低压电力载波通信在电梯控制系统中的应用
低压电力线载波通信技术及应用
低压电力线载波通信技术及应用摘要：低压电力线在实际应用的过程中有很多优良的特性，并且在多个领域中都有着广泛的应用。
低压电力线载波通信技术经历了很长时间的发展过程，在技术的应用上已经趋于成熟。
本文先对低压电力线载波通信技术的系统设计进行了分析，并介绍了它的工作原理和具体的应用，希望可以为相关领域提供一些参考意见。
关键词：低压电力线；载波通信技术；应用低压电力线载波通信技术可以应用于很多不同的领域，并且具有覆盖规模广、操作简单等优势。
基于此，该技术逐渐发展成为我国现阶段完成高速数据传播的主重要技术之一。
但是由于受到各种因素的限制，该技术存在的潜能难以进行有效的挖掘，所以该技术还有丰富的可开发利用空间。
在此情况下，我国有关部门不断提高了对该技术的重视程度并且对其加以改进和完善，从而保障我国的通信技术向着更加优化的方向发展。
1.低压电力线载波通信系统设计概述该技术发展的关键性因素在于其进行信号传输时的质量，而信号传输有着抗阻和不断衰减的特点，并且会对信号的质量产生直接的影响。
另外，利用低压电力线载波通信技术进行传输时，信号的质量还会受到不同噪音的干扰，使得信号质量被消弱，最终对通信效果产生不良影响。
而且信号传输时的抗阻和不断衰减这两种特性对信号传输的实际距离起着决定性的影响，对噪音的抗干扰能力在很大程度上影响着信号在传输过程中的质量。
因此，在应用该技术时必须要对多方面的因素进行综合考虑，从而有效的促进信号传输距离不断扩大，信号质量得以提高，最终实现良好的传输效果。
在对电力线进行设计时，必须要将其抗阻能力考虑在内。
正常情况下，电力线都具备良好的抗阻性，所以在对通信系统进行设计时一般只需要保证信号输出和接收两端具有良好的的抗阻性即可，尽可能的对信号接收和传输时的能量消耗进行有效的控制。
在电力线上进行信号传输的过程中，高频传输信号会出现大幅度的衰减，并且无法避免噪音干扰。
为了确保信号在传输过程中的强度，电力线需要具备良好的抗干扰能力。
低压电力线载波通信原理及应用分析
低压电力线载波通信原理及应用分析摘要：低压电力线载波通信主要是通过使用低压配电线作为通信的媒介来实现通信的一种通信方式。
低压电力线网络是现今覆盖范围最广的网络，相较于采用专用通信线路来实现的通信，使用低压电力线来作为载波通信的网络具有取材方便，建造成本较低的特点，具有十分高的开发潜力。
关键词：低压电力线载波通信；噪声；抗干扰1 低压电力线载波通信的发展历程使用低压电力线来构建载波通信网络这一构想已经发展多年了。
国外在多年以前已经开展了相关的研究。
经过多年的研究与发展，在使用低压电力线进行载波通信的研究上国外研究结构已将低压电力线载波通信的原理和低压电力线载波通信信道特性分析和建模、电力载波调制技术以及相关通信芯片的研制等完成了初步探索和完善，并就低压电力线载波通信的相关标准及商业化的运用进行了构建。
相较于国外对于低压电力线载波通信相关技术所投入的时间和资金，我国在低压电力线载波通信的相关研究起步较晚，但是研究发展速度极为迅速并取得了一定的成果。
在对低压电力线载波通信的前期的研究中主要集中在利用国外已有的固化的低压电力线载波通信调制技术和芯片进行相关的扩展开发，近些年来对于低压电力线载波通信的研究则集中于对国内配电网的信道特性进行调制技术的研究和低压电力线载波通信载波芯片的研制。
但是目前国内在低压电力线载波通信应用中的相关法律法规政策的制定还不完善，需要制定完善。
2 低压电力线载波通信系统的信道特性在低压电力线载波通信的信道、阻抗、信号衰减和干扰是决定其通信性能的基本参数。
当使用低压电力线来作为载波通信的载体时，其会受到低压电力线中阻抗较小、工作环境复杂以及通信信号的衰减等一系列问题，从而会对低压电力线载波通信的通信质量造成严重的影响。
2.1 低压电力线载波通信线路中的噪声根据低压电力线载波通信中的噪声来源及特性可以将其分为人为和非人为噪声。
低压电力线载波通信线路中的非人为噪声主要来自于自然界的影响。
低压电力线载波通信原理及应用分析
