摘要：电力线载波通信技术是低压集中抄表技术实现的重要通信手段。笔者基于电力线载波通信技术，深入探究电力线载波通信电路设计原理，并详细介绍了该电路及其控制软件的设计，为通信工程的改进提供参考依据。
关键词：电力线载波通信RS-232/RS485接口电路设计
电力线载波电路整个通信系统的核心。笔者拟采用SSC P300作为电力线载波专用调制解调芯片来开展通信电路设计的研究。从SSCP300输出的信号幅度小、驱动能力弱，而且有各种谐波，因此要放大滤波，然后通过耦合电路将信号调制到电力线上。电力线传来的载波信号由SSCP300接收，需一个带通滤波器，经过预放大再送到SSCP300的接收端，再送给单片机进行处理，单片机中存储的数据经过现有的电话网传送给控制计算机，控制计算机根据数据对供配电进行控制。
1 低压电力线载波通信原理
低压扩频载波模块主要由SSCP300低压电力线扩频载波网络控制器、前置功放和电力线藕合电路构成，其工作任务是对从单片机获取的数据信息实施线性扫频调制，经滤波放大后使其与电力线藕合，对通过电力线送来的载波信号进行扫频解调后送给单片机。这种数据通信采用了收发分时控制的半双工通讯。该模块与配变集中器的设计通信距离为1000米。在信道特性最恶劣的情况下，也要保证不小于600米。
低压电力线载波通信的原理结构框图如图1所示。
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2 电力线载波通信原理
电力线载波通信是电力线载波抄表集中器的核心任务，采用载波调制原理，充分利用电子技术和微处理器技术，开发通用的电力线载波通信设备则是电力线载波抄表的重要基础工作。
2.1 载波通信芯片SSCP300的发送与接收原理 SSCP300提供数据链路功能和物理层的协议LinkLa服务。由SI脚进入SSCP300的电力模拟通过信号，经缓存放大器(Amp)放大并通过A/D转化后形成数字信号，再经过扩频处理，借助DSP电路传输至数据链路层微处理器进行分组解码。欲发送的分组被主处理器传输至微处理器后继而传至DSP功能块。DSP将三态信号置为高层状态时，缓存后这个波形就由SO脚输出，通过功率放大模块和变压器耦合到电力线上。电力线传来的载波信号则由SSCP300接收，需一个带通滤波器，经过预放大再送到SSCP300的接收端，再送给单片机进行处理，单片机中存储的数据经过现有的电话网传送给控制计算机，控制计算机根据数据对供配电进行控制。
2.2 单片机与SSCP300通信的控制工作过程 单片机W77E58是整个模块工作的控制核心。它对载波通信的控制是通过和SSC P300的交互来完成的。电力线媒介的实时网络通信是由SSC P300管理的，SSC P300提供的由主制器通过SPI端口管理的功能使得主处理器获得最佳的网络应用层的实现。SSC P300内部供多个数据结构设定其运行方式和表征其运行状态。单片机通过发送命令读取这些数据结来判断发生的事件及当前状态，并通过发送相应的命令做出相应的处理操作。命令和数据结在主控制器和SSC P300之间的传送是通过SPI接口实现的。主处理器W77E58作为控制核心，控制通过5线的串行外围接口(SPI)把即将发送的分组先传输到SSC P300内部的DLL处理器，再传至DSP。SSC P300从电力线上耦合并解调出来产生解调后的信号。主处理器通过5线的串行外围接口SP2将从S2输入的解调后信号经过信号转换得到的数据分组接收进来。我们选择使用计算机和嵌入式设备的标准接口RS-232作为集中器和上位机的通讯方式。
2.3 RS-232/RS485接口标准 MODEM的通信接口采用的是RS-232标准。RS-232适用于短距离传输，长距离数据通信通常采用RS-485标准。本文中的电平转换采用MAXIM公司的MAX485芯片完成。MAX-485芯片的1脚R0为接收器的输出，接TTL电平RXD信号；4脚DI为发送器输入，接TTL电平TXD信号；3脚DE为发送使能端，接+5V；2脚RE/为接受使能端，接地。因为MAX-485一端接计算机，如果直接与单片机连接会引入干扰信号，所以在MAX-485和单片机连接时，需要加光电隔离器，防止干扰信号进入单片机系统，影响系统正常工作。
3 主控器与MODEM通信接口
MODEM通信适用于信息交互不频繁、数据传输量小的公用电话网数据传输。这是因为公用电话网为模拟电话线路，数字信号不能直接进入这样的信道，必须通过一个中间设备MODEM，它用来实现数字信号到模拟信号和模拟信号到数字信号的相互转换，是一个重要的数据通信备。
4 结束语
电力线载波通信技术是低压集中抄表技术实现的重要通信手段。笔者基于电力线载波通信技术，深入探究电力线载波通信电路设计原理，并详细介绍了该电路及其控制软件的设计，为通信工程的改进提供参考依据。
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