电力线通讯技能是使用电力线传送数据和语音信号的一种通讯方法。该技能将载有信息的高频信号加载到电力线上，用电线进行数据传输，经过专用的电力线调制解调，将高频信号从电力线上分离出来，传送到终端设备[1]。本文在我国配电网散布广泛的基础上，研讨和规划了一种以电力线载波传输的方法对路灯进行操控的体系。
1 体系规划
因为电力线在进行跨变压器传输时信号衰减大，所以依据实践需求能够选用GPRS无线网络通讯的方法传输或许经过路由接入广域网完结跨地区数据通讯。办理人员只需求对计算机进行操作，经过电力线进行数据传输，就能对路灯的开关状况进行操控和对路灯的运转状况进行查询，完结对路灯及时有用的办理操控。
1.1 规划思路
路灯操控体系由主控中心、路灯智能操控中心、路灯操控盒三大部分组成。配电变压器对电力载波信号有隔绝效果，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，主控中心能够经过GPRS无线通讯网络或路由器与路灯智能操控中心完结数据传输。智能操控中心接纳到主控中心的指令后再经过电力线载波的方法将监控中心的指令传送到各支路的路灯分控盒。与此同时，路灯智能操控中心经过电力线载波模块对每一个路灯的温度、亮度、电压、电流等状况进行检测，并向主控中心发送电压电流反常报警、路灯毛病报警、超高温度报警等信息，以到达对每个路灯进行办理操控的意图。如图1所示。
1.2 硬件规划
首要对路灯操控体系的操控器模块与电力线传输模块的接口和电力线传输模块进行规划。
1.2.1 MI200E电力线载波芯片
电力传输模块选用上海弥亚微公司出产的MI200E电力线载波通讯芯片，它选用杂乱的正交调制原理，该原理应用在信号衰减改动剧烈的电力线传输中有极大的优越性。比较较于当时首要的窄带通讯方法、扩频通讯方法、正交频复用技能，它能够更有用地阻挠相位和正交之间的相关所带来的消极影响。MI200E是专门针对低压电力线进行优化规划的高集成度、高功能的电力线载波通讯芯片，具有通讯牢靠，抗搅扰能力强等特色，用户能够十分容易地将模块嵌入到体系中[2]。
1.2.2 操控器模块
选用LM3S6916的32位ARM处理器作为智能操控中心的操控器，它支撑最大主频为50 MHz的ARM Cortex-M3内核，集成的嵌套向量中止操控，它比较于其他操控器的最大优势在于其集成了100 MHz的以太网[3]。当智能操控中心与主控中心处于不同的局域网时，计算机经过路由器与广域网衔接，只需对IP地址进行装备就能完结通讯，或许也能够选用GPRS无线网络模块进行数据通讯。操控器与电力线传输模块选用SPI接口，它不需求进行寻址操作，且为全双工通讯，简略而高效，最高速率可达几Mb/s。接口硬件原理图如图2所示。
操控器LM3S6916的CPU主频选用6 MHz、3.3 V的电源供电，25 MHz晶振用于网络数据的传输，体系选用按键复位操作。CS是MI200E的片选输入，SDO是串行数据输出，SDI是串行数据输入，SCK是串行时钟输入。读指令时，将片选信号CS设置为低电频，此刻SDO为高阻态，串行数据由SDI输入，而且时钟信号SCK的上升沿被锁存。写指令时，数据在时钟信号SCK的下降沿由SDO输出。PLC_AC接通电源后，经过电力线载波的传输方法完结数据的发送和接纳。
1.2.3 电力传输模块
智能操控中心的操控器经过电力载波模块与分控盒电力载波模块完结数据传输。因为MI200E电力线载波芯片高度集成的特色，使得它的外围电路规划十分简略，故本规划选用MI200E作为电力线载波通讯芯片，电路原理图如图3所示。
MI200E的模仿电源AVDD和数字电源DVDD别离并接入10μF的电解电容和100 nF的%&&&&&%，对电源进行滤波。电路规划中在数字电源DVDD和模仿电源AVDD间串接入磁珠，降低了数字信号对模仿信号的搅扰。为了削减220 V电压对电力载波芯片的冲击，本规划还在VAC+和VAC-上别离串联5.1 MΩ和220 kΩ的电阻后接入电力线。MI200E能依据不同的要求挑选不同的载波速率，本规划选用1 920 b/s的传输速率、12 MHz的晶振频率，由PA和PB以76.8 kHz的载波信号输出，载波信号经过耦合电路后发送到电力线。RAI+和RAI-接纳电力线上76.8 kHz的载波信号，MI200E载波芯片对数据信号进行解调后作相应的数据处理。
2 软件规划
软件规划用Keil uVision3作为LM3S6916的编程开发工具，主程序设置时刻中止，每隔2 ms对MI200E的内部寄存器进行查询。发送数据时，MI200E先以200 b/s的速率传输帧头、波特率和数据长度。然后用户能够依据要求从头装备形式寄存器，改动发送数据的波特率。MI200E具有硬件主动校验功用，可直接从寄存器中读出较验值。接纳数据时，先将发送数据时设置的波特率和数据长度写入寄存器，硬件完结CRC校验后，查看接纳的数据是否正确。体系一向默以为接纳数据状况，接纳数据流程图如图4所示。
3 体系测验
将体系的操控中心模块经过网口与智能操控中心模块衔接，智能操控中心模块经过电力线与分控盒模块衔接。经过网络调试帮手对智能操控中心与分控盒经过电力线载波通讯进行了屡次测验，完结了两者之间的牢靠通讯。主控中心经过电力线载波方法对路灯完结强制开灯、关灯、上传体系时刻、上传路灯运转参数，完结了对路灯的监控与操控要求。本地端口号为默许的4 374，本地的IP地址为192.168.1.55，设置服务器即智能操控中心的端口号为5 000， IP地址为192.168.1.191。经过网络口调试帮手对智能操控中心与分控盒经过电力线载波通讯进行了屡次测验，完结了两者之间的彼此通讯。体系网络测验如图5所示。
以太网帧传输协议测验成果显现，上传强制开灯或关灯指令，路灯分控盒回来数据SGGOPL<1KPGO00000000标明1号路灯开灯或关灯成功。上传体系时刻指令回来数据0001UTGO，对应十六进制数据为30 30 30 31 55 54 47 30 20 10 12 02 04 02 16 46 OD OA，即体系时刻为20 10 12 02 04 02 16 46，标明2010年12月2日周四2点16分46秒。上传路灯运转参数指令回来数据0002UPGO，对应十六进制数据为30 30 30 32 55 50 47 30 F1 46 46 00 00 00 00 01 01 DE OD OA，即路灯运转参数为F1 46 46 00 0000 00 01 01 DE，转换成十进制数为241 70 70 0 0 0 0 1 1 222，标明继电器开关状况241、路灯运转形式70、路灯强制/主动方法70、路灯亮度值0、环境亮度00、环境温度01、CPU温度1222。
电力线是一个广泛存在的网络，使用这一优势，不需求对路灯体系从头架起网络，只需使用已有的配电网就能够进行数据的传输，这在很大程度上降低了基础建设和保护的本钱。本文选用的MI200E作为电力线载波通讯模块，它能完结数据安稳牢靠的传输，在此基础上研讨和规划了一种根据电力线载波的方法对路灯进行操控的体系。体系的完结标明，方案规划可行，功能安稳牢靠，可为往后“低碳”经济供给学习[4]。