低压电力线载波通信原理及应用分析作者：王津来源：《科技创新与应用》2016年第32期摘要：电力线载波通信主要是通过使用配电电力线路作为通信的载体来进行通信，电力线载波通信这一通信方式在电力系统中应用较多。
相较于传统的通信方式，电力线载波通信所使用的通信线路可以直接使用现成的电力线路，而无需额外的进行线路的架设。
只要有电力线路的地方就兴建主通信线。
此外，由于电力线路的接口较为简单、标准因此电力线载波通信的接入较为简单只需要插入电源插头即可。
但是在电力线载波通信的应用中其会受到电力线路中的杂波的干扰从而影响电力线载波通信的通信质量。
电力线载波通信的通信质量与电力线路中的一次电网有着密切的联系，在电力线载波通信建设中可以与一次电网同步施工，建设速度快、投入较低。
文章将在分析低压电力线载波通信发展历程的基础上对低压电力线载波通信上的信号衰减和干扰特性进行分析阐述。
关键词：低压电力线载波通信；噪声；抗干扰前言低压电力线载波通信主要是通过使用低压配电线作为通信的媒介来实现通信的一种通信方式。
低压电力线网络是现今覆盖范围最广的网络，相较于采用专用通信线路来实现的通信，使用低压电力线来作为载波通信的网络具有取材方便，建造成本较低的特点，具有十分高的开发潜力。
1 低压电力线载波通信的发展历程使用低压电力线来构建载波通信网络这一构想已经发展多年了。
国外在多年以前已经开展了相关的研究。
经过多年的研究与发展，在使用低压电力线进行载波通信的研究上国外研究结构已将低压电力线载波通信的原理和低压电力线载波通信信道特性分析和建模、电力载波调制技术以及相关通信芯片的研制等完成了初步探索和完善，并就低压电力线载波通信的相关标准及商业化的运用进行了构建。
相较于国外对于低压电力线载波通信相关技术所投入的时间和资金，我国在低压电力线载波通信的相关研究起步较晚，但是研究发展速度极为迅速并取得了一定的成果。
在对低压电力线载波通信的前期的研究中主要集中在利用国外已有的固化的低压电力线载波通信调制技术和芯片进行相关的扩展开发，近些年来对于低压电力线载波通信的研究则集中于对国内配电网的信道特性进行调制技术的研究和低压电力线载波通信载波芯片的研制。
低压电力线载波通信技术及应用
中图分类号： TM73 文献标识码：A
文章编号： 1674-3415(2009)22-0188-08
0 引言
低压电力线载波PLC ( Power Line Carrier)通信 是以低压配电线(380 V/220 V电力线)作为信息传输 媒介进行数据或语音等传输的一种特殊通信方式 [1]。电力线网络是目前覆盖范围最广的网络，有着 巨大的潜在利用价值[2]。国外对此研究已有近百年 的历史，在理论和技术上有着绝对的优势。我国电 力网比较独特，直接利用国外先进技术和产品并不 能取得令人满意的效果。目前国内参与低压电力载 波通信研究的公司、高校及研究机构日益增多，已
摘要：针对农业节水灌溉监测与控制的技术需求，论文介绍国内外低压电力载波通信技术的发展历程和现状，重点讨论了低 压电力载波通信的基本原理、通信信道特性和建模、低压电力载波通信系统的网络组网，对比分析了各种关键技术和各类载 波芯片及模块。同时从三个领域对该技术在我国的具体应用做了分析和总结。最后从四个方面指出了我国未来 5—10 年内该 技术的研究重点和应用方向。
低压电力线载波通信技术研究与应用
低压电力线载波通信技术研究与应用作者：解然刘晓民陈鑫豪曹馨方来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第06期摘要：低压电力线载波通信技术能够实现对配电网的充分利用，并达到良好的数据信息传输效果，在医疗、抄表、智能家居等多个领域都有着非常广泛的应用。
本文对低压电力线载波通信技术进行了简单的介绍，同时对扩频技术、正交分频复用等低压电力线载波通信的关键技术进行了分析，并对这一技术在各领域中的应用进行了探讨。
