低成本多功能电力载波通讯模块产品说明书● 一体化设计、超小体积● 免外围调试、使用简单● 嵌入式模块、即插即用● 多功能集成、应用广泛模块简介:PLM系列低成本多功能电力载波通讯模块是电力线载波集抄技术的一个普及应用,通过对载波集抄技术的优化更新,保留其简单实用的功能,使模块成本大幅度下降,从而使组建低成本的电力线网络控制系统成为现实。
电力载波通讯专用芯片是实现数据在电力线上传输的关键部分,数据在电力线上的调制和解调就由该部分完成,以往必须采用国外昂贵的电力线载波专用IC来实现这一功能,成本居高不下,这也限制了它的普及和应用。
这几年来我们通过不断的探索和改进,利用独特的载波技术,终于成功完成了这一系列应用非常简单的低成本多功能电力载波通讯模块。
PLM系列电力载波通讯模块提供半双工通信功能,可以在220V,50Hz 电力线上可以实现局域通信功能。
在同一台变压器下,多个模块可以连接在同一条电力线上,在主从通信模式下,模块分别单独工作,不会相互影响。
载波通讯模块由内部的单片机进行数据的传送和接收,通过修改单片机内部的通讯协议,即可进行双向数据的透明传输,组成一个通讯系统;此外还可以通过修改内部单片机的软件,实现不同的模块功能。
基于电力线的复杂环境,为了确保通讯的成功率,模块采用了较低的通讯速率,适用于通讯速度要求不高的场合,例如:● 宾馆、酒店、商场、小区灯光的集中控制和管理● 无人值班的电气设备的远程控制和管理● 工厂、矿井的电气设备的远程控制和监控● 远程温度、湿度的测量和监控● 远程抄表系统● 简单的基于电力线的内部呼叫系统● 智能家居的各种应用● 替代各种有线方式的数据传输,节省成本以上各种应用可以根据用户需求,进行内部单片机不同功能软件的固化,形成嵌入式模块,方便批量生产,降低产品成本和保护生产商的技术优势。
应用框图:模块应用介绍:为了使用户能够更简单地使用载波模块,我们采用了高度集成的电路设计,整个模块取消了外围电力线耦合电路和调整电路,具体应用时简单到只需接入外部供电电源即可,数据的发送和接收也只需遵循常用的单片机串口协议进行操作即可。
模块管脚图:(型号:PLM-07A)长(44mm)×宽(28mm)×高(15mm)模块管脚定义:管脚 符号 定义1 N零线2 NC 备用3 VCC载波电源正(+10V)4 L载波电源地(必须接火线)5 NC 备用6 NC 备用7 NC 备用8 BUSY 电网空闲指示(BUSY为低电平表示电网中此时有其它模块在通讯)9 NC 备用10 LED 载波指示灯11 GNG 通讯电源地12 TXD 数据发送(TTL电平)13 RXD 数据接收(TTL电平)14 VDD 通讯电源正(+5V) 模块典型应用图:模块管脚图: (型号:PLM -08A )长(28mm )×宽(28mm )×高(15mm )模块管脚定义:管脚 符号 定义 1 N 零线 2 NC 备用3 VCC 载波电源正(+10V)4 L 载波电源地(必须接火线)5 BUSY 电网空闲指示(BUSY为低电平表示电网中此时有其它模块在通讯中)6 NC 备用7 NC 备用8 LED 载波指示灯9 VDD 通讯电源正(+5V) 10RXD数据接收(TTL电平)11 TXD 数据发送(TTL电平)12 GNG 通讯电源地模块典型应用图:重要说明:因为模块中载波单元电路的参考地是和火线相连的,为了确保载波单元电路和通讯单元电路的相互隔离,建议载波单元和通讯单元独立供电,以保证操作人员在进行外部通讯线路测试时的安全。
另外,不建议使用开关电源供电!有关载波模块的供电方式,请参考附录中的参考电路。
