前言

電力線載波通信是電力系統(tǒng)特有的通訊方式。它具備不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，成本較低，相較于其它無線技術(shù)，傳輸速度相對較快等諸多優(yōu)點(diǎn)。然而，電力線載波通信受外界信號干擾和噪聲影響比較大。海思最新推出一款Hi3921 PLC芯片可以提供穩(wěn)定的電力線載波通信性能，并且具備了抗噪聲、抗衰減等特性，成為了用戶的不二之選。

PLC電力載波通信原理介紹

電力線載波通信(PLC,即Power Line Communication)是電力系統(tǒng)特有的通信方式，這是一種利用現(xiàn)有交流或直流電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。其最大的特點(diǎn)是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該技術(shù)是通過調(diào)制把原有信號變成高頻信號加載到電力線進(jìn)行傳輸，在接收端通過濾波器將調(diào)制信號取出解調(diào)，得到原有信號，實(shí)現(xiàn)信息傳遞。目前PLC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有：IEEE P1901（HomePlugAV），ITU-T G.hn。

PLC信號調(diào)制

PLC-IoT樹形網(wǎng)絡(luò)，CCo:樹根主節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建并維護(hù)電力載波通訊網(wǎng)絡(luò)；

STA:樹枝節(jié)點(diǎn)或葉子節(jié)點(diǎn)；PSTA: 中繼節(jié)點(diǎn)

電力線是一個極其不穩(wěn)定的高噪聲、強(qiáng)衰減的傳輸通道，要實(shí)現(xiàn)可靠的電力線高速數(shù)據(jù)通信，必須解決低壓配電網(wǎng)上各種因素，如：噪聲、阻抗波動、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電磁兼容性以及線路阻抗和容性負(fù)載引起的信號衰減等主要因素對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽?/p>

海思PLC-IoT芯片Hi3921具備超強(qiáng)抗噪聲、抗衰減性能

海思最新推出的PLC-IoT芯片Hi3921可快速組建PLC-IoT網(wǎng)絡(luò)，支撐大規(guī)模節(jié)點(diǎn)樹形網(wǎng)絡(luò)，提供穩(wěn)定、可靠的電力線載波通信性能，抗噪聲、抗衰減特性優(yōu)于競爭對手。Hi3921支持動態(tài)路由，可以實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)共存。具備15級路由中繼，網(wǎng)絡(luò)支持1000個節(jié)點(diǎn)以及快速組網(wǎng)。能夠滿足即時通信的場景，符合光伏發(fā)電、路燈控制領(lǐng)域方案特性，對其他領(lǐng)域應(yīng)用可提供優(yōu)化。

海思Hi3921

另外，Hi3921支持多種加密算法，集成豐富的外圍接口。具備開放LiteOS操作系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全數(shù)據(jù)流加密以及對接多種外接設(shè)備開發(fā)。能夠提供開放、高效和安全的系統(tǒng)開發(fā)、運(yùn)行環(huán)境。Hi3921實(shí)現(xiàn)頻帶合理利用，具備有針對性噪聲抑制算法，參數(shù)優(yōu)化功能提高了魯棒性，以致有效提升了現(xiàn)場傳輸距離，并降低了模塊功耗。

產(chǎn)品特性

通訊指標(biāo)

物理層峰值速率0.507Mbit/s；接收靈敏度優(yōu)于0.2mv Vpp

物理層特性

支持1.6M--6MHz、500KHz以下、150KHz以下三種頻段

采用OFDM技術(shù)，支持BPSK、QPSK調(diào)制模式

CPU

高性能ARM-Cortax M3，工作頻率200MHz

片內(nèi)FLASH：512KB ；片內(nèi)SRAM：256KB

外圍接口

UART*2，I2C*1，SPI*2(主、從)，PWM*1，GPIO最多19個

12bit ADC*1 3ch，PGA*2，集成線驅(qū)，集成Buck

綠色環(huán)保

靜態(tài)功耗≤55mW；動態(tài)運(yùn)行功耗≤0.7W

組網(wǎng)特性

集成快速組網(wǎng)算法，典型500規(guī)模、2層級網(wǎng)絡(luò)的場景10s完成快速組網(wǎng)和通信

支持動態(tài)路由、多路徑尋址，支持15級中繼

標(biāo)準(zhǔn)及檢測認(rèn)證遵從

實(shí)現(xiàn)IEEE 1901.1標(biāo)準(zhǔn)子集，對于同樣使用該子集的芯片實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通

