基于ZigBee的电力线通信中继器设计方案
0简介电力线通信技术(PLC)是一种使用电力线传输信息的通信方法。
该技术将载有信息的高频信号加载到电力线上,使用电力线进行数据传输,并通过专用电力线调制解调器将高频信号与电力线分离,然后将其传输到终端设备。
从占用带宽的角度来看,电力线通信可以分为窄带PLC(NB-PLC)和宽带PLC(BB-PLC)。
窄带PLC的载波频率范围在不同的国家和地区有所不同。
美国为50?450kHz,欧洲为3?149.5kHz(低于95kHz的用于接入通信,高于95kHz的用于室内室内通信。
),中国为40?500kHz。
窄带电力线通信是智能电网的首选。
建立双向,实时的综合通信系统是实现智能电网的基础。
没有这样的通信系统,智能电网的任何特征都无法实现。
因为智能电网的数据采集,保护和控制都需要这种通信系统的支持,所以建立这种通信系统是迈向智能电网的第一步。
同时,通信系统像电网一样深入到数以万计的家庭,因此形成了两个紧密相连的网络-电网和通信网络。
只有这样,才能实现智能电网的目标。
电力线网络是一个覆盖范围广,传输节点众多的网络,这意味着任何在线终端都可以成为信息传输的起点和终点。
然而,电力线通信网络也具有局限性。
电力线通信网络虽然拥有最广泛的布线基础设施,但可以依靠电力网络传输数据,但是电力网络中同一套设施(例如空气开关和变压器)的不同过滤特性将衰减甚至阻塞。
电力线通信网络。
另外,对于电力线布线不便的室外区域或其他特殊区域,电力线通信网络不能通过电力网络进行通信。
我们在本文中设计的基于ZigBee的窄带电力线通信中继器可以在分离状态下有效地连接到电力网络。
同时,使用ZigBee技术,它还扩展了电力线通信网络的覆盖范围。
1 ZigBee技术Zigbee是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗个人局域网协议。
ZigBee这个名字来自蜂群生存和发展所使用的交流方式。
蜜蜂跳曲折形状的舞蹈来通知新食物的位置,距离和方向,这些食物被用作新一代无线通信技术的名称。
。
ZigBee的前身是“ HomeRFLite”。
ZigBee的底层技术基于IEEE 802.15.4协议,是由诸如INTEL和IBM之类的工业巨头于1998年发起的。
ZigBee的物理层和MAC层直接指IEEE 802.15.4协议的物理层和MAC层。
ZigBee的优点如下:①功耗低。
在低功率待机模式下,两节AA电池可支持一个节点工作6至24个月,甚至更长。
这是ZigBee-的突出优势,在相同条件下,蓝牙可以工作数周,而WiFi只能工作数小时。
②成本低。
通过大大简化协议(小于蓝牙的1/10),降低了对通信控制器的要求。
根据预测分析,对于8051 8位微控制器,功能齐全的主节点需要32KB代码,子功能节点仅需要4KB代码,并且ZigBee免收协议专利费。
每个芯片的价格约为2美元。
③低率。
ZigBee以20?250 kbps的较低速率工作,并分别提供250 kbps(2.4GHz),40kbps(915MHz)和20kbps(868 MHz)的原始数据吞吐率,以满足低速率数据传输的应用需求。
④近距离。
传输范围通常在10至100 m之间。
在增加RF发射功率之后,也可以将其增加到1至3 km。
这是指相邻节点之间的距离。
如果使用节点间路由和通信的中继,则传输距离会更远。
⑤时间延迟短。
ZigBee的响应速度相对较快。
通常,从睡眠状态切换到工作状态仅需15毫秒,节点连接到网络仅需30毫秒,从而进一步节省了电能。
相比之下,Bluetoot