基于pl3201的低压电力线载波通信系统设计

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1、第24卷第6期四川理工学院学报(自然科学版)Vol.24No.62011年12月JournalofSichuanUniversityofScience＆Engineering(NaturalScienceEdition)Dec.2011文章编号:1673-1549(2011)06-0659-03基于PL3201的低压电力线载波

2、通信系统设计符长友，蓝集明(四川理工学院计算机学院，四川自贡643000)摘要:利用电力载波通信芯片PL3201，设计了一套低压电力线载波通信系统，实现了在低压电力线上的双向数据传输。详细阐述了系统设计原理与软硬件的实现方法。经实际测试表明，该系统具有传输率高，通信距离远，抗干扰能力强，成本低等特点。关键词:低压电力线载波;通信系统;PL3201;双向数据中图分类号:TN915.853文献标识码:A容和滤波器构成一个高通滤波器，使高频信号顺利通引言过，实现高频信号顺利耦合到电力线，从而大大地衰减低压电力线载波通信(Low－voltagePowerLine了50Hz的低频信

3、号，防止其进入电气设备，达到了保护CarrierCommunication，LPLCC)技术是智能电网通信人身安全的目的。技术的一个重要分支，也是当前通信领域的一个研究2系统总体方案热点，被认为是“最后1公里”互联网接入的理想解决方案，是实现“四网合一”的关键技术。由于低压配电系统由微控制器、电力载波通信、按键输入、实时时网是一个用户多、分布广、用户必需的动力能源传输钟、LCD显示等模块组成。按键输入作为需传输数据的网络，所以该技术使用现有的低压电力线作为通信媒输入端，而微控制器作为整个系统的核心部件，完成对介可以省去庞大的铺线工程，大大降低通信系统的成各个模块的管理及相

4、关数据计算，最后将数据信息、时本。低压电力线载波通信技术具有诱人的应用前景间信息显示在液晶屏上并实现电力载波双向数据通信。［1］和潜在的巨大市场，具有十分重要的意义。鉴此，电力载波通信模块则实现信号的发送与接收，整个系统本文利用PL3201芯片，设计了一套低压电力线载波分为A、B2个数据端，均可作发送端与接收端，但在同通信系统。该系统波特率较高，抗干扰能力强，具有一时刻，如果A做发送端，那么B只能作接收端，反之很强的实际应用价值。亦然。整个系统的功能框图如图1所示。1系统设计原理电力线载波通信是使用50Hz交流电力线作为通信媒介，进行信息传输。而50Hz交流电力线具有很高

5、的传输电压和很大的传输电流。在进行电力线载波通信时，首要解决的问题是如何把高频信号安全地耦合到电力线上。本文采用相地耦合的方法来实现。由耦合电图1系统总体结构收稿日期:2011-10-21基金项目:四川理工学院科技项目(2009xjkyL017)作者简介:符长友(1976-)，男，四川岳池人，实验师，主要从事智能检测及嵌入式系统方面的研究，(E-mail)fcybill@163．com660四川理工学院学报(自然科学版)2011年12月3系统硬件设计3.1电力载波通信模块设计电力载波通信选用PL3201电力载波芯片。该芯片内嵌了增强型8051微处理器、实时时钟与LCD显示

6、控制电路。因此，系统集成度高，可省去大量的外围电［2］路。同时，在PL3201内集成了载波通信单元，该单元图3系统电源电路设计图采用四相相移键控(QuadraurePhaseShiftKeying，据、显示发送、接收的数据以及相应的日期、时间信息。QPSK)调制方式。其载波中心频率为120kHz，伪随机其流程图如图4所示。码速率可达到30K。由于采用了QPSK调制技术，在带宽不变的情况下，数据传输速率是BPSK调制方式的2倍，根据伪随机码的速率不同数据速率可达到1Kbps和500bps。同时采用了63位Gold/Kasami序列，从而实现了码分多址，其地址数目最多可达41

7、个，其中33个Gold序列，8个kasami序列，使台区之间的干扰减小到最小。PL3201电力载波的电路设计如图2所示。图4系统流程图图2PL3201电力载波通信电路4.2系统程序设计4.2.1电力载波通信发送子程序3.2电源设计sent_byte(uchardata)作为整个系统的能源提供部分，设计电源由电力线{(220V)通过变压、桥式整流，输出12V直流稳压电源。while((IFG1＆UTXIFG0)==0);//判断发送缓冲由于PL3201和MCU要求供电分别为5.0V和3.3V。区是否结束因此，采用LM7805和L