利用電力載波通訊實現物聯網的信息傳輸的方法
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【摘 要】物聯網已經是人們日常生活不可或缺的一部分，物聯網是由互聯網不斷的發展和演變而來。所以與互聯網相比，物聯網更具創新性，這主要因為物聯網的核心是用戶而不是設備，所以物聯網比互聯網的市場需求量大。電力載波通訊是一種利用現有的電力線將模擬型號通過載波的方式進行高速傳輸的技術。如果在物聯網中引入電力載波通訊技術，就會大幅度的提高信息的傳輸速度。本文主要對基于電力載波通訊在物聯網的信息傳輸方法進行簡單的闡述。
【關鍵詞】物聯網信息傳輸;電力載波通訊;傳輸方法
目前電力網是所有網絡資源中的覆蓋面積最大，由于我們日常使用的電力網的終端通常都是以家用電器為主，例如空調、電燈、電視等，如果電力行業利用電力載波通訊技術將電力網的這些終端都納入到物聯網中，就可以有效的實現信息的通訊，最主要的是還可以實現對信息的控制，這是電力網最明顯的一個優勢。
1、電力載波通訊實現物聯網傳輸過程中遇到的問題
物聯網含義可以分為以下兩種：一、雖然物聯網與互聯之間有著極大的聯系，但兩者之間也存在一定的差異，因為物聯網是由互聯網演變而來的一種屬于物體間的網絡;二、物聯網的出現使得任何兩物品之間都可以進行信息交換和通訊。目前物聯網在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，尤其是在全球定位系統和紅外感應器等傳感設備中?？茖W、合理的運用物聯網不僅可以對物品進行智能識別和定位，而且還可以實現對物品的實時監控和管理。電力載波是通過特殊的通訊方式來實現數據的傳輸，傳輸數據的時候主要是利用了電力線，電力載波通訊不僅可以滿足很多的特殊要求，而且電力載波通訊的覆蓋面也是所有網絡資源中最大的一個。
雖然電力載波通訊具有很多的優點，但是在實際使用的過程還有很多的問題需要解決。電力載波通訊之所以會選擇電力線主要是為了更好的傳輸電能，雖然電力線是電力載波通訊傳輸電能的一種介質，但僅僅只是一個附帶，所以目前大部分電系系統基礎所具備的數據傳輸服務的功能都還不能滿足實際的要求，而且信息通訊還會由于用電設備自身所產生的電磁波而受到一定的影響，此外，電力線在傳輸電能的過程中不僅會發出很大的聲響，而且傳輸的安全性能也比較低。
2、設計研究電力載波通訊實現物聯網的信息傳輸
2.1、設計原理
由于電力載波通訊中的電力線在傳輸電能的過程中會發出很大的噪音且傳輸的電能也不穩定，所以通常都會采用正交頻分復用技術來解決電力線在傳輸過程中遇到這些問題。正交頻分復用技術通過分解通信信道不僅可以保證信息的平穩性、。，而且還可以保證信息差U念書的高效性。正交頻分復用技術在電力線運輸電能的時候會先將通信信道分解為許多個帶寬很小的子信道，然后這些電能。而且這些信號通過這些子信道傳輸的時候會以平坦性衰落的方式以抵消符號之間產生的干擾。
在電力載波通訊系統中可以選擇CSMA/CA協議，這樣可以保證多個設備同時接入電力載波通訊系統的時候能夠盡可能的減少碰撞。為了提高網絡的安全，應該做好系統的保密工作以使系統更加可靠。
2.2、硬件構架
電力載波通訊所使用的電力線調制調解器硬件結構主要是由INT5500、INT1200和接收濾波器等組成。INT5500是屬于一種高速電力線IC。INT5500遵循的標準是HomePlug1.0，雖然它可以為用戶端提供85Mbps的數據寬帶，但是啟動INT5500的時候必須要借助FLASH軟件才能完成讀取。
通常硬件結構INT5500的接口設置兩種;MAC模式和PHY模式。INT1200電力載波通訊中電力線的模擬前端，在 INT1200的內部有一個頻率為50 MSPS的10 bit的模擬數字轉換器和一個頻率為100 MSPS的8 bit的數字模擬轉換器。
硬件結構 INT1200內部的傳輸部位有一個 TX輸入端口，而在接收端就有一個可編制的增益控制器，其中接收端的增益控制器的范圍為-6到30分貝之間，增益控制器的間隔為2分貝。
硬件結構接收濾波器的頻率通常是在4到22 MHz內，接收濾波器有一部分是由 LC電路組成，LC電路主要包括了低通濾波器和至軌的線驅動放大器兩個部分。硬件結構INT500的PLI中的倍頻電路內部必須要符合設計的要求。在調試電路的時候為了提高電路的工作效率，則應該將基本電路和濾波電路兩者分開，最后在進行電路調試的時候還需要配置適量的、小型的散熱器，因為設備的功率通常都比較大。
2.3、利用電力載波通訊實現物聯網信息傳輸的方法
基于電力載波通訊實現的物聯網信息傳輸的設計構架可以大致分為三層：網絡層、感知層、和應用層。其中網絡層由接入網和核心網兩部分組成，其主要作用是用于傳遞和控制信息等，選擇電力通信網作為傳輸信息的載體，不僅可以確保數據的安全性和傳輸的可靠性，而且有效的提高信息傳輸的速度;感知層又由通信延伸子層和干事控制子層兩部分組成，在設計電力載波通訊的物聯網信息傳輸構架的時候需要借助于新型的 MENS傳感器和智能采集設備等，感知層不僅可以采集智能電網中相關電量信息，而且還可以收集到環境狀態和機械設備工作狀態的相關信息;應用層主要是針對基礎設施和中間件等設備，應用層中的基礎設施既能為物聯網提供信息，也可以適當的提供一些資源。
通?；陔娏d波通訊實現物聯網的信息傳輸設計系統是一種比較開放式的網絡，所以在設計的時候必須十分重視其安全性。如果基于電力載波通訊實現物聯網的信息傳輸設計系統采用的是邏輯網絡，為了確保設計的安全性就需要采用至少兩個設備以對網絡進行加密，這樣才能保證信息在傳輸過程中的安全，無論是網絡密碼還是網絡加密值都應該由用戶自己設置。為了保證邏輯網絡的多樣性，那么網絡加密值就應該采用MD5算法進行設置。如果基于電力載波通訊實現物聯網的信息傳輸設計系統采用的是缺省加密值，就會通過利用隨機函數生成16個字符，這樣就可以得到一個NEK。雖然用戶不能對NEK值進行修改，但是他們可以通過發送MAC管理信息去更改NEK碼，更改NEK碼的方法可以設定為本地修改和遠端NEK碼加密兩種。如果是采用本地修改的方式更改 NEK碼，那么用戶可以直接在計算機借助 DM客戶軟件改更改 NEK碼，但是本地修改具有一定的局限性，改方法只能用于本地計算機和店里線調制解調器之間的信息傳輸，當用戶端通過軟件工具連續發送兩條 MDE信息之后就可以成功更改 NEK碼。如果是采用遠端NEK碼加密的方式對NEK碼進行加密，用戶直接連接計算機和設備就可以成功對NEK碼進行加密。
結束語
當今社會人們對科學技術的關注度愈來愈高，所以科學技術正在茁壯成長，電力載波通訊對物聯網的影響越來越明顯，尤其是在物聯網的信息傳輸中，但是目前我們所使用的電力載波通訊技術還有很多地方都不夠成熟、完善，所以在實際應用的時候肯定還會遇到各種各樣的問題，因此國家必須要加大對電力載波通訊技術的研究力度，致力于不斷的該項技術完善。
參考文獻：
[1]唐麗芳.基于電力載波通訊的物聯網應用研究[J].現代電信科技，2012，21（1）：76-78，84.[1]
[2]李明穎，王樹文，柴玉華等.電力遠程抄表中集中器的設計[J].自動化技術與應用，2011，30（4）：38-42.[2]
[3]林建宇，黃釗洪.基于電力線載波技術的遠程電流數據采集系統的設計[J].電子技術應用，2005，15（31）：25-27.[3]
[4]田衛華，王占林，姜凌等.基于 FSK- KQ100的低壓電力載波通訊電路設計[ J].沈陽工程學院學報（自然科學版），2006，2（1）：44-46.[4]
[5]馬樂，燕煒，姜思羽等.基于物聯網體系結構的智能居家系統設計[ J].北京師范大學學報（自然科學版），2013，49（5）：458-461.[5]
[6]潘瑩玉.我國電力線載波通信的現在與發展[J].中國電子商情，2001，（2）：53-56.[6]
[7]陳讓朱.利用電力載波通訊實現物聯網的信息傳輸的方法[J].電子測試，2014年16期.[7]
（作者單位：長訊通信服務有限公司）
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