,将多路信号的频谱搬移到互不重叠的频段上,从而构成一个群频信号,经信道发送出去的复用方式。接收端只需使用不同频率的滤波器,即可方便地从群频信号中将各路信号分离出来,最终实现多路通信。当然,群频信号所占据的频带范围,必须在传输信道的有效通带之内。
单边带调制(SSB)
在载波通信系统中,发送端有一个变频调制器和带通滤波器对原始信号进行处理,接收端则用同样的变频调制器对接收到的信号进行解调(或称反调)。调制的主要目的则是把话音信号的频带搬移到适合线路传输的频段。
SSB调制的优点:
占用信道频带窄,从而可在一定的频带内传输更多的话路;
由于抑制了载频分量,故能节省输出功率,使设备功率容量能得到充分利用;
因占用频带窄,故外来干扰也相应减小。
双向通信的实现
载波通信的基本过程可归纳为:“一变二分三还原”。“变”是用调制器把话音频带变换到高频频带,“分”就是频率分割,在收信端用滤波器把各路信号从群信号中分割出来,“还原”就是利用解调器把高频频带还原成话音频带。
按照频率搬移、频率分割原理实现传输线路频分多路复用的设备叫做载波机载波机。
电力线载波慎岁(PLC ,即 Power Line Carrier)是电力宽洞睁系统特有的通信方式,电力线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。电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制,已经进入了数字化时代,并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要,中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为电力通信领域的一门热门颤轿专业。
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