关键词：低压电力线；载波通信技术；载波芯片近年来，低压电力线载波通信技术在我国迅速发展起来，电力载波通信的速率、传送数据量、抗干扰能力等都得到了极大的提升，这不仅为电力载波通信市场化奠定了物质基础，同时也对低压电力线载波通信技术在各个领域中的应用起到了很大的促进作用，因此，对于低压电力线载波通信技术及其应用的研究是非常具有现实意义的。
1 低压电力线载波通信技术概述低压电力线载波通信技术通常是指以已有配电网为传输媒介，同时利用专用调制解调器将数据信号调制到一定的载波频率上，进而使数据信息在电力线上实现传输与交换的一种通信技术，这种技术出现于二十世纪二三十年代，最初被用来进行电话信号传输，后来随着技术的不断成熟与发展，低压电力线载波通信技术逐渐开始向配电网自动化以及进户线路等领域，并取得了比较良好的应用成果。
2 低压电力线载波通信的关键技术分析合适的物理层调制方式对在电力线载波信道中实现可靠的数据传输十分重要，而具体的调制技术则可分为直接扩频、跳频扩频、正交频分复用几种。
2.1 扩频通信技术扩频通信技术主要是通过牺牲信号带宽资源的方式来提高通信性能，从而使系统能够达到通信效果，简单来说就是注入一个具有更高频率信号，且能够将基带信号扩展到更宽频带内的通信系统。
这种扩频通信技术还可具体分为直序扩频与跳频扩频两种，其中直序扩频需要利用具有一定码长的PN序列来表示发送的低速数据符号，从而将低速数据流变成高速码流，并实现频谱扩展。
基于低压电力线的通信技术与应用
基于低压电力线的通信技术与应用低压电力线通信（Low Voltage Power Line Communication，简称PLC）是一种利用低压电力线路进行数据传输和通信的技术。
随着信息化和智能化的发展，PLC技术在能源管理、智能家居、智能电网等领域得到广泛应用。
基于低压电力线的通信技术主要有两种方式：载波通信和电力线载波通信。
载波通信是利用电力线路自带的载波传输功能进行通信。
在低压电力线路上，通过添加载波通信模块（如载波通信模块、载波适配器等），可以将数据信号通过电力线传输。
通过载波通信技术，可以实现低压电力线的数据采集、遥控、遥测、遥信等功能，满足电网远程监控和管理的需求。
载波通信还可以用于室内电力线通信，实现室内电力线的数据传输和通信。
基于低压电力线的通信技术在能源管理领域有着重要的应用价值。
通过在低压电力线路上添加通信设备，可以实现电网的远程监控和管理，实时获取电力信息和设备状态，提高能源利用效率。
基于低压电力线的通信技术还可以实现电力负荷的智能调度和优化，减少能源浪费。
在智能家居系统中，基于低压电力线的通信技术可以实现家庭电器的远程控制和调度。
通过在低压电力线路上添加通信设备，可以实现智能家居设备的互联互通，实现家庭电器的智能控制和调度。
通过手机App或智能终端设备，可以实现对灯光、温度、窗帘等设备的远程控制，提高生活的便捷性和舒适度。
基于低压电力线的通信技术在能源管理、智能家居、智能电网等领域具有广泛的应用前景。
通过利用现有的低压电力线路进行数据传输和通信，可以提高设备的互联互通能力，实现智能化和自动化的目标，促进社会信息化的发展。
低压力电力线载波通信技术的研究及应用
（ ）直接 序列 调制 。 此 技 术是 将 信 号的 能 量 １ 甲均分 布于 整个 频 带 内 ， 通 过伪 随机 序 列 将数 据 并
流倍加来 使 信号 得 扩频 ， 序列 具 有 数 倍 于 所传 此 信 号 进制 数据 位率 的符 号速率 。 ｒ ）跳频 扩频 即扩 频信 号 在 某一频 率 通 过 ２ 延续
关键 词 ： 网 ； 配 电力 线载 波
中图分类号 ： Ｎ １ ２ ９ ６ ５ Ｆ 文献标识 码 ： Ｒ 文章编号 ：０ ５ ６ １ ２０ ）１ ０ １ １ ０ ７ ４ （０ ２０ ０ ７—０ ５
通 过 电力线路 进行 信 息的传 输是 电力 企业 通用 的 种 信 息 传 输 手 段 ， 统 的 电 力 线 载 波 （ｏ ｒ 传 Ｐｗｅ
１ 技 术 特 点
１ １ 低 压电 力线载 波 中的信 号特 性分析 ． 由于从 世纪 六 、 七十年 代 以来 ， 用 １ Ｖ 以 利 ０ｋ
上中 、 压 电力线 作 为 信号 传 输通 道 的 电力线 载 波 高 电话 已经 获得 广 泛使 用 ， 高 压 电力 线进 行 高频 信 对 号 传输 的研究 也 已非 常 深入 和 成 熟 但 是 ， ２ ０ 在 ２／
