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(wú)線技術(shù)，傳輸速度相對(duì)較快等諸多優(yōu)點(diǎn)。然而，電力線載波通信受外界信號(hào)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(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)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(guò)調(diào)制把原有信號(hào)變成高頻信號(hào)加載到電力線進(jìn)行傳輸，在接收端通過(guò)濾波器將調(diào)制信號(hào)取出解調(diào)，得到原有信號(hào)，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(hào)調(diào)制

PLC-IoT樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)，CCo:樹(shù)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(shù)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(gè)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(dòng)、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(hào)衰減等主要因素對(duì)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(shù)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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。Hi3921支持動(dòng)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(jí)路由中繼，網(wǎng)絡(luò)支持1000個(gè)節(jié)點(diǎn)以及快速組網(wǎng)。能夠滿足即時(shí)通信的場(chǎng)景，符合光伏發(fā)電、路燈控制領(lǐng)域方案特性，對(duì)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(kāi)放LiteOS操作系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全數(shù)據(jù)流加密以及對(duì)接多種外接設(shè)備開(kāi)發(fā)。能夠提供開(kāi)放、高效和安全的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行環(huán)境。Hi3921實(shí)現(xiàn)頻帶合理利用，具備有針對(duì)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(chǎng)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(gè)

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(dòng)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(jí)網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)景10s完成快速組網(wǎng)和通信

支持動(dòng)態(tài)路由、多路徑尋址，支持15級(jí)中繼

標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)認(rèn)證遵從

實(shí)現(xiàn)IEEE 1901.1標(biāo)準(zhǔn)子集，對(duì)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(guó)際檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)EN50561、EN55022、EN50065、FCC Part 15B和KCC

開(kāi)放的操作系統(tǒng)

華為L(zhǎng)iteOS操作系統(tǒng)，提供開(kāi)放、高效、安全的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行環(huán)境

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

二次開(kāi)發(fā)接口

開(kāi)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(cè)工具

豐富的業(yè)務(wù)接口：拓?fù)浣涌凇⒃诰€升級(jí)接口、業(yè)務(wù)診斷接口

多層級(jí)開(kāi)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(chǎng)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(hào)不會(huì)因?yàn)橥ㄟ^(guò)建筑物墻壁而受到衰減甚至屏蔽，許多國(guó)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(dòng)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(chǎng)景，應(yīng)用層100Kbps，抄讀數(shù)據(jù)項(xiàng)延時(shí)小于1s。

光伏通訊應(yīng)用

太陽(yáng)能光伏發(fā)電因其綠色環(huán)保、占地面積小、安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)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(lái)太陽(yáng)能光伏利用的主要趨勢(shì)。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(yáng)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(wú)需重新布設(shè)通信線、即插即用、靈活組網(wǎng)、成本低廉等無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)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(chǎng)景，監(jiān)測(cè)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(cè)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(kāi)發(fā)城市路燈控制系統(tǒng)勢(shì)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(lái)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(chǎng)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(cè)等功能。

智能家居應(yīng)用

智能家居是以住宅為平臺(tái)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、軟件系統(tǒng)、云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)成的家居生態(tài)圈，并通過(guò)數(shù)據(jù)收集，分析用戶行為數(shù)據(jù)為用戶提供個(gè)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(dòng)窗簾等組網(wǎng)通信。