智慧照明中基于导通角调制的电力线通信技术
Power Line Communication Technology Based on Conduction Angle Modulation in Intelligent Lighting
- 电子学报 2021年49卷第7期 页码：1331-1338
- 作者机构：
1.无锡太湖学院江苏省物联网应用技术重点建设实验室,江苏无锡 214064
2.江南大学物联网应用技术教育部工程研究中心,江苏无锡 214122
3.中电海康无锡科技有限公司,江苏无锡 214028
- 作者简介：
[ "刘剑滨(通信作者) 男,1978年生于湖南邵阳,硕士,高级工程师,硕士研究生导师,研究方向为LED照明、物联网技术,任职于无锡太湖学院江苏省物联网应用技术重点建设实验室. E‑mail: 1905447@qq.com" ]
李 莎 女,1981年生于四川成都,硕士,副教授,研究方向为光学仪器、物联网技术,任职于无锡太湖学院江苏省物联网应用技术重点建设实验室.E‑mail: 33936910@qq.com
姜岩峰 男,1972年生于吉林,博士,教授,博士研究生导师,研究方向为集成电路设计、测试技术,任职于江南大学物联网工程学院. E‑mail: jiangyf@jiangnan.edu.cn
程学农 男,1974年生于安徽池州,硕士,高级工程师,研究方向为集成电路设计、物联网技术,任职于中电海康无锡科技有限公司. E‑mail: chengxuenong@hikmicro.com
- 基金信息：江苏省高等学校自然科学研究项目(18KJB510045);无锡市科协软科学研究课题设计(KX‑20‑B11);江苏省物联网应用技术重点建设实验室资助项目(18WXWL05)
DOI：10.12263/DZXB.20200704
中图分类号： TN86收稿：2020-07-13，
修回：2020-12-29，
纸质出版：2021-07-25
- 稿件说明：
移动端阅览
刘剑滨,李莎,姜岩峰等.智慧照明中基于导通角调制的电力线通信技术[J].电子学报,2021,49(07):1331-1338.
LIU Jian-bin,LI Sha,JIANG Yan-feng,et al.Power Line Communication Technology Based on Conduction Angle Modulation in Intelligent Lighting[J].ACTA ELECTRONICA SINICA,2021,49(07):1331-1338.
刘剑滨,李莎,姜岩峰等.智慧照明中基于导通角调制的电力线通信技术[J].电子学报,2021,49(07):1331-1338. DOI： 10.12263/DZXB.20200704.
LIU Jian-bin,LI Sha,JIANG Yan-feng,et al.Power Line Communication Technology Based on Conduction Angle Modulation in Intelligent Lighting[J].ACTA ELECTRONICA SINICA,2021,49(07):1331-1338. DOI： 10.12263/DZXB.20200704.
摘要
针对智慧照明可靠性要求高、通信数据量小的特点
本设计提出一种基于导通角调制的电力线通信技术. 利用斩波技术调制工频波形的导通角
并将调制后的工频波形在电力线上传输. 本设计的编码方式是将完整工频波形设为信号“0”
斩波波形设为信号“1”
一帧数据包含24位信号. 为满足电网电能质量要求
减少畸变的影响
导通角调制区间定义为0.91π~π之间. 经验证测试
该设计可实现调光控制
总谐波畸变率小于5%
电压闪变幅度小于4%
功率因数大于0.90. 该设计可广泛应用在智慧照明领域.
Abstract
Aiming at the characteristics of high reliability of the intelligent lighting technique with limited communication data
a power line communication technology based on the conduction angle modulation is proposed. The chopper technology is used to modulate the conduction angle of the power waveform and transmit the modulated power waveform on the power line. The principle of the coding in the design is simple and distinctive
in which a complete power waveform corresponding to signal "0"
while the chopped waveform relating to signal "1". One frame data contains 24 bit signal. In consideration of the power quality standard of power grid
the conduction angle modulation interval is from 0.91 π to π. Based on the practical testing results
the design can realize dimming control
the total harmonic distortion rate is less than 5%
the voltage flicker amplitude is less than 4%
and the power factor is greater than 0.90. This design has a wide application prospect in the field of intelligent lighting.
关键词
Keywords
references
余建波 ， 宗卫周 ， 等 . 城市智慧照明控制系统研究与实现 ［J］. 计算机工程与设计 ， 2018 ， 39 （ 03 ）： 836 - 841 .
YU Jian‑bo ， ZONG Wei‑zhou ， et al . Research and implementation of smart urban lighting control system ［J］. Computer Engineering and Design ， 2018 ， 39 （ 03 ）： 836 - 841 . （in Chinese）
张宏宇 ， 贾素梅 ， 姜韶军 . 基于物联网的太阳能LED路灯系统设计与实现 ［J］. 电源技术 ， 2017 ， 41 （ 07 ）： 1039 - 1041， 1059 .
ZHANG Hong‑yu ， JIA Su‑mei ， JIANG Shao‑jun . Design and implementation of solar LED street lamp system based on internet of things ［J］. Chinese Journal of Power Sources ， 2017 ， 41 （ 07 ）： 1039 - 1041， 1059 . （in Chinese）
史建超 ， 谢志远 . 面向电力物联网信息感知的低压电力线与微功率无线通信融合方法 ［J］. 电力自动化设备 ， 2020 ， 40 （ 10 ）： 147 - 157 .
