电力线载波（PLC）通讯是指运用现有电力线，经过载波方法将模仿或数字信号进行传输的技能。可是，以下缺陷导致PLC的首要运用——“电力上网”未能大规模运用。技能问题未来有或许被战胜，可是从目前国内宽带网建造的状况来看，留给PLC的时刻和空间并不宽余。家庭智能体系的研讨给PLC带来了新的机会。该体系以PC为中心完结家电的智能操控。因为数据仅在家庭规模传输，捆绑PLC运用的五大困扰将不复存在，长途对家电的操控咱们也能经过传统网络先衔接到PC然后再操控家电方法完结。该体系中要求家电与PC经过电力线通讯终端衔接完结数据传输功用，该终端技能上要求能够在电力线环境下安稳传输数据，具有较强抗搅扰才能。
本文所介绍的体系经过扩频通讯技能来战胜搅扰，选用SC1128规划电力载波通讯操控终端，载波频率为250kHz，带宽为100kHz，4周波调相，数据速率1kb/s，可完结低压电力线的通讯功用。
系统硬件规划
本体系硬件结构首要包含电力线耦合部分、信号接纳电路部分、信号发射电路部分、电力线信号调制/解调部分、单片机操控部分及数字信号接口部分（包含键控接口和串行通讯接口）。硬件结构框图和电路图如图所示。
图2 电力载波通讯操控终端硬件电路图
耦合电路部分规划
耦合电路是载波信号的输出和输入通路，并起阻隔220V/50Hz工频的效果。该电路规划时需考虑电力线路侧的阻抗特性，图2中T5为信号耦合变压器，电力线路侧阻抗一般取3～30Ω。然后确认线圈初次级的匝数比或阻抗比，本规划取12/21，最终规划功率扩大器的输出匹配电阻。输入通道接一个浪涌维护二极管TVS，经电阻阻隔后接二极管钳位电路输出给接纳电路部分的前级滤波器。变压器T5完结了高压与低压的阻隔。因为载波的频率比较高（100～400kHz），远远大于电网的频率，这样就使载波信号四通八达，而能够间隔高压。电容C8阻断低频高压，阻挠变压器饱满；电阻R5取值可稍大些，本规划中取1MΩ，效果是在离线时使电容放电，防止在设备插头的两头呈现高压。TVS是瞬变按捺二极管，它能够有效地防止后边电路被高压击穿。D1、 D2也是为防止高压击穿扩大电路而规划的。电力线上的设备接入或者是断开，都有或许引起尖峰脉冲，并导致收发电路的永久损坏。所以高压维护措施是至关重要的。除了电力线上会发生高压脉冲损坏器材以外，当设备刚刚接上电源时，假如电力线刚好处于电压的最大值，而此刻%&&&&&%上的电压为0，会有300V（220V 有效值，最大值311V）的高压直接加在变压器两头，引起很大的电流，然后在次级发生尖峰脉冲。这个脉冲的电流相当大，可达几十安培到上百安培，选用一般的稳压管无法消除这个脉冲。压敏电阻的呼应比较缓慢，在呈现脉冲的1μs之内依然有几十伏的电源，足以烧坏扩大电路。试验标明，这种刚刚接入电路时的瞬态脉冲所发生的损坏力相当大。可是它的电流尽管很大，能量却不是很大。选用瞬变按捺二极管1.5KE6.8CA呼应时刻是5ns，能够吸收200A电流，瞬态功率可达1500W。能够简略地把它看作一个具有强壮吸收电流才能的稳压二极管，但它的动态电阻比较大，所以还需要D1和D2这两个肖特基二极管进一步把电压钳位在电源电压左右。
信号接纳部分电路规划
信号接纳部分规划包含前级滤波器规划与增益扩大器规划。滤波器为带通滤波器。其效果一方面将带外杂波滤除，另一方面确保前后级之间的阻抗匹配，以到达顺畅传递信号的意图。因为主晶振的作业频率不同，载频也不同；调制周波数和数据传输速率不同，带宽也不同。因而，滤波器的参数在主晶振频率不一起也将有所改变的。这部分电路规划值与本终端习惯，数据速率1kb/s、四周波调制、250kHz载频，带宽为100kHz（200～300kHz）。这部分增益扩大的意图是将滤波后的信号不失真的扩大75倍以上，以到达本级增益30dB以上的要求。需特别留意小信号的不失真。
信号发射电路部分规划
信号发射部分首要为功率扩大电路规划。此级功率扩大是将SC1128第24脚的高压开漏输出转化成功率输出。该脚输出时应接一个不小于1kΩ的上拉电阻，其灌入电流不要超越4mA，并有不低于3V峰-峰的信号电压输出。功率扩大器自身作业在开关状况。因为正常地发射时刻很短，所以在挑选三极管参数时应该留意其功率参数（测验时应留意作业时刻不能太长，以防止损坏功率扩大器的输出三极管，整板测验时能够串一个电阻，不过此刻输出波形和功率将受影响）。
SC1128与微操控器接口
体系微操控器选用W77E58，它是中国台湾的华帮电子公司（WinBond）推出的高速、高集成、增强型MCS-51系列高性能单片机，是一个快速、高性能、功用丰厚、高集成度的8位8051兼容微操控器，合适各种智能操控体系开发。SC1128的第28脚为电路二分之一主晶振输出（其峰-峰值约为 4V），近似正弦波，该体系中主晶振为16MHz，且单片机晶振由28脚引进，即单片机晶振频率8MHz；32脚为电压监测端，该端需接5kΩ上拉电阻与 5V电源相接；33脚为看门狗输入端，正常作业时应该在768ms内发生一次凹凸电位改变；34脚为看门狗输出端，与33脚合作，正常时输出低电平，不然输出1/3占空比的复位脉冲；35脚为电源报警输出端，与32脚电源监测输入端合作运用，当电源监测输入端监测到的电源信号低于监测值时，输出为低电平。当电源监测输入端监测到的电源信号高于监测值时，输出为高电平；36脚为收发操控端，0为接纳，1为发射；37脚在发射和承受同步后发生同步脉冲信号，频率随作业主时钟和周波的改变而改变；38脚发送和接纳数据；39脚为设置数据及状况的输入输出端；40脚为同步设置时钟输入端，使SC1128芯片与单片机信号同步；41脚为片选输入端，低电平芯片使能，为确保芯片正常作业，在规划中将其接5.1kΩ上拉电阻。数据收发流程如下：发射状况时，单片机将SR 端（36脚）置高，SCl128芯片宣布同步头（37脚），单片机经过TX端（38脚）同步发送数据；接纳状况时，单片机将SR端（36脚）置低，SCl128芯片若接纳到数据，则发生同步头，经过TX端（38脚）将数据同步发送到单片机。SC1128与W77E58的衔接如图3所示。
图3 SC1128与W77E58衔接图
