Discusión sobre la tecnología de comunicación de portadores de líneas eléctricas de bajo voltaje y su aplicación.
La comunicación por portadores de líneas eléctricas de bajo voltaje es un método de comunicación especial que utiliza líneas de distribución de bajo voltaje como medios de transmisión de información para transmitir datos o voz. La amplia cobertura de la red eléctrica determina que tenga un valor de uso potencial considerable. Esta investigación extranjera tiene una historia de casi cien años y tiene ventajas absolutas en teoría y tecnología. La investigación extranjera sobre esta tecnología comenzó muy temprano y hasta ahora ha logrado resultados considerables. La red eléctrica de nuestro país es única y la investigación sobre esta tecnología apenas ha comenzado en los últimos años, lo que determina la urgencia de que investiguemos activamente esta tecnología. Este artículo se centrará en los principios básicos de la comunicación de los portadores de energía de bajo voltaje, las características y el modelado de los canales de comunicación, la conexión en red de los sistemas de comunicación de los portadores de energía de bajo voltaje y realizará un análisis comparativo de varias tecnologías clave y varios chips y módulos de portadores.
Palabras clave: línea eléctrica de bajo voltaje; comunicación de portadores; aplicación de tecnología
1 Estrategia de diseño del sistema de comunicación de línea eléctrica de bajo voltaje
La calidad de comunicación portadora de línea eléctrica de voltaje en operación real Afectado por muchos factores, los dos aspectos más importantes incluyen las características de impedancia y la atenuación del canal de comunicación y la interferencia de ruido. La impedancia restringirá directamente la distancia de transmisión de la señal, mientras que la interferencia de ruido afectará gravemente la calidad de la comunicación. Se puede decir que estos dos factores determinan directamente el éxito o fracaso del sistema de comunicación. Sólo realizando análisis e investigaciones específicos sobre estos dos aspectos podremos realizar un diseño integral del sistema de comunicación de energía de bajo voltaje. Con base en estas características, en el diseño de sistemas de comunicación se deben considerar plenamente los siguientes aspectos: 1) Dado que el diseño de la impedancia de la línea eléctrica y la aplicación de materiales determinan que su impedancia sea generalmente pequeña, la impedancia del transmisor y receptor de la el sistema de comunicación debe controlarse tanto como sea posible, no causar demasiada pérdida de energía durante la transmisión debido a una falta de coincidencia de impedancia.
2) Las señales de alta frecuencia se atenuarán en gran medida cuando se transmitan a través de líneas eléctricas interiores; . Y cuando las señales se transmiten a través de líneas eléctricas, las interferencias y el ruido que varían en el tiempo son comunes. Por lo tanto, las líneas eléctricas interiores deben utilizarse como canales de comunicación. Para realizar un sistema de comunicación con una relación señal-ruido pequeña, debe tener una fuerte capacidad antiinterferente. Las tecnologías comúnmente utilizadas en los sistemas de comunicación por portadores de líneas eléctricas incluyen la tecnología de espectro ensanchado y la tecnología de multiplexación por división de frecuencia ortogonal. Estas dos tecnologías pueden obtener una relación señal-ruido de recepción más alta cuando la relación señal-ruido es pequeña, mientras que la multiplexación por división de frecuencia ortogonal. Tecnología Además de las ventajas anteriores, la tecnología también tiene las ventajas de resistir el desvanecimiento selectivo de frecuencia y la interferencia multitrayectoria.
3) La selección de la frecuencia de onda de comunicación y el ancho de banda debe ser lo suficientemente razonable, y la atenuación de la señal y la densidad espectral del ruido en el dominio de la frecuencia deben analizarse de acuerdo con la situación real. En vista de esto, debemos elegir una banda de frecuencia más baja. Por el contrario, si consideramos primero el factor de ruido, debemos elegir una banda de frecuencia más alta, por lo que debemos comparar estos dos aspectos en la realidad y hacer una comparación exhaustiva; /p>
4) Generalmente, las redes eléctricas domésticas tienen muchos ramales. Al mismo tiempo, debido a desajustes de impedancia, ondas estacionarias, reflexiones y otros fenómenos, cuando la señal pasa a través de diferentes pozos secos y finalmente llega al extremo receptor, pueden producirse fuertes interferencias multitrayecto. El uso de receptores rastrillo no sólo puede resistir eficazmente el desvanecimiento por trayectos múltiples, sino que también desempeña un papel en la diversidad de energía de la señal y reduce la tasa de error de bits.
5) Dado que la distancia de la fuente de ruido tiene el mayor impacto en la calidad de la comunicación, cuando la distancia no se puede cambiar, se debe instalar un pararrayos con buen aislamiento en la ubicación receptora de la comunicación;
6 )El uso de códigos convolucionales con longitudes de código adecuadas puede reducir aún más la tasa de error de bits;
7) Dado que las señales de comunicación de líneas eléctricas de bajo voltaje tienen una fuerte atenuación y propiedades de variación en el tiempo, se deben aprovechar las capacidades de adaptación. en el diseño de sistemas de comunicación se le presta suficiente atención para que pueda ajustar automáticamente la potencia del transmisor y la sensibilidad del receptor de acuerdo con la situación de atenuación real, garantizando así la calidad de la comunicación.
8) En el diseño; del sistema de comunicación portador de línea eléctrica de bajo voltaje, la comunicación a largo plazo debe evitarse en la medida de lo posible. Si es necesario, se pueden volver a empaquetar para acortar la longitud del paquete. Debido a la existencia de interferencia de pulsos, cuanto más corto sea el paquete de datos, más ventajoso será. Esto puede reducir correspondientemente la cantidad de datos interferidos por los pulsos y garantizar la velocidad de transmisión de datos.