收稿 日期 ：２ ０ ０ ２ ０１ ７ ６
作者简介 ：俞度（ ９ ６ ） 男， 江杭 州人 ， 理工 程师 ， 】７ ． 浙 助 从 事 电力系统通信工作 。
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１ ・ ８
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２０ ０ ２年 第 １ 期
电 力 薹 镥 ｃ 僧 童
１ ・ ７
低 压 电力 线 载 波 通 信 技 术 的 研 究 及 应 用
俞 庆
ｆ 浙江 电力调度通信 中心 通调公 司， 浙江 杭卅 １０ ７ ｌ ００ ） ３
低压电力线载波通信技术及应用探讨
低压电力线载波通信技术及应用探讨作者：张志宏来源：《科技传播》2011年第13期摘要低压电力线载波通信是以低压配电线作为信息传输媒介进行数据或语音等传输的一种特殊通信方式,电力线网络覆盖范围的广泛决定了其具有相当大的潜在利用价值。
国外对此研究已有近百年的历史，在理论和技术上有着绝对的优势。
我国外对其进行的研究起步很早，到目前为止也取得了相当大的成绩，而我国电力网络比较独特，同时对这项技术的研究也直到近些年才开始，这些都决定了我们积极进行这项技术研究的迫切性。
本文将重点讨论低压电力载波通信的基本原理、通信信道特性和建模、低压电力载波通信系统的网络组网，对各种关键技术和各类载波芯片及模块进行比对分析。
关键词低压电力线；载波通信；技术应用中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）46-0203-021 低压电力线通信系统设计策略低压电力线载波通讯的质量在实际操作中受到很多方面因素的影响，其中最重要的两个方面包括通讯信道的阻抗特性和衰减性，以及噪声干扰，抗阻性将直接制约信号的传输距离，而噪声干扰则严重影响通讯的质量。
可以说这两个因素直接决定通信系统的成败。
只有将这两方面进行有针对性的分析和研究才能对低压电力通讯系统进行较为周全的设计，而针对这些特征，对通信系统的设计要对如下方面充分考虑：1）由于电力线的抗阻的设计和材料的应用决定了其抗阻一般比较小，所以通信系统发送端和接收端抗阻要尽可能的控制，不能因抗阻的不匹配导致能量在传输过程中有过大的损失；2）高频信号在室内电力线上进行传输时会有较大程度的衰减。
并且具有时变性的干扰和噪声在信号通过电力线进行传输的时候普遍存在。
因此要求室内电力线作为通信信道的时候必须具备较强的抗干扰能力，才能实现通信系统的小信噪比，在电力线载波通信系统中较为常用的技术有扩频技术和正交频复用技术，扩频技术能够在小信噪比的情况下获得较高的接收信噪比，而正交频复用技术除了具备上述优点，还具备抗频率选择性衰落以及多径干扰的优势；3）进行通信在波频率和带宽的选择时要有足够的合理性，要依据现实情况根据信号在频域上的衰减状况以及噪声频谱密度进行分析。
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TDA5051 及其外围电路构成载波通讯的调制解调器，其接收和发 送数据通过 DI、DO、CLOCK 组成的数据总线和外接 CPU 连通。
电梯各站点电力载波通信是利用电力供电线路上叠加约 130kHz 的载波信号进行传输，载波信号通过调制和解调传送波 特率为 200～600Hz 的数字信号，具有很强的抗干扰能力。 由于 载波信号是正弦波，同频正弦波可以叠加，也就是两个站点同时 发送有效电平是容许的，这构成了本通讯协议的位插入、位重叠 技术基础。 3 通讯协议
参考文献 ［1］胡军山，白瑞林，李浩．基于 WinCE 的电梯监控系统多串口通信实现
［J］．自 动 化 仪 表 ，2009 （7 ） ［2］吴云溪．基于 PLC 与矢量控制变频器的电梯位置检测及速度控制的
