PLC在照明行业的应用

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前言
电力线载波通信是电力系统特有的通讯方式。它具备不需要重新架设网络，成本较低，相较于其它无线技术，传输速度相对较快等诸多优点。然而，电力线载波通信受外界信号干扰和噪声影响比较大。海思最新推出一款Hi3921 PLC芯片可以提供稳定的电力线载波通信性能，并且具备了抗噪声、抗衰减等特性，成为了用户的不二之选。

PLC电力载波通信原理介绍
电力线载波通信(PLC,即Power Line Communication)是电力系统特有的通信方式，这是一种利用现有交流或直流电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。其最大的特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传输。该技术是通过调制把原有信号变成高频信号加载到电力线进行传输，在接收端通过滤波器将调制信号取出解调，得到原有信号，实现信息传递。目前PLC技术标准主要有：IEEE P1901（HomePlugAV），ITU-T G.hn。) _+ b; \- g6 {" n

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PLC信号调制7 B& p) K* g; v! o0 F6 D) z

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PLC-IoT树形网络，CCo: 树根主节点，创建并维护电力载波通讯网络；

STA: 树枝节点或叶子节点； PSTA: 中继节点

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电力线是一个极其不稳定的高噪声、强衰减的传输通道，要实现可靠的电力线高速数据通信，必须解决低压配电网上各种因素，如：噪声、阻抗波动、配电网结构、电磁兼容性以及线路阻抗和容性负载引起的信号衰减等主要因素对数据传输的影响。
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海思PLC-IoT芯片Hi3921具备超强抗噪声、抗衰减性能( G6 a- z2 V; G5 C' ]- z# Y7 E- Z
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海思最新推出的PLC-IoT芯片Hi3921可快速组建PLC-IoT网络，支撑大规模节点树形网络，提供稳定、可靠的电力线载波通信性能，抗噪声、抗衰减特性优于竞争对手。Hi3921支持动态路由，可以实现多网络协调共存。具备15级路由中继，网络支持1000个节点以及快速组网。能够满足即时通信的场景，符合光伏发电、路灯控制领域方案特性，对其他领域应用可提供优化。 " Y* p# F# F. T; e8 t" H+ w" q( J
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海思Hi3921

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2 w0 p3 O( r" l3 [6 `* d7 E
' N* S5 c7 e5 Z  N8 i- S
另外，Hi3921支持多种加密算法，集成丰富的外围接口。具备开放LiteOS操作系统，可以实现全数据流加密以及对接多种外接设备开发。能够提供开放、高效和安全的系统开发、运行环境。Hi3921实现频带合理利用，具备有针对性噪声抑制算法，参数优化功能提高了鲁棒性，以致有效提升了现场传输距离，并降低了模块功耗。/ V$ o1 ~! o9 V6 @

产品特性2 k6 c: v1 P$ z' A. {% v

• 通讯指标
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物理层峰值速率0.507Mbit/s； 接收灵敏度优于0.2mv Vpp
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• 物理层特性6 ]: E# r! W/ i: o* C5 r$ b( {
  

支持1.6M--6MHz、500KHz以下、150KHz以下三种频段2 L( f5 ^) [  F$ @( \) z

采用OFDM技术，支持BPSK、QPSK调制模式
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• CPU
  

高性能ARM-Cortax M3，工作频率200MHz
片内FLASH：512KB ；片内SRAM：256KB; d$ }, B8 O2 B4 f/ N6 t! Q# Y

• 外围接口
  

UART*2，I2C*1，SPI*2(主、从)，PWM*1，GPIO最多19个
12bit ADC*1 3ch，PGA*2，集成线驱，集成Buck

• 绿色环保
  

静态功耗≤55mW；动态运行功耗≤0.7W( A& u/ }$ g  V; q1 M! m

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• 组网特性
  

集成快速组网算法，典型500规模、2层级网络的场景10s完成快速组网和通信
支持动态路由、多路径寻址，支持15级中继
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: L2 E, n1 G( l6 q7 w9 |

• 标准及检测认证遵从% x/ f0 m  _% u0 l* K3 b
  

实现IEEE 1901.1标准子集，对于同样使用该子集的芯片实现互联互通
支持SumSpec标准，满足北美NEC2017法规要求
满足国际检测标准EN50561、EN55022、EN50065、FCC Part 15B和KCC% L% p- V' _6 I) V" ]' K+ ?, E

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• 开放的操作系统! a  _" T  W, S2 |: ^  j( V" t
  

华为LiteOS操作系统，提供开放、高效、安全的系统开发、运行环境
丰富的低功耗，小内存，实时性高的多机制，灵活的协议支撑和扩展能力/ {+ J/ K9 A, w3 A9 Z2 V) p5 [
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• 二次开发接口$ e5 r/ n. ^( s/ P: ]
  

开发模式：Open mcu(使用Hi3921内部MCU)和 Device MCU(Hi3921作为通信芯片)；可提供编译、烧写、调测工具: O" z& `) L+ b
丰富的业务接口：拓扑接口、在线升级接口、业务诊断接口' Y: e. c$ F! e4 o
多层级开发接口：操作系统适配接口和系统诊断接口、链路层接口、网络层接口0 C" j+ {! d  ~3 \( b2 ^' Z: ~
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应用场景
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海外电表AMI
电力线载波通信PLC技术利用已有的电力配电网进行通信，信号不会因为通过建筑物墙壁而受到衰减甚至屏蔽，许多国家或地区已经或即将部署的智能电表系统都采用PLC方案进行自动远程抄表。Hi3921 PLC方案应用于数据集中器与采集器、电能表组网通信，500节点典型场景，应用层100Kbps，抄读数据项延时小于1s。6 p0 ]2 P/ _# p- r% c% J; u2 F

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光伏通讯应用/ z. x3 D4 f% g+ y% O8 X) ~
太阳能光伏发电因其绿色环保、占地面积小、安装简单等优势是可再生能源发展的重要方向，基于微型逆变器的光伏并网系统是未来太阳能光伏利用的主要趋势。在智能电网的发展背景下，微型逆变器智能光伏并网系统是保证太阳能光伏发电友好型并网和保障电网稳定性以及电能质量的重要途径。而电力线载波通信技术(PLC)以其无需重新布设通信线、即插即用、灵活组网、成本低廉等无可比拟的优势成为微型逆变器智能光伏并网系统的最理想通讯方案。海思Hi3921 PLC方案应用于光伏组件串联组网通信，500节点场景，监测光伏组件电压、电流、温度，某子节点故障，可实现1s快速全部关机。光伏逆变器与SmartLogger组网通信，实现光伏逆变器监测与控制。6 m$ l0 k# ]* }- ~$ v

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路灯控制应用随着城镇化迅速推进，城市规模不断扩大以致照明路灯的数量也水涨船高。城市路灯所消耗电量在城市用电总量占据很重比例，为了节约能源，开发城市路灯控制系统势在必行。随着电子芯片技术不断发展，PLC作为集成化程度较高的一种元件在路灯控制系统应用中越来越广泛。海思Hi3921 PLC方案应用于照明集中控制器与单灯/双灯控制器的组网通信。200节点典型场景，应用层100kbps，实现路灯控制、调光、电量采集、漏电监测等功能。

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智能家居应用
智能家居是以住宅为平台，基于物联网技术、软件系统、云计算平台构成的家居生态圈，并通过数据收集，分析用户行为数据为用户提供个性化服务。海思Hi3921 PLC方案应用到智能家居，具备了不需要重新布线，且电力线网络分布广泛，接入方便，多用户能够共享宽带等优点，目前被广泛应用于家庭网关、室内照明、电动窗帘等组网通信。
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