基于低压电力线的载波模块设计

图1 芯片原理图

本设计利用该芯片配置的灵活性将通讯速率配置引脚、校验方式配置引脚、发送模式配置引脚引出，以实现自由配置需要的设置，既方便调试模块，又能根据电力线环境不同改变相应的设置以达到最好的通讯效果。

2 低压电力线载波模块硬件电路设计

2.1 系统整体结构

电力线宽带

低压电力线载波通信的原理结构有信源、信道、信息的收发端以及相应的接口电路等，其中信道是低压电力线。采用模块化设计，微控制器发出的数据通过通信串口经电力线载波模块发送至电力线上，而模块从电力线上接收到的信息可以通过通信串口发送给微控制器，以实现对接收的数据进行处理，完成载波通道通信过程。低压电力线载波模块系统框图如图2所示。

由图可知电力线载波通信系统信息传递的过程为：微控制器提供信息→通信接口电路→信号调制→电力线接口→电力线→电力线接口→信号解调→通信接口电路→微控制器处理信息。其中通信接口电路为串口电路，信号的调制解调芯片为HLPLCS521F。由此可知，一个低压电力线载波通信系统的搭建需要两块模块进行配合：一块起发送作用，一块起接收作用。

2.2 硬件结构设计

载波芯片与电压电网相连需经耦合电路，所以在该接口电路的功能设计上，必须要有耦合功能。除此之外，为减小各种干扰信号的影响，需增加滤波功能；还有为提高传输距离，需考虑增加放大功能；以及在工作提高可靠性方面，还需加设必要的保护功能。综上考虑，设计出芯片HLPLCS521F与低压电力线相连的接口电路框图如图 3所示。

图2 系统控制框图图3 接口电路框图图4 软件流程图

图5 发送数据

发送信号的过程从芯片HLPLCS521F的FSK_OUT

引脚输出后，需经过功率放大环节以及耦合保护窄带滤波环节; 而信号接收过程从低压电力线输入后，经耦合保护窄带滤波环节和电压放大后，传入芯片FSK_IN 脚，这两个环节在整个过程中都在工作。

2.2.1 耦合保护窄带滤波

耦合保护窄带滤波电路采用1mH：1mH的耦合变压器，信号经过中心频率为72k的 LC选频网络，即可得到频率高达72k的方波信号。其载波通讯口可直接抵御件工作流程如下

首先系统通电开始进行端口的初始化工作

户设置的波特率

根据其检测结果发送载波芯片中控制寄存器的控制字然后开始从电力线接收数据的工作

分析: 第一种情况是当

入信号数据接收状态

足时，则即刻进入信号数据发送状态

图6 发送数据时FSK_OUT引脚波形图图7 发送数据时FSK_DATA引脚波形图图8 接收数据时FSK_DATA引脚波形图图9 接收数据时FSK_OUT引脚波形图

Guidelinesfor Computer Display Monitor Timing (DMT) Version 1.0.

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[3]KEITHJ.视频技术手册[M].第5版.杨征，田尊华，张杰良，等，译.北京：人民邮电出版社图4 HS、VS正常异常波形对比图

图5 新的检测方法流程图

5 结论

本文设计了基于低压电力线的载波模块，该模块集成度高，工作可靠，有较高的接收灵敏度和抗干扰

能力，通信速度较快，且保真度高。利用本文设计的低压电力线载波模

块，成功实现了基

于电力线的一对多的远程控制系统设计、一对多的远程数据传输功能，而且系统稳定，通过获取电力线上采集

图10 接收数据

到的数据进行分析发现几乎未出现失真现象，可见该系统保真度高随着科学技术的不断进步低压电力载波通信在信息传输的有效性和可靠性上已有了很大的改善络是目前覆盖范围最广的网络值，目前国外都在致力于推广其应用范围统拥有遍及全国各个角落的网络资源系统提供了便利条件用电器控制等方面的优势可见这项技术发展空间尤为广阔参考文献：

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