通过电力线通信(PLC/AMR)实现自动抄表
- 2007年05月17日 10:01:35来源：烟台勾股通信技术有限公司
为满足当今AMR的通信需要，电力公司正在寻求电力线通信(PLC)技术。PLC是一种通过电力线传输数据(音频、视频、控制信号等)的工业标准方法。由于PLC具有以下技术特点，所以电力公司对其很感兴趣：
降低基础设施成本。PLC系统依靠现有的电力线，不需要构建新的网络基础设施。
对边远地区的覆盖面比RF方案更广。
可由管理中心实现全面控制，降低管理总成本。
防止收入损失。PLC可远程监控，并检测电表篡改行为。这有助于控制损失(即防窃电)，以及在系统出现故障或崩溃时进行维护。
可以集成各种不同服务和实现“智能”家电控制。
能远程监视其它传感器(火灾、温度、入口、出口等)。
记录每日的用电量，缩短“抄表到收费”的时间，以改善财务收入状况。
预付费和缴费帐户自动管理。
实现按使用付费方案。
Maxim的PLC/AMR参考设计
Maxim公司提供自动PLC/AMR方案，从应用角度看，这是一种类似常见的以太网的组网方法。本参考设计基于正交频分复用(OFDM)技术，可实现高可靠性、zui大传输速率为14Mbps的数据传输。
对于OFDM系统来说，电表监视系统(AMR)的要求相对比较容易满足。每月一次，必须传输几十到几百字节的AMR消息。其余大部分时间，通信通道都是闲置的。因此，数据速率和数据响应时间都不是AMR系统中特别重要的因素。相反，可靠性和坚固的网络至关重要，事实证明，OFDM是克服AC线路固有噪声大这一缺点的*方案。
在Maxim参考设计中，MAXQ3120电量测量微
控制器通过异步串行链路以1200bps的数据速率与MAX2986 PLC基带芯片通信。对MAX2986的固件稍加改动，即可通过其内部UART进行通信，并识别符合DL/T645电表协议的帧格式。
该参考设计必须解决的一个问题是MAC层地址和DL/T645网络地址之间的关系问题。由于DL/T645不具有解析MAC层地址的机制(IP栈中ARP具有该功能)，所以有两种应对方案：让主机跟踪网络和每一个电表的MAC标识，或者使MAC地址和网络地址之间具有某种固定的关系。本参考设计采用后一种方法。
在本设计中，网络地址区域为空白的电表会质询相关的PLC芯片组，要求为其分配地址。作为回应，PLC芯片组将MAC地址本身作为有效载荷，发送一个标准的DL/T645地址设置消息。这样，可保证每个电表都有*的网络地址(只要MAC地址也*)。注意，这是电表芯片(MAXQ3120)*一次主动发送消息。
通信按下列步骤进行：
主机PC产生一个请求，并将该请求发送至外部PLCModem。
PLC Modem分析该请求，并将DL/T645消息头中的电表地址转换为以太网MAC。
附有新MAC的以太网信息包通过电力线被发送出去。
电表接收信息包，并确定消息是发给自己的。并存储源MAC地址，以备在响应包中使用。
PLC MAC提取有效载荷，并将它发送给MAXQ3120。
MAXQ3120响应请求，将一个信息包送回PLC MAC芯片。
MAC
控制器构建并发送以太网信息包，用所存储的请求包源地址作为响应包的目的地址。
主机PLC Modem接收响应包，提取有效载荷，然后将其发送给主机PC。
采用该方法，PLC/AMR电表整合了PLC协议和DL/T645协议。这种方案避免了必须在电表中同时建立网络层地址和MAC地址的限制。