SHI Jian‑chao ， XIE Zhi‑yuan . Fusion method of low voltage power line and micro power wireless communication for information perception of power internet of things ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2020 ， 40 （ 10 ）： 147 - 157 . （in Chinese）
于季弘 ， 刘昊 ， 王帅 . 无源物联网综述—从感知、通信与管理的视角 ［J］. 重庆邮电大学学报（自然科学版） ， 2020 ， 32 （ 05 ）： 736 - 751 .
YU Ji‑hong ， LIU Hao ， WANG Shuai . Survey on passive internet of things： From the perspective of sensing， communications and management ［J］. Journal of Chongqing University of Posts and Telecommunications （Natural Science Edition） ， 2020 ， 32 （ 05 ）： 736 - 751 . （in Chinese）
景皓 ， 张智远 ， 等 . 一种低压电力线载波通信主动抗干扰技术 ［J］. 南京航空航天大学学报 ， 2018 ， 50 （ 05 ）： 701 - 708 .
JING Hao ， ZHANG Zhi‑yuan ， et al . Active Anti‑jamming technique for low voltage power line carrier commnication ［J］. Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics ， 2018 ， 50 （ 05 ）： 701 - 708 . （in Chinese）
杨挺 ， 刘佳林 ， 等 . 电力线载波通信时频混合降噪方法 ［J］. 电网技术 ， 2018 ， 42 （ 10 ）： 3153 - 3160 .
YANG Ting ， LIU Jia‑lin ， et al . Time‑frequency hybrid noise reduction method for power line carrier communication ［J］. Power System Technology ， 2018 ， 42 （ 10 ）： 3153 - 3160 . （in Chinese）
王艳 ， 薛晨 ， 焦彦军 . 中压配电网静动态中继结合的分级分层电力线载波通信路由算法 ［J］. 电力自动化设备 ， 2017 ， 37 （ 12 ）： 8 - 15 .
WANG Yan ， XUE Chen ， JIAO Yan‑jun . Hierarchical classification PLC routing algorithm combinating static relay with dynamic relay in medium voltage distribution network ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2017 ， 37 （ 12 ）： 8 - 15 . （in Chinese）
马文静 ， 孙凤杰 ， 等 . 融合工频通信的电力线载波路径搜索算法 ［J］. 电力系统自动化 ， 2017 ， 41 （ 03 ）： 141 - 146 .
MA Wen‑jing ， SUN Feng‑jie ， et al . Path search algorithm of power line carrier merged with two way automatic communication system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 03 ）： 141 - 146 . （in Chinese）
孙建永 ， 任永春 ， 张国俊 . 一种新型AC电压过零检测方法及实现 ［J］. 微电子学 ， 2015 ， 45 （ 03 ）： 349 - 351 .
SUN Jian‑yong ， REN Yong‑chun ， ZHANG Guo‑jun . A new method and implement of AC input voltage zero‑cross‑ ing detection ［J］. Microelectronics ， 2015 ， 45 （ 03 ）： 349 - 351 . （in Chinese）
侯磊 ， 张灿 ， 等 . 基于高性能编码调制映射的联合解调译码方法 ［J］. 电子学报 ， 2018 ， 46 （ 9 ）： 2194 - 2200 .
HOU Lei ， ZHANG Can ， et al . A joint demodulation and decoding method based on high‑performance code‑mod‑ ulation mapping ［J］. Acta Electronica Sinica ， 2018 ， 46 （ 9 ）： 2194 - 2200 . （in Chinese）
谢显中 ， 陈九九 ， 扶渝茜 . 全双工信息与能量同传系统的鲁棒性预编码及高能效时隙分配方案 ［J］. 电子学报 ， 2018 ， 46 （ 5 ）： 1213 - 1221 .
XIE Xian‑zhong ， CHEN Jiu‑jiu ， FU Yu‑xi . Robust precoding and energy‑efficient timeslot allocation for full‑dup‑ lex SWIPT system ［J］. Acta Electronica Sinica ， 2018 ， 46 （ 5 ）： 1213 - 1221 . （in Chinese）
曾伟超 ， 陈雁 ， 等 . 无线多载波信道的保密容量及最优功率分配 ［J］. 浙江大学学报（工学版） ， 2008 ，（ 08 ）： 1281 - 1285 .
ZENG Wei‑chao ， CHEN Yan ， et al . Secrecy capacity and optimal power allocation over wireless multi‑carrier channel ［J］. Journal of Zhejiang University （Engineering Science） ， 2008 ，（ 08 ）： 1281 - 1285 . （in Chinese）
GB/T 14549‑1993 ， 电能质量公用电网谐波 ［S］.
GB/T 12326‑2008 ， 电能质量电压波动和闪变 ［S］.
GB/T 24825‑2009 ， LED模块用直流或交流电子控制装置性能要求 ［S］.
0
浏览量
25
下载量
2
CSCD
- 网络PDF下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 京ICP备09064830号-19
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies