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自动化方面论文范文素材,与电力线载波数字通讯技术相关论文摘要怎么写
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4038;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.
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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.
三、发展现状
1.发展方向
从总体来说,电力线载波通讯技术在向五个方面发展：
①从个别用户到低压段区段使用（PLC）,其后段部分采用线、光缆、无线等构筑网络；
②仅用于低压部分（AC110/220V）；
③室内系统正在出笼；
④室外系统成为研究课题；
⑤向家居自动化发展.
按速率和载波频率分为：
①低速率通讯（1KB/S以下）,主要应用于长距离（1公里以上）利用25K高压电线对配电设施进行控制；
②中速率通讯（1-50KB/S）,主要应用于固定小区间、楼宇间的数字通讯.包括自动照明控制、消防报警、自动抄表以及数据监控等系统.载波频率一般在50-535KHZ之间；
③高速率通讯,（100KBPS以上）主要用于小区域中的高流量数据通讯.如电脑网络中的打印、文件共享等,采用高载波频率1.7-30MHZ.
2.实现难点
由于电力线是给用电设备传送电能的,而不是用来传送数据的,所以电力线对数据传输有许多限制,因此电力线通讯具有以下特点：
①配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送.
②三相电力线间有很大信号损失（10dB-30dB）.通讯距离很近时,不同相间可能会收到信号.一般电力载波信号只能在单相电力线上传输.
③不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同,藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合.线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比,电力载波信号少损失十几dB,但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用.
④电力线存在本身因有的脉冲干扰.目前使用的交流电有50HZ和60HZ,则周期为20ms和16.7ms在每一交流周期中,出现两次峰值,两次峰值会带来两次脉冲干扰,即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰,干扰时间约2ms,必须加以处理.
有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法,但由于过0点时间短,实际应用与交流波形同步不好控制,现代通讯数据帧又比较长,所以难以应用.
⑤电力线对载波信号造成高削减.当电力线上负荷很重时,线路阻抗可达1欧姆以下,造成对载波信号的高削减.实际应用中,当电力线空载时,点对点载波信号可传输到几公里.但当电力线上负荷很重时,只能传输几十米.因此,只有进一步提高载波信号功率来满足数据传输的要求,提高载波信号功率会增加产品成本和体积.
因此电力线上的高削减、高噪声、高变形,使电力线成为一个不理想的通讯媒介,但由于现代通讯技术的发展,使电力线载波通讯成为可能.
3.主要几款国外电力线载波芯片的优点与缺点
由于数据信号的信噪比决定传输距离的远近,因此电力线载波通讯的关键就是设计出一个功能强大的电力线载波专用modem芯片.国外在电力线载波通讯技术方面发展较早,多家国外公司陆续推出了自己的电力线载波modem芯片,并制定了电力线载波适用频率范围的标准.
由于国外电力线载波modem芯片是针对本地区电网特性、电网结构,且一般是针对家庭内部自动化而设计,因此在国内使用都难尽人意.目前,有一、两款电力线载波modem芯片在一定应用领域可勉强使用.我国可使用的电力线载波modem芯片有以下几种：
●XR2210/XR2206套片或LM1893
这是比较早的电力线载波芯片的应用.XR2210/XR2206是一组FSK方式的调制解调芯片,并不是专门针对电力线载波通讯而设计的,还可用于有线和无线通讯.LM1893modem芯片,FSK的调制解调方式,它只是对一般FSK调制解调芯片的稍微改进,目前,以上两款modem芯片在国内基本没有采用.
●ST7536
ST7536是SGS-THOMSON公司专为电力线载波通讯而设计的modem芯片.由于它是专用modem芯片,所以除有一般modem芯片的信号调制解调功能外,还针对电力线应用加入了许多特别的信号处理手段.目前,在国内电力线载波抄表领域应用广泛,只是各公司应用水平不同.
●SSCP300
SSCP300是Intellon公司采用现代最新通讯技术设计的电力线载波modem芯片.它采用了扩频（Chirp方式）调制解调技术、现代DSP技术、CSMA技术以及标准的CEBus协议,可以称为智能modem芯片,体现了modem芯片的发展趋势.
但在国内电力线载波抄表领域使用效果还不如较早的ST7536.因为SSCP300是Intellon公司按北美地区频率标准、电网特性针对一家一户式独立住宅的家庭自动化而设计的,所以在通讯距离上,它还采用陷波器隔离,防止干扰邻近住宅.而国内电力线载波抄表领域主要要求通讯距离,所以针对中国现状,SSCP300难以胜任电力线载波抄表领域的要求.
●PLT-22
PLT-22是Echelon公司最新电力载波收发器,它是针对工业控制网而设计,采用BPSK调制解调技术以及多种容错及纠错技术,所以目前在我国应用效果最理想.但它是Lonworks网络专用,而且价格太高,难以在民用市场领域大规模推广.所以目前还无一款真正适合我国电力线载波通讯的modem芯片.
4.现有的两种实现电力线数据通讯手段
在电力线上实现数据通信,人们进行了很多的尝试.电力线作为一种通信传输介质,具有可变信号衰减、脉冲噪声以及等幅振荡干扰等不利于数据传输的特性.为了排除这些干扰,目前利用电力线进行通信的产品中,主要采用两种窄带载波FM通信方式和扩频通信方式.
●传统窄带载波FM通信方式
传统窄带载波FM通信方式是一项成熟的传统技术.其在电力线模拟通讯方面已达到实用标准,能够做到在电力线上跨相位甚至跨变压器进行通讯,价格低廉且较为容易实现,所以在应用中比较普遍.但该传统窄带载波FM通信方式最大的缺点是不能进行数字信号的传输.
●扩频通信方式
扩频通信方式是一种利用类似以太网的带有冲突检测机能的载体侦听多重访问CSMA/CD协议的扩频通信技术.它利用一系列短促的、可自同步的扫描频率chirp作为载体,这种chirp具有固定模式,可被网上的任意结点接收.具有较强的抗干扰能力和自相关特性,可以使所有连接在网络上的设备同时识别从网上任意设备发出的独特波开,而不需要在发送和接收设备间进行同步.但扩频通信方式传输距离较近,只能使用单信道频段,系统成本高,很难实现双工数字通讯.
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