毕业设计（论文）文献综述基于电力载波技术的温度控制系统硬件设计.doc

文献综述（电子信息工程 杨洪坤 030220319）1本课题研究的目的和意义电力线载波（Power Line Carrier -电力载波）通信是利用电力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。近年来，随着通信技术的发展, 人们在电力线载波通信方面作了大量的研究工作。电力供电网络四通八达，低压电力线连接千家万户，构成最普及的网络，利用它进行数据通信，传递各种信息， 省工、省钱、维护简单、有着广阔的应用前景7。电力线载波可以用于多种用途，如温度控制，远程报警，远程抄表等。本文就是设计的基于电力线载波的温度控制器。传统的温度控制器系统普遍采用专门铺设线路，不仅布线安装繁琐、维护不便、利用率低, 而且实时性差。虽然无线式温度系统没有布线问题，但它的可靠性差，而且无线采集温度控制系统的成本太高 。基于以上分析可知：利用低压电力线作为传输媒质, 单片机控制等技术实现温度控制已成为可能。本文运用电力线载波技术设计了电力线载波的温度器控制系统。2 电力线网络通信技术的应用状况2.1 国外的应用现状在国外许多国家的研究机构开展了电力线通讯技术的研究和开发，其中德国RWE公司的研究颇引人注目。德国RWE电力线通信公司从1997年开始与瑞士ASCOM公司合作开发电力线通讯产品，2000年5月开始进行200户的现场试验。2000年11月起在德国埃森RWE Plug公司总部大厅开放电力线通讯演示样板间。2001春季推出了RWE PowerNet(电力线通讯上网)、RWE PowerSchool(电力线通讯学校联网)和RWE eHome(智能家庭自动化)三项业务及相应产品。从而使RWE公司成为世界上首家宣布实现电力线通讯接入系统商业化运营的企业4。RWE公司的电力线通讯接入系统提供的数据服务是上行、下行对称的，最大为2Mbps，为多用户共享带宽；德国电信的ADSL提供的是不对称服务，下行为768Kbps，上行为128 Kbps，为每个用户专用带宽。从最高接入速率上看，RWE的电力线通讯系统下行接入速率比ADSL快3倍，上行速率快15倍。和ISDN相比，电力线通讯的接入速率快70倍。2002年RWE计划推出IP电话业务，并深入研究开展视频会议、视频点播、网上电视和网上广播等业务5。2.2 国内的发展状况电力载波在我国应用起步较早，但与欧美相比，仍然处于初级阶段。从相关产品开发来看，尚缺乏独立设计开发的电力载波芯片。但国内科研机构和厂商已开始重视这方面的研发。国家电力公司国电通信中心于2001年初即成立了电力线通信推广办公室来统一管理，试验和推广电力载波技术的应用。为了测试电力载波技术在中国低压配电网上是否适用，中国电力载波办公室于2001年9月在国家电力公司宿舍区建立了电力载波实验室，组织国内外近十家电力载波厂商的产品，分别进行电力载波网络设备的本地化测试。试验网络运行稳定，家电的使用对上网基本没有影响，可以流畅的进行数据传输。3低压电力线载波通信面临的主要问题3.1 电力载波的技术瓶颈目前使用的电力载波组网产品， 其信号的传输距离还有一定的限制，且信号有较大的衰减，在较长距离传输时需要采用中继设备，这样会增加系统建设的成本及网络建设的周期。因此，研究增加信号的传输距离成为技术突破的一个难点。尽管国内跟踪电力载波技术已有几年的基础，也大量生产出国际领先水平的电力载波产品，但国内厂商的电力载波设备多是采用国外芯片，对电力载波芯片的研究水平仍有待提高。只有掌握电力载波产品的核心技术，才能够根据国内电网的自身特点以及特定需求，研发出符合国内实际情况的电力载波产品。3.2信道干扰目前，国内电力线通信的研发和应用与国外还有一定距离，主要的原因是国内电网与国外的情况有很大不同，从国外引进的电力线通信芯片不能完全适应国内的实际情况。其中主要面临以下几个问题123。（1）高噪声。包括背景噪声、周期性噪声、以及突发性噪声。背景噪声即电力线上的白噪声，分布在整个通信频带，其幅值一般服从高斯分布。周期噪声主要来自于电力线上的开关设备，其噪声峰值可达4V。突发性噪声由设备随机接入或断开、以及电火花干扰等引起。（2）阻抗变化范围大。一般配电网电力线的波阻抗在几十欧到100多欧。由于线路上感性负载或容性负载随机地接入，会引线路阻抗的大范围变化，且由于阻抗匹配失衡会产生反射波和注波。（3）损耗大。线路上的串联电感和并联电容造成的分压衰减；不同的相位耦合会造成较大幅度的衰减；信号经过配电盘电源的交会处也会引起损耗。（4）因在高电磁环境下运行,受到各种外部干扰比较大,使所传信号质量较差,误码率较高。4 电力线通信前景及展望21世纪是数字化时代，相信随着电力载波技术的发展，电力载波技术对于推进我国数字化进程必将产生积极的作用。同时，电力载波技术在远程抄表、配网自动化、营销自动化等方面的广泛应用，将为实现我国的电网配售自动化、建设电力信息化平台，提供一个良好的网络基础和解决方案。相信随着电力载波技术标准的制定，电力载波产业链的形成，电力载波事业必将走向健康有序的发展道路。5总结：我们可以看出随着通信技术的发展，电力载波的应用也越来越广泛。但是它所存在的问题也越来越多的被人们发现。首先就是它的抗干扰能力差，尤其是在一些复杂的场合，它的缺陷就暴露无疑；其次是电力载波的误码率，当传输速度过快时，它的误码率也就随着增加。最后，由于我国的电力载波起步比国外晚，在一些专用芯片上，还没有生产出适合我国国情的芯片，所以我国电力载波技术发展得有些慢。虽然电力载波存在这样的问题，但是在特定的条件下它的应用前景以及空间，还是足以满足许许多多的场合，因此国内外对它的研究一直没有放弃，我们相信随着通信技术的发展，以及电子微电子技术的发展，电力载波一定有着广阔的应用空间。参考文献：1谢飞，熊立翔，杨士中.低压电力网载波通信信号衰减特性的研究J.电力技术应用，2000, 24(1): 36-372张明新，马宏锋.低压电力线载波通信中信号传输特性的研究J.测控技术，2001,(10): 18-193张明新，马宏锋，张英辉，李庆军.低压电力线载波通信中信号传输特性的研 究J. 测控技术，2001,(10):19-214高宇.低压电力线载波通信系统及抗干扰问题的研究C.广东工业大学学位论文，2004, 5:1-4.5黄海燕.低压电力线网络通信技术研究C. 武汉大学学位论文，2004,10:1-10.6张小伍，涂荣疆.新一代高速电力线载波通信技术J.电力系统自动化,2000, (2):15-167张士文，韩正之.低压电力线通信技术综述J.华北电力技术，2001,(1):10-128Sargeant,et al. Power line communication system J,On United States Patent 5,491，463, 2000.9黄海燕.低压电力线网络通信技术研究C. 武汉大学学位论文，2004,10:1-10.10Masaaki. Introduction to robust, reliable, and High-Speed Power-Line Communication SystemsJ. Communications and Computer Sciences. 2001,1211 S.Soclof.Design and Application of Analog Integrated CircuitM. Prentice Hall.1992