实 现 ［J］．起 重 运 输 机 械 ，2008 （8 ） ［3］李 屹 ，张 慧 慧 ，郑 刚．电 梯 智 能 监 测 系 统 的 设 计 与 实 现 ［J］．制 造 业 自
图 3 数据帧数字位构成图 ①为起始位：显性位标志数据帧的开始，也用于通讯过程的 位同步； ②为功能 位 ：00 代 表 设 置 帧 ，01 代 表 内 召 申 请 ／ 响 应 帧 ，10 代表外召申请 ／ 响应帧，11 代表广播帧； ③为数据位：对于申请 ／ 响 应 帧 ，每 一 位 代 表 1～8 层 的 按 键 状 态 及 申 请 响 应 状 态 ；对 于 设 置 帧 ，每 一 位 代 表 1～8 层 当 前 的 设置层及设置申请； ④为插入的间隔位； ⑤为高 8 位的数据。 对于申请 ／ 响应帧， 每一位代表 9～16 层 的 按 键 状 态 及 申 请 响 应 状 态 ；对 于 设 置 帧 ，每 一 位 代 表 9～16 层当前的设置层及设置申请； ⑥为结束位，标志一个数据帧的结束。
电梯信号控制电力载波通信的主体为站点， 包括主站节点 和子站节点。 主站位于电梯主控制柜内；子站分外呼节点和轿厢 内召节点，外呼节点安装在电梯的厅门外，每层站一个，轿厢内
召节点安装在电梯轿厢内。 所有子站和主站的电路组成基本相同，由电源电路、电力载
波的调制解调电路和处理通讯协议的 CPU 电路组成，电力载波 通 信 原 理 如 图 1。 所 有 站 点 都 直 接 并 接 到 电 梯 井 道 照 明 用 的 36V 交流电源供电线路上，采用隔离变压器，增强抗干扰能力。
摘要 结合电力线载波通信和嵌入式技术，对电梯信号控制的电力载波串行通信系统进行了研究，分析了系统的组成、硬件 电路、通讯协议等关键问题。 该系统采用集成化、模块化设计，硬件线路少，具有良好的抗干扰、纠错能力，适应了电梯通讯 控制的要求，应用前景广阔。 关键词：电力线载波通信，嵌入式技术，电梯控制系统，串行通讯，通讯协议
Abstract Combination of power line carrier communication and embedded technology,a serial communication system for the elevator signal control is designed．This paper describes the composition of the system,hardware circuits,communication protocols,etc．The system uses an integrated,modularization design,less hardware alignment,with a good anti－jamming,error correction capacity,to meet the requirements of the elevator communication control．The application prospect is broad． Keywords:power line carrier communication,embedded technique,the elevator control system,serial communication,communication protocol
图 5 解调输出的位重叠过程图 4 结束语
电梯信号控制的电力载波串行通信提供了一种快速、 灵活、 可靠的方式，适应了电梯通讯控制的要求，减少了硬件走线，易于 扩充和改型，具有良好的抗干扰、纠错能力。 在电梯控制系统中采 用电力载波串行通信，将电梯系统进行集成化、模块化设计。 将控 制功能合理地分散到各地的控制模块中，由各控制器完成基本的 数据处理和控制功能，实现系统的串行通讯，减轻了主控制器的 负担，提高了电梯控制系统的安全性、实时性。 电梯信号控制的电 力载波串行通信符合电梯通讯控制的要求，应用前景广阔。
根据电梯通讯的特点， 微机控制电梯已不再使用并行的通 讯方式，而是使用串行的总线通讯方式。 电力线载波高效且简单 的通讯方式能满足电梯通讯的要求。 2 硬件电路