2 Aplicaciones específicas en China
Las líneas de red de suministro de energía desarrolladas proporcionan una amplia plataforma para el desarrollo de tecnología de comunicación de portadores de líneas eléctricas de bajo voltaje, que tiene las características de no ocupar energía inalámbrica. Canalizar recursos, ahorrar cableado y reducir Tiene ventajas incomparables, como un bajo volumen de ingeniería y un mantenimiento sencillo. Al mismo tiempo, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la apertura gradual de la red eléctrica de mi país, la tecnología de comunicación por portadores de energía de bajo voltaje se ha utilizado ampliamente en mi país. Algunos ejemplos típicos son la inteligencia doméstica, la lectura automática de contadores y las nuevas zonas residenciales inteligentes.
2.1 Inteligencia doméstica
La red doméstica inteligente se refiere a conectar varios microcontroladores y PC distribuidos en edificios residenciales a una red doméstica, que puede realizar una gestión inteligente de los equipos y, al mismo tiempo, Se puede lograr acceso ilimitado a Internet siempre que haya una salida.
Como no es necesario tender líneas de señalización, la ventaja del proyecto de red es que no destruye el entorno original del mobiliario. Al mismo tiempo, se puede garantizar la estabilidad del sistema y el costo del proyecto es relativamente fácil de controlar.
Normalmente, los sistemas eléctricos de acceso a Internet de banda ancha están compuestos por módems eléctricos, equipos PLC, PC, conmutadores y enrutadores. Cuando se utilizan líneas eléctricas de bajo voltaje para la conexión de red, la señal de la PC se convierte en una señal de energía especial a través del módem de energía y luego la señal de energía se transmite al dispositivo PLC a través de la línea de energía. Al mismo tiempo, el dispositivo convierte. la señal de alimentación en la señal de datos original, y luego a través del interruptor y el enrutador ingresa a Internet, logrando así el propósito de acceso de la línea eléctrica a la red.
2.2 Sistema de lectura automática de medidores
La industria de lectura automática de medidores de mi país surgió en la década de 1980, pero su desarrollo ha sido relativamente lento. No fue hasta 2003 que poco a poco entró en promoción, y comenzó a entrar en un periodo de rápido crecimiento en 2006. Ahora se encuentra en la etapa dorada del desarrollo de la lectura de medidores de portadores de energía. La tecnología de lectura automática de medidores de comunicación por línea eléctrica de bajo voltaje está avanzando gradualmente hacia la etapa de aplicación práctica, lo que hace que la lectura de medidores no esté limitada por el tiempo y el espacio. Los residentes también podrán verificar su propio consumo de electricidad en cualquier momento y la administración de energía. El departamento también podrá obtener datos precisos del consumo de electricidad en cualquier momento.
Investigación sobre redes de comunicación de operadores de energía
Las líneas de distribución de baja tensión tienen una topología física y cierta variabilidad temporal. Los cambios en la topología lógica están estrechamente relacionados con la calidad del canal, lo que afecta gravemente a la baja tensión. Confiabilidad del portador de línea eléctrica de voltaje. Algunos académicos han propuesto explorar y estudiar los métodos de red y los modelos de red de comunicaciones por líneas eléctricas de alta velocidad, a fin de encontrar algoritmos adecuados para optimizar el enrutamiento de las redes de comunicaciones por líneas eléctricas y mejorar la confiabilidad de las comunicaciones eléctricas. Este artículo investigó y discutió la selección, el establecimiento y el enrutamiento automático de enlaces lógicos de datos de comunicación de líneas eléctricas de banda estrecha en redes de distribución de bajo voltaje, y propuso un algoritmo de enrutamiento dinámico y un algoritmo de reconstrucción de red basado en agrupaciones no superpuestas para garantizar la confiabilidad de la comunicación. efectividad de la red. Algunos académicos han propuesto que la tecnología de reconstrucción autoorganizada de la red se puede utilizar para la comunicación de portadores de líneas eléctricas en redes de distribución de bajo voltaje, detectando automáticamente nodos lógicos comunicables y nodos de retransmisión óptimos, ajustando dinámicamente el enrutamiento y configurando la información de retransmisión, e identificando automáticamente la entrada o Eliminación de nodos. Esto permite comunicaciones fiables punto a punto y punto a multipunto en redes de distribución de baja tensión.
4 Conclusión
La tecnología de comunicación por portadores de energía de bajo voltaje se ha convertido gradualmente en un tema candente en la investigación tecnológica en el campo de la comunicación con sus ventajas únicas. Se puede decir que la tecnología de comunicación de portadores de energía de bajo voltaje tiene amplias perspectivas de aplicación y valor utilizable. La particularidad de la red eléctrica de bajo voltaje de mi país determina que el análisis y modelado de los canales de comunicación sean difíciles y que las tecnologías y productos extranjeros maduros no se puedan utilizar directamente. Sin embargo, con la atención de las instituciones de investigación nacionales y empresas relacionadas, las comunicaciones de los operadores de energía de bajo voltaje de mi país también se están desarrollando gradualmente. El desarrollo de chips portadores de energía con derechos de propiedad intelectual independientes marca un avance sustancial en este campo tecnológico en mi país. Sin embargo, todavía existe una gran brecha entre este país y las instituciones y empresas de investigación extranjeras de peso. Deberíamos fortalecer gradualmente la investigación y aplicación de esta tecnología. Las direcciones de aplicación específicas de la tecnología de comunicación de portadores de energía de bajo voltaje no se encuentran solo en los campos de la lectura automática remota de medidores, la inteligencia doméstica y las nuevas comunidades inteligentes, sino que también incluyen el monitoreo del riego agrícola que ahorra agua y la informatización del proceso de circulación. de productos agrícolas.
Referencia
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