主要技术参数:序号参数内容 参数指标1 交流电压 单相AC190V-250V,需接零线2 模块电压 10V,5V3 模块电流 不另加外围扩展应用时,整机最大电流 < 35mA4 传输速率 模块通讯口1200 bps,8位数据,偶校验;载波转发50bps5 传输距离 典型载波传输 > 300m,视电网实际情况而定,电力专线 > 600m6 传输范围 同一个台变内,同相交流电7 调制方式 零点OOK8 数据电平 TTL9 数据长度 ≦45byte10 存储温度 -40℃~+85℃11 工作温度 -30℃~+70℃12 相对湿度 5%~95% 不凝结模块通讯协议:模块通讯接口兼容常见的单片机串口协议,模块之间可以进行半双工的数据传输,具体的通讯协议如下:串口波特率1200,1位起始位,8位数据位,1位停止位,偶校验,数据帧格式为:AE 5A 9A L D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 。
D45数据均为16进制格式,其中AE是引导字节,5A,9A是同步字节,L是后面要传输的数据的字节数,最大字节数为45个,D1,D2,D3 。
D45是要传输的数据,要传输不同的字节数,只需修改L的值即可。
模块从通讯口接收到以上的数据帧后,通过内部电路的调制处理,转发到电力线上,电力线上的其它模块将收到的数据帧解调后再从自己的通讯口输出。
输出的数据帧就是所发送的数据帧,从而实现了数据的透明传输。
实际应用时,通讯协议可以按客户的要求做出修改,配合客户自己的通讯系统。
串口测试软件:为了方便客户对载波模块各种功能进一步了解,我们提供了专门的电脑串口测试软件。
通过串口测试系列软件,可以方便快捷地测试载波模块的各种功能,包括数传测试、开关控制、温度测量、汉字传输、载波抄表、家居控制等等,更多的功能将在以后陆续提供,敬请继续关注我们的后续产品。
模块应用举例:1.简单的模块通讯测试系统:下面是一个简单的模块通讯测试系统的连接图,模块的输出经过电平转换后接入计算机的RS232串口。
测试时可以使用常用的计算机串口测试软件或本厂提供的专用测试软件,按照上面的通讯协议设置好计算机的串口参数,输入16进制的数据帧或汉字,两台计算机之间就可以通过电力线进行数据通讯了。
配合我们提供的汉字传输软件,即可实现类似QQ 的聊天功能。
需要注意的是,载波通讯只能以半双工的方式进行,同一时间只能有一台计算机在发送数据,所以在测试时要注意载波模块发送数据帧所消耗的时间。
这一点可以参考载波指示灯的指示。
在多个模块组成的系统中,为了防止不同模块同时发送数据,造成通讯失败,模块设置了一个电网空闲指示脚“BUSY”(BUSY为低电平表示电网中此时有其它模块在通讯),外部主机在发送数据时可以根据这一管脚状态来确定是否发送数据(BUSY为高电平表示电网空闲,可以发送数据了)。
模块通讯测试板:数传测试软件:汉字聊天软件:2.电力载波开关:通过修改载波模块内部的功能软件,可以利用模块的备用管脚实现外部开关的载波控制,模块同时预留红外通讯接口,可以同时使用红外和电力载波方式对本地和非本地的开关进行控制和状态监控。
如下图:以上应用可以参考我们的“双向电力载波遥控开关”的详细介绍。
开关控制软件:家居控制软件:3.温度测量系统通过修改载波模块内部的功能软件,可以利用模块的备用管脚实现温度的测量。
温度的测量可以通过读取外部的温度传感器获得,也可以通过外接热敏电阻由载波模块内部的软件进行简单的测量(适用于要求不高的场合)。
如下图:温度测量软件:4.电表抄表如果修改模块内部的通讯协议为常用的抄表协议,则模块可以即插即用于电表中取代485接口,实现远程载波抄表。