电梯控制系统现场存在大量的干扰源， 如供电系统电源 50Hz 正 弦 波 波 动 及 可 能 含 有 高 次 谐 波 ，VVVF 变 频 器 产 生 的 高 次谐波和电磁干扰等。 本串行电力载波通讯采用波特率为 200～ 600Hz 的低速电力载波通讯技术进行调制 ／ 解调，应用井道照明 所用的交流 36V 电 源 给 所 有 功 能 板 供 电 ，系 统 不 受 电 网 及 变 频 器干扰，具有抗干扰性好，通讯距离远、成本低等优点。
图 1 电力载波通信原理图 各站点电力载波通信电气原理图如图 2。
图 2 电力载波通信电气原理图 图 2 中，T1 是变压器，36V 的交流电变压后进行整流， 通过 78L05 产 生 稳 压 的 5V 直 流 电 ， 为 TDA5051 及 CPU 供 电 。
《工业控制计算机》2010 年第 23 卷第 7 期
（1）数 字 位 站点以指定的波特率的时间间隔内发送或接收一个稳定的 电平信号为一个数字位。 有载波信号数据位为显性位，无载波信 号为隐性位。 本协议定义数字 1 为显性位，数字 0 为隐性位。 数 字位的接收采用多次采样进行滤波，提高抗干扰能力。 （2）数 据 帧 数据帧有广播帧、申请 ／ 响应帧、设置帧，由主站发出，子站 监听接收。 广播帧用于主站向子站发送电梯当前层站及状态等 公共数据；申请 ／ 响应帧用于子站向主站发出申请和主站向发送 子站响应数据， 分内召和外召两种； 设置帧用于设置子站的站 号。 数据帧位长是固定的，其数字位构成如图 3。 其中，2～8 层站 有 12 位数字位，9～16 层 21 位，17～24 层 30 位，依次类推。
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低压电力载波通信在电梯控制系统中的应用
低压电力载波通信在电梯控制系统中的应用
Low Voltage Power Line Carrier Communication in Elevator Control System
吴云溪 （广东科学技术职业学院，广东 广州 510640） 邱光繁 （蒙德电气有限公司，广东 江门 529000）
低速电力载波通讯由于波特率较低， 采用普通的轮询应答 通讯协议在层站较多时效率很低， 事件触发或类似的通讯协议 在召唤频繁时也处理很慢，因此，本文根据所用的电力载波通讯 技术和电梯召唤应用的特点， 设计了一种新型的通讯协议，在 300Hz 波特率的通讯速率下 2～16 层站可保证每层至少 3Hz 的 采样率，也就 是 说 每 个 召 唤 的 响 应 时 间 小 于 330ms，通 讯 可 靠 、 效率高且与层站数基本无关。 通讯协议如下：
图 4 解调输出的位填充过程图
本文结合电力载波技术， 设计和实现了一种电梯信号控制 的电力载波串行通讯系统，该系统不需单独布线，具有抗干扰性 好，通讯距离远、成本低等优点。 1 电力载波技术基本原理
电 力 线 载 波 通 信 PLC(Power Line Communication) 是 利 用传输工频电能的线路作为传输媒介的通信方式， 是电力系统 特有的一种通信方式。 目前，在低压领域，PLC 技术主要被用于 远程抄表、家居自动化、防火报警系统等场合。
91 起始位和结束位之间的状态为通讯状态， 起始位之前和结 束位之后为等待状态。 在通讯过程中，主站向子站发送数据帧， 子站在需要向主站发送数据时在接收到数据帧的某一指定位时 进行位填充，发送一个显性位，解调输出的位填充过程如图 4。 在主站发送申请 ／ 响应帧时，其子站申请位和主站的响应位是同 一个，由于电梯召唤的申请和登记是逻辑或，电力载波通讯时允 许信号重叠且保持检测显性位， 因此子站申请位和主站的响应 位进行位重叠，位重叠过程如图 5。
动 化 ，2009 （8 ） ［4］周海勇，王友仁．低压高速电力载波线通信技术发展及其应用 ［J］．低压电力载波通信的温度采集系统［J］．仪 表 技
术 与 传 感 器 ，2007 （5 ） ［收 稿 日 期 ：2010．4．21 ］