無線通信技術(shù)與PLC
可編程控制器電力線載波通信是一種利用電力線傳輸數(shù)據(jù)信號的通信方式,因為使用電力線作為通信載體,為網(wǎng)絡部署提供了極大的便利。如今,該技術(shù)日益完善,傳輸速度和距離大大提高。
可編程控制器最常見的應用場景是智能電網(wǎng)。由于線路不需要改造,部署成本較低,許多國家網(wǎng)絡將使用可編程控制器來實現(xiàn)電力抄表。此外,還有家庭自動化、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)場景,如電力貓。可編程控制器分為窄帶和寬帶。可編程控制器的工作頻率和數(shù)據(jù)傳輸速度較低,但傳輸距離可以更長,而寬帶可編程控制器恰恰相反,只適用于短程應用,但仍可通過可編程控制器進行遠程傳輸。
盡管受發(fā)信功率的制約,PLC對干擾過于敏感,但在低壓電力線路上經(jīng)常存在各種各樣的電氣設備,會對電力線路產(chǎn)生不同的噪音和阻抗。而且為保證傳輸質(zhì)量,PLC也不追求遠距離傳輸。為解決這些限制,除高通、博通等國外大廠外,國內(nèi)也有不少廠商開發(fā)了自己的PLC芯片和模塊,在PLC市場尋求創(chuàng)新突破。
華為海思
Hi3921SV100是華為海思的一款集成高速/低速多模PLC調(diào)制解調(diào)器和高性能應用處理核心芯片,在物理層上實現(xiàn)了IEE1901.1標準子集,只要是同樣使用這個子集。可以實現(xiàn)互聯(lián)互通。該芯片的CPU采用200MHz工作頻率的Cortex-M3處理器,并嵌入256KBSRAM內(nèi)容。
華為聲稱該芯片可以快速組成PLC-IoT網(wǎng)絡,其強大的抗干擾能力已成為智能家居應用的最佳選擇。此外,該芯片支持開放的LiteOS系統(tǒng)和多種加密算法,開發(fā)人員還可以通過豐富的外部接口與各種外部設備對接調(diào)試開發(fā)。
東軟載波
自1996年以來,東軟載波一直在研究PLC技術(shù),先后推出第一代至第六代通信芯片,目前PLC芯片累計銷量達3億片,在網(wǎng)上運行的PLC方案超過1億片。
東軟載波SSC1667芯片是HPLC高速載波電力線載波通信芯片,采用40nm工藝,集成Arm處理器和1MBSRAM。SSC1667的通訊頻帶為0.7MHz至12MHz,通訊速度最高可達6Mbps。
根據(jù)官方數(shù)據(jù)顯示,該芯片支持新國網(wǎng)HPLC互聯(lián)標準和舊國網(wǎng)互聯(lián)標準,并支持四頻段六模式切換。另外,該芯片還支持電線在線升級,并采用并發(fā)抄讀機制,提高了抄表應用的工作效率。
東軟載波表示,該產(chǎn)品在抄表效率和通信穩(wěn)定性方面,特別是一次性抄表成功率和實時通信能力方面,窄帶載波產(chǎn)品有了很大的提高,不僅適用于電網(wǎng)抄表和智能電網(wǎng)的擴展應用,而且可作為高速可靠的智能家居應用解決方案。
鼎信通信
鼎信通信是一家專注于PLC技術(shù)和總線通信技術(shù)的高新技術(shù)企業(yè),主要終端產(chǎn)品應用于國家智能電網(wǎng)的電氣信息采集系統(tǒng)。在低壓用電領(lǐng)域擴大的同時,鼎信通信也繼續(xù)開展中壓載波、配電網(wǎng)自動化、10kV充電站技術(shù)的開發(fā)
TCC091和TCRS091是鼎信自主研發(fā)生產(chǎn)的寬帶可編程控制器芯片,集模擬前端、基帶調(diào)制解調(diào)、數(shù)字信號處理和CPU核心于一體。該芯片采用格芯28nmSLPCMOS工藝,性能比40nm工藝提高60%,開關(guān)功耗降低40%,待機功耗降低50%。
TCC091和TCRS091還集成了第五代簡化高效的MCU+DSPZSPNano架構(gòu),方便開發(fā)者在平衡性能、功耗和面積的同時移植和優(yōu)化代碼。
云半導體
作為國內(nèi)CPU/MCU芯片設計公司,上海云間半導體科技有限公司致力于自主CPU內(nèi)核設計,以及基于自主CPU內(nèi)核的SoC芯片及系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)。本公司主營HPLC產(chǎn)品為CR600系列和CR700系列,均為32位PLC芯片。
CR600和CR700的載波帶寬為2~28MHz,最大物理層的傳輸速度為240Mbps。通過最大10級的繼電器,其電力線的傳輸距離最長可達10公里。CR600內(nèi)置了主頻125MHz的Cortex-M0內(nèi)核和256KB的SRAM。CR700內(nèi)置了ARM9的CPU,容易運行復雜的電影系統(tǒng)和協(xié)議棧。
目前,可編程控制器最大的市場仍然是國家電網(wǎng)的電表和電氣信息采集設備招標。除可編程控制器外,這些設備還融合了4G、NB-物聯(lián)網(wǎng)和專用網(wǎng)絡等無線技術(shù)。可編程控制器作為有線技術(shù),可以很好地覆蓋無線網(wǎng)絡的盲點。
對于電網(wǎng)用戶來說,智能電表取代了傳統(tǒng)的機械表和電子表,不用出門就可以支付費用,看到電力的使用情況。在智能家庭市場,無線通信技術(shù)發(fā)展迅速,家庭場景無法發(fā)揮PLC有線傳輸和傳輸距離的優(yōu)勢。
華為全屋智能方案中提到的一機兩網(wǎng)可能是家居市場的最佳配置方案,通過模塊化的家庭智能主機實現(xiàn)中控。Wi-Fi6+網(wǎng)絡負責高速全覆蓋,而PLC全屋網(wǎng)絡專注于穩(wěn)定可靠。但這個方案的關(guān)鍵在于鴻蒙這樣的系統(tǒng)生態(tài),否則即使每個家庭的智能設備數(shù)量推動了組網(wǎng)要求,設備之間不同的通信標準也會帶來分裂的智能家居體驗。