电力线通信（PowerLineCommunication，PLC）是指传输电能的电力线传输数据、话音信号、视频、网络数据的一种通信方式，已广泛应用于楼宇自动化、智能家居、远程抄表等领域。然而低压电力线的主要功能是传输50~60Hz电能，不同于双绞线、光纤、同轴电缆等通信介质，并未专门考虑高频数据传输设计，因此作为通信信道有其自身的局限性，特别是工作在电力线上的各种用电设备的启停、切换、变化等会引起电力线信道的噪声剧烈变化，易导致数据传输变得极不可靠。因此，选择合适的低压电力线载波通信方式、合理地设计滤波器以及最大化地降低电力线噪声干扰对通信的影响已成为电力线载波通信技术的研究热点和难点。

1系统结构

1.1监测器

信号智能监测器核心是高性能看门狗监测芯片，由单片机构成的监测器中，其工作常会受到外界电磁干扰，造成程序错误，单片机控制的监测器无法正常工作，使整个系统处于瘫痪状态，导致电子抹除式可复写只读存储器数据混乱，部分地址无法写入数据。因此，为了对信号进行实时监测，采用看门狗单片机状态芯片作为监测器主要芯片。看门狗定时器定时时间与振荡器频率有关，如果上电复位模式下，定时器不起作用；如果定时器启动，软件将禁止使用；如果监测器重启一次，那么定时器将清零；如果定时器定时时间到，那么可产生一个复位脉冲，此时CPU将复位，程序重新开始执行。

1.2带阻滤波器

带阻滤波器是一种只传输指定频段信号，抑制其它信号的滤波器，具有体积小、性能稳定的优点，利用带阻波器可抑制干扰噪声，达到提高监测精准度的目的。

1.3复位电路

复位电路目的就是在上电瞬间为系统提供与正常工作状态下相反的电平，根据电容电压不能突变规则，将电容与电阻串联，提供复位脉冲，直到电容两端都为电源电压位置，整个电路就重新进入正常工作状态。通过电路复位，将电路恢复到原始状态，具有清零作用。复位电路中晶振频率越高，则说明单片机运行速度就越快。单片机性能好坏不仅与CPU有关，还与存储速率有关，因此选择6~12MHz频率大小的晶振。而C1和C2选值在20~100pF，可保证电路复位过程的稳定。当系统上电后，复位电路为系统提供复位信号，直到电源稳定，复位信号可撤销，防止电源开关过分抖动而影响复位效果。

2电力载波远程采集系统设计原理

基于GPＲS和电力载波通信的远程数据采集系统原理框图，从功能上分，可把通信系统分为用户终端、数据集中器、通信子网、220V电力线网和监控中心五大部分。用户终端是本系统的数据采集终端，包括电能表和电力载波通信模块;数据集中器是数据收集器，包括GPＲS模块、AＲM控制器和电力载波通信模块;通信子网负责数据的网络化传输，包括BSS发射天线、SGSN、GPＲSN骨干网、GGSN、INTEＲ-NET网、服务器等部分。本系统的工作流程如下:数据集中器通过电力载波通信模块，周期性发数据采集命令给用户终端，当用户终端收到此命令时，单片机控制器采集电能表相关数据，通过电力载波通信模块和220V电力线发回数据集中器中。当AＲM控制器从电力载波通信模块中读得从用户终端发回的数据之后，对刚收到的数据进行数据加密、打包等处理，通过串口送到GPＲS通信模块。GPＲS通信模块、电力载波通信模块和晶振和复位电路等组成。

AＲM控制器选用了S3C2440A处理器，是一款基于AＲM920T内核的16/32位ＲISC嵌入式微处理器，其主频为400MHz，最高可达533MHz。SDＲAM存储器采用了2片HY57V561620存储芯片，其容量为2MB，工作电压为3．3V;FLASH储存器采用了K9F1208存储芯片，其容量为512MB，用于储存嵌入式系统中部分代码和数据。SD卡是数据集中器的外部存储设备。当上行通信发生故障时，储存从用户终端采集到的数据，提高系统的可靠性。S3C2440A芯片有3个互相独立的异步UAＲT给用户使用，在本系统中一个分配给电力载波通信模块，一个分配给GPＲS通信模块，另一个分配给MAX232PC机串口。GPＲS通信模块采用是MG323GSM模块，在此模块中，内嵌TCP/IP协议，最高速率可达85．6kbit/s;电力载波通信模块采用KQ130F模块，它负责下行通信，通过220V的电力线与用户终端通信。

3视频监控系统的软硬件实现

3.1软件实现

服务端采用WindowsServer2008+IIS7+FMS，编码主控端采用Windows7+ffmpeg。客户通过RTCP/TCP协议得到视频数据，并且可以利用播放器进行视频播放。通过图3可以看出，船舶视频流通过H.264编码器进行转换，并且发送到数据缓存区，然后经过打包封装后，经由互联网传输给用户，在这个过程中会进行数据的解包和解码，最终进行播放。

3.2硬件实现

通过ZC301P工业摄像头对船舶监控区域的视频信息进行采集，然后利用INT5500调整解调器实现对采集的视频信息的传输。可以看出系统的核心由ARM9微处理器S3C2410（此微处理器可以实现电源控制、实时时钟控制、数据缓存等功能）、以太网控制器CS8900以及USB主机组成^[4]。系统通过串口和JTAG进行软件功能的调试。

3.3高斯噪声

当高斯噪声信噪比为10dB时，传统系统和基于小波变换系统比特误差率都大于10-1；当高斯噪声信噪比为20dB时，传统系统比特误差率接近10-1，基于小波变换系统比特误差率接近10-2。两种系统在高斯噪声干扰下，传统系统性能要低于基于小波变换系统性能，这是因为小波变换系统中，设计了规避噪声影响，因此，在增加相同比例噪声时，基于小波变换系统误码性能较好。

结语

采用小波变换在信号时域和频域方面具有瞬态监测的效用，对小波进行分解与重构可有效监测除正常信号波动频率外的高次谐波，更具有一定去燥效果，弥补传统系统在有噪信号中监测精准低的不足。在实验对比分析结果中可发现，基于小波变换的电力载波通信信号智能监测系统实际效果与理论分析一致。

参考文献

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