支持SumSpec標(biāo)準(zhǔn)，滿足北美NEC2017法規(guī)要求

滿足國際檢測標(biāo)準(zhǔn)EN50561、EN55022、EN50065、FCC Part 15B和KCC

開放的操作系統(tǒng)

華為LiteOS操作系統(tǒng)，提供開放、高效、安全的系統(tǒng)開發(fā)、運(yùn)行環(huán)境

豐富的低功耗，小內(nèi)存，實(shí)時性高的多機(jī)制，靈活的協(xié)議支撐和擴(kuò)展能力

二次開發(fā)接口

開發(fā)模式：Open MCU(使用Hi3921內(nèi)部MCU)和 Device MCU(Hi3921作為通信芯片)；可提供編譯、燒寫、調(diào)測工具

豐富的業(yè)務(wù)接口：拓?fù)浣涌?、在線升級接口、業(yè)務(wù)診斷接口

多層級開發(fā)接口：操作系統(tǒng)適配接口和系統(tǒng)診斷接口、鏈路層接口、網(wǎng)絡(luò)層接口

應(yīng)用場景

海外電表AMI

電力線載波通信PLC技術(shù)利用已有的電力配電網(wǎng)進(jìn)行通信，信號不會因?yàn)橥ㄟ^建筑物墻壁而受到衰減甚至屏蔽，許多國家或地區(qū)已經(jīng)或即將部署的智能電表系統(tǒng)都采用PLC方案進(jìn)行自動遠(yuǎn)程抄表。Hi3921 PLC方案應(yīng)用于數(shù)據(jù)集中器與采集器、電能表組網(wǎng)通信，500節(jié)點(diǎn)典型場景，應(yīng)用層100Kbps，抄讀數(shù)據(jù)項(xiàng)延時小于1s。

光伏通訊應(yīng)用

太陽能光伏發(fā)電因其綠色環(huán)保、占地面積小、安裝簡單等優(yōu)勢是可再生能源發(fā)展的重要方向，基于微型逆變器的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)是未來太陽能光伏利用的主要趨勢。在智能電網(wǎng)的發(fā)展背景下，微型逆變器智能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)是保證太陽能光伏發(fā)電友好型并網(wǎng)和保障電網(wǎng)穩(wěn)定性以及電能質(zhì)量的重要途徑。而電力線載波通信技術(shù)(PLC)以其無需重新布設(shè)通信線、即插即用、靈活組網(wǎng)、成本低廉等無可比擬的優(yōu)勢成為微型逆變器智能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的最理想通訊方案。海思Hi3921 PLC方案應(yīng)用于光伏組件串聯(lián)組網(wǎng)通信，500節(jié)點(diǎn)場景，監(jiān)測光伏組件電壓、電流、溫度，某子節(jié)點(diǎn)故障，可實(shí)現(xiàn)1s快速全部關(guān)機(jī)。光伏逆變器與SmartLogger組網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)光伏逆變器監(jiān)測與控制。

路燈控制應(yīng)用

隨著城鎮(zhèn)化迅速推進(jìn)，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大以致照明路燈的數(shù)量也水漲船高。城市路燈所消耗電量在城市用電總量占據(jù)很重比例，為了節(jié)約能源，開發(fā)城市路燈控制系統(tǒng)勢在必行。隨著電子芯片技術(shù)不斷發(fā)展，PLC作為集成化程度較高的一種元件在路燈控制系統(tǒng)應(yīng)用中越來越廣泛。海思Hi3921 PLC方案應(yīng)用于照明集中控制器與單燈/雙燈控制器的組網(wǎng)通信。200節(jié)點(diǎn)典型場景，應(yīng)用層100kbps，實(shí)現(xiàn)路燈控制、調(diào)光、電量采集、漏電監(jiān)測等功能。

智能家居應(yīng)用

智能家居是以住宅為平臺，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、軟件系統(tǒng)、云計算平臺構(gòu)成的家居生態(tài)圈，并通過數(shù)據(jù)收集，分析用戶行為數(shù)據(jù)為用戶提供個性化服務(wù)。海思Hi3921 PLC方案應(yīng)用到智能家居，具備了不需要重新布線，且電力線網(wǎng)絡(luò)分布廣泛，接入方便，多用戶能夠共享寬帶等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用于家庭網(wǎng)關(guān)、室內(nèi)照明、電動窗簾等組網(wǎng)通信。