载波抄表软件:5.有关系统的状态采集通过修改内部功能软件,模块还可应用于一些系统的状态采集中,如开关闭合的状态,安防系统的一些监控信号等等。
以上是一些应用的简介,PLM系列多功能载波模块均可实现这些功能,可以替客户减少二次开发的时间和降低产品的成本。
客户如有其它的一些应用需求,可以联系我们,我们可以专门为客户定做特定的功能模块。
模块使用注意事项:(请仔细阅读以下内容)● 两种模块管脚定义不一样,请注意区分,请严格按照模块管脚定义进行接线,特别是火线和零线不能接错,否则有可能会损坏模块!● 模块载波供电电压+10V的参考地必须要跟火线相连,测试时请注意安全!(比如使用示波器测量时,示波器的探头如果没有隔离的话绝对不能直接和+10V的参考地相连!)●由于载波部分的参考地必须接火线,所以+10V电源不能使用全波整流电路,只能使用半波整流电路。
有关载波模块的供电方式,请参考附录中的应用图。
● 如果+10V和+5V共用一组电源,此时通讯口的地即为火线,这种情况下禁止直接跟计算机的串口相连,以防造成220V电源短路!使用示波器测量时,也要注意这一点!● 为了测试安全,建议使用独立的两组电源分别提供+10V和+5V电源,具体请参考附录中的应用图。
此时通讯部分电路和220V高压电路是隔离的,可以安全进行有关的测试。
●模块的工作电源不建议使用开关电源供电!工作电压 +10V和 +5V要保持稳定,保证载波信号的发射功率和调制频率。
●模块本身工作电流小于35mA,如果不考虑安全隔离,可以使用电容降压取电,这样可以节省成本。
此时参考地也要跟火线相连!相关电路请参考附录中的应用图。
● 请保证相互通信的载波模块处于电力线的同一相中,否则通讯会失败。
● 如果载波数据需要传送较远的距离,可以使用具有中继功能的转发模块。
● 用户设备和载波模块两者的串口传输速率必须一致(1200bps),校验为偶校验。
如需不同速率,可以修改。
● 虽然模块通讯口波特率是1200 bps,但是电力载波传输的波特率仅为50 bps,所以在传输较多的数据时,要考虑传输消耗的时间。
另外同一时间只能有一个模块在发射,可以有多个模块在接收。
● 载波指示灯可以指示载波模块的工作状态,正常情况下指示灯将以某一频率闪烁,表示载波模块工作正常;如果指示灯不闪烁,表示载波模块有故障;在载波发送和接收期间载波指示灯将会点亮,在进行数据传输操作时传输所消耗的时间可以参考这个状态指示。
● 客户在应用时建议传输较少的数据帧,这样可以提高传输效率,减少传输错误。
另外建议在数据帧中加入适当的校验或重复发送有效数据帧,提高数据传输的可靠性。
● 模块在使用时要保持电网接线端接线良好,保证载波信号的无衰减传输。
● 由于载波模块是直接接入220V的电网,因此在应用时要考虑对模块电路进行必要的保护,防止电网上的浪涌电压或雷击等对模块的损坏。
比如在220V电源之间加接吸收电容和压敏电阻。
● 模块载波单元电路要加入过流保险管,如果保险管烧断,表示模块内部高压耦合电路已损坏,此时请勿再使用模块。
● 模块测试时建议使用插座,可方便更换。
正式产品如果还使用插座,必须确保引脚接触良好,否则会造成载波信号的衰减。
重要提醒:载波模块属工业电气产品,请在专业技术人员的指导下进行操作,以防触电!交流高压 注意安全模块管脚尺寸图:(单位: mm)型号:PLM-07A型号:PLM-08A附录:载波模块的几种供电方式:由于载波部分的参考地必须接火线,所以+10V电源不能使用全波整流电路,只能使用半波